钢结构栓钉综合项目施工基本工艺.doc

8 钢构造焊钉焊接施工工艺

8.1 普通规定

8.1.1 实用范畴
本原则合用于各类钢构造工程中，公称直径为10～25mm焊钉（圆柱头焊钉、熔焊栓钉、剪力钉等）焊接施工。
8.1.2 参照原则与规范
冷镦和挤压用钢 GB/T6478—
电弧螺柱焊用圆柱头焊钉 GB/T10433—　
建筑工程施工质量验收统一原则 GB50300—
钢构造工程施工质量验收规范 GB50205—
建筑钢构造焊接技术规程 JGJ81—
8.1.3材料
1 焊钉
1) 焊钉材料机械性能应符合表8.1.3-1规定。

表8.1.3-1　　 焊钉材料及机械相性能
材　　料
标　　准
机　械　性　能
ML15、ML15Al
GB/T6478
σb≥400N/㎜2
σs或σp0.2≥320N/㎜2
δ≥14%

2) 焊钉形状尺寸应符合图8.1.3-1及表8.1.3-2规定

图8.1.3-1 焊钉形状尺寸
注：图中1）表达由制造者选取可制成凹穴形式。

表8.1.3-2 焊钉形状尺寸(mm)
d
公称
10
13
16
19
22
25
Min
9.64
12.57
12.57
18.48
21.48
24.48
Max
10
13
16
19
22
25
dk
Min
17.65
21.58
28.58
31.5
34.5
39.5
Max
18.35
22.42
29.42
32.5
35.5
40.5
h*
2.5
3
4.5
6
6
7
k
Min
6.55
7.55
7.55
9.55
9.55
11.45
Max
7.45
8.45
8.45
10.45
10.45
12.55
r
Min
2
2
2
2
3
3
WA参照
4
5
5
6
6
6
公称长度L1
40～180
40～200
50～250
60～300
80～300
80～300
注：1、h*为指引值，在特殊场合，如穿透平焊，该尺寸也许不同。
2、L1焊后长度设计值。

3) 焊钉表面质量 焊钉必不经表面解决。其表面应平滑、干净，不得有锈蚀、氧化皮、油脂和毛刺等；其杆部表面不容许有影响使用裂缝，但头部裂缝深度（径向）不得超过0.25(dk-d)mm。
2 瓷环
1) 焊接瓷环型式尺寸 焊接瓷环型式和尺寸应符合图8.1.3-2和表8.1.3-3规定。其中，B1型合用于普通平焊，也合用于13mm和16mm焊钉穿透平焊；B2型仅合用于19mm焊钉穿透平焊。

图8.1.3-2 焊接瓷环型式和尺寸

表8.1.3-3　 焊接瓷环尺寸(mm)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
焊钉公称直径d
D
D1
D2
H
Min
Max
10
10.3
10.8
14
18
11
13
13.4
13.9
18
23
12
16
16.5
17
23.5
27
17
19
19.5
20
27
31.5
18
22
23
23.5
30
36.5
18.5
25
26
26.5
38
41.5
22

2) 表面质量 焊接瓷环不得有露水和雨水痕迹。

8.2 施工准备

8.2.1 技术准备
1 施工单位应按JGJ81规定进行焊接工艺评估，其成果应符合设计规定和GB50205原则规定。
2 依照工艺评估、设计和图纸深化成果，编制施工作业指引书，做好施工技术交底。
8.2.2 材料准备
依照设计规定，选用合格焊钉。依照焊钉安装位置按下述规定使用配套瓷环：
1 若直接在压型钢板上安装焊钉，应使用穿透型（B2型）配套瓷环。
2 若直接在钢梁钢柱上安装焊钉，应使用普通型（B1型）配套瓷环。
8.2.3 机具准备
1 熔焊栓钉机专用设备。使用设备必要是焊接工艺评估试件制作设备，且工艺评估成果合格。
2 角向磨光机。配合施工工具，用于安装焊钉时去处钢梁上非导电型油漆。
3 焊机（交流、直流均可）。熔焊时必要配套安排中型焊机用于焊钉补焊。
4 烘箱或其他烘烤设备。必要时用于焊钉和配套使用瓷环烘烤除湿。
8.2.4 作业条件
1 钢构造构件表面熔焊部位，不容许有油漆、锈、水、油污及其他影响焊缝质量污渍。
2 作业场地空气环境相对湿度不不不大于85％。

8.3 施工工艺

8.3.1 工艺流程
焊钉焊接施工工艺流程见图8.3.1

合格
合格
试焊
划线定位
清理焊接区域
弯曲15°检查
修补
不合格
不合格
调节焊接参数
正式焊接

弯曲30°检查

验收

图8.3.1　焊钉焊接工艺流程图
8.3.2 工艺细则
1 划线定位
1) 工具：钢板尺、划针、样冲、榔头。
2） 操作：用钢板尺和划针，按设计规定位置和间距，在构件上划出焊钉位置并在焊钉位置处打上样冲眼。
　 3) 规定：符合工程设计规定，位置容许偏差±1mm。
2 清理焊接区域
　 1) 工具：角磨机、钢丝刷。
2) 操作：用角磨机将构件施焊部位涂层打磨干净，并用钢丝刷清扫铁屑残渣。
3) 规定：焊接钢构件表面不容许有油漆、其他涂层、水、油脂及其他影响焊缝质量污渍存在。
8.3.3 试焊
1 机具：熔焊栓钉机及配套工装是植钉枪。
2 操作
1) 植钉枪操作： 　
植钉枪操作如图8.3.3所示。熔接长度按表8.1.3-2中WA栏取值。
图8.3.3 植钉枪操作图

2) 焊钉熔焊操作：按8.2.5条进行。
3 规定：每项工程每种规格焊钉在正式施焊前，必要试焊一种焊钉，用榔头敲击（或使用套管压）使焊钉弯曲30°，进行弯曲实验，检查与否满足质量规定；若不能满足规定，则应修改施工工艺,调节工艺参数再试，直到满足规定为止。使用套管进行实验时，套管下端距离焊肉上端距离不得不大于1d。
8.3.4 焊接
　 1 机具：同5.2.4 第1条。
2 操作
1) 植钉枪操作：同8.2.4 第2条1)。
2) 熔焊操作过程:
（1）焊接准备
将焊钉放在焊枪夹持装置中，把相应直径保护瓷环置于母材上，把焊钉插入瓷环内并与母材接触，如图8.2.5-1所示。

图8.2.5-1 焊接准备（焊钉端部与母材接触）

（2） 引弧
按动电源开关，焊钉自动提高，激发电弧，如图8.2.5-2所示。

图8.2.5-2 引弧（按动开关，引导焊钉产生引导电弧）

（3） 焊接
焊接电流增大，使焊钉端部和母材局部表面熔化，如图8.2.5-3所示。

图8.2.5-3 焊接（强电流使焊钉端与一某些母材熔化）

（4） 加压
设定电弧燃烧时间达到后，将焊钉自动压入母材，如图8.2.5-4所示。

图8.2.5-4 加压（固定一段时间后，将焊钉压入母材中）
（5） 断电
切断电源，熔化金属凝固，并使焊枪保持不动，如图8.2.5-5所示。

图8.2.5-5 断电（熔化金属凝固）

（6） 冷却
让焊缝冷却，焊钉端部表面形成均匀环状焊缝余高，然后敲碎并清除瓷环，焊接完毕，如图8.2.5-6所示。

图8.2.5-6 冷却（焊接完毕）

3 规定
1）每班焊接完毕焊钉均要从中抽取两个焊钉，用榔头敲击（或使用套管压）使焊钉弯曲30°，进行弯曲实验，检查与否合格，否则应修改施工工艺，调节焊接参数。使用套管进行实验时，套管下端距离焊肉上端距离不得不大于1d。
2）焊接过程中如果有不饱满或者通过修补焊钉，每个焊钉均应作弯曲15°实验。榔头敲击方向应从焊缝不饱满一侧进行。
d)实验样品解决
经弯曲实验焊钉，如果合格可保存弯曲状态；如果不合格可以修补或在该焊钉近处重新补焊一棵焊钉。
8.3.6 焊接工艺参数
焊接电压、电流、及时间（焊钉枪提起和插下）等参数，受设备和焊钉影响较大，施工单位应按
表8.3.6依照所使用熔焊栓钉机使用阐明和本单位焊接工艺评估来拟定。

表8.3.6　 焊钉焊接电压、电流、时间
焊钉直径（mm）
电压(V)
电流(A)
时间(s)
备注
10
65(空载)
495～605
0.40

13
65(空载)
945～1155
0.60
16
65(空载)
1215～1485
0.70
19
65(空载)
1494～1826
0.90
22
65(空载)
1710～2090
1.10
25
65(空载)
1980～2420
1.30

8.4 安全环保

1 焊接操作工人应佩戴防护眼罩，穿防护服。
2 单独进行施工电源布设。
3 熔焊栓钉机和焊钉枪要接地可靠。
4 焊接时防止飞溅熔渣引起火灾。

8.5 质量检查

8.5.1材料检查
1 主控项目
1) 焊钉和焊接瓷环材质、品种、规格、性能等应符合本原则8.1.3条、GB10433和设计规定。
检查数量：全数检查。
检查办法：检查焊钉和焊接瓷环质量合格证明文献、中文标志及检查报告等。
2)重要钢构造采用焊钉应抽样进行机械性能复验，复验成果应符合本原则8.1.3条规定和设计规定。
抽样规则：相似材质、同毕生产厂家、相似工艺生产不同规格尺寸焊钉，可以按数量在每2万棵及其如下，构成一种检查批，只抽取其中一种焊钉做一组机械性能复验。
检查办法：检查复验报告。
2普通项目
1)焊钉和焊接瓷环规格、尺寸及偏差应符合本原则8.1.3条和GB/T10433规定。
检查数量：按量抽查1％，且不少于10套。
检查办法：用钢尺和游标卡尺测量。
2) 焊钉外观应符合本原则8.1.3条规定。
检查数量：按量抽查1％，且不少于10个。
检查办法：观测检查。

8.5.2 焊钉焊接检查
1 主控项目
1) 施工单位对其采用焊钉和钢材焊接应进行焊接工艺评估，其成果应符合设计规定和GB50205、JGJ81原则规定。瓷环应按其产品阐明书进行烘焙。
检查数量：全数检查。
检查办法：检查焊接工艺评估报告和烘焙记录。
2) 焊钉焊接后应进行弯曲实验，其焊缝和热影响区不应有肉眼可见裂纹。
检查数量：每批同类构件抽查10％，且不应少于10件；被抽查构件中，每件检查焊钉数量1％，但不应少于1个。
检查办法：用榔头敲击（或使用套管压）使焊钉弯曲30°后用角尺检查和观测检查。使用套管进行实验时，套管下端距离焊肉上端距离不得不大于1d。
　 样品解决：经弯曲实验合格焊钉，乃保持弯曲状态交货或转序。
2 普通项目
焊缝无气孔、无夹渣，焊脚应均匀；如果存在下列状况之一，应用手工电弧焊进行修补：
1) 焊脚立面未熔合或局限性360°;
2) 焊缝高度≤1mm;
3) 焊缝宽度≤0.5mm;
4) 焊缝咬肉深度≥0.5mm。
检查数量：按总焊钉数量抽查1％，且不应少于10个。
检查办法：用焊接检查尺和观测检查。

8.6 质量记录

8.6.1 质量记录
１ 图纸会审、设计变更、洽商记录；
２ 原材料出厂合格证书及进场检（试）验报告；
３ 施工实验报告及见证检测报告；
４ 隐蔽工程验收记录；
５ 施工记录；
６ 验收批质量验收记录；
７ 分项工程质量验收记录；