撕裂坡口。
[0033] 图2所示，设计要求彡85%熔深焊接。实际情况下，由于焊接作业空间限制，只能 反坡进行焊接。根据实际焊接条件，将熔深坡口优化为坡口较小的全熔透坡口，焊接填充量 减小2/3,减小焊接变形，减少焊接应用。
[0034]同时根据塔柱特征，制定专用焊接防撕裂坡口，见图3。将防撕裂坡口均开设在板 厚方向上，将撕裂的可能降至最低。
[0035] 众所周知，层状撕裂是厚板焊接过程中非常严重的质量事故。其主要原因是由于 钢板的内部存在有分层的夹杂物(沿轧制方向)，在焊接时产生的垂直于轧制方向的应力， 致使在热影响区或稍远的地方，产生"台阶"式层状开裂。
[0036] 下塔柱壁板厚度达到100、120、150mm，而其三角形的特点，使得钢板之间必定为角 接接头，其发生层状撕裂的倾向大。为了避免在母材上发生层状撕裂，将坡口开设于角接接 头钢板的板厚方向。
[0037] 此坡口主要具有以下优势： 1)减小了钢材厚度方向上母材的厚度。
[0038] 2)改变了焊接收缩应力的方向。
[0039] 3)优化部分仰焊位置坡口为横焊位置，减小焊接难度。
[0040] 步骤二、下料切割 制作厂下料采用丙烷+高压氧的组合，进行钢板切割。超厚板的切割，关键在于下料精 度及切割面质量。针对150、120、IOOmm厚Q345qD下料的课题，要确定切割参数，确保气割 质量。
[0041] 制作过程中，超厚桥梁钢板Q345qD采用数控切割机下料。切割前确定割嘴型号， 钢板预留割缝补偿。切割中控制气体压力、流量，避免割不透、锯齿等切割缺陷。
[0042] 经过多次试验及实际钢板切割验证，切割150、120、IOOmm厚Q345qD钢板采用以下 参数，质量稳定可控。
[0043] 切割后对钢板切割面进行检查，同时复核零件尺寸，检查气割面硬度，确保切割质 量。
[0044] 步骤三、单元件坡口开设 坡口开设，可采用常规火焰切割及铣边机两种方案。
[0045] 铣边机开设坡口，为较为理想的方式。但一般铣边机仅适合开设120mm以下坡口。 并且因下塔柱零件均为异形，并非常见的直条坡口。相应的，坡口种类繁多、样式复杂，需要 专用切割胎架，且铣边过程中无法进行微调，很难控制坡口大小及精度。如采购新型的坡口 开设装置，则至少需要300万人民币以及半年的定制时间，工程期限也不满足。
[0046] 所以排除铣边机开设坡口，仍用常规的火焰切割坡口。仍采用与下料相同的施工 方式，先试验后施工，确保坡口开设质量。切割坡口前进行划线，坡口开设后进行测量。
[0047] 在火焰开设消斜坡口试验中发现较严重问题。当开设的坡口深度达到180_以上 时，由于切割深度过大，气流到达坡口端部时已经分散，气流压力不能有效吹除铁水，导致 切割面成弧形，严重影响坡口开设质量。
[0048] 最后经过多次试验，采用多角度多次切割的方式，成功保证了切割面的质量，并且 每个切割面均进行表面硬度的测量，保证气割面硬度符合规范要求。
[0049] 参见图4,切割顺序为：①切割枪头与水平面成75°切割第一刀；②留3mm切割补 偿量，与水平面成84°切割第二刀。
[0050] 通过以上方式开设的坡口，很好的保证了构件不等厚对接的消斜效果，并且为后 续不等厚对接坡口的焊接提供了便利。
[0051] 步骤四、单元件划线、装配、焊接、矫正 单元件验收完成后，再进行整体拼装，有利于控制焊接变形。并能规避整体拼装可能出 现作业空间受限的情况。
[0052] 参见图5-图8,整个单元件的装配、焊接过程主要包括：三角形柱体壁板拼接，柱 内加劲单元制作，壁板单元制作，圆管结构段制作四个部分。
[0053] 步骤五、制作胎架，设置牙板，绘制地样 制作塔柱节段整体拼装专用胎架，并设置牙板标高，控制整体线性，绘制地样线，严控 整体装配精度。
[0054] 参见图9一图10,此步骤主要包括三角形柱体与铸钢件上胎，装配中塔圆管结构 段。过程中做好胎架加固，设置牙板，绘制地样。
[0055] 步骤六、塔柱整体焊接 1)铸钢件、中部三角形柱体和顶部圆管结构段三者焊接 下塔柱铸钢件ZG275-485H与桥梁结构用钢Q345qD-Z25焊接节点，其中铸钢件 ZG275-485H板厚为100mm，桥梁结构用钢Q345qD-Z25板厚为150mm。下表为铸钢件及 Q345qD_Z25化学成分及力学性能表。
[0056] 铸钢ZG275-485H与Q345qD_Z25复验化学成分
铸钢ZG275-485H与Q345qD-Z25力学性能
①焊前预热、层间温度，焊后保温： 焊前预热主要作用在于延长焊缝金属从峰值温度降到室温的冷却时间，使焊缝中的扩 散氢有效溢出，避免冷裂纹的产生。同时延长焊接接头从800~500°C的冷却时间，改善焊缝 金属及热影响区的显微组织，降低热影响区硬度，提高抗裂性能。
[0057] 估算的预热温度公式：
[C]化=C+Mn/9+Cr/9+Ni/18+Mo/13 (化学成分影响的碳当量）； 由于Q345qD-Z25 (150mm)和ZG275-485H (IOOmm)焊接时，接头板厚较大，考虑厚度因 素，碳当量计算：
[C]厚=0· 005 δ [C]化(板厚影响的碳当量） 总的碳当量公式：[C]总=[C]化+[C]厚； 焊接预热温度根据经验公式：T=350 ([C]总-0. 25) 1/2。
[0058] 铸钢 ZG275-485H (100mm)与 Q345qD-Z25 (150mm)预温度见下表：
预热温度：异种钢焊接时，预热温度应以预热温度高的钢材一侧为最低预热温度。此 处，Q345qD所需的预热温度较高，考虑到《钢结构焊接规范》（GB50661-2011)对此种钢材 的最低预热温度，并且为了不使焊缝及热影响区晶粒粗大，焊接前预热温度适当降低，取 200°C，同时预热温度< 250°C，保证层温控制在200~250°C之间。
[0059] 层间温度：为了不使焊缝及热影响区晶粒粗大，层温控制在230~250°C之间。
[0060] 焊后保温：为保证焊后氢能及时溢出，防止产生冷裂纹，焊后紧急后热处理，后热 温度300~350°C，后热时间3h。后热完成，石棉布保温缓冷至环境温度。
[0061] 焊接过程中，温度控制要求高。采用电加热对焊缝区域进行均匀加热。焊接过程中 如发现部分焊缝区域温度低于预热要求，须对此区域再次进行加热达到预热温度要求。焊 后采用电加热进行包裹，后热处理。
[0062] ②焊丝选用： 选用E501T-1焊丝。保证Q345qD-Z25与ZG275-485H等强连接，同时碳含量低，有效减 小焊缝及热影响区的淬硬倾向，减小裂纹产生的概率。并且考虑到焊接位置为仰角焊及立 角焊，采用药芯焊丝保证表面成型。
[0063] ③焊接工艺参数：
2)三角形柱体深度150mm、长度15500mm的坡口仰焊技术 焊接难点：仰焊过程中，铁水的重力妨碍熔滴过渡，阻碍焊缝的冶金过程。同时，下滴的 铁水也可能对焊接作业人员产生危害。仰焊技术对焊接作业人员技能水平提出了较高的要 求，同时本工程仰角焊长度达到15500mm，焊缝深度达到150mm，对工程焊接作业提出了非 常高的要求。
[0064] ①焊接坡口： 为了避免在母材上发生层状撕裂，将坡口全部开设于板厚方向；同时此种坡口部分焊 接位置接近于横焊，有利于焊接作业及焊缝表面成型。
[0065] ②焊工选拔： a.收集有焊工等级证(仰焊）的相关焊接作业人员。
[0066] b.对具有相关资质的焊工进行t=30mm试板仰焊考试。
[0067] c.选拔出技能水平过硬的6名焊工进行构件的焊接。
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