钢结构焊接与连接施工工艺标准

钢结构焊接与连接施工工艺标准RSS打印复制链接大中小发布时间：2012-01-0408:07:243.1手工电弧焊焊接施工工艺标准3.1.1适用范围本工艺适用于钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工艺。工艺规定了一般低碳钢、普通低合金钢手工电弧焊的基本要求。凡各工程的工艺中无特殊要求的结构件手工电弧焊均应按本工艺规定执行。3.1.2引用标准（1）钢结构工程施工质量验收规范（GB50205—2001）；（2）建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300—2001）；（3）建筑钢结构焊接规程（JGJ81—2002）；（4）碳钢焊条（GB5117—85）；（5）低合金钢焊条（GB5118—85）；（6）钢结构焊缝外形尺寸（GB10854—89）；（7）焊接质量保证钢熔化焊接接头的要求和缺陷等级（GB/T12469—90）；（8）钢焊缝手工超声波探伤和探伤结果的分级（GB11345—89）。3.1.3术语焊接工艺——制造焊件所有有关的加工方法实施要求，包括焊接准备、材料选用、焊接方法的选定、焊接参数、操作要求等。坡口——根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配的一定几何形状的沟槽。断续焊缝——焊接成具有一定间隔的焊缝。塞焊缝——两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝，只在孔内焊角缝者。焊缝厚度——在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离。手工焊——手持焊具、焊枪或焊钳进行操作的焊接方法。预热——焊接开始前，对焊件的全部（或局部）进行加热的工艺措施。后热——焊接后立即对焊件的全部（或局部）进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施。焊条——涂有药皮的供手弧焊用的熔化电极。它由药皮和焊芯两部分组成。焊药——压涂在焊芯表面上的涂料层。焊渣——焊后覆盖在焊缝表面上的固态熔渣。焊接工作台——为焊接小型焊件而设计的工作台。定位板——为保证焊件间的相对位置，防止变形和便于装配而临时焊上的金属板。引弧板——为在焊接接头始端获得正常尺寸的焊缝截面，焊前装配的一块金属板。焊接在这块板上开始，焊后割掉。引出板——为在焊接接头末端获得正常尺寸的焊缝截面，焊前装配的一块金属板。焊接在这块板上结束，焊后割掉。3.1.4施工准备3.1.4.1技术准备（1）首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺试验。焊接工艺试验所用的设备、仪表应处于正常的工作状态，有特殊要求时，要与生产时采用的焊机相同。参与焊接工艺试验的焊工，必须由本单位技术熟练的焊接人员承担。（2）工艺试验完后还须进行评定，判断其是否可行。未经评定的试验结果不能盲目投入批量生产。工艺评定的目的，一是审定生产工艺能否实现；二是质量保证可靠程度的检验；三是经济合理性分析。（3）编制工艺文件。通过钢结构焊接施工前进行的工艺试验，得到最佳工艺参数，并据此编制出正式的焊接工艺评定报告和焊接工艺指导书，根据工艺指导书及图样的规定，编写焊接工艺，根据焊接工艺进行焊接施工。3.1.4.2材料准备（1）钢材应按施工图的要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和行业标准的规定，并应具有质量证明书或检验报告。如果用其它钢材和焊材代换时，须经设计单位同意，并按相应工艺文件施焊。（2）焊条选用原则1）焊接材料的选择应按照施工图的要求选用，并应具有质量证明书或检验报告。施工单位必须按施工图的要求备料，不得随意变更，特别是酸性焊条和碱性焊条二者不得混杂使用。2）焊接材料代换时必须经设计单位同意，并应由设计单位签发材料代换通知单。因某些材料的代换可能影响到构件的性能、制作和焊接工艺的改变，所以，代换后的焊接材料应做相应的试验，根据试验结果调整焊接工艺。3）焊接低碳钢和低合金钢时选用焊接材料可依据以下原则进行选择：①依据焊接材料的力学性能和化学成分要求。对于普通碳素结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用抗拉强度等于或稍高于母材的焊条。对于合金结构钢，通常要求焊缝金属的主要合金成分与母材金属相接近或相同。当母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高时，焊缝容易产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。②依据焊件的使用性能和工作条件要求。对于承受动荷载和冲击荷载的焊件，除满足强度要求外，还要保证焊缝金属具有较高的冲击韧性和塑性，应选用塑性和韧性指标较高的低氢焊条。对于接触腐蚀介质、在高温或低温条件下工作的焊件，应选用相应的耐腐蚀焊条、耐热或低温钢焊条。③依据焊件的结构特点和受力状态。对于结构形状复杂、刚性大及大厚度焊件，由于焊接过程中产生很大应力，容易使焊缝产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。对于焊接部位难以清理干净的焊件，应选用氧化性能强，对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。由于受条件限制而不能翻转的焊件，当焊缝处于非平焊位置的，应选用全位置焊条。④依据施工条件及设备情况。在狭小或通风条件差的场合，尽量选用酸性焊条或低尘低毒焊条。在没有直流电源，而焊接结构又要求必须使用低氢焊条的时候，应选用交直流两用的低氢型焊条。⑤依据操作工艺性能及经济效益。在满足产品性能的条件下，尽量选用工艺性能好的酸性焊条。在满足使用性能和操作工艺性能的条件下，尽量选用成本低、效率高的焊条。（3）焊材的保管1）各种焊条必须按不同类别、型号或牌号分别在不同位置存放。2）存放焊材的仓库要求通风良好、干燥，库内应设置温度计和湿度计。应采取措施使库温控制在10～25℃，最低不应低于5℃。10～20℃时的相对湿度为60%以下；20～30℃时的相对湿度为50%；30℃时的相对湿度为40%以下，以防止焊条受潮变质。3）焊条不应直接放置地上，存放时必须垫高，离地面和墙面均应大于300mm，最好放在专用的架子或柜子里，或分垛码放，以保证焊条周围空气流通。4）为防止损坏包装及药皮脱落，搬运及堆放时不得乱摔、乱砸，应注意轻放。焊条包装要随用随启封，拆包后未用完的焊条要妥善保管，以免受潮变质。（4）焊件坡口形式的选择1）要考虑在施焊和坡口加工可能的条件下，尽量减小焊接变形，节省焊条，提高劳动生产率，降低成本。一般主要根据板厚选择（见《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB985-88）。2）不同板厚的钢板对接接头的两板厚度差(t—t1)不超过表3.1.4.2规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选择；否则应在厚板上作出如表中图示的单面a）或双面削薄b），其削薄长度L≥3(t—t1)。两板厚度差允许值表3.1.4.2较薄板厚t1（mm）≥2～5＞5～9＞9～12＞12允许厚度差（t-t1）（mm）12343.1.4.3主要机具主要机具表表3.1.4.3设备名称设备型号数量单位备注电动空压机依据工程实际情况确定依据工程实际情况确定台碳弧气刨用柴油发电机台应急使用直流焊机台结构焊接交流焊机台结构焊接焊条烘干箱台烘干焊条翼缘矫正机台型钢校正超声波探伤仪依据工程实际情况确定依据工程实际情况确定台数字温度仪台测量层间温度数字钳形电流表个测量焊接电流温湿度仪个测量空气湿度焊缝检验尺把检验焊缝尺寸磁粉探伤仪台测量焊缝内部缺陷尺寸游标卡尺把测量焊缝外观尺寸钢卷尺把测量3.1.4.4作业条件（1）焊接区表面及其周围20mm范围内，应用钢丝刷、砂轮、氧乙炔火焰等工具，彻底清除待焊处表面的氧化皮、锈、油污、水份等污物。（2）焊条在使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和烘焙温度进行烘焙。低氢型焊条烘干后必须存放在保温箱（筒）内，随用随取。焊条由保温箱（筒）取出到施焊的时间不宜超过2h（酸性焊条不宜超过4h）。不符上述要求时，应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不宜超过2次。（3）复核焊接件的接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的处理情况。有不符合要求的，需修整合格。（4）焊接设备及各种附件、仪表性能应达到产品合格证各项指标、并且调节灵活绝缘可靠，还必须满足国家标准GB15579的安全要求。（5）焊工应持焊工合格证并在有效期内。（6）制作防风棚和储存其它防风措施，以防风雨天气。3.1.5材料和技术质量要求3.1.5.1材料要求（1）所用钢材及焊接材料均应符合设计图纸和规程的要求。（2）焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。（3）重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验，复验结果符合现行国家产品标准和设计要求。（4）焊条外观不应有药皮脱落、焊芯生锈等缺陷。3.1.5.2技术要求焊工应严格按照焊接工艺及技术操作规程施焊。3.1.5.3质量要求建筑钢结构焊接质量检查应由专业技术人员担任，并经岗位培训取得质量检查员岗位合格证书。3.1.6施工工艺3.1.6.1工艺流程清理焊接部位→检查构件组装质量→调整焊接工艺参数→按合理顺序施焊→自检、交检记录→考职检验员检查3.1.6.2操作工艺（1）一般规定①施焊前应复查装配质量和焊区的处理情况，当不符合要求时，应修整合格后方可施焊。②对接接头、自动焊角接接头及要求全熔透的焊缝，应在焊道的两端设置引弧和引出板，其材质和坡口形式应与焊件相同。手工电弧焊应大于20mm。焊后用气割切除引板，并修磨平整。③引弧应在焊道处，不得擦伤母材。④焊接时的起落弧点距焊缝端部宜大于10mm，弧坑应填满。⑤多层焊接宜连续施焊，注意各层间清理和检查，有缺陷要及时清除后再焊。⑥焊缝出现裂纹时要查清原因，订出返修工艺后在处理。⑦焊缝的返修应按返修工艺进行，同一部位的返修次数不宜超过两次。⑧雨雪天气时不得露天焊接。在四级以上风力下焊接，应采取防风措施。（2）焊接参数的选择手工电弧焊的工艺规范参数主要有：焊接电流、焊条直径和焊接层次。焊接工艺参数的选择，应在保证焊接质量条件下，采用大直径焊条和大电流焊接，以提高劳动生产率。①焊条直径的选择焊条直径一般根据构件厚度及焊接位置来选择，见表3.1.6.2-1。平焊时焊条直径可选择大些，立焊时焊条直径不大于5mm，仰焊和横焊最大焊条直径为4mm，多层焊及坡口第一层焊缝使用的焊条直径为3.2～4mm。焊条直径的选择表3.1.6.2-1焊件厚度（mm）234～56～12≥13焊条直径（mm）23.23.2～44～54～6②焊接电流（a）手工电弧焊焊接电流按经验公式计算：I=Kd式中I-----焊接电流，A；d-----焊条直径，mm；K-----系数，一般为35～50，A/mm，K和d的关系见表3.1.6.2-2焊接电流经验系数表3.1.6.2-2焊条直径（mm）1.62～2.53.24～∮6经验系数（A/mm）20～2525～3030～4040～50立焊、横焊、仰焊时焊接电流应比平焊时小10%～20%。焊条直径与电流的匹配参数见表3.1.6.2-3。焊条直径（mm）1.62.02.53.24.05.05.8电流（A）25～4040～6050～80100～130160～210200～270260～300打底焊时，特别是焊接单面焊双面成形焊道时，使用的焊接电流要小；填充焊时，通常用较大的焊接电流；盖面焊时，为防止咬边和获得较美观的焊缝，使用的电流稍小些。碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。不锈钢焊条比碳钢焊条选用电流小20%左右。焊接电流初步选定后，要通过试焊调整。（3）焊接层次。中、厚钢板手工电弧焊应采用多层多道焊。对同一厚度的材料，其他条件不变时，焊接层次增加，热输入量减少，有利于提高焊接接头的塑性和韧性。但层数过多，焊件变形程度会增大，焊接时应根据情况合理选择。多层焊的施焊应符合下列要求：①厚板多层焊时应连续施焊，每一焊道焊接完成后应及时清理焊渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊。在连续焊接过程中应控制焊接区母材温度，使层间温度上、下限符合工艺文件要求。遇有中断施焊的情况，应采取适当的后热、保温措施，再次焊接时重新预热温度应高于初始预热温度；②坡口底层焊道采用焊条直径应不大于Φ4mm，焊条底层根部焊道的最小尺寸应适宜，最大厚度不应超过6mm。③手工电弧焊工艺参数示例见表3.1.6.2-4。4）焊前预热①根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件约束条件确定预热温度。焊接坡口角度及间隙增大时，应相应提高预热温度。②根据熔敷金属的扩散氢含量确定预热