鋼結構焊接施工工藝

1、目錄1. 前言 錯誤！未定義書簽。2. 焊接工藝流程 33. 焊接施工工藝及技術措施 . 43.1 焊前準備 43.2 焊接材料的選擇 43.3 焊接預熱 53.4 焊接環(huán)境 63.5 焊接工藝措施 63.6 厚板焊接工藝要點 103.7 焊接應力控制 133.8 焊接質量檢查 134. 焊接質量控制措施 155. 鋼結構焊接注意事項 185.1 防風措施 185.2 防雨措施 181.焊接工藝流程3. 焊接施工工藝及技術措施3.1 焊前準備 焊接區(qū)操作腳手平臺搭設良好，平臺高度及寬度應有利于 焊工操作舒適、方便，并應有防風措施。由于CO2 氣體保護焊焊槍線較短，考慮將焊機及送絲機置于操作平臺

2、上。操作平臺 是針對節(jié)點焊接而專門設計，具體詳見安全設施一節(jié)。焊工配置一些必要的工具，比如：鑿子、焊工專用榔頭、 刷子以及砂輪機等。焊把線應絕緣良好，如有破損處要用絕緣 布包裹好，以免拖拉焊把線時與母材打火。焊接設備應接線正確、 調試好， 正式焊接前宜先進行試焊， 將電壓、電流調至合適的范圍。檢查坡口裝配質量。應去除坡 口區(qū)域的氧化皮、水份、油污等影響焊縫質量的雜質。如坡口 用氧乙炔切割過，還應用砂輪機進行打磨至露出金屬光澤。3.2 焊接材料的選擇根據(jù)鋼材化學成分、力學性能，對Q345C級鋼的焊材選配,見下表 1 所示：表1焊材選擇母材牌號手工焊條CO2保護焊埋弧焊焊絲焊劑Q235C + Q2

3、35CQ235C +Q345CE4315E4316ER50-G（實芯）E501T1-1（藥芯）H08AH08 Mn 丿嚴A0BBQ345C + Q345 CE5015E5016H10 Mn：H08 Mn 丿>F48A2Q345GJC+Q345GJC、E5015 E5016H10 Mn：F48A23.3焊接預熱預熱是防止低合金高強鋼焊接氫致裂紋的有效措施，可以 控制焊接冷卻速度，減少或避免熱影響區(qū) (HAZ中淬硬馬氏體 的產生，降低 HAZ硬度，同時還可以降低焊接應力，并有助于 氫的逸出。預熱溫度的確定與鋼材材質、板厚、接頭形式、環(huán) 境溫度、焊接材料的含氫量以及拘束度都有關系。根據(jù)母材性

4、能結合我們以往一些工程的施工經(jīng)驗，對于Q345鋼材，4060mm勺板厚，預熱溫度 80100 C左右；6080mm的板厚，預 熱溫度為120C。預熱主要采用電加熱和氧-乙炔火焰加熱方法，預熱范圍為 坡口及坡口兩側不小于板厚的1.5倍寬度，且不小于100mm測溫點應距焊接點各方向上不小于焊件的最大厚度值，但不得 小于75mm處。3.4 焊接環(huán)境當焊接處于下述情況時，不應進行焊接。341室溫低于-18 C時。3.4.2 被焊接面處于潮濕狀態(tài)，或暴露在雨、雪和高風速 條件下。3.4.3采用手工電弧焊作業(yè)（風力大于 5m/s ）和CO氣保 護焊（風力大于 2 m/s ）作業(yè)時，未設置防風棚或沒有措施的

5、 部位前情況下。3.4.4 焊接操作人員處于惡劣條件下時。3.5 焊接工藝措施3.5.1 接頭的準備采用自動或半自動方法切割的母材的邊緣應是光滑和無影 響焊接的割痕缺口；切割邊緣的粗糙度應符合 GB50205-2005 規(guī)范規(guī)定的要求。被焊接頭區(qū)域附近的母材應無油脂、鐵銹、 氧化皮及其它外來物；接頭的裝配應符合下表要求。3.5.2 定位焊3.5.2.1 定位焊焊縫所采用的焊接材料及焊接工藝要求應 與正式焊縫的要求相同。3.5.2.2 定位焊焊縫的焊接應避免在焊縫的起始、結束和 拐角處施焊，弧坑應填滿，嚴禁在焊接區(qū)以外的母材上引弧和 熄弧。3.523定位焊尺寸參見下表2要求執(zhí)行。表2 :定位焊焊

6、縫長度及間距母材厚度(mm)定位焊焊縫長度(mm焊縫間距(mm)手工焊自動、半自動t w 2040 5050 6030040020<t w 4050 6050 60300400t>4050 6060 703004003.524定位焊的焊腳尺寸不應大于焊縫設計尺寸的2/3 ,且不大于 8mm但不應小于 4mm3.5.2.5定位焊焊縫有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷時，必須 清除后重新焊接，如最后進行埋弧焊時，弧坑、氣孔可不必清 除。3.5.3引弧和熄弧板重要的對接接頭和 T接頭的兩端應裝焊引弧板和熄弧板， 其材料及接頭原則上應與母材相同，其尺寸為：手工焊、半自 動一50 X 30x 6mm自

7、動焊一100 X 50 x 8mm焊后用氣割割除， 磨平割口。3.5.4焊縫清理及處理3.5.4.1多層和多道焊時，在焊接過程中應嚴格清除焊道 或焊層間的焊渣、夾渣、氧化物等，可采用砂輪、鑿子及鋼絲 刷等工具進行清理。3.5.4.2 從接頭的兩側進行焊接完全焊透的對接焊縫時， 在反面開始焊接之前，應采用適當?shù)姆椒ǎㄈ缣寂佟㈣徸拥龋?清理根部至正面完整焊縫金屬為止，清理部分的深度不得大于 該部分的寬度。3.5.4.3 每一焊道熔敷金屬的深度或熔敷的最大寬度不應 超過焊道表面的寬度。3.5.4.4 同一焊縫應連續(xù)施焊，一次完成；不能一次完成 的焊縫應注意焊后的緩冷和重新焊接前的預熱。3.5.4.5

8、 加筋板、 連接板的端部焊接應采用不間斷圍角焊， 引弧和熄弧點位置應距端部大于100mm弧坑應填滿。3.5.4.6 焊接過程中，盡可能采用平焊位置或船形位置進 行焊接。3.5.5 工藝的選用3.5.5.1 不同板厚的接頭焊接時，應按較厚板的要求選擇 焊接工藝。3.5.5.2 不同材質間的板接頭焊接時，應按強度較高材料 選用焊接工藝要求，焊材應按強度較低材料選配。3.5.5.3 焊接要領： 對接焊接是本次焊接工作中的重中之重，必須從組裝、校正、檢驗、預留焊接收縮量、焊接定位、焊前防護、清理、焊 接、焊后后熱、質量檢驗等工序嚴格控制，才能確保接頭焊后 質量全面達到標準。組裝：組對前將坡口內1015

9、mm仔細去除銹蝕。坡口外自 坡口邊1015mm范圍內也必須仔細驅除銹蝕與污物；組對時，不得在接近坡口處上引弧點焊夾具或硬性敲打，以防母材受到 破壞；同時對接接頭錯口現(xiàn)象必須控制在規(guī)范允許范圍之內。 注意必須從組裝質量開始按 I 級標準控制。根部焊接：根部施焊應自下部超始出處超越中心線 10mm 起弧，與定位焊接接頭處應前行 10mm|攵弧，再次始焊應在定位 焊縫上退行10mm起弧，在頂部中心處熄弧時應超越中心線至少 15mm并填滿弧坑；另一半焊接前應將前半部始焊及收弧處修磨 成緩坡狀并確認無未熔合即為非熔透現(xiàn)象后在前半部焊縫上引 弧。次層焊接：焊接前剔除首層焊道上的凸起部分及引弧收弧造成的多余

10、部分，仔細檢查坡口邊沿有無未熔合及凹陷夾角， 如有必須除去。飛濺與霧狀附著物，采用角向磨光機時，應注 意不得傷及坡口邊沿。此層的焊接在仰焊部分時采用小直徑焊 條，仰爬坡時電流稍調小，立焊部位時選用較大直徑焊條，電 流適中，焊至爬坡時電流逐漸增大，在平焊部位再次增大，其 余要求與首層相同。填充層焊接：填充層的焊接工藝過程與次層完全相同，僅在接近面層時，注意均勻流出1.52mm的深度，且不得傷及坡 邊。面層的焊接：面層焊接，直接關系到接頭的外觀質量能否 滿足質量要求，因此在面層焊接時，應注意選用較小電流值并 注意在坡口邊熔合時間稍長，接頭重新燃弧動作要快捷。焊后清理與檢查：上、下弦主管焊后應認真出

11、去飛濺與焊 渣，并認真采用量規(guī)等器具對外觀幾何尺寸進行檢查，不得有 低凹、焊瘤、咬邊、氣孔、未熔合、裂紋等缺陷存在。經(jīng)自檢滿足外觀質量標準的接頭應鑒上焊工編號鋼印，并 采用氧炔焰調整接頭上、下部溫差。處理完畢立即采用不少于 兩層石棉布緊裹并用扎絲捆緊。上、 下弦接頭焊接完畢后， 應待冷卻至常溫后 24h 進行 UT 檢驗，經(jīng)檢驗合格后的接頭質量必須符合GB11345-89的I級焊縫標準。經(jīng)確認達到設計標準的接頭方可允許拆去防護措施。3.6 厚板焊接工藝要點3.6.1 厚板焊接 t8/5 值及焊接規(guī)范控制3.6.1.1 厚板焊接存在的一個重要問題是焊接過程中，焊縫熱影響區(qū)由于冷卻速度較快，在結晶

12、過程中最容易形成粗晶 粒馬氏體組織，從而使焊接時鋼材變脆，產生冷裂紋的傾向增 大。因此在厚板焊接過程中，一定要嚴格控制 t8/5 。即控制焊 縫熱影響區(qū)尤其是焊縫熔合線處，從800C冷卻到500 C的時間，即 t8/5 值。3.6.1.2t8/5 過于短暫時，焊縫熔合線處硬度過高，易出 現(xiàn)淬硬裂紋； t8/5 過長，則熔合線處的臨界轉變溫度會升高， 降低沖擊韌性值，對低合金鋼，材質的組織發(fā)生變化。出現(xiàn)這 兩種情況，皆直接影響焊接接頭的質量。3.6.1.3 對于手工電弧焊，焊接速度的控制：在工藝上規(guī) 定不同直徑的焊條所焊接的長度，規(guī)定焊工按此執(zhí)行，從而確 保焊接速度，其它控制采用電焊機控制，從而

13、達到控制焊接線 能量的輸入，達到控制厚板焊接質量之目的。3.6.2 厚板預熱方法 厚板焊接預熱，是工藝上必須采取的工藝措施，對于本工 程現(xiàn)場鋼結構焊接施工采用氧乙炔預加熱的方法。3.6.3 層間溫度控制3.6.3.1 厚板為防止出現(xiàn)裂紋采取加熱預熱后，在焊接過 程中應注意的一個重要問題，就是焊縫層間溫度控制措施。如 果層間溫度不控制，焊縫區(qū)域會出現(xiàn)多次熱應變，造成的殘余 應力對焊縫質量不利，因此在焊接過程中，層間溫度必須嚴格 控制。363.2 層間溫度一般控制在200 C250C之間。為了保持該溫度，厚板在焊接時，要求一次焊接連續(xù)作業(yè)完成。3.6.3.3 當構件較長（ L>10 米）時，

14、在焊接過程中，厚板 冷卻速度較快，因此在焊接過程中一直保持預加熱溫度，防止 焊接后的急速冷卻造成的層間溫度的下降，焊接時還可采取焊 后立即蓋上保溫板，防止焊接區(qū)域溫度過快冷卻。3.6.4 焊接過程控制3.6.4.1 定位焊：定位焊是厚板施工過程中最容易出現(xiàn)問 題的部位。 由于厚板在定位焊時， 定位焊處的溫度被周圍的 “冷 卻介質”很快冷卻，造成局部過大的應力集中，引起裂紋的產 生，對材質造成損壞。解決的措施是厚板在定位焊時，提高預 加熱溫度，加大定位焊縫長度和焊腳尺寸。3.6.4.2 手工電弧焊的引弧問題：有些電焊工有一種不良 的焊接習慣，當一根焊條引弧時，習慣在焊縫周圍的鋼板表面 四處敲擊引

15、弧， 而這一引弧習慣對厚板的危害最大， 原理同上。 因此在厚板焊接過程中， 必須“嚴禁這種不規(guī)范” 的行為發(fā)生。3.6.4.3 多層多道焊：在厚板焊接過程中，堅持的一個重 要的工藝原則是多層多道焊，嚴禁擺寬道。這是因為厚板焊縫 的坡口較大，單道焊縫無法填滿截面內的坡口，而一些焊工為 了方便就擺寬道焊接，這種焊接造成的結果是，母材對焊縫拘 束應力大，焊縫強度相對較弱，容易引起焊縫開裂或延遲裂紋 的發(fā)生。而多層多道焊有利的一面是：前一道焊縫對后一道焊 縫來說是一個“預熱”的過程；后一道焊縫對前一道焊縫相當 于一個“后熱處理”的過程，有效地改善了焊接過程中應力分 布狀態(tài)，利于保證焊接質量。3.6.4

16、.4 焊接過程中的檢查：厚板焊接不同于中薄板，需 要幾個小時乃至幾十小時才能施焊完成一個構件，因此加強對 焊接過程的中間檢查，就顯得尤為重要，便于及時發(fā)現(xiàn)問題， 中間檢查不能使施工停止，而是邊施工、邊檢查。如在清渣過程中，認真檢查是否有裂紋發(fā)生。及時發(fā)現(xiàn)，及時處理。3.6.5 層狀撕裂控制措施3.6.5.1 坡口的選擇：在深化設計過程中，對于厚板焊接 坡口形式的選擇尤為重要，厚板開坡口時一般應避開厚板的中 心區(qū)域。365.2 母材的選擇：厚板，一般 S > 40mm重要結構中 必須考慮Z向性能。在訂貨時就必須向鋼廠提出 Z向性能的指 標要求，具體 Z 向性能根據(jù)設計規(guī)定的要求執(zhí)行。3.7

17、 焊接應力控制 采用合適的焊接坡口，減少焊接填充量；構件安裝時不得強行裝配，避免產生初始裝配應力；采用合理的焊接順序，如 對稱焊、 分段焊； 先焊收縮量大的接頭， 后焊收縮量小的接頭， 應在盡可能小的拘束下焊接；預先合理設置收縮余量；同一構 件兩端不得同時焊接；保證預熱，對層間溫度進行有效控制， 降低焊接接頭的拘束度，以減少焊接熱影響區(qū)范圍，可降低焊 接接頭的焊接殘余應力；采取高效的C02焊接方法，可減少焊接道數(shù)，降低焊接變形和殘余應力；通過有效的工藝和焊接控 制，防止或降低焊接接頭的返修， 也可避免焊接接頭應力增加； 采取焊后緩冷，使接頭在冷卻時能有足夠的塑性和寬度方向均 勻消除焊接收縮，降

18、低殘余應力峰值和平均值，達到降低焊接 殘余應力目的。3.8 焊接質量檢查焊接質量檢查包括外觀和無損檢測：外觀檢查按照JGJ81-2002規(guī)范執(zhí)行；無損檢測（UT）按照GB11345和設計文 件執(zhí)行，一級焊縫 100檢驗，二級焊縫按要求抽檢 20，并 且在焊接完成后 24小時進行檢測。4. 焊接質量控制措施4.1 從事鋼結構各種焊接工作的焊工，應按現(xiàn)行國家標準 建筑鋼結構焊接規(guī)程 JGJ81 的規(guī)定經(jīng)考試并取得合格證后， 方可進行操作。4.2 制作單位對其首次采用的鋼材、 焊接材料、 焊接方法、 焊后熱處理等，應進行焊接工藝評定，并應根據(jù)評定報告確定 焊接工藝。4.3 鋼結構的焊接工作應根據(jù)焊接

19、工藝評定合格的試驗結 果和數(shù)據(jù)，編制焊接工藝文件指導施工。4.4 低氫型焊條在使用前必須按照產品說明書的規(guī)定進行 烘焙。烘焙后的焊條應放入恒溫箱備用，恒溫溫度控制在80 C100C。烘焙合格的焊條外露在空氣中超過4h的應重新烘焙。焊條反復烘焙次數(shù)不宜超過 2 次。4.5 焊劑在使用前應按其產品說明書的規(guī)定進行烘焙。焊 絲應除凈銹蝕、油污及其他污物。4.6 二氧化碳氣體純度不應低于 99.5%（體積法），含水率 不應大于 0.005%（重量法），若使用瓶裝氣體，瓶內氣體壓力 低于1MPa時停止使用。4.7 采用氣體保護焊時， 場地風速在 1m/s 以上時，應設置 擋風裝置，對焊接現(xiàn)場進行防護。4.8 焊接前應復查組裝質量、定位焊質量和焊接部位的清 理情況。若不符合要求，應修正后方準施焊。4.9對接接頭、T型接頭和要求全熔透的角部焊縫，應在焊 縫兩端配置引弧板和收弧板，其材質應與焊件相同或通過試驗選用。手工焊引板長度不應小于 60mm埋弧自動焊引板長度不 應小于150mm引焊到引板上的焊縫長度不得小于引板長度的 2/3 。4.10 引弧應在焊道處進行， 嚴禁在焊道區(qū)域以外的母材上 打火引弧。4.11 對于需要進行焊前預熱或焊后熱處理的焊縫， 其預熱 溫度或后熱溫度應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定或通過工藝試 驗確定。 預熱區(qū)在焊道兩側， 每側寬度均應大