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焊接作业指导书

一、总则
1、焊工资格
1.1.1 参与焊接的焊工必须经过专业技术培训，上岗的焊工应按焊接种类（埋弧自动焊、气体保护焊和手工焊）和不同的焊接位置（平焊、立焊和仰焊）分别进行考试。考试合格发给合格证书。焊工须持证上岗，不得超越资格证规定的范围和有效期进行焊接作业。
1.1.2 上岗的焊工必须经过技术交底，熟悉所承担的工艺要求。
2、焊接材料
1.2.1 焊接材料的储存温度应在5℃以上，相对湿度不超过60%。当班未使用完的焊丝应回收，不得外露存放过夜。
1.2.2 所有焊接材料必须经复检合格后方能使用。
1.2.3 J507Ni焊条须经350℃烘焙1小时后方可使用，SJ101q焊剂须经300~350℃烘焙1~2小时后使用。
1.2.4 焊剂中不允许混入熔渣和赃物。重复使用的焊剂小于60目的细粉粒的量不得超过总量的5%。
1.2.5 采用气体保护焊应满足防风、防雨条件，CO2 气体保护焊采用的CO2 气体纯度应不低于99.5%，使用前须经倒置放水处理。
3、焊接环境
1.3.1 焊接区域必须防风、防雨，否则须加设防风、雨设施或停止施焊。
1.3.2 焊接施工环境温度不得低于5℃，环境相对湿度不的高于80%，否则采用火焰烘烤或其它必要的工艺措施除湿。
4、接头准备
1.4.1 焊接前应认真清理焊缝区域，不得有水、锈、氧化皮、油污、油漆或其它杂物，清除范围见下图所示。

1.4.2 加工不整齐的坡口要求打磨光顺，不得有大的凸起和凹陷。
1.4.3 焊接前应检查并确认所使用的设备工作状态正常，仪表器具良好、齐全可靠，方可施焊。
1.4.4 所有使用埋弧自动焊焊接的焊缝两端均应设引、熄弧板，所有引、熄弧板的材质、板厚和坡口形式都必须与正式杆件相同，且应不小于100mm、宽80mm。
1.4.5 对接焊前对板件组装错边应认真检查：板厚＜25mm时，错变不得大于0.5mm；板厚≥25mm时，错边不得大于1.0mm。
1.4.6 在杆件组拼时，除需单面焊双面成型的部分焊缝外，其余焊缝对组装间隙要严格控制，对接焊、各类角焊缝（如棱角焊）不应大于1.0mm，U肋坡口角焊缝不应大于0.5mm。

5、定位焊
1.5.1 定位焊采用手工电弧焊，所用焊材及焊接参数应严格遵循各项目的焊接工艺执行。
1.5.2 定位焊焊缝长度视钢板厚度可为50~100mm，间距400~600mm（厚板可适当加密），定位焊应距焊缝端部30mm以上，焊角尺寸应4mm≤K≤8mm.板厚大于40mm的结构定位焊两端不小于150mm焊长，并及时打磨起熄弧处。
1.5.3 定位焊前应检查焊件的几何尺寸、破口形式、根部间隙和焊接部位的清理情况等，并按要求进行预热，如不符合要求不得实施定位焊。
1.5.4 在焊接开始前，所有的定位焊缝都应打磨并在起弧和熄弧处倒角。定位焊应进行外观检查，不得有裂纹、夹渣、气孔、焊瘤等缺陷。定位焊如出现开裂，需先查明原因，然后采用碳弧气刨清除掉、打磨光顺，再由装配人员重新定位施定位焊。
6、焊接的一般要求
1.6.1 焊接预热及层间温度：要求层间温度必须高于预热温度。T型角焊缝竖板侧预热温度比水平板高50℃，采用CO2 气体保护焊焊接主桁各连接板时，严格执行预热和层温控制程序，并尽量采用大参数进行焊接，且一次性焊完。具体要求参见各项目焊接工艺。
1.6.2 埋弧自动焊必须在距设计焊缝80mm以外的引熄弧板上起、熄弧，回收焊剂的距离不小于1m，焊后焊缝稍冷却后再出去熔渣，严禁焊缝在红热状态，甚至液态时敲除焊渣。
1.6.3 对组拼间隙局部过大的地方，采用焊条电弧焊打底后再采用埋弧自动焊。
1.6.4 埋弧自动焊施焊前认真检查轨道与焊缝的位置和焊丝的对准情况，且在焊接过程中及时调整，不得偏焊。
1.6.5 对于存在坡口深浅过渡的埋弧自动焊，不可在坡口内引、熄弧，可将深坡口端的盖面焊道在已填满的浅坡口端焊道上搭接50 mm施焊，焊后将搭接的50 mm焊缝清除，并修磨匀顺。
1.6.6 采用气体保护焊应及时清理喊嘴上的飞溅物，气体流量为15~25L/min，气体流量计接上电源保持加热状态。
1.6.7 埋弧自动焊焊接过程中不应断弧，如有断弧则必须将停弧处刨成1:5的斜坡，并搭接50mm再引弧施焊，焊后搭接处修磨匀顺。
1.6.8 焊接时严禁在焊缝以外的母材上随意引弧。
1.6.9 焊后必须清理熔渣和飞溅，所有对接焊缝应顺应力方向打磨匀顺，角焊缝顺焊接方向打磨匀顺；对弦杆、桥面板的横向对接焊缝，焊后顺应力方向磨平。
1.6.10 对引、熄弧板必须采用火焰切除或机械切除的方法，火焰切除必须留3~5mm，多余部分采用磨光机修磨光顺，不允许伤及主梁，严禁锤击敲落引熄弧板。
1.6.11 焊工施焊前应调整好焊接设备的状态和工艺参数，操作中尽量保证一条焊缝一次焊完，减少焊接中熄弧的情况。
1.6.12 焊接后清理焊缝表面的焊渣及两侧的飞溅物。
1.6.13 焊接过程中如果发现焊缝出现裂纹，应及时通知技术人员，查明原因并制定方案后才能继续施工。
二、焊接工艺规程
1、焊接方法及焊接材料
2.1.1 各项目的主桁弦杆、腹杆、桥面系、横联等主要结构的焊接方法、焊接材料的使用和焊接顺序参照相应项目的焊接工艺。
2.1.2 各接头形式、焊缝编号、坡口形式、焊接参数详见相应项目焊接工艺。
2、相关焊接变形控制措施
焊接变形控制是保证钢梁尺寸和质量的主要条件之一。在建项目多采用中厚板制造，焊接填充量增大，焊接热输入量也随之增大，使得焊接收缩和变形较为严重，部分项目焊接工位差，且有大量的熔透焊要求，焊接难度大。
2.2.1 尽量采用线能量输入较小的焊接方法及工艺参数，多层多道快速焊，减小焊接热输入，从而减小焊接收缩变形。
2.2.2 采用合理的焊接顺序和施焊方向，控制焊接变形：箱型杆件四条棱角焊缝施焊方向一致，水平板两棱角焊缝尽可能同时对称施焊，防止箱梁扭曲等变形；对接焊缝反面清根后的施焊方向与正面相反控制焊缝成形后板件的旁弯。
2.2.3 熔透焊缝反面清根时也尽量采用小电流气刨，减少热输入，减小收缩量。
2.2.4 尽量采用自动焊代替手工焊，减小人工操作不稳定等因素的影响，控制焊缝质量的稳定性，减小焊接缺陷，防止再次焊接引起的不规则变形。
2.2.5 反变形法，焊前采用机械或火焰预设一定的变形量，焊后变形正好与之抵消：如整体节点处棱角焊缝，采用火焰热弯一定角度，保证焊后箱梁尺寸。
2.2.6 加强施焊过程检查和监督，尤其是对熔透焊缝反面清根处理及清根后的第一道焊缝，以确保焊接质量，减少焊后返修。
2.2.7 减少单面焊，尽量采用双面坡口焊接，减少焊接填充量，减小变形量，并使两边的热输入量大致相等，有效控制焊后的角变形。
2.2.8 对称施焊，减小变形。
2.2.9 刚性固定法：先焊接箱梁内部焊缝，增加箱体刚度，在焊接箱体外围焊缝，减小箱梁整体变形量。
2.2.10 焊后变形矫正，对变形超标的构件，可采用热矫正和机械矫正两种方法。机械矫正时的环境温度不可低于5℃，矫正后的钢料表面不得有明显的凹痕和其他损伤；采用热矫正法时，矫正温度应控制在600~800℃，严禁过烧，自然冷却到环境温度，冷却过程中不得锤击使构件变形，严禁水冷。
三、焊接检验
3.1 焊接完毕，应按自检、互检、专检程序进行检验。
3.2 所有焊缝都必须在冷却后在全长范围内进行外观检查，质量要求应符合下表规定，并做好检查记录。
焊缝外观质量标准（单位：mm）
项目
焊 缝 种 类
质 量 要 求
气
孔
横向、纵向对接焊缝
不允许
熔透角焊缝、棱角焊缝
等主要角焊缝
直径小于1.0
每米不多于3个，间距不小于20。
其他焊缝
直径小于1.5
咬
边
受拉部件横向对接焊缝及
竖加劲肋腹板侧受拉区
不允许

△

纵梁、U形、T形加劲肋角焊缝翼板侧
受压部件横向对接对接焊缝
熔透角焊缝

≤0.3
纵向对接焊缝、棱角缝等
主要角焊缝
≤0.5
其他焊缝
≤1.0
焊
脚
尺
寸
主要角焊缝
K

其它焊缝
K ①
焊波
角焊缝
h≤2.0
（任意25 mm范围高低差）

余高
不铲磨高的对接焊缝
h≤2.0（b≤20）
h≤3.0（b>20）

有效
厚度
T形角焊缝
凸面角焊缝有效厚度应不大于规定值2.0，凹面角焊缝应不小于规定值0.3

余高铲磨后的表面
横向对接焊缝（桥面板除外）
△1≤0.5

△2≤0.3
粗糙度

注：① 一条焊缝总长的10%范围内K
3.3 对接焊缝、熔透角焊缝（即超声波探伤Ⅰ、Ⅱ级焊缝）、棱角焊缝焊后应记录构件名称、号码、焊接日期、焊工姓名及焊接工艺参数、质量状况等。
3.4 焊缝外观检验合格后，并待焊缝冷却至室温24小时后进行无损检测，检验范围、检验方法和焊缝级别，具体详见各项目相应部位焊接工艺图表。
3.5 对经超声波探伤检验不合格者，必须对该梁上的同类焊缝全部进行探伤检查。并对有超标缺陷的焊缝进行返修，返修部位仍需进行100%无损探伤，且符合相关规定。
四、 焊缝返修
4.1 焊缝外观检查应符合相关技术文件的规定，不符合者应按下表进行返修。
序号
缺 陷 种 类
修 补 方 法
1
钢材表面麻坑划痕等
深度0.3 mm～1 mm的修磨匀顺（栓接部位可不打磨），超过1 mm时补焊后修磨匀顺
2
钢材端面局部层状裂纹①
深度为板厚1/4左右的裂纹长度不超过3 mm时，气刨补焊后，用砂轮修磨匀顺
3
气割边缘的缺口（崩坑）
深度2 mm以内的，用砂轮磨顺，超过2 mm的，磨出坡口补焊后修磨匀顺（边缘加工且能加工掉的除外）
4
焊缝裂纹及弯曲加工时的边缘裂纹
查明原因，提出防止措施，清除裂纹，按补焊工艺补焊后修磨匀顺
5
误引弧
对于直径Φ≤4 mm，深不大于0.5 mm的缺陷，要用砂轮修磨匀顺；Φ＞4 mm，深大于0.5 mm的缺陷，补焊后用砂轮磨平
6
未焊透、夹渣、气孔、凹坑等
用碳弧气刨等清除后补焊并修磨匀顺
7
焊缝表面高低不平（含焊接接头处）
用砂轮修磨匀顺
8
咬边
深度小于1 mm的用砂轮修磨匀顺，深度大于1 mm的，补焊后用砂轮修磨匀顺
9
焊瘤
用砂轮磨掉或用气刨清除掉后修磨匀顺
10
烧穿
清除熔渣，并用手弧焊补焊烧穿缺口
注：①此类缺陷严禁用在斜拉索锚箱处上弦杆顶板上。
4.2 焊角尺寸、焊波和余高超标的焊缝必须修磨匀顺，对误引弧、咬边及局部焊脚不足的焊缝，采用焊条电弧焊进行补焊后修磨匀顺。
4.3 返修焊的焊缝应修磨匀顺，并按原质量要求进行复检。返修次数不宜超过两次，超过两次时应报总工程师批准，并做好记录。
4.4 焊缝裂纹缺陷的修补必须先查明原因，经质检人员、主管技术人员和监理工程师确认后进行，并记入产品质量文件。为彻底清除裂纹，应在其两端各外延50mm进行修焊，必要时采用磁粉探伤确认。
4.5 返修焊时，采用碳弧气刨清除缺陷，两端刨成1:5斜坡，并将坡口打磨见金属光泽。
4.6 焊缝缺陷较长（L＞400mm）时,采用埋弧自动焊或CO2气体保护半自动焊按原工艺参数进行焊接；焊缝缺陷较短（L≤400mm
）时，采用焊条电弧焊焊接之后用砂轮打磨匀顺。
4.7 对焊缝返修及切伤处修补前的预热温度比前面正式焊接提高50℃。
五、焊后超声波锤击处理
1、锤击对象
5.1.1 对重要构件的熔透角焊缝端部应顺应力方向进行修磨，并按要求进行超声波锤击处理，对锤击处理完毕后的焊缝禁止进行在处理。要求锤击的结构部位详见各项目焊接工艺。
2、一般规定
5.2.1 锤击操作者应熟悉超声锤击设备的使用性能，并通过培训，严格按照《产品使用说明书》操作。
5.2.2 超声波锤击工作应在焊缝外观检查、无损检验及变形修整合格，按要求进行圆弧端部打磨后进行。
5.2.3 超声波锤击前应清除焊趾熔渣、焊接飞溅、焊瘤等杂物，需要锤击的部位锤击前打磨干净平顺，且不得被潮湿或污染。
5.2.4 超声波锤击前需在连接板圆弧端板厚方向锤击范围内的表面涂抹颜色，涂抹范围为焊缝及两侧焊趾外沿10mm宽。
5.2.5 超声波锤击时尽量保持锤击枪与焊趾垂直，力度达到相当于俯锤时锤体自重产生的力度，且锤坑均匀覆盖焊趾和规定锤击部位。
5.2.6 锤击部位不得出现皱叠和裂纹。
5.2.7 超声波锤击后，不得对被锤击部位进行磨修等扰动锤击效果的任何处理。
3、 超声波锤击设备
5.3.1 超声波锤击设备的基本参数：锤击设备基本参数详见相应项目的锤击工艺所选取的锤击设备型号（以铜陵桥锤击设备型号为例）。
超声波锤击设备参数
设备型号
QC25-I
输出功率
250W15％
超声频率
20000次／秒
输入电压
AC220V10％
换能方式
压电式
振动幅度
双级放大50μm
发生器重量
8kg
转换效率
90％
锤击枪自重
5kg
外形尺寸
电源箱365×305×145 mm
锤击枪Φ94×470mm
备注：为保证设备的使用寿命，连续工作6小时后，应让设备停机休息2小时。
5.3.2 锤头参数：
超声波锤击的锤头参数
直径
硬度
材 料
Φ5
60HRC
硬质合金钢
Φ8
60HRC
硬质合金钢
5.3.3 工具头套参数：
超声波锤击的锤头工具头套参数
直径
形式
材 料
Φ5
三针*
45号钢
Φ8
单针
45号钢
备注：1）推荐采用三针头套。 2）对焊缝端头板厚方向涂抹颜色部位必须采用三针头套。
4、 锤击设备操作程序
5.4.1 安置好超声波设备，接通电源，顺序打开超声波电源开关和超声锤击枪手柄电源开关按钮。
5.4.2 察看控制面板读数，调节功率旋钮，保持电压表读数在100mV左右，电流表读数在0.8A左右，以保证恰当的锤击力。
5.4.3 查看谐振保护灯是否熄灭。如否，调节功率旋钮直至谐振保护灯熄灭，方可工作。以保证高频机电联动设备处于匹配状态。
5.4.4 在所规定部位开始锤击。
5.5.5 锤击完成后，先关锤头开关，再关仪器开关，将仪器装入仪器箱。
5、 超声波锤击工艺流程

外观检查和无损探伤
清除焊趾熔渣、飞溅
实施超声波锤击处理
锤击检查
焊　接
锤击区上色

6、超声波锤击区域
5.6.1 锤击部位为焊道之间内凹部位及其两侧焊趾，注意端部圆弧部位锤击区域应沿中间焊缝锤击区域向端部均匀过渡，如图所示。

5.6.2 锤击枪角度：
根据锤击部位不同，分别将锤头对准焊趾线、焊道间内凹沟槽线、端部板厚方向涂抹颜色部位。锤头与水平板面夹角为60 o ~70o，见图。

5.6.3 锤击速度和锤击方法：
锤头沿着焊趾或焊道移动最佳线速度每分钟约0.5～1米，匀速进行，每段往复处理4～5遍。对焊缝端头板厚方向无法沿着焊趾或焊道锤击的部位，应顺着钢板正反面焊趾起源处对侧面涂抹颜色部位进行平行往复满锤，锤击遍数4～5遍。
5.6.4 锤坑深度
锤击后锤坑深度0.1～0.2 mm，两侧焊趾和焊道间锤坑宽度≥4mm，焊趾处锤坑示意见图。

7、验收标准
锤击完成后要对锤击区域进行检查。在实际工艺处理过程中，可预制几块锤击处理过并符合要求的标准样板，让检查人员对照检查。评判标准如下：
5.7.1 焊趾和焊道间内凹部位：
通过目测检查锤过的焊趾和内凹线部位，应出现光亮、圆滑、匀顺的凹弧沟。
5.7.2 焊缝端头板厚方向部位：
目测检查涂抹颜色的部位应被光亮的均匀麻点覆盖。要特别注意检查钢板棱角部位；如检查发现有漏锤区域，必须进行补锤。
5.7.3 检验人员对要求超声波锤击的构件焊缝报监理工程师现场检查和确认。

三分厂技术室
2011--12--07