鋼結(jié)構(gòu)工程焊接施工常見問題禁忌分析

鋼結(jié)構(gòu)工程焊接施工常見問題禁忌分析第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五焊縫基本知識(shí)焊縫等級(jí)：一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)。一、二級(jí)焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷。且一級(jí)焊縫不得有咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷焊縫接頭形式：T形接頭、十字接頭、角接接頭等焊縫熔透分類：全熔透焊縫、部分熔透焊縫、非坡口焊角焊縫第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五二級(jí)、三級(jí)焊縫外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目允許偏差缺陷類型二級(jí)三級(jí)未焊滿≤0.2+0.02t且≤1.0≤0.2+0.04t且≤2.0每100焊縫內(nèi)缺陷總長≤25根部收縮≤0.2+0.02t且≤1.0≤0.2+0.04t且≤2.0長度不限咬邊≤0.05t且≤0.5；連續(xù)長度≤100且焊縫兩邊總長≤10%焊縫總長≤0.1t且≤1.0長度不限弧坑裂紋允許存在個(gè)別長度≤5.0弧坑裂紋電弧擦傷允許存在個(gè)別電弧擦傷表面夾渣深≤0.2t，長≤0.5t且≤2.0表面氣孔每50焊縫長度內(nèi)允許直徑0.4t,且≤3.0的氣孔，孔距≥6倍孔徑第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五對(duì)接焊縫及完全熔透組合焊縫允許尺寸偏差項(xiàng)目允許偏差一、二級(jí)三級(jí)對(duì)接焊縫余高B＜20:0~3B≥20:0~4B＜20:0~4B≥20:0~5對(duì)接焊縫錯(cuò)邊d≤0.15t且≤2.0d≤0.15t且≤3.0第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五1、焊接施工不注意選擇最佳電壓現(xiàn)象、危害性焊接時(shí)無論是打底，填充、蓋面，不管坡口尺寸大小，均選擇同一電弧電壓。這樣有可能達(dá)不到要求的熔深、熔寬，產(chǎn)生咬邊、氣孔、飛濺等缺陷。防治措施電弧電壓（即工作電壓）系電弧長決定，電弧長，則電弧電壓高；電弧短，則電弧電壓低。在焊接過程中，焊條端頭至工件間的距離稱弧長，在正常工作時(shí)一般所用焊條直徑稱為正常弧，小于焊條直徑稱為短弧，一般在25V左右，在焊接時(shí)力求在正?；』蚨袒》秶鷥?nèi)操作。在使用酸性焊條焊接時(shí)為了預(yù)熱待焊接部位或降低熔池溫度，有時(shí)將電弧稍微拉長進(jìn)行焊接，即長弧焊；但焊接電弧不宜過長，這樣會(huì)使電弧燃燒不穩(wěn)定，飛濺增加，熔深減小，而且外部空氣容易侵入，造成氣孔等缺陷。一般針對(duì)不同情況應(yīng)該分別選擇相應(yīng)長弧或短弧能得到較好的焊接質(zhì)量和工作效率，如打底焊接時(shí)為了能得到較好的熔深應(yīng)該采用短弧操作；填充焊或蓋面焊接時(shí)為了得到較高的效率和熔寬可以適當(dāng)加大電弧電壓。第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五2、施焊時(shí)不注意控制電弧長度現(xiàn)象、危害性施焊時(shí)不根據(jù)坡口形式、焊接層數(shù)、焊接形式、焊條型號(hào)等適當(dāng)調(diào)整電弧長度。由于焊接電弧長度使用不當(dāng)，較難得到高質(zhì)量的焊縫。防治措施操作人員應(yīng)該了解電弧長短對(duì)焊縫質(zhì)量的影響，長弧焊接時(shí)電弧燃燒不穩(wěn)定，所獲得的焊縫質(zhì)量較差，焊縫表面魚鯪紋不均勻。由于長弧焊接時(shí)容易左右擺動(dòng)，電弧的熱量不能集中地作用于熔池上，而散失在空氣中，因此獲得的熔深較淺而熔池較寬；其次由于電弧長，氣體保護(hù)不完善，當(dāng)焊條的熔滴金屬向熔池過渡時(shí)，容易混入氣體而產(chǎn)生氣孔。熔池的飛濺也較嚴(yán)重，耗用的焊材多。短弧的操作費(fèi)事，難以掌控，因自由度小，速度受影響，易疲勞，反過來影響質(zhì)量。為了保證焊縫質(zhì)量，施焊時(shí)一般多采用短弧操作，但可以根據(jù)不同的情況選用合適的弧長以獲得最優(yōu)的焊接質(zhì)量，如V形坡口對(duì)接、角接的第一層應(yīng)使用電弧短些，以保證焊透，且不發(fā)生咬邊現(xiàn)象；第二層可以稍長，以填滿焊縫。焊縫間隙小時(shí)，宜用短弧，間隙大時(shí)電弧可稍長，焊接速度加快。仰焊電弧應(yīng)最短，以防止鐵水下流；立焊、橫焊時(shí)為了控制熔池溫度，也要用小電流、短弧焊接。另外無論采取什么焊接在運(yùn)動(dòng)過程中，要注意始終保持弧長基本不變，以此確保整條焊縫的熔寬和熔深一致。第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五3、要求熔透的接頭對(duì)接或角對(duì)接組合焊縫焊角尺寸不夠現(xiàn)象、危害性

T形接頭、十字接頭、角接接頭等要求熔透的對(duì)接或角對(duì)接組合焊縫，其焊腳尺寸不夠，或設(shè)計(jì)有疲勞驗(yàn)算要求的吊車梁或類似構(gòu)件的腹板與上翼板緣連接焊縫的焊腳尺寸不夠。這樣，會(huì)使焊接的強(qiáng)度和剛度均達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。防止措施

T形接頭、十字接頭、角接接頭等要求熔透的對(duì)接組合焊縫，應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求，必須有足夠的焊腳要求，一般焊腳尺寸不應(yīng)小于0.25t（t為連接處較薄的板厚）。設(shè)計(jì)有疲勞驗(yàn)算要求的吊車梁或類似的腹板與上翼緣連接焊縫的焊腳尺寸0.5t,且不應(yīng)大于10MM。焊接尺寸的容許偏差為0~4MM。第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五4、多層焊縫不清除焊渣及焊縫表面缺陷就進(jìn)行下層焊接?，F(xiàn)象、危害性厚板多層焊接時(shí)，每層焊接完成后不清除焊渣及缺陷就直接進(jìn)行下層焊接。這樣易造成焊縫產(chǎn)生夾渣、氣孔、裂紋等缺陷，降低連接強(qiáng)度，同時(shí)會(huì)引起下層焊接時(shí)的飛濺。防治措施厚板多層焊接時(shí)，每層應(yīng)連續(xù)施焊。每一層焊縫焊完以后應(yīng)及時(shí)清除焊渣、焊縫表面缺陷及飛濺物，發(fā)現(xiàn)有影響焊接質(zhì)量的夾渣、氣孔、裂紋等缺陷應(yīng)徹底清除后在施焊。第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五5、焊接不控制焊接電流現(xiàn)象、危害性焊接時(shí)，為了搶進(jìn)度，對(duì)于中厚板對(duì)接焊縫采取不開坡口。對(duì)于厚板的全熔透角焊縫坡口鈍邊也采取超過6MM以上，焊時(shí)采用較大的電流輸入，使焊縫的熱影響區(qū)達(dá)到紅熱狀態(tài)。這樣雖然無損探傷檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量可達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，但焊縫的力學(xué)性能試驗(yàn)，強(qiáng)度指標(biāo)下降，甚至達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，彎曲試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)裂紋，這樣會(huì)使焊縫接頭性能不能保證，對(duì)結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成潛在危害。防治措施焊接時(shí)要按工藝評(píng)定中的焊接電流控制，允許有10%-15%浮動(dòng)。坡口的鈍邊尺寸不宜超過6MM。對(duì)接時(shí)，板厚超過6MM時(shí)，要開坡口進(jìn)行焊接。第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五6多層焊不連續(xù)施焊，不注意控制層間溫度現(xiàn)象、危害性厚板多層焊接時(shí)，不注意層間溫度控制，如層間間隔時(shí)間過長，不重新預(yù)熱就施焊就容易在層間產(chǎn)生冷裂紋；如過間隔時(shí)間過短，層間溫度過高（超過900度），對(duì)焊縫及熱影響區(qū)的性能也會(huì)產(chǎn)生影響，會(huì)造成晶粒粗大，致使韌性及塑性下降，會(huì)對(duì)接頭留下潛在隱患。防治措施厚板多層焊接時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)層間溫度的控制，在連續(xù)施焊過程中應(yīng)檢驗(yàn)焊接的母材溫度，使層間溫度盡量能與預(yù)熱溫度保持一致，對(duì)層間的最高溫度也要加以控制。焊接時(shí)間不應(yīng)過長，如遇有焊接中斷的情況時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)暮鬅帷⒈卮胧?，再次施焊時(shí)，重新預(yù)熱溫度應(yīng)適當(dāng)高于初始預(yù)熱溫度。第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五7、焊接不注意控制焊接變形現(xiàn)象、危害性焊接時(shí)不注意從焊接順序、人員布置、坡口形式、焊接規(guī)范選用及操作方法等方面控制變形，從而導(dǎo)致焊接后變形大、矯正困難、增加費(fèi)用，尤其是厚板及大型工件，矯正難度大，用機(jī)械矯正易引起裂紋或?qū)訝钏毫选Ｓ没鹧娉C正成本高且操作不好易造成工件過熱。對(duì)精度要求高的工件，不采取有效控制變形措施，安裝尺寸達(dá)不到使用要求，甚至造成返工或報(bào)廢。防治措施1）采用合理的焊接順序：①對(duì)于對(duì)接接頭、T形接頭和十字接頭坡口焊接，在工件放置條件允許或工件易于翻身的情況下，宜采用雙面坡口對(duì)稱焊接；對(duì)于有對(duì)稱截面和焊縫對(duì)稱布置的構(gòu)件，宜采用對(duì)稱于構(gòu)件中性軸順序焊接，并宜由兩人分布在工件對(duì)稱兩側(cè)，采用相同的焊接規(guī)范，沿相同的方向同時(shí)施焊。②對(duì)雙面非對(duì)稱坡口焊接，宜采用先用焊坡口深側(cè)的部分焊縫，后焊坡口淺側(cè)，最后焊完深坡口側(cè)焊縫的順序。③對(duì)長焊縫宜采用分段退焊法或多人對(duì)稱焊接法。④對(duì)桁架宜先焊下弦，后焊上弦，先由跨中向兩側(cè)對(duì)稱施焊，后焊兩端。⑤對(duì)H型鋼要求焊后成一直線的，其焊接順序應(yīng)交錯(cuò)進(jìn)行。實(shí)腹吊車梁的H型部件焊后要求上拱，則應(yīng)先焊下弦，后焊上弦（如下圖B)。⑥對(duì)長形焊縫宜采用跳焊法，避免工件局部加熱集中。第十一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五2)選用合適的焊接規(guī)范和操作方法：①選用合適的焊接工藝參數(shù)，盡量采用焊接工藝系數(shù)小的方法施焊。②先焊接變形較大的焊縫；對(duì)焊縫不多的節(jié)點(diǎn)采取一次施焊完畢。③焊接長焊縫時(shí)，宜用反向逆焊法或采用反向分層逆焊法，減小分段次數(shù)，采用斷續(xù)施焊。④盡量采用對(duì)稱焊接施焊，對(duì)大型工件更宜多焊工同時(shí)對(duì)稱施焊，自動(dòng)焊可不分段焊，并采用焊縫緩冷措施。⑤對(duì)主要受力節(jié)點(diǎn)，采用分層、分段輪流施焊，焊第一遍適當(dāng)加大電流，減慢焊接速度，焊接第二遍不要過熱以減小變形。⑥構(gòu)件要經(jīng)常翻動(dòng)，使焊接彎曲變形相互抵消。⑦防止隨意加大焊肉，引起過大過量變形和焊接應(yīng)力集中。3）采用反變形和剛性固定措施：①對(duì)接板及位置允許采用反變形的構(gòu)件宜反變形法控制焊接變形。對(duì)角變形可用反彎法。②對(duì)一般構(gòu)件可用點(diǎn)位焊固定，同時(shí)限制變形。對(duì)于大型厚板構(gòu)件分析出施焊變形的方向后，用加撐的方法施以拉力或撐力限制與減小變形。③對(duì)大型H型鋼翼板在焊接角縫前，可以預(yù)壓反變形，以減小焊接變形量。第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五8、焊接在接頭間隙中塞焊條頭或鐵塊現(xiàn)象、危害性當(dāng)工件組裝坡口間隙很大時(shí)，焊工圖省事，采用在間隙中塞焊條頭或鐵塊等雜物焊接。造成原因是零件加工尺寸太小，為湊足尺寸，采用加大間隙；或切割坡口表面凹凸太大及坡口直線度差，使間隙增大。這種做法由于焊接時(shí)難以將焊條頭或鐵塊與被焊件熔為一體，會(huì)造成未熔合，未熔透等焊接缺陷，降低連接強(qiáng)度。如用生銹的焊條頭或鐵塊填充，難以保證與母材的材質(zhì)一致；如用焊條頭、鐵塊上有油污、雜質(zhì)等會(huì)使焊縫產(chǎn)生氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。這些情況均會(huì)使接頭的焊縫質(zhì)量大大降低，達(dá)不到設(shè)計(jì)和規(guī)范對(duì)焊縫的質(zhì)量要求。防治措施1）當(dāng)工件組裝間隙很大，但沒有超過規(guī)定允許使用的范圍，組裝間隙超過薄板板厚2倍或大于20MM時(shí)，應(yīng)用堆焊方法填平凹陷部位或減小組裝間隙。嚴(yán)禁在接頭間隙中采用填塞焊條頭或鐵塊補(bǔ)焊的方法。2）零件加工劃線時(shí)，應(yīng)注意留足切割余量及切割后的焊接收縮余量，控制好零件尺寸，不要以增加間隙來保證外形尺寸。第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五9、采用不同厚度及寬度的板材對(duì)接時(shí)，不平緩過渡?，F(xiàn)象、危害采用不同厚度及寬度的板材對(duì)接時(shí)，不注意板的厚度差是否在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)，如不在允許范圍內(nèi)且不做平緩過渡處理則這樣的焊縫在高出薄板厚度出易引起應(yīng)力集中和產(chǎn)生未熔合等焊接缺陷，影響焊接質(zhì)量。防治措施不同板厚的板材或管材對(duì)接接頭受拉時(shí)，其允許厚度差值（t1-t2)應(yīng)符合以下列表：如薄板鋼材厚度t2≥5~910~12＞12允許厚度差t1-12234第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五

當(dāng)超過上表規(guī)定時(shí)應(yīng)將焊縫焊成斜坡狀，其坡度最大允許值應(yīng)為1：2.5；或厚度的一面或兩面在焊接前加工成斜坡，且坡度最大允許值為1：2.5，當(dāng)直接承受動(dòng)載荷且需要進(jìn)行疲勞驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)斜坡坡度不應(yīng)大于1：4。不同寬度的板材對(duì)接時(shí)，應(yīng)根據(jù)工廠及工地條件采用熱切割，機(jī)械加工或砂輪打磨的方法使其平緩過渡，且其連接處最大允許坡度值為1：2.5。第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五10、對(duì)有交叉焊縫的構(gòu)件不注意焊接順序。現(xiàn)象、危害性對(duì)有交叉焊縫的構(gòu)件，不注意分析焊接應(yīng)力釋放和焊接應(yīng)力對(duì)構(gòu)件變形的影響，以合理安排焊接順序，而是縱橫隨意施焊，結(jié)果會(huì)造成縱橫縫互相約束，產(chǎn)生較大的溫度收縮應(yīng)力，使板變形，板面凹凸不平，并有可能使焊縫出現(xiàn)裂紋。防治措施對(duì)有交叉焊縫的構(gòu)件，應(yīng)制定合理的焊接順序。當(dāng)有幾種縱橫交叉焊縫施焊時(shí)，應(yīng)先焊收縮變形較大的橫縫，而后焊縱向焊縫，這樣焊接橫向焊縫時(shí)不會(huì)受到縱向焊縫的約束，使橫縫的收縮應(yīng)力在無約束的情況下得到釋放，可減少焊接變形，保證焊縫質(zhì)量，或先焊接對(duì)接焊縫后焊角焊焊縫。第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五11、型鋼桿件搭接接頭采用圍焊時(shí)，在轉(zhuǎn)角處連續(xù)施焊現(xiàn)象、危害型鋼桿件與連續(xù)板搭接接頭采用圍焊時(shí)，采用先焊桿件兩側(cè)焊縫，后焊端頭焊縫，不連續(xù)施焊。這樣雖對(duì)減小焊接變形有利，但在桿件轉(zhuǎn)角處易產(chǎn)生應(yīng)力集中和焊接缺陷，影響焊接接頭質(zhì)量。防治措施型鋼桿件搭接接頭采用圍焊時(shí)，應(yīng)在轉(zhuǎn)角處一次連續(xù)施焊完成。不要焊到轉(zhuǎn)角處又跑到另一側(cè)去焊接。第十七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五12、要求等強(qiáng)對(duì)接，吊車梁翼板與腹板兩端不設(shè)引弧板和引出板現(xiàn)象、危害性在焊接對(duì)接焊縫，全熔透角焊縫，吊車梁翼板與腹板的焊縫時(shí)，在引弧和引出處不加設(shè)引弧板和引出板，這樣在焊接起止端時(shí)，由于電流電壓不夠穩(wěn)定，起止點(diǎn)的溫度也不夠穩(wěn)定，容易導(dǎo)致出現(xiàn)起止端焊縫有未熔合，未熔透、裂紋、夾渣、氣孔等缺陷，降低焊縫強(qiáng)度，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。防治措施在焊接對(duì)接焊縫，全熔透角焊縫以及吊車梁翼板與腹板的焊縫時(shí)，應(yīng)在焊縫兩端設(shè)引弧板和引出板，其作用是將兩端易產(chǎn)生缺陷的部分引到工件外后，再將缺陷部分割掉來保證焊縫的質(zhì)量。第十八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五13、不注意焊接速度與焊接電流，焊條直徑協(xié)調(diào)使用現(xiàn)象、危害焊接時(shí)不注意控制焊接速度與焊接電流；焊條直徑，焊接位置協(xié)