大跨度鋼桁架安裝施工鋼結(jié)構(gòu)焊接

6.1鋼結(jié)構(gòu)焊接任務(wù) 16.2焊接方法與焊接材料 16.2.1焊接設(shè)備 16.2.2焊接材料 26.3鋼結(jié)構(gòu)焊接順序 36.3.1鋼結(jié)構(gòu)整體焊接順序 36.3.2桁架焊接順序 36.3.3典型構(gòu)件焊接順序 46.4焊接工藝流程 56.5現(xiàn)場(chǎng)焊接施工 66.5.1焊前檢查及清理 66.5.2焊接作業(yè)環(huán)境 76.5.3定位焊 76.5.4施焊作業(yè) 86.6焊接質(zhì)量檢測(cè)與返修 96.6.1焊接質(zhì)量檢測(cè)規(guī)定 96.6.2焊接質(zhì)量外觀檢測(cè) 106.6.3焊縫無(wú)損檢測(cè) 116.6.4焊接缺陷返修 116.1鋼結(jié)構(gòu)焊接任務(wù)本工程焊接主要采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，主要焊接節(jié)點(diǎn)有桁架構(gòu)件對(duì)接焊縫、鋼柱與鋼梁對(duì)接焊縫、箱型鋼梁對(duì)接焊縫等。焊接截面主要為H型、箱型，焊接母材為Q345B、Q345GJB材質(zhì)，焊接最大板厚為60mm；焊接位置包括平焊、橫焊、立焊、仰焊和全位置焊。焊縫部位焊接形式板厚(mm)截面形狀最大焊接截面尺寸(mm)材質(zhì)桁架弦桿平焊15~60H1500x400x30x50Q345BQ345GJB鋼梁平焊立焊仰焊30、40□1200x350x40x40Q345BQ345GJB6.2焊接方法與焊接材料根據(jù)本工程現(xiàn)場(chǎng)焊接特點(diǎn)，從施工成本、施工條件等多個(gè)方面分析，擬采用CO2氣體保護(hù)焊和焊條手工電弧焊相結(jié)合的焊接方法。6.2.1焊接設(shè)備1）手工電弧焊機(jī)使用部位：使用部位：1、點(diǎn)焊固定2、打底焊接3、鋼梁連接板與埋件焊接4、其他焊接工作量小CO2焊接難于施工的位置2）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊機(jī)使用部位：使用部位：所有焊接工作量大且容易施工的位置，如鋼柱對(duì)接、鋼梁焊接、桁架構(gòu)件對(duì)接等坡口焊縫。6.2.2焊接材料根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661-2011表7.2.7，本工程焊條選用如下所示：（1）焊條選擇鋼材牌號(hào)焊條型號(hào)焊條直徑（mm）使用部位Q345BE5015Ф3.2定位焊/打底Q345GJBE5015Ф3.2定位焊/打底焊條使用前應(yīng)用專用設(shè)備烘干并設(shè)專人負(fù)責(zé)，焊條烘干溫度為350℃-380℃，保溫時(shí)間為1.5-2小時(shí)。烘干后緩冷放置于110℃-120℃的保溫箱中存放待用；使用時(shí)應(yīng)放置于保溫筒中。（2）焊絲選擇鋼材牌號(hào)焊絲型號(hào)焊條直徑（mm）使用部位Q345BER50-6Ф1.2坡口焊縫焊接Q345GJBER50-6Ф1.2坡口焊縫焊接焊絲及熔嘴導(dǎo)管應(yīng)無(wú)油污、鐵銹，鍍銅層應(yīng)完好無(wú)損。（3）二氧化碳?xì)怏w的選擇要求二氧化碳?xì)怏w必須采用優(yōu)等品，并滿足下表性能要求：項(xiàng)目項(xiàng)目要求組分含量（%）1CO2含量（V/V）≥99.92液態(tài)水不得檢出3油不得檢出4水蒸氣+乙醇量（m/m）≤0.0055氣味無(wú)異味二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊所用的二氧化碳瓶必須有預(yù)熱干燥器6.3鋼結(jié)構(gòu)焊接順序6.3.1鋼結(jié)構(gòu)整體焊接順序（1）在吊裝、校正和栓焊混合節(jié)點(diǎn)的高強(qiáng)螺栓終擰完成若干節(jié)間以后開(kāi)始焊接，以利于形成穩(wěn)定框架。（2）焊接前應(yīng)選擇基準(zhǔn)節(jié)間，由此開(kāi)始焊接主梁與柱之間的焊縫，然后向四周擴(kuò)展施焊，以避免收縮變形向一個(gè)方向累積。（3）栓焊混合節(jié)點(diǎn)中，應(yīng)先栓后焊，以避免焊接收縮引起栓孔間位移。（4）柱-梁節(jié)點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱的兩根梁端應(yīng)同時(shí)與柱相焊，以減小焊接拘束度，避免焊接裂紋產(chǎn)生，防止柱的偏斜。（5）避免封閉焊接，同一根桿件兩端不得同時(shí)施焊。6.3.2桁架焊接順序桁架在其之間的水平連梁安裝完成后進(jìn)行焊接，焊接順序:桁架下弦桿焊接→上弦桿焊接→直腹桿焊接→斜腹桿焊接。連廊桁架焊接順序屋頂桁架焊接順序6.3.3典型構(gòu)件焊接順序（1）H型構(gòu)件焊接順序全焊連接H型鋼梁對(duì)接焊縫按照焊接下翼緣→焊接上翼緣→焊接腹板順序焊接；栓焊連接H型鋼梁對(duì)接焊縫按照先焊下翼緣再焊上翼緣的順序焊接；翼緣厚度大于30mm時(shí)，應(yīng)上、下翼緣輪換施焊。焊縫類型全焊H型鋼梁對(duì)接栓焊H型鋼梁對(duì)接焊接順序示意（2）箱型構(gòu)件焊接順序箱型鋼柱對(duì)接采用雙人對(duì)稱焊接方法，先焊鋼柱對(duì)稱兩側(cè)，完成后再進(jìn)行剩余兩側(cè)焊接；箱型鋼梁對(duì)接焊縫按照雙人同時(shí)自下向上焊接鋼梁腹板→焊接下翼緣→焊接上翼緣順序焊接；翼緣厚度大于30mm時(shí)，宜上、下翼緣輪換施焊。焊縫類型箱型鋼柱對(duì)接箱型鋼梁對(duì)接焊接順序示意6.4焊接工藝流程焊接施工具體工藝流程如下：焊接工藝流程6.5現(xiàn)場(chǎng)焊接施工6.5.1焊前檢查及清理構(gòu)件到場(chǎng)后由項(xiàng)目驗(yàn)收工段根據(jù)深化設(shè)計(jì)圖、《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》對(duì)焊縫坡口形狀和尺寸進(jìn)行檢查。驗(yàn)收工段檢查項(xiàng)目：坡口尺寸、角度、坡口表面平整度、焊縫表面的清潔情況，并填寫(xiě)坡口檢查記錄表。檢查工具：平板尺、焊縫量規(guī)、眼觀。構(gòu)件組裝完畢，施焊前由焊接質(zhì)檢員根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）對(duì)焊縫進(jìn)行檢查。焊縫施焊前，清理待焊處表面雨水、氧化皮鐵銹及油污。根部間隙檢查使用鋼塞尺、平板尺。檢查結(jié)果符合下表規(guī)定：項(xiàng)目允許偏差（mm）無(wú)墊板間隙+3.00.0有墊板間隙+3.0-2.0間隙不符合要求的處理措施:坡口組裝間隙超過(guò)允許偏差規(guī)定時(shí)，可在坡口單側(cè)或兩側(cè)堆焊，修磨平整使其符合要求。但當(dāng)坡口組裝間隙超過(guò)較薄板厚度2倍或大于20mm時(shí)，不應(yīng)用堆焊方法，應(yīng)使用增加構(gòu)件長(zhǎng)度來(lái)減小組裝間隙。檢查結(jié)果應(yīng)符合下表規(guī)定：項(xiàng)目允許偏差（mm）圖例對(duì)口錯(cuò)邊ΔT/10，且不應(yīng)大于3.06.5.2焊接作業(yè)環(huán)境焊接作業(yè)區(qū)應(yīng)搭設(shè)防風(fēng)防雨棚。焊接作業(yè)區(qū)相對(duì)濕度不得大于90%，當(dāng)焊件表面潮濕時(shí)，應(yīng)采取加熱除濕措施。下雨時(shí)，用不干膠帶粘貼防風(fēng)棚漏水處，不得有雨漏入防風(fēng)棚內(nèi)。防風(fēng)棚的搭設(shè)要求如下:（1）上部稍透風(fēng)、但不滲漏，兼具防一般物體擊打的功能。（2）中部寬松，能抵抗強(qiáng)風(fēng)的傾覆，不致使大股冷空氣透入。（3）下部承載力足夠4名以上作業(yè)人員同時(shí)進(jìn)行相關(guān)作業(yè)，需穩(wěn)定、無(wú)晃動(dòng)，不因甲的作業(yè)給乙的作業(yè)造成干擾;可以放置必需的作業(yè)器具和預(yù)備材料且不給作業(yè)造成障礙，不可造成器具材料脫控墜落的縫隙，中部及下部防護(hù)采用阻燃材料遮蔽。6.5.3定位焊鋼結(jié)構(gòu)安裝就位校正完成后，正式焊接施工前，應(yīng)對(duì)焊接接頭進(jìn)行定位焊接，焊接時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1）定位焊焊縫所采用焊接材料及焊接工藝要求應(yīng)與正式焊縫的要求相同。（2）定位焊焊縫的焊接應(yīng)避免在焊縫的起始、結(jié)束和拐角處施焊，弧坑應(yīng)填滿，嚴(yán)禁在焊接區(qū)以外的母材上引弧和熄弧。（3）定位焊尺寸參見(jiàn)定位焊尺寸參考表。（4）定位焊的焊腳尺寸不應(yīng)大于焊縫設(shè)計(jì)尺寸的2/3，且不大于8mm，但不應(yīng)小于4mm。（5）定位焊焊縫有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷時(shí)，必須清除后重新焊接。（6）定位焊尺寸參考表：母材厚度（mm）定位焊焊縫長(zhǎng)度焊縫間距（mm）手工焊半自動(dòng)t≤2040—5050—60300—40020＜t≤4050—6050—60300—400t＞4050—6060—70300—4006.5.4施焊作業(yè)（1）厚板焊接：帶襯板的焊件全部采用CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊焊接。（2）全部焊段盡可能保持連續(xù)施焊，避免多次熄弧、起弧。穿越安裝連接板處工藝孔時(shí)必須盡可能將接頭送過(guò)連接板中心，接頭部位均應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。（3）同一層道焊縫出現(xiàn)一次或數(shù)次停頓需再續(xù)焊時(shí)，始焊接頭需在原熄弧處前至少15mm處起弧，禁止在原熄弧處直接起弧。CO2氣體保護(hù)焊熄弧時(shí)，應(yīng)待保護(hù)氣體完全停止供給、焊縫完全冷凝后方能移走焊槍。禁止電弧剛停止燃燒即移走焊槍，使紅熱熔池暴露在大氣中失去CO2氣體保護(hù)。（4）焊接引弧板、焊接襯板要求1）全熔透焊縫的兩端，必須配置引弧板，嚴(yán)禁在焊縫以外的母材上打火、引弧。單面坡口的焊縫需裝配焊接襯板。引弧、焊接襯板材質(zhì)和坡口形式與被焊構(gòu)件相同，禁止用其他鋼板隨意代替。2）引弧板的引出長(zhǎng)度應(yīng)大于25mm，其厚度不小于6mm，寬度大于50mm。焊接襯板的寬度大于30mm，長(zhǎng)度應(yīng)為焊縫長(zhǎng)度和引弧板的總長(zhǎng)，焊接襯板與焊件背面應(yīng)該緊密貼合，其裝配間隙不應(yīng)大于1.5mm。3）焊接完成及超聲波檢查合格后，應(yīng)用氣割切除引弧并修磨平整，割去引弧、襯板時(shí)應(yīng)該預(yù)留5-10mm，不得用錘擊落。（5）打底層：在焊縫起點(diǎn)前方50mm處的引弧板上引燃電弧，然后運(yùn)弧進(jìn)行焊接施工。熄弧時(shí)，電弧不允許在接頭處熄滅，而是應(yīng)將電弧引帶至超越接頭處50mm的熄弧板熄弧，并填滿弧坑，運(yùn)弧采用直線往復(fù)式運(yùn)弧或小鋸齒形手法，在兩側(cè)稍加停留，避免焊肉與坡口產(chǎn)生夾角，達(dá)到平緩過(guò)度的要求。（6）填充層：在進(jìn)行填充焊接前應(yīng)清除首層焊道上的凸起部分及引弧造成的多余部分，清除粘連在坡壁上的飛濺物及粉塵，檢查坡口邊緣有無(wú)未熔合及凹陷夾角，如有必要用角向磨光機(jī)除去。CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，CO2氣體流量直控制在40~55（L/min），焊絲外伸長(zhǎng)20~25mm，焊接速度控制在5~7mm/s，熔地保持水準(zhǔn)狀態(tài)，運(yùn)焊手法采用劃斜圓方法，填充層焊接面層時(shí)，應(yīng)注意均勻留出1.5mm~2mm的深度，便于蓋面時(shí)能夠看清坡口邊。（7）面層焊接：直接關(guān)系到該焊縫外觀質(zhì)量是否符合質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)始焊接前應(yīng)對(duì)全焊縫進(jìn)行修補(bǔ)，消除凹凸處，尚未達(dá)到合格處應(yīng)先予以修復(fù)，保持該焊縫的連續(xù)均勻成型。面層焊縫應(yīng)在最后一道焊縫焊接時(shí)，注意防止邊部出現(xiàn)咬邊缺陷。（8）焊接過(guò)程中：焊縫的層間溫度應(yīng)始終控制在80~150℃之間，要求焊接過(guò)程具有最大的連續(xù)性，在施焊過(guò)程中出現(xiàn)修補(bǔ)缺陷、清理焊渣所需停焊的情況造成溫度下降，則必須進(jìn)行加熱處理，直至達(dá)到規(guī)定值后方能繼續(xù)焊接。焊縫出現(xiàn)裂紋時(shí)，焊工不得擅自處理，應(yīng)報(bào)告焊接技術(shù)負(fù)責(zé)人，查清原因，訂出修補(bǔ)措施后，方可進(jìn)行處理。（9）焊后熱處理及防護(hù)措施：后熱應(yīng)在焊縫兩側(cè)各100mm寬幅均勻加熱，加熱時(shí)自邊緣向中部，又自中部向邊緣由低向高均勻加熱，嚴(yán)禁持熱源集中指向局部，后熱加熱站在度為150℃，保溫時(shí)間應(yīng)依據(jù)工件版厚按每25mm板厚不小于0.5h、且總保溫時(shí)間不得小于1小時(shí)確定。達(dá)到保溫時(shí)間后應(yīng)緩冷至常溫。（10）焊后清理與檢查：焊后應(yīng)清除飛濺物與焊渣，清除干凈后，用焊縫盤(pán)規(guī)、放大鏡對(duì)焊縫外觀進(jìn)行檢查，不得有凹陷、咬邊、氣孔、未熔合、裂紋等缺陷，并做好焊后自檢記錄，自檢合格后鑒上操作焊工的編號(hào)鋼印，鋼印應(yīng)鑒在接頭中部距焊縫縱向50mm處，嚴(yán)禁在邊沿處鑒印，防止出現(xiàn)裂源。外觀質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB50221表4-7-13的I級(jí)規(guī)定。（11）焊縫的無(wú)損檢測(cè)：Ⅲ、IV類鋼材及焊接難度等級(jí)為C、D級(jí)時(shí)，焊件冷至常溫≥24小時(shí)后進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方式為UT檢測(cè)，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB11345《焊縫無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定》規(guī)定的檢驗(yàn)等級(jí)并出具探傷報(bào)告。6.6焊接質(zhì)量檢測(cè)與返修6.6.1焊接質(zhì)量檢測(cè)規(guī)定焊接質(zhì)量檢查是鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量保證體系中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，焊接質(zhì)量檢查應(yīng)該貫穿到焊接工作的全過(guò)程，包括焊前檢查、焊接中的檢查和焊接后的檢查。（1）一般規(guī)定1）現(xiàn)場(chǎng)檢查應(yīng)該包括所有鋼材及焊接材料的規(guī)格、型號(hào)、材質(zhì)及焊縫外觀，其檢查結(jié)果均應(yīng)符合圖紙和《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99-2015、《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661-2011以及《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2001及相關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)的要求；2）檢查焊工合格證及認(rèn)可的施焊的范圍；3）監(jiān)督檢查焊工必須嚴(yán)格按照焊接工藝技術(shù)文件要求及操作規(guī)程施焊；4）所有焊縫應(yīng)冷卻到環(huán)境溫度后進(jìn)行外觀檢查。5）外觀檢查用目測(cè)，裂紋檢查應(yīng)該配以5倍放大鏡在適合的關(guān)照條件下進(jìn)行，如果檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)焊縫和熱影響區(qū)可能存在裂紋等難以分辨的缺陷，應(yīng)該用超聲波探傷進(jìn)行復(fù)查，尺寸的測(cè)量應(yīng)用量具和卡規(guī)。6）對(duì)于所有要求無(wú)損檢測(cè)的焊縫在無(wú)損檢測(cè)之前應(yīng)該根據(jù)焊縫外觀質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)首先進(jìn)行焊縫外觀質(zhì)量檢查，焊縫外觀質(zhì)量合格后才能進(jìn)行焊縫的無(wú)損檢測(cè)。且無(wú)損檢測(cè)需在焊接完成后24h且焊縫溫度降為常溫后進(jìn)行。6.6.2焊接質(zhì)量外觀檢測(cè)（1）焊縫外觀檢查的內(nèi)容1）表面形狀，包括焊縫表面的不規(guī)則、弧坑處理情況、焊縫的連接點(diǎn)、焊腳不規(guī)則的形狀等；2）焊縫尺寸，包括對(duì)接焊縫的余高、寬度，角焊縫的焊腳尺寸等；3）焊縫表面缺陷，包括咬邊、裂紋、焊瘤、氣孔根部收縮等；（2）焊縫外觀檢查質(zhì)量要求1）所有焊縫表面應(yīng)該均勻、平滑，無(wú)折皺、間斷或未焊滿，并與母材平緩連接，嚴(yán)禁有裂紋、加渣、焊瘤、燒穿、弧坑、針狀氣孔和熔合性飛濺等缺陷；2）一級(jí)焊縫不得存在未焊滿、根部收縮、咬邊和接頭不良等缺陷，一級(jí)焊縫和二級(jí)焊縫不得存在表面氣孔、加渣、裂紋和電弧擦傷等缺陷；3）焊縫外觀質(zhì)量應(yīng)符合下表的規(guī)定焊縫等級(jí)檢驗(yàn)項(xiàng)目二 級(jí)三 級(jí)未焊滿≤0.2+0.02t且≤1mm，每100mm長(zhǎng)度焊縫內(nèi)未焊滿累計(jì)長(zhǎng)≤25mm≤0.2+0.04t且≤2mm，每100mm長(zhǎng)度焊縫內(nèi)未焊滿累計(jì)長(zhǎng)度≤25mm根部收縮≤0.2+0.02t且≤1mm，長(zhǎng)度不限≤0.2+0.04t且≤2mm，長(zhǎng)度不限咬邊≤0.05t且≤0.5mm，連續(xù)長(zhǎng)度≤100mm，且焊縫兩側(cè)咬邊長(zhǎng)≤10%焊縫全長(zhǎng)≤0.1t且≤1mm，長(zhǎng)度不限裂紋不允許允許存在長(zhǎng)度≤5mm的弧坑裂紋電弧擦傷不允許允許存在個(gè)別電弧擦傷接頭不良缺口深度≤0.05t且≤0.5mm，每1000mm長(zhǎng)度焊縫內(nèi)不得超過(guò)一處缺口深度≤0.1t且≤1mm，每1000mm長(zhǎng)度焊縫內(nèi)不得超過(guò)一處表面氣孔不允許每50mm長(zhǎng)度焊縫內(nèi)允許存在直徑<0.4t且≤3mm的氣孔2個(gè)；孔距≥6倍的孔距表面夾渣不允許深≤0.2t，長(zhǎng)≥0.5t，且≤20mm6.6.3焊縫無(wú)損檢測(cè)焊縫無(wú)損檢測(cè)執(zhí)行《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205和《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661以及《焊縫無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定》GB11345的要求。另外還必須滿足以下設(shè)計(jì)要求：（1）一級(jí)焊縫100%超聲波檢測(cè)，合格等級(jí)應(yīng)為現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》（GB11345）B級(jí)檢驗(yàn)的Ⅱ級(jí)及Ⅱ級(jí)以上。（2）二級(jí)縫進(jìn)行至少20%超聲波抽檢，其合格等級(jí)應(yīng)為現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》（GB11345）B級(jí)檢驗(yàn)的Ⅲ級(jí)及Ⅲ級(jí)以上。6.6.4焊接缺陷返修經(jīng)無(wú)損檢測(cè)確定焊縫內(nèi)部缺陷超標(biāo)必須返修時(shí)要根據(jù)以下規(guī)定進(jìn)行返修。（1）返修前應(yīng)由技術(shù)人員編制“返修作業(yè)指導(dǎo)書(shū)”。（2）根據(jù)無(wú)損檢測(cè)確定的缺陷位置、深度，打磨或碳弧氣刨清除缺陷。缺陷為裂紋時(shí)，碳弧氣刨前應(yīng)在裂紋兩端鉆止裂孔并清除裂紋