钢结构焊接基本工艺指导书.doc

钢构造焊接工艺指引书
依照我公司既有技术和装备能力,钢构造工厂化制作焊接办法有：手工电弧焊；埋弧自动焊；二氧化碳气体保护焊。该焊接工艺指引书配合《钢构造工厂化制作工艺指引书》使用。
1、焊接材料
1.1电焊条、埋弧焊丝、二氧化碳气体保护焊丝、埋弧焊剂都应有出厂质量证明书。钢构造惯用钢材所相应焊材见附表(一)。
普通焊接材料选用附表（一）
钢材强
度级别
σ
（MPa）

钢 号

手弧焊

焊 条

埋 弧 焊

CO2气体保护焊
焊 丝
焊 剂
焊 丝

235

Q235
(A)
Q235F
(A\F)
E4303
E4301
E4316
E4315
E4310
H08A

H08MnA
HJ431
H10MnSi

H08MnA

345

16Mn

16Mnq

E5016

E5015
不开坡口对接
H08A
中板开坡口对接
H08MnA
H10Mn2
H10MnSi
厚板深坡口
H10Mn2

HJ431

HJ350

H08Mn2Si
390

15MnV

15MnVq

E5016
E5015
E5516
E5515
不开坡口对接
H08A
中板开坡口对接
H10Mn2
H08Mn2Si
H10MnSi
厚板深坡口
H08MnMoA

HJ431

HJ350
HJ250

H08Mn2Si

1.2对各种焊材入库前都要进行严格质量检查并应符合如下规定：
1.2.1气割所用氧气纯度不低于99.5%；乙炔气纯度不低于96.5；二氧化碳气体保护焊所用二氧化碳气纯度不低于99.5%，且含水量应不大于0.05%，焊接重要构造时，其含水量应不大于0.005%。
1.2.2电焊条偏心度、药皮强度、药皮耐潮度等应符合规定。
1.2.3二氧化碳气体保护焊丝表面应光滑平整、焊丝镀铜层均匀牢固、焊丝挺度应能使焊丝均匀持续送进。
1.2.4埋弧自动焊丝表面无锈蚀、无油垢。
1.2.5埋弧自动焊剂颗粒度、含硫、磷量、含水量、以及机械夹杂物均应符合规定。
1.3各种焊材应在干燥通风良好焊材仓库中存储，并应按种类、牌号、批号、规格、入库时间分类堆放，每垛应有明确标志，不得混放。
1.4发放、烘干焊条和焊剂要有专人负责，要有焊条、焊剂烘干记录、领取和发放记录，特别不可将碳素钢埋弧焊丝、焊剂与低合金钢埋弧焊丝、焊剂搞混、发错。
1.5当天剩焊条、焊剂 应分别放入保温箱内贮存，不得露天过夜存储。
1.6使用过焊剂回收后，必要过筛并重新烘干方可再用。
焊条分酸性和碱性焊条，碱性焊条又称低氢型焊条，这种焊条药皮有较强吸潮性能，空气相对湿度高于65%以上时，药皮就开始吸潮，吸潮时间超过4h以上焊条，在电弧高温作用下，熔敷金属中扩散氢升高，焊缝金属中就容易生成氢白点或气孔，因而，焊接材料应储存在湿度低于60%如下，且通风良好仓库内，使用前应按关于规定进行烘干。但重复烘干次数不适当过多，烘干次数过多，药皮中铁合金容易氧化，分解硅酸盐，易老化变质，影响焊接质量。焊条锈蚀、油污，在高温作用下也会分解出氢和其他气体，使焊缝产气愤孔和其她缺陷。
2、焊工
2.1必要有钢构造焊接合格证焊工施焊，并且合格证在有效期内。停焊时间达6个月及以上，应重新考核。
2.2应有良好工艺作风，严格按照给定焊接工艺和焊接技术办法进行焊接，严格遵守规范和公司制定工艺细则并认真实行质量自检。
2.3焊工在施焊前应认真熟悉作业指引书，凡与作业指引书规定不符时，焊工应回绝施焊。当浮现重大质量问题时，及时报告技术人员，不得自行解决。
3、焊接
3.1普通规定
3.1.1 H型钢上下翼板与腹板联接四条焊缝，所有采用埋弧自动焊。板厚t≤8mm构件焊缝和梁、柱薄筋板尽量采用二氧化碳气体保护焊。
3.1.2对接焊缝和组合焊缝，应在焊缝两端设立引弧板和收弧板，其材质和坡口型式与被焊工件相似，手弧焊引弧板和收弧板长度应>60mm,宽度应>50mm。埋弧自动焊引弧板和引出板长度应不不大于150mm，宽度应不不大于80mm。焊接完毕后用气割割掉，并用摩光机磨平，不得用大锤硬打。
引弧和引出板是保证两端焊缝质量重要办法，焊缝通过引弧和引出板过渡，可提高正式焊区焊接温度，以防止焊缝两端有未焊透、未熔合等缺陷，同步还能消除焊缝两端弧坑和弧中裂纹。引弧和引出板在焊接完后，要用火焰切割除去并用摩光机磨平，禁止大锤击落。这是为了保证焊缝端部完整，避免扯破母材导致缺口形成应力集中区或扯破源点，因此要修平整。
3.1.3焊接前要认真检查零件坡口和对接间隙与否符合规定。不合格，不得施焊。
焊件部位组装质量，对焊缝质量有明显影响，甚至还会影响构造安全度，因此必要注重焊件组装质量。如不符合规定期，应及时修整或重新组装，绝对不容许在焊缝之间加金属填充物。加填充物重要危害是容易导致焊不透，影响焊缝质量。
3.1.4焊接前要将焊缝及其附近泥土、油污及其杂质清理干净。
3.1.5定位点焊，定位所用焊接材料，应与正式施焊所用材料材质相匹配。点焊高度不适当超过设计焊缝厚度2/3，点焊长度宜不不大于40mm，间距宜为500-600mm，如发现点焊上有气孔或裂纹，必要清除干净后重焊。
3.1.6不得在焊道以外母材表面引弧、熄弧。在制作吊车梁、吊车桁架及设计上有特殊规定其他重要受力构件承受拉应力区域内，不得焊接暂时支架、卡具及吊环等。
在焊缝以外母材上打火引弧是一种不良操作习惯，容易烧伤母材留下缺口，导致应力集中，使钢材韧性值下降，影响疲劳强度，特别是低合金构造钢对此更为敏感。
3.1.7雨雪天时，禁止露天焊接。构件焊区表面潮湿或有水时，必要清理干净方可施焊。
3.1.8焊接时容许最低环境温度 ：碳素钢 -20οC ，低合金钢、普通低合金钢 -10οC 。
3.1.9焊前预热和焊后解决
3.1.9.1厚度不不大于50mm碳素构造钢和厚度不不大于36mm低合金构造钢,施焊前应进行预热,焊后应进行后热.预热温度宜控制在100-150οC 。
3.1.9.2在负温下焊接时:
含碳量≤0.35%碳素钢,厚度t≥34mm,预热温度130-180οC 。16Mn 厚度t≥30mm,预热温度 130-180οC 。
3.1.9.3 预热区在焊道两侧,其宽度应各为焊件厚度2倍以上,且不不大于100mm。
3.1.9.4对需要进行后热解决焊缝,应在焊接结束后焊缝金属没有完全冷却时候及时进行,后热温度为200-300οC,保温时间可按板厚每30mm1h计算,但不得少于2小时。
3.1.10焊缝内部浮现不容许缺陷,要用磨光机或碳弧气刨认真磨出缺陷进行返修,但焊缝同一部位返修次数不得超过二次,如超过二次必要经负责焊接技术人员核准后,按返修工艺进行。
3.2埋弧自动焊
3.2.1 H型钢制作，上下翼板与腹板焊接，所有采用船形位置单道埋弧自动焊，焊接参数见附表（二）；平板拼接对接焊缝用埋弧自动焊时，焊接参数见附表（三）。
船形位置T型接头单道自动焊焊接参数附表（二）
焊脚
(mm)
焊丝直径
(mm)
焊接电流
(A)
电弧电压
(V)
焊接速度
(m/min)
送丝速度
(m/min)
6
5
600-700
34-36

0.77-0.83
8
4
675-700
34-36
0.33
1.83
5
700-750
34-36
0.42
0.83-0.92
10
4
725-750
33-35
0.27
2.0
5
750-800
34-36
0.3
0.91-1
3.2.2焊接时在引弧板和收弧板上焊缝引出长度应不不大于50mm。
3.2.3焊接时应有焊工一名，辅助人员一名。焊工除按附表（二）,或附表（三）调节好焊接参数、焊嘴位置外，要密切观测焊接状况。辅助人员应及时清扫焊道、清扫、回收焊剂和清除药皮（焊渣）。
3.2.4检查自动焊机走道与否稳定、平直，工件放置角度与否对的、
3.2.5埋弧焊每道焊缝熔敷金属横截面成型系数（宽度与深度之比）应不不大于1.2。

对接接头埋弧自动焊参数附表（三）
板 厚
（mm）
焊丝直径
（mm）
接 头 型 式

焊接
顺序
焊接参数
焊接是流
(A)
电弧电压
(V)
焊接速度
（mm/min）
8
Ф4

正
反
480-530
480-550
32-34
30-32
300-400
10
Ф4

正
反
500-580
550-650
32-34
30-32
300-400
12
Ф4

正
反
480-530
550-650
32-34
30-32
300-400
14-18
Ф4

正
反
600-650
700-750
33-36
32-35
250-300
3.3二氧化碳气体保护焊
3.3.1对于钢板厚度t≤8mm筋板焊接及板材拼对焊接，要充分运用二氧化碳气体保护焊。
3.3.2二氧化碳气体保护焊，焊前要进行放水解决，当瓶内气体压力低于1.0MPa时,应停止使用。
3.3.3二氧化碳气体保护焊，焊缝在引弧和收弧板上引出长度应不不大于20mm
3.3.4风速超过2米时应采用挡风办法（用棚布遮档）。
3.3.5二氧化碳气体保护焊焊接参数见附表（四）。

角焊缝二氧化碳气体保护焊焊接参数附表(四)
接头型式
板 厚
（mm）
焊丝直径
（mm）
焊接电流
(A)
电弧电压
(V)
焊接速度
(m/min)
气体流量
(1/min)
焊脚尺寸
(mm)
备 注
水平角焊
≥5
1.6
260-280
27-29
0.33-0.43
16-18
5-6
焊一层

≥5
2.0
280-300
28-30
0.43-0.47
16-18
5-6
焊一层

6
1.2
230
23
0.55
10-15
6.0

6
1.6
300-320
37.5

20
5.0

6
1.6
360
39-40
0.58
20
5.0

6
2.0
340-350
35

20
5.0

8
1.6
390-400
41

20-25
6.0

12
1.2
290
28
0.50
10-15
7

12
1.6
360
36
0.45
20
8

搭接角焊
4.5
1.2
210
22
0.50
10-15

2

6
1.2
270
26
0.50
10-15

2

8
1.2
320
32
0.50
10-15

2
3.4手工电弧焊
3.4.1焊接前要对焊条进行烘干,烘干焊条时，不应将焊条突然放进高温炉内，或从高温炉中突然取出冷却。焊条、焊剂烘干温度和时间见附表（五）。
焊条、焊剂烘干温度及时间附表（五）
名 称
烘干温度(оC)
烘干时间（h）
备 注

焊
条
普通焊条
100-150
1-2
恒温箱贮存温度

80-100оC
低氢型焊条
300-400
1-2

焊

剂
HJ431
250
2

恒温箱贮存温度

80-100оC
HJ350
300-400
2
HJ230
250
2
3.4.2焊接时要把焊条放在保温筒中并插上电源，随用随取。焊条由保温筒取出到施焊时间：碱性焊条不适当超过2小时；酸性焊条不适当超过4小时。否则应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不适当超过二次。
3.4.3手工电弧焊，焊缝在引弧和收弧板上引出长度应不不大于20mm。
3.4.4手工电弧焊，焊条直径与电流匹配见附表(六)
焊条直径与电流匹配附表(六)
焊条直径
(mm)
Ф1.6
Ф2.0
Ф2.5
Ф3.2
Ф4.0
Ф5.0
电 流
(A)
25-40
40-60
50-80
100-130
160-210
200-270
注：立、横、仰焊电流应比平焊电流小10%左右，低氢型焊条电流比普通焊条电流大10%左右。
在坡口处底层焊道规定用不不不大于φ3.2焊条打底，这是对手工电弧焊提出，因坡口根部是斜面，如果用直径较大焊条打底，容易在尖角以上处起弧形成焊道尺寸过大，焊缝在收缩过程中抗裂性减少，影响底层焊缝质量。用φ3.2焊条打底就能获得较好效果。
4、碳弧气刨
4.1对接和T型接头规定熔透组合焊缝,当采用手弧焊和手弧焊封底,自动焊盖面时,反面应使用碳弧气刨清根。碳弧气刨参数见附表（七）。
碳弧气刨工艺参数附表（七）
碳棒直径
（mm）
电孤长度
(mm)
空气压力
(MPa)
电 流
(A)
气刨速度
（m/min）
极 性
Ф5.0
1-2
0.39-0.59
250
0.5-1.0
直流反接
Ф6.0
1-2
0.39-0.59
280-300
0.5-1.0
直流反接
Ф7.0
1-2
0.39-0.59
300-350
1.0-1.2
直流反接
Ф8.0
1-2
0.39-0.59
350-400
1.0-1.2
直流反接
Ф10.0
1-2
0.39-0.59
450-500
1.0-1.2
直流反接
4.2碳弧气刨操作时，应先开气阀，使喷口对准刨槽，然后再引弧起刨。除按附表（七）调节参数外，碳棒与工件之间应具备适当倾斜角度，见附表（八）。
碳弧气刨碳棒与工件适当倾角附表（八）
刨槽深度
（mm）
2.5
3
4
5
6
7-8
碳棒倾角
25ο
30ο
35ο
40ο
45ο
50ο
4.3碳弧气刨工必要通过培训,合格后方可操作,刨削时,应依照钢材性能和厚度,选取碳棒直径和电流。
4.4刨削过程中，如发现“夹碳”，应在夹碳边沿5-10mm处重新起刨，深度要比夹碳处深2-3mm；“贴渣”可用砂轮打磨。
碳棒倾角过小刨次数相应增长，倾角增大容易产生夹碳，使焊缝金含碳量升高，焊缝变脆韧性减少，影响焊接质量。
4.5露天作业时,应沿顺风方向操作。
5、焊接检查
5.1焊缝外观检查
5.1.1普通碳素构造钢应在焊接冷却到工作环境温度、低合金构造钢应在焊接24小时后方可进行外观检查。
5.1.2焊缝外观焊波应均匀,不得有裂纹、未熔合、夹渣、焊瘤、咬边、烧穿、弧坑和针状气孔等缺陷，焊接区无飞溅残留物。焊缝外观检查质量原则见附表（九）
焊缝外观检查质量原则附表（九）
项次
项 目
焊 缝 质 量 标 准
一级
二 级
三 级
1
气 孔
不容许
不容许
直径不大于或等于1.0mm气孔在100mm长度范畴内不得超过5个
2
咬边
不规定修磨焊缝
不容许
深度不超过0.5mm,合计总长度不得超过焊缝长度10%
深度不超过0.5mm,合计总长度不超过焊缝长度20%
规定修磨焊缝
不容许
不容许

5.1.3焊缝焊接尺寸应符合规范规定，非熔透组合焊缝和角焊缝见附表（十）；对接焊缝和组合焊缝见附表（十一）。
非熔透组合焊缝和角焊缝外形尺寸容许偏差附（十）
序号
项 目
示 意 图
容许偏差（mm）
K≤6
K>6
1
焊 脚
尺 寸
（K）

+1.5
0

+3.0
0
2
角焊缝
余 高
（C）

+1.5
0

+3.0
0

对接焊缝和组合焊缝外形尺寸及允表(十一)
项次
项目
示 意 图

允 许 偏 差 (mm)
一 级
二 级
三 级
1
焊缝余高
C

b<20

1.5+0.5-1.0

1.5土1.0

2.0土1.5
b≥20

2.0-1.5+1.0
2.0土1.5

2.0+1.5-2.0
2
焊缝错边

s
s<0.1t且不不不大于2.0mm
s<0.1t且不不不大于2.0mm

s<0.15t且不不不大于3.0mm
3
焊透组合焊缝(K)

K≥t/4 +4 0

10≤
4
吊车梁翼缘板和腹板组合焊缝（K）

K≥t/2 ++30

10≤
5.1.4焊缝质量级别及缺陷分级见附表（十二）
焊缝质量级别及缺陷分级附表（十二）
焊缝质量级别
一 级
二 级
三 级
内部缺陷超声波探伤
评估级别
Ⅱ
Ⅲ

检查级别
B级
B级

探伤比例
100%
20%

外

观

缺

陷

未焊满根

部收缩
不容许

不容许
≤0.2+0.02t且≤1mm每100mm焊缝内缺陷总长≤25mm
≤0.2+0.02t且≤1mm
≤0.2+0.04t且≤2mm
每100mm焊缝内缺陷总长≤25mm
≤0.2+0.04t且≤2mm
长度不限
咬边
不容许
≤0.05t且≤0.5mm
持续长度≤100mm且焊缝两侧咬边总长≤10%焊缝全长
≤0.1t且≤1mm
长度不限
裂纹
不 允 许
电弧擦伤
不容许

个别电弧擦伤容许存在
飞溅
清 理 干 净
接头不良
不容许
缺口深度
≤0.05t且≤0.5mm
每1m焊缝不得超过1处
缺口深度
≤0.1t且≤1mm
每1m焊缝不得超过1处

表面气孔
不 允 许
每50mm长度焊缝内容许直径
≤0.4t且≤3mm气孔两个孔距≥6倍孔径
5.2焊缝无损探伤
5.2.1依照构造件承受载荷特点、产生脆断倾向大小及危害性，对接焊缝分为三级。
5.2.2建筑钢构造对接焊缝射线探伤按<<钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级>>(GB3323)关于规定进行.探伤质量原则分两级:一级相称于GB3323原则中二级;二级相称于GB3323原则中三级;三级焊缝不进行探伤。
5.2.3建筑钢构造对接焊缝超声波探伤,按<<钢制压力容器对接焊缝超声波探伤>>(JB1152)关于规定进行.探伤质量原则分两级:一级相称于JB1152原则中一级;二级相称于JB1152原则中二级;三级焊缝不进行探伤。
5.2.4射线探伤不合格焊缝,要在其附近再选两个检测点进行探伤.如这两个检查点中又发现1处不合格,则该焊缝必要所有进行射线探伤。
5.2.5超声波探伤每个探测区焊缝长度不不大于300mm.对超声波探伤不合格检查区,要在其附近再选2个检查区进行探伤;如这两个检查区中又发现1处不合格,则该焊缝必要所有进行超声波探伤。
5.2.6返修后焊缝必要进行重新探伤。
6、关于焊接缺陷和焊接通病
6.1裂纹，裂纹是危害性比较大一种焊接缺陷，它涉及热裂纹和冷裂纹两种