一种U肋板内焊焊缝的返修方法与流程

本申请涉及钢结构桥梁制造技术领域，尤其涉及一种U肋板内焊焊缝的返修方法。

背景技术：

正交异性钢桥面板，因其结构重量轻，施工周期短，在大垮径桥梁中得到广泛应用。但从已建桥梁运营状态的表现来看，早期建成的桥梁陆续出现了结构性疲劳开裂，抗疲劳性能令人堪忧，与之俱来的是桥梁维护成本的大幅增加。

正交异性钢桥面板的耐久性问题已严重制约其进一步的发展应用，甚至部分桥梁设计师不惜采用结构重量更大、建设成本更高的钢筋混凝土桥面取代正交异性钢桥面板。

虽然正交异性钢桥面板U肋板焊缝的设计理念和焊接技术在不断进步中，对于改善钢桥面板与U肋板间的焊缝的疲劳性能方面起到了一定的积极作用，但现有技术条件下，U肋板焊缝均为单侧角焊缝形式，在承受桥面局部车载交变荷载作用时，其疲劳性能表现具有先天性的不足。

针对上述缺陷，某大型公司提出一种全新的提高正交异性钢桥面板疲劳性能的解决方案，开发应用了正交异性钢桥面板U肋板内焊技术；突破U肋板内部空间尺寸限制，利用专用焊接设备在U肋板内侧进行角焊缝的焊接，U肋板内焊技术将U肋板与桥面板之间的连接焊缝由单侧角焊缝改变为双侧角焊缝形式，大幅降低焊根处及桥面板焊趾处的应力幅值，从而避免从焊缝焊根处萌生的疲劳裂纹问题，同时改善桥面板焊趾处疲劳性能；与此同时，U肋板内焊技术也将为正交异性板结构优化设计提供更广阔的技术空间。

采用高清视频监控及超声相控阵检测技术对U肋板双侧角焊缝其进行有效的检测，可准确地发现U肋板内焊焊缝表面及内部的包括裂纹在内的焊接缺陷，而对于焊接裂纹这种危险性严重的缺陷，会直接影响焊接接头的疲劳性能，需采用合理的方式进行返修，达到合格的质量要求。

对于焊缝裂纹的返修，一般采用碳弧气刨方法将含有裂纹的焊缝金属完全清除，并刨制成适合返修焊接的坡口，之后采用合理的焊接工艺进行返修焊接。关键技术在于通过磁粉探伤方式确认裂纹是否已完全清除，并在返修焊接中避免新的焊接缺陷产生。

由于U肋板内部空间狭小，采用专用设备可进行可靠的焊接和焊缝打磨处理，而现有技术难以在U肋板内部进行有效的磁粉探伤及碳弧气刨，因此目前无法采用常规技术从U肋板内部对内焊焊缝进行返修，而直接从U肋板外侧进行返修，若需完全清除焊接裂纹，则必将U肋板焊缝刨穿，形成了带间隙的焊接坡口，而且间隙尺寸难以控制一致，这样无论从内侧和外侧进行返修，返修焊缝质量都难以得到保证。

因此，现有技术仅能在U肋板外侧对U肋板内焊的裂纹缺陷进行碳弧气刨清除，而清除过程中又必须将U肋板焊缝刨穿，才能保证裂纹缺陷清除干净，这样后续的返修焊接质量难以得到保证。

技术实现要素：

本发明了提供了一种U肋板内焊焊缝的返修方法，以解决目前的U肋板返修焊接质量难以得到保证的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种U肋板内焊焊缝的返修方法，所述方法包括：

当检测发现所述U肋板内焊焊缝有焊接裂纹时，确认所述焊接裂纹的具体部位；

利用U肋板内焊焊缝修磨机对所述U肋板内焊焊缝进行修磨；

利用U肋板内焊设备在所述U肋板的内侧对修磨后的焊缝进行补焊；

在所述U肋板的外侧进行碳弧气刨清根，并形成一焊接坡口；

利用磁粉探伤检测所述焊接坡口，确认所述焊接坡口是否具有裂纹缺陷；

当确认所述焊接坡口没有裂纹缺陷后，对所述焊接坡口进行返修焊接。

优选的，所述确认所述焊接裂纹的具体部位之前，包括：

利用在线视频监控技术或超声相控阵检测技术检测所述U肋板内焊焊缝是否存在焊接裂纹。

优选的，所述利用在线视频监控技术或超声相控阵检测技术检测所述U肋板内焊焊缝是否存在焊接裂纹之后，包括：

若利用所述在线视频监控技术检测到所述U肋板内焊焊缝的表面有焊接裂纹，基于所述U肋板内焊设备的焊接数据记录，确认所述焊接裂纹的具体部位；

在所述U肋板的外侧对应部位标识出存在所述焊接裂纹的部位。

优选的，所述利用在线视频监控技术或超声相控阵检测技术检测所述U肋板内焊焊缝是否存在焊接裂纹之后，包括：

若利用所述超声相控阵检测技术检测到所述U肋板内焊焊缝的根部存在所述焊接裂纹，则在所述U肋板的外侧对应部位标识出存在所述焊接裂纹的部位。

优选的，所述利用U肋板内焊焊缝修磨机对所述U肋板内焊焊缝进行修磨之后，包括：

控制修磨后的焊缝形状尺寸，要求修磨后所述U肋板的内侧的角焊缝的厚度小于3mm，并形成凹形表面。

优选的，所述利用U肋板内焊焊缝修磨机对所述U肋板内焊焊缝进行修磨之后，包括：

控制修磨的焊缝长度为从所述焊接裂纹的起止点往两端各延伸20mm。

优选的，所述焊接坡口角度40°～60°。

优选的，所述在所述U肋板的外侧进行碳弧气刨清根之后，包括：

对所述焊接坡口进行打磨处理。

优选的，所述对所述焊接坡口进行返修焊接，包括：

采用烘枪对所述焊接坡口进行预热，预热温度为60℃～80℃；

采用药芯焊丝CO₂气保焊对所述焊接坡口进行返修焊接。

优选的，所述采用药芯焊丝CO₂气保焊对所述焊接坡口进行返修焊接之后，包括：

对所述焊接坡口的焊缝进行外观检查与无损检测。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种U肋板内焊焊缝的返修方法，当检测发现所述U肋板内焊焊缝有焊接裂纹时，确认所述焊接裂纹的具体部位，然后在U肋板的内侧对具有焊接裂纹的内焊焊缝进行修磨并补焊，可有效保证返修后内焊焊缝的焊缝成形。再在U肋板的外侧进行碳弧气刨清根、磁粉探伤及返修焊接步骤，可有保证焊缝不会刨穿，而且可确认裂纹缺陷完全清除，有利于保证返修焊的质量，本发明的返修焊缝达到全熔透焊缝要求，焊接接头的疲劳性能优异。

附图说明

图1为本发明实施例中一种U肋板内焊焊缝的返修方法流程图；

图2A-2F为本发明实施例中U肋板内焊焊缝的返修方法的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

本发明提供了一种U肋板内焊焊缝的返修方法，先在U肋板的内侧对具有焊接裂纹的内焊焊缝进行修磨并补焊，可有效保证返修后内焊焊缝的焊缝成形，后在U肋板的外侧进行碳弧气刨清根、磁粉探伤及返修焊接，可有保证焊缝不会刨穿，而且可确认裂纹缺陷完全清除，有利于保证返修焊的质量，本发明的返修焊缝达到全熔透焊缝要求，焊接接头的疲劳性能优异。

由于目前的U肋板内侧的操作工序仅涉及到目前已成熟的U肋板内焊及内焊焊缝打磨技术，无需在U肋板内侧进行碳弧气刨及磁粉探伤，技术上成熟可靠。

下面请参看图1，为本发明的具体实施过程图。

步骤101，当检测发现U肋板内焊焊缝有焊接裂纹时，确认所述焊接裂纹的具体部位。

在具体的实施过程中，可利用在线视频监控技术或超声相控阵检测技术检测U肋板内焊焊缝是否存在焊接裂纹。

若利用在线视频监控技术检测到U肋板内焊焊缝的表面有焊接裂纹，那么通过查询U肋板内焊设备的焊接数据记录即可确认焊接裂纹的具体部位，并在U肋板外侧对应部位标识出存在焊接裂纹的部位。

若利用超声相控阵检测技术检测到U肋板内焊焊缝的根部存在焊接裂纹，则直接在U肋板外侧对应部位标识出存在焊接裂纹的部位。

步骤102，利用U肋板内焊焊缝修磨机对所述U肋板内焊焊缝进行修磨。

在具体的实施过程中，利用U肋板内焊焊缝修磨机在具有所述焊接裂纹的U肋板内焊焊缝进行修磨，修磨至接近焊缝根部。

具体来说，在对存在焊接裂纹的焊缝进行修磨时，可同时通过控制系统精确控制修磨后的焊缝形状尺寸，要求修磨后内侧的角焊缝的厚度小于3mm，并形成凹形表面。另外，需控制修磨的焊缝长度从焊接裂纹的起止点往两端各延伸20mm。

步骤103，利用U肋板内焊设备在所述U肋板的内侧对修磨后的焊缝进行补焊。

在具体的实施过程中，采用U肋板内焊设备在U肋板的内侧对修磨后的焊缝补焊一道角焊缝。

在补焊处理时，采用实心焊丝混合气体保护焊工艺，实心焊丝型号ER50-6，直径φ1.2mm，保护气体为三元气(Ar+CO₂+O₂)，补焊焊道的焊脚尺寸为6～8mm。

步骤104，在所述U肋板的外侧进行碳弧气刨清根，并形成一焊接坡口。

采用碳弧气刨或等离子气刨工艺清除内焊焊缝根部，不将内焊焊缝刨穿，气刨的深度为超过U肋板内侧表面约2～3mm，并在外侧形成适合返修焊接的焊接坡口，坡口角度40°～60°；气刨的长度为在裂纹标识起止点往两端各延伸20mm。

而在形成焊接坡口之后，还会对焊接坡口进行打磨处理。

步骤105，利用磁粉探伤检测所述焊接坡口，确认所述焊接坡口是否具有裂纹缺陷。

在外侧打磨坡口内的氧化皮，见金属光泽，采用磁粉探伤检测坡口内是否存在焊接裂纹缺陷，若仍有裂纹，则需重复气刨、打磨、磁粉探伤工艺，直至完成清除裂纹。

步骤106，当确认所述焊接坡口没有裂纹缺陷后，对所述焊接坡口进行返修焊接。

返修焊前，采用烘枪对待返修焊缝(即焊接坡口的焊缝)进行预热，预热温度为60℃～80℃，采用药芯焊丝CO₂气保焊进行返修焊接，多层多道焊工艺。返修焊完成后按相关标准对焊接坡口的焊缝进行焊缝外观检查与无损检测。

该缺陷焊缝经返修后达到了全熔透焊缝要求。具体的U肋板内焊裂纹返修方法见图2A-2F。

在具体的实施过程中：

参看图2A，在桥面板1上焊接有U肋板2，U肋板2具有外侧3和内侧4。而在U肋板2的内侧4的内焊焊缝处具有一焊接裂纹5。

参看图2B，在U肋板2的内侧4进行焊缝修磨处理。

参看图2C，在U肋板2的内侧4进行补焊处理。

参看图2D，在U肋板2的外侧3进行碳弧气刨处理。

参看图2E，在U肋板2的外侧3进行磁粉探伤处理。

参看图2F，在U肋板2的外侧3进行返修焊接。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种U肋板内焊焊缝的返修方法，当检测发现所述U肋板内焊焊缝有焊接裂纹时，确认所述焊接裂纹的具体部位，然后在U肋板的内侧对具有焊接裂纹的内焊焊缝进行修磨并补焊，可有效保证返修后内焊焊缝的焊缝成形。再在U肋板的外侧进行碳弧气刨清根、磁粉探伤及返修焊接步骤，可有保证焊缝不会刨穿，而且可确认裂纹缺陷完全清除，有利于保证返修焊的质量，本发明的返修焊缝达到全熔透焊缝要求，焊接接头的疲劳性能优异。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。