钢结构焊接施工方案最终版.doc

目录
第一章 总体概述 3
1.1 编制依据 3
1.1.1 设计图纸 3
1.1.2 相关规范、规程 3
1.1.3 相关管理标准 4
1.2 钢结构焊接工程概况 4
1.2.1 焊接对象分析 4
1.2.2 焊接流程 6
1.2.3 焊接工艺评定 7
第二章 施工准备及资源配置 7
2.1 人员准备 7
2.2 主要焊接设备机具 7
2.3 技术准备 8
2.4 焊接材料准备 8
第三章 主要焊接工艺 8
3.1 焊接方法的选择 8
3.2 焊接材料的选择 9
3.3 坡口形式的设计 10
3.4 焊接设备的配置 12
3.5 焊接工艺顺序 15
3.6 焊工考试 17
3.7 焊接施工流程 20
3.8 预热、层间温度控制和后热 24
第四章 栓钉焊接施工工艺 25
4.1 栓钉焊接工艺流程 25
4.2 栓钉焊接前的准备工作 26
4.3 栓钉焊接工艺 27
4.4 焊后质量检查 27
4.5 栓钉焊接缺陷及对策 28
第五章 焊接质量控制措施 28
5.1 防止层状撕裂的措施 28
5.2 防止焊接裂纹的措施 29
5.3 减小焊接应力的措施 30
5.4 焊接变形控制措施 30
5.5 焊接质量检验 31
5.5.1 无损检测 31
5.5.2 外观检查 31
5.6 焊接缺陷返修 33
第六章 钢结构高空焊接安全保护措施 34
6.1 钢柱焊接操作平台 34
6.2 钢结构焊接垂直通道 34
6.3 钢结构焊接水平通道 35
6.4 定型钢通道 36
6.5 钢结构焊接吊篮 37
6.6 钢梁扶手绳 38
6.7 钢结构接火措施 39
6.8 钢结构施工防护网 39
6.8.1 平网 39
6.8.2 挑网 40

第一章 总体概述
1.1 编制依据
1.1.1 设计图纸
表1.1.1-1 设计图纸
序号
文献名称
1
宝钢大厦（广东）项目结构施工图
1.1.2 相关规范、规程
表1.1.2-1 规范、规程
序号
规范名称
规范编号
1
《钢结构工程施工质量验收规范》
GB 50205-2023
2
《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB50300-2023
3
《钢结构工程施工规范》
GB50755-2023
4
《钢结构焊接规范》
GB50661-2023
5
《高层民用建筑钢结构技术规程》
JGJ99-98
6
《高层建筑结构用钢板》
YB4104-2023
7
《钢结构节点构造详图》【含2023修改】
01SG519
8
《碳钢焊条》
GB/T 5117-95
9
《气体保护电弧焊用碳钢､低合金钢焊丝》
GB/T 8110-2023
10
《碳钢药芯焊丝》
GB/T 10045-2023
11
《建筑钢结构防火技术规范》
CECS 200：2023
12
《高层民用建筑设计防火规范》
GB 50045
13
《焊缝符号表达法》
GB/T 324
14
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》
GB11345-89
15
《厚度方向性能钢板》
GB/T5313-1985
16
《碳素结构钢》
GB/T 700-2023
17
《多高层民用建筑钢结构节点构造详图》
01SG519
18
《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB50300-2023
19
《低合金高强度结构钢》
GB/T1591-2023
20
《建筑结构用钢板》
GB/T19879-2023
21
《圆柱头焊钉》
GB/T10433-2023
22
《建筑施工高处作业安全技术规范》
JGJ80-91
23
《钢结构现场检测技术标准》
GB/T50621-2023
24
《建筑工程施工质量评价标准》
GB50375-2023
25
气体保护焊用钢丝
GB/T14958
26
《焊接工艺规程及评估的一般原则》
GB/T 19866-2023
27
《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》
GB/T 8110-2023
1.1.3 相关管理标准
表1.1.3-1 相关管理标准
序号
分项名称
相关标准
1
质量管理
ISO9001质量管理标准
2
环境管理
ISO14001-2023环境管理标准
3
职业安全健康管理
OSHMS18001职业安全健康管理标准
1.2 钢结构焊接工程概况
1.2.1 焊接对象分析
根据设计图纸，对本工程的重要焊接对象进行分析，见下表。
表1.2.1-1 焊接对象分析
序号
部位
截面示意
最大截面尺寸(mm)
板厚(mm)
材质
焊接位置
1
塔楼外框钢柱

1200×1000
25、28、32、34
Q345B
横焊
2
塔楼
核心筒钢柱

500×200
20、25
Q345B
横焊
3
塔楼外框钢梁

1050×600
20、25
28、30、
40
Q345B
平焊

1200×400
20、40
平焊、立焊、仰焊
4
裙房
钢柱

400×400
16、25
Q345B
横焊
5
裙房
钢梁

680×350
20、25
Q345B
平焊

1.2.2 焊接流程

图1.2.2-1 焊接流程图

1.2.3 焊接工艺评估
本工程结构本体母材所用钢材为Q345B。中厚板焊接头较多，焊接过程中采用的各项参数均需要通过焊接工艺评估来拟定。
根据《钢结构焊接规范》（GB50661-2023），进行本工程焊接工艺评估。以钢板厚度、种类分别进行各位置、坡口形式、焊接方法及组合等进行评估工作，以合格报告为依据指导现场施工，工艺覆盖率100％。
第二章 施工准备及资源配置
2.1 人员准备
1）对于参与本工程焊接的所有焊工进行有针对性的培训，并按《钢结构焊接规范》（GB50661-2023）的相关规定进行考试。考试合格取得焊工资格证的焊工，方允许参与本工程的焊接。
2）从事现场操作的所有焊工的资格证原件需由项目部统一收集管理，当焊工调离本项目时，资格证方可返还给本人。
2.2 重要焊接设备机具
表2.2.1-1 重要焊接设备机具
序号
名称
规格
数量
用途
备注
1
二氧化碳焊机
奥泰500
20台
构件焊接

2
直流焊机（手把焊）
奥泰500
15台
构件焊接、压型板焊接

3
熔焊栓钉机
SLH-2500
4台
栓钉焊接

4
空压机
0.9立方米
4台
压型板安装、焊缝返修

5
高温烘箱
00C—5000C
2台
构件焊接

6
保温箱
1500C
2台
构件焊接

8
测温仪
ST30
5部
构件焊接

9
碳弧气刨枪
600A
3支
焊缝返修

10
角磨机
Ф200/Ф100
8台
构件焊接

11
烤炬
H03～650
10把
构件焊接、校正

12
氧割设备

20套
构件焊接、校正

13
等离子切割机

4台
压型板安装

2.3 技术准备
1）正式施焊前，针对现场各焊接形式按《钢结构焊接规范》（GB50661-2023）的规定完毕相关焊接工艺评估，报监理审查后由现场焊接技术人员根据经确认的焊接工艺评估报告编制焊接工艺卡指导现场施工。
2）由现场焊接技术人员根据规范、设计及焊接规定对焊工进行技术交底 ，重要内容涉及工序的验收，焊前准备，过程控制，规范施工，存在问题的解决，措施的使用，对环境等影响因素的应急以及质量和安全意识等。
2.4 焊接材料准备
1）对进场焊接材料进行验收并分类摆放，验收焊材必须提供质量保证书，必要时可进行复验；
2）焊丝存放于二级库保存，随时取用；
3）项目部要建立焊接材料管理制度，做好焊材的烘焙、发放、回收的记录。

第三章 重要焊接工艺
3.1 焊接方法的选择
结合本工程特点及各种焊接方法的焊接质量、焊接速度、操作方便限度、全位置焊接性能、抗风能力、焊接成本诸因素，选择半自动实芯焊丝二氧化碳气体保护焊(GMAW)为重要焊接方法，焊条电弧(SMAW)、药芯焊丝二氧化碳气体保护焊(FCAW-G)为辅助焊接方法。各焊接方法的特点及应用部位如下表所示。
表3.1.1-1 焊接方法的特点及应用部位
焊接方法
特 点
在本工程中的应用
优 点
缺 点
半自动实芯焊丝二氧化碳气体保护焊(GMAW)
(1) 焊接成本低，熔敷速度快，熔敷效率高；
(2) 抗锈能力较强，焊缝抗裂性能好；
(3) 线能量相对较小，焊接变形也小；
(4) 操作性能较好，可进行全位置焊接，但仰焊稍困难；
(1) 抗风力较差，一般当风速≥2m/s时，即需采用防风措施；
(2) 工艺性能较差(焊接飞溅相对较大)；
(3) 与焊条电弧焊相比，设备增长了供气系统和送丝系统，操作不如焊条电弧焊灵活方便，操作地点与送丝机构的距离只能在数米之内；
本工程的重要焊接方法，但必须采用有效的防风措施；；
焊条电弧焊(SMAW)
(1) 焊接灵活性好，可进行全位置焊接；
(2) 焊接设备相对简朴；
(3) 抗风能力强优于CO2气体保护焊；
(1) 熔敷速度、效率低；
(2) 焊接变形大；
(3) 焊缝外观与内部的质量与焊工技术水平关系密切；
深窄坡口的底层焊接，及点固焊、焊接返修等零星焊接
半自动药芯焊丝二氧化碳气体保护焊(FCAW-G)
(1) 操作性能较好，可进行全位置焊接(仰焊的工艺性能优于实芯焊丝二氧化碳气体保护焊)；
(2) 由于焊丝中具有焊药，其工艺性能更好，并且焊缝质量优良，焊缝外观成型好；
(1) 与焊条电弧焊相比，设备增长了供气系统和送丝系统，操作不如焊条电弧焊灵活方便，操作地点与送丝机构的距离只能在数米之内；
(2) 药芯焊丝价格较贵；
用于仰焊部位和重要焊缝的盖面焊接；
3.2 焊接材料的选择
焊接材料的化学成分、力学性能应与母材相匹配。焊缝金属的性能必须满足设计规定值。对于两种不同等级的钢材相焊时，焊材按低等级的钢材进行选用。选择焊接材料情况见下表。
表3.2.1-1 母材及焊材化学成分对比
牌号
化学成分(%)(Z15钢板 P含量小于0.01％)
C
Mn
Si
P
S
V
Nb
Ti
Cr
Cu
Ni
AL
≤
≥
Q345B
≤0.20
≤1.70
≤0.5
0.030
0.030
0.15
0.07
0.20
0.30
0.30
0.50
0.015
ER50-6
0.06～0.15
0.9～1.4
0.450～0.75
0.025
0.025
0.03
-
-
0.015
0.5
0.15
-
E501T-1
0.18
1.75
0.90
0.03
0.03
0.08
-
-
0.20
0.35
0.5
-
E5015
-
1.6
0.75
0.040
0.035
0.08
-
-
0.20
-
0.30
-
表3.2.1-2 母材及焊材机械性能参数
名称
抗拉强度
屈服强度
冲击值
延伸率
标准
备注
Q345B
470-630MPa
≥345MPa
34J/0℃
20%
GB1591-2023
母材
ER50-6
≥500MPa
≥420MPa
27J/－30℃
22%
GB/T8110-2023
焊材
E501T-1
≥490MPa
≥400MPa
27J/－20℃
22%
GB/T10045-2023
焊材
E5015
≥490MPa
≥400MPa
27J/－30℃
22%
GB/T5117-1995
焊材
表3.2.1-3 焊材选用情况
序号
母材牌钢号
实芯焊丝气体保护焊
药芯焊丝气体保护焊
焊条电弧焊
1
Q345+Q345
ER50-6(Φ1.2)
E501T-1(Φ1.2)
E5015、E5016
(Φ3.2、Φ4.0)
(GB/T5117-1995)
3.3 坡口形式的设计
根据设计说明及01(04)SG519国标图集中的焊缝形式与尺寸等，本区域重要坡口形式设计见下表。
表3.3.1-1 坡口形式示意
序号
焊接类型
示意图
说明
1
箱型柱焊接

箱形柱的坡口尺寸
t≤36时ß=45°,b=5; t≥38时ß=35°,b=9;
2
工字形梁翼缘的焊接

箱形柱的坡口尺寸
6≤t≤12时ß=45°,b=6; t≥13时ß=35,b=9°
3
工字梁翼缘的焊接

箱形柱的坡口尺寸
6≤t≤12时ß=45°,b=6; t≥13时ß=35,b=9°
4
梁与柱采用完全焊透的坡口对接焊缝连接时，其梁端需作引弧板的加工大样

箱形柱的坡口尺寸
t≤36时ß=45°,b=5; t≥36时ß=35～38,b=9°
3.4 焊接设备的配置
根据本工程焊接施工特点及焊接方法的选择，施工过程中拟配置的重要焊接及检测设备如下表所示。

表3.4.1-1 重要焊接设备
序号
设备名称
图例
重要用途
1
逆变式
气体保护焊机

(1)箱型柱等柱-柱间熔透对接焊；
(2)钢梁与钢柱牛腿节点焊接；
2
逆变式直流手工 电弧焊机

构件安装、校正时用的临时措施焊接；其它辅助焊接

表3.4.1-2 重要焊接工具
序号
工具名称
图例
重要用途
1
焊枪

与二氧化碳气体保护焊机配套使用，可拆卸，施工方便；
2
CO2流量计

直观反映CO2流量，便于控制焊缝处保护气体强度。
3
碳弧气刨枪

焊缝修补，使用专用的空心碳棒，正极反接使用；
4
空压机

配合碳弧气刨枪使用，为碳弧气刨枪提供高压空气。
5
氧气、乙炔压力表

通过氧气、乙炔压力表将气瓶内氧气、乙炔释放，反映安全压力值、正常使用压力值等，便于操作时灵活控制；
6
割炬

连接板现场下料、焊缝坡口解决、安装措施板割除。
7
烘枪

对焊缝坡口及焊缝周边进行烘干解决。
8
角磨机

焊缝的打磨、坡口清理。
9
钢丝刷

焊缝坡口清理

表3.4.1-3 焊接辅助设备
序号
工具名称
图例
重要用途
1
温控柜

用于控制、测量焊件的温度、配置的温度记录仪用于实时记录焊件的温度曲线，便于存档备案

2
可控温焊条烘箱

可控温焊条烘箱能根据需要提供多种烘培温度，保证焊接质量；
表3.4.1-4 焊接检测设备
序号
工具名称
图例
重要用途
1
红外线测温仪

厚板焊接时检测预热温度、层间温度、后热温度等。
2
便携式超声波探伤

焊缝内部质量检查
3
焊缝量规

(1)焊前坡口尺寸、间隙检查
(2)焊后余高、焊脚尺寸检查
4
焊缝检测工具

工序验收时进行抽检项目检查的成套工具。
5
放大镜

焊接完毕后进行表面裂纹、弧坑等外观自检的观测工具。
3.5 焊接工艺顺序
1 整体焊接顺序
1）拟定整体焊接顺序遵循的原则
表3.5.1-1 焊接顺序原则
序号
内容
1
按吊装顺序进行，原则上先焊横向杆件后焊竖向杆件；
2
在焊接同楼层互有联系的钢梁时，尽量保证焊缝所连接的两个构件中，至少有一个为活动体(即在焊缝横向收缩方向有微量的活动余地)；
3
同一根钢梁两端的焊缝，必须分别焊接，不可以同时施焊；
4
对于互相有构件联系的钢结构整体，尽也许先焊接中心部位的节点，再焊接周边的节点(即先中心后周边)；
5
收缩量大的焊接部位先焊，收缩量小的焊接部位后焊。
6
尽量采用对称焊接法
7
焊接批次适当，尽量使焊工群体保持均衡施工
2) 塔楼外框架整体焊接顺序
外框整体施焊顺序以角对称轴线向两边延伸，现场由A、B、C、D四个焊接班组按下图所示顺序，同时对称焊接。

图3.5.1-1 外框焊整体接顺序
3） 重要节点焊接顺序
表3.5.1-2 重要节点的焊接顺序
序号
接头形式
焊接顺序
焊接说明
1
H型钢柱对接焊缝

1、腹板厚度较小,可采用单面坡口焊;
2、一方面焊腹板焊缝A，然后两个人同时焊接翼缘焊缝B。
2
H型钢梁对接焊缝

先焊下翼缘A，再焊接腹板焊缝B，最后焊上翼缘C
3
箱型钢柱对接焊缝

1、采用两人对称焊的形式进行
2、规定对称、分层、同步焊接
3.6 焊工考试
本工程大量使用30mm以上厚板，且均为高空焊接。焊接施工条件差，焊接难度大，所以对焊工的技术水平规定特别高。因此所有进场焊工必须经焊工考试合格后才干进行现场焊接施工。焊工考试流程见下表。
表3.6.1-1 焊工考试流程
序号
工作内容
图例
1
考试现场布置

2
焊工资格审查

3
焊前准备

4
焊前调试

5
横焊施焊

6
立焊施焊

7
焊缝打磨

8
焊接完毕的试板

9
外观检测

3.7 焊接施工流程
表3.7.1-1 焊接施工流程
序号
工序
示意图
保证措施
1
施工准备

焊接前必须设防风棚，使焊接作业区相对湿度≤90％，
风速≤2m/s。
2
焊前检查

用钢丝刷清理坡口除锈；使用焊缝量规对坡口角度、间隙等
进行检查。
3
预热
履带式加热器

用履带式加热器对坡口上下各150mm范围进行预热，用红外线测温仪进行过程监控。
4
定位焊接

定位焊由持焊工合格证的工人施焊，焊接材料与正式焊接材料相同，发现缺陷时必须及时解决，定位焊焊缝
长度50～60mm
间距300～400mm。
5
多层多道焊接

填充焊接前坡口再次清理；层间接头错出50mm左右；每层焊接结束后，使用钢丝刷进行层间清理。
6
盖面焊接

焊接前对焊缝进行修补，消除凹凸处，保证盖面焊缝成型美观。
7
后热缓冷
保温岩棉

履带式加热器加热至250℃左右断电，覆盖保温岩棉。保温时间按每25mm厚度不小于0.5h，且不少于1h。
8
外观检查

采用放大镜及焊缝量规进行外观检查，焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤、接头不良、裂纹、焊瘤、咬边、未焊满、根部收缩等缺陷
9
无损探伤

焊接完毕，焊缝冷却至常温24h后，打磨焊缝并进行UT检测，检查标准必须符合《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345规定的检查等级。
3.8 预热、层间温度控制和后热
焊前预热、焊后后热和层间温度的保持是焊接大厚度钢材的重要技术手段。本工程所用的钢材均属于高强度，大厚度材料，因此，焊前预热、焊后后热和层间温度的保持尤显重要。
预热是指在焊接之前对焊接区的母材进行加热，母材温度达成规定后方可实行焊接；后热解决也称消氢解决，是在焊接完毕后立即加热焊缝，达成规定温度后保持一定期间，使焊缝中的氢得以逸出，然后保温缓冷(氢是产生焊缝冷裂纹的重要因素)；层间温度的保持是指前一道焊缝焊完到后一道焊接开始的这一段时间里，不可任由焊缝自行冷却，需要通过加热手段使焊缝区域的温度保持在规定的温度范围之内。可见，加热工作贯穿了焊接的所有过程。
1 预热温度、层间温度、后热温度及后热时间规定见下表（推荐值，以此指导进行焊接工艺评估）所示。
表3.8.1-1 预热温度、层间温度、后热温度及后热时间规定
序号
母材
厚度t(mm)
预热温度(℃)
层间温度(℃)
后热规定
1
Q235B
t≤40
不预热
≤250
t≤30mm:可不进行后热。
t≥30mm：
后热温度: 250～350℃；
后热时间: 0.5h/每25mm板厚
2
Q345B
t≤36
不预热
≤250
36＜t≤40
200
80～250
3
说明：1 在定位焊、焊接返修等局部焊接时，或构件拘束度较大时，或在气温低于0℃之下焊接时，预热温度应提高25℃～50℃。
2 在异种材质相焊时，预热温度应取高级别的钢材预热温度。
2 加热方法
对于定位焊、焊接返修以及一般的焊接接头，可采用火焰加热器进行预热。预热时应力求温度均匀。对于大厚度和拘束度大的焊接接头，应采用电加热进行预热。后热时，必须所有使用电加热器。
加热范围应覆盖焊缝两侧各100mm以上。加热带的敷设位置如下图(以宽翼缘板箱形梁对接焊口为例)。

图3.8.1-1 加热带敷设
3 测温方法
用红外线点温计，在加热面的反面测温。如受条件所限需在加热面测温，应在停止加热时进行。测温时，应以在焊道中心两侧各50mm处的温度为准，如图下图。

图3.8.1-2 红外线点温计测温示意
4 后热解决
应在焊接结束后立即进行，否则将使后热的消氢作用大减。预热和后热应共用一套热设备。在焊接结束后立即加大加热功率进行后热。焊缝表面解决、焊缝质量检查等工序可在后热解决之后进行。达成保温时间(1小时或1.5小时)规定之后，焊缝在保温材料覆盖之下，缓冷至常温。一条焊缝尽也许一次性焊完。假如故意外因素出现焊接中断，也要进行同样的后热解决。再次焊接时，须按规定进行预热。
第四章 栓钉焊接施工工艺
4.1 栓钉焊接工艺流程
本工程栓钉设计采用φ19规格，其长度均为95mm，栓钉质量应符合国家《圆柱头焊钉》(GB10433)的规定。栓钉焊接的工艺流程见下图所示。
本工程现场焊接栓钉共177465套，塔楼150892套、裙房26573套。
栓钉工艺实验合格
施工用栓钉、瓷环检查、受潮烘干
清理现场放线
栓焊机检查试运转
焊枪检查
拟定焊接参数内容
穿透焊除锌
施焊
焊中检查
焊后检查
外观检查
弯曲实验
焊枪筒的平移滑动
焊枪拆装
绝缘良好
电源线、控制线良好
不合格
合格

图4.1.1-1 栓钉焊接工艺流程图
4.2 栓钉焊接前的准备工作
1 施焊前进行栓钉焊接工艺评估实验。
2 焊工必须持证上岗。
3 焊接前应检查栓钉质量。栓钉应无皱纹、毛刺、开裂、扭歪、弯曲等缺陷，栓钉应防止锈蚀和油污。
4 瓷环的尺寸精度与栓钉焊接成型关系很大，对焊接工艺有直接影响，因此采购瓷环时一定要控制尺寸与说明书一致。
5 栓钉焊接工艺参数见焊接工艺卡。
6 穿透焊对瓷环强度及热冲击性能规定高，严禁使用受潮瓷环，受潮后要在120℃下烘烤2小时。采用穿透焊接时，薄钢板与工件间一定要紧密压实，并选用适当的工艺参数，方能获得合格的焊接接头。
4.3 栓钉焊接工艺
1 根据焊接工艺评估拟定栓钉焊接的工艺参数，编制栓钉焊接工艺卡。
2 焊接条件
施焊中随时检查焊接条件，其内容见下表所示。
表4.3.1-1 栓钉焊接条件检查一览表
序号
检查内容
检查时机
1
电压、电流、焊接时间
每次更换位置时
2
半径尺寸
每次更换位置时
3
焊枪筒的移动要平滑
随时
4
瓷环与焊枪筒要同心
随时
5
焊枪夹心要稳固
随时
6
瓷环的位置要对的、稳固
随时
7
焊接区清污、除油、除水
焊接前
4.4 焊后质量检查
外观检查：焊接良好的栓钉应满足以下规定。成型焊肉周边360°根部高度大于1mm，宽应大于0.5mm，表面光洁，栓钉高度差小于2mm，没有可见咬肉和裂纹等缺陷。

图4.4.1-1 栓钉焊接外观图
捶击检查：用铁锤或使栓钉弯折的工具使栓钉弯曲，偏离底板垂直方向30°，然后进行外观检查，不能在任何部位出现裂缝等缺陷。弯曲方向一般与缺陷位置相反，抽检数1-5%，不合格栓钉一律打掉重焊。

图4.4.1-2 栓钉焊后捶击检查
4.5 栓钉焊接缺陷及对策
1 未熔合：栓钉与压型钢板金属部分未熔合，应增大电流、延长焊接时间。
2 咬边：焊后压型钢板甚至钢梁金属部分未熔合，应调节电流，调节焊接时间。
3 磁偏吹：应将地线对称在工件上，或者在电弧偏向的反方向放一块铁板，改变磁力线的分布。
4 气孔：焊接时熔池中气体未排出而形成的。因素是板与梁有间隙、瓷环排气不妥、焊件上有杂质在高温下分解成气体等。应减小上述间隙，做好焊前清理。
5 裂纹：在焊接的热影响产生裂纹及焊肉中裂纹。因素有焊件的质量问题、焊接温度低等因素导致。解决的办法是，做栓钉的材质复验；当温度低于0℃时，规定打弯检查时提高1%的检查数，不合格则停止焊接。

第五章 焊接质量控制措施
5.1 防止层状撕裂的措施
层状撕裂一般产生于厚板T形和十字形角焊接接头位置的热影响区，其最重要的影响因素是钢材的含硫量。现对层状撕裂的影响因素进行分析，如下图，并针对各项诱导因素制定防止措施。

图5.1.1-1 引发层状撕裂的因素分析
1 母材含硫量的控制
在钢材的选用上，严格控制钢材的含硫量，其含硫量必须满足现有国家规范及设计规定，对特厚板材料选用国内外有实力的钢材厂家，并对各个生产厂家钢材的含硫量进行分析比较，优选出含硫量更低的钢板以减小层状撕裂的倾向。
2 低氢焊接材料的选用
焊丝所有选用低氢型，对国内优秀生产厂家的焊条、焊丝内扩散氢的含量通过实验鉴定， 在满足设计强度规定的前提下，采用屈服强度较低的焊接材料。
优化焊接工艺
采用小电流薄焊道，不摆动电弧，并用合理的焊道排列顺序，减小易产生层状撕裂的板所承受的收缩应力；采用多道焊，防止焊缝中出现裂纹缺陷，以免诱发层状撕裂；根据母材的Ceq(碳当量)和Pcm(焊缝裂纹敏感性系数)值选择对的的预热温度和后热解决。
5.2 防止焊接裂纹的措施
表5.2.1-1 防止焊接裂纹的措施
序号
防止焊接裂纹的措施
1
严格控制钢板的质量，重要是限制焊缝中的S、P含量。购进的钢材必须先进行复验，S、P的含量必须符合材料的技术标准。
2
尽量减少氢的影响。焊前预热可有效去除焊接区的水分；焊接前，必须仔细烘干焊条，彻底清除焊接区的油、锈等杂质；焊接高强度钢时必须采用低氢或超低氢焊接材料；采用预热和焊后消氢解决，有助于氢的逸出。
3
在深化设计中，尽量采用能减少接头刚性的结构型式、坡口形式和接头形式，避免存在应力集中部位，减少接头的拘束度，减少裂纹敏感性。
4
采用合理的焊接工艺。合理安排装配顺序和焊接顺序，使大多数焊缝处在较小的刚度下焊接，以减小接头拘束度。
5
适当增长根部焊道的焊肉厚度，采用中档的焊接线能量，避免形成窄而深的焊缝，熔深与熔宽之比应小于1。
6
采用多层多道焊，后焊焊道可使前一焊道中的氢迅速逸出，并可使前一层焊道热影响区的淬硬层软化。
5.3 减小焊接应力的措施
表5.3.1-1 减小焊接应力的措施
序号
减小焊接应力的措施
1
减小焊缝尺寸，焊接内应力由局部焊接热循环引起，为此，在满足设计规定的条件下，尽也许使用小坡口的焊缝。
2
减小焊接拘束度，拘束度越大，焊接应力越大，因此必须在较小的拘束度下施焊，尽也许少用刚性固定的方法控制变形，使焊缝可以自由地伸缩。在残余应力的区域内，必须避免几何不连续性，避免应力集中。
3
对特殊节点必要时在每层焊道焊完后立即用圆头敲渣小锤或电动捶击工具均匀敲击焊缝金属,使其产生塑性延伸变形,并抵消焊缝冷却后承受的局部应力。但根部焊道、坡口内及盖面层与母材坡口的两侧焊道不宜捶击，以免出现融合线和近缝区的硬化及裂纹。
4
在焊缝较多的组装条件下焊接时，采用先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝；先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝，后焊拘束度小而能自由收缩的焊缝原则。
5
在焊缝填充量相同的条件下，多层多道焊接能很好的防止焊接变形，因此对现场合有对接焊缝须采用多层多道焊接。
6
同一构件两端的焊口切忌同时施焊，在焊接过程中，同一条焊缝的焊肉厚度必须同步增长，焊肉厚度差必须小于5mm。切忌将一处焊缝反复焊接然后移至另一处焊接。
7
焊后采用超声波冲击的方法消除应力，为了检测消除应力的效果，可用残余应力检测仪检测残余应力。
8
对于梁与柱接头为腹板栓接、翼缘焊接时，宜采用先栓后焊的施工方法。
5.4 焊接变形控制措施
表5.4.1-1 焊接变形控制措施
序号
焊接变形控制措施
1
采用合适的焊接坡口，尽量减小坡口的横截面积，减少焊接填充量。
2
构件安装时不得强行装配，致使产生初始装配应力。
3
预先合理设立收缩余量，采用反变形法进行焊接
4
根据焊缝的分布情况，采用合理的焊接顺序，对称焊接
5
严格按照焊接工艺，采用小的焊接电流、电压和焊接速度
6
双面均可焊接操作时，采用双面对称坡口，并在多层焊时采用与构件中性轴对称的焊接顺序；
7
根据构件形状和焊缝的布置，采用先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝；先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝，后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝以达成减小焊接应力的目的。
8
采用焊后缓冷，使接头在冷却时有足够的塑性和宽度均匀消除残余应力，减少残余应力峰值和平均值，达成减少焊接残余应力目的。
5.5 焊接质量检查
在实行检查之前根据施工图及说明文献规定的焊缝质量等级规定编制焊接检查方案，由技术负责人批准并报项目管理公司。焊接检查方案涉及检查批的划分、抽样检查的抽样方法、检查项目、检查方法、检查时机及相应的验收标准等内容。
5.5.1 无损检测
根据设计图纸，本工程的无损探伤规定，见下表。
表5.5.1-1 焊缝质量等级规定及无损探伤的规定
焊缝类型
焊缝等级
无损探伤方法
探伤比例(%)
钢板对接的全熔透
一级
超声波
100
钢柱组对接缝全熔透
一级
超声波
100
除一级焊缝外的全熔透焊缝
二级
超声波
20
角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝
三级
不规定超声波探伤
/
5.5.2 外观检查
1 检查时机：外观检查必须在焊缝冷却到环境温度后进行。对于Q345B级别钢材的焊缝，必须在焊接完毕24小时后进行外观检查。
2 T形接头、十字接头、角接接头等规定熔透的对接和角对接组合焊缝，其焊脚尺寸不得小于t/2，且不大于10mm。焊脚尺寸的允许偏差为0～4mm，见下图所示。
检查方法：观测检查，用焊缝量规抽查测量。

图5.5.2-1 焊脚尺寸
3 焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。一级、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤、接头不良等缺陷，且一级焊缝不得有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。
检查方法：观测检查或使用放大镜、焊缝量规和钢尺检查，当存在疑义时，采用渗透或磁粉探伤检查。
4 二级、三级焊缝外观质量标准必须符合下表的规定。三级对接焊缝必须按二级焊缝标准进行外观质量检查。
表5.5.2-2 二级、三级焊缝的外观质量标准(mm)
缺陷类型
允许偏差
二级焊缝
三级焊缝
未焊满
(指局限性设计规定)
≤0.2+0.02t，且≤1.0
≤0.2+0.04t，且≤2.0
每100.0焊缝内缺陷总长≤25.0
根部收缩
≤0.2+0.02t，且≤1.0
≤0.2+0.04t，且≤2.0
长度不限
咬边
≤0.05t，且≤0.5；连续长度≤100.0，且焊缝咬边总长≤10%焊缝全长
≤1.0t且≤1.0，长度不限
弧坑裂纹
—
—
电弧擦伤
—
—
接头不良
缺口深度≤0.05t，且≤0.5
缺口深度≤0.1t，且≤1.0
每1000.0焊缝不超过一处
表面夹渣
—
深≤0.2t，长≤0.5t，且≤20.0
表面气孔
—
每50.0焊缝长度内允许直径≤0.4t且≤3.0的气孔2个，孔距≥6倍孔径
注：表内t为连接处较薄处的板厚
5.6 焊接缺陷返修
1 焊缝表面质量不符合质量检查标准时，对气孔、夹渣、焊瘤、余高过大、焊缝尺寸局限性、咬边、弧坑未填满等缺陷采用砂轮打磨等方法去除，然后进行补焊。
2 经无损检测拟定焊缝内部存在超标缺陷时必须返修，对焊缝返修有如下规定。
表5.6.1-1 焊缝返修环节及注意事项
工序
焊缝返修环节及注意事项
1
返修前必须编写返修施工方案，经批准后执行。当焊缝中出现裂纹时，由焊接技术负责人牵头进行因素分析，制定出措施方可返修
2
根据无损检测拟定的缺陷位置、深度，用砂轮打磨或碳弧气刨清除缺陷。对于裂纹缺陷，必须从裂纹两端增长50mm处进行清除缺陷(以免导致裂纹延展)，延裂纹全长彻底清除缺陷后再焊接。缺陷是否彻底清除，可通过着色检查来拟定。
3
清除缺陷时必须将刨槽加工成四侧边斜角大于10°的坡口，并修整表面，磨除气刨渗碳层，必要时应用渗透探伤和磁粉探伤方法拟定裂纹是否彻底清除。
4
焊前预热温度必须比正常施焊时的预热温度高出50℃。
5
焊补时必须在坡口内起弧，熄弧时必须填满弧坑；多层焊的焊层之间接头必须错开，当焊缝长度大于100mm时，采用分段退焊法。
6
返修部位必须连续焊成，如中断焊接时，必须采用后热、保温措施，防止产生裂纹。再次焊接前宜用渗透探伤和磁粉探伤方法检查，确认无裂纹后方可继续补焊。
7
焊接修补的预热温度必须比相同条件下正常焊接的预热温度高，后热规定与正常焊接相同。
8
返修后的焊缝要重新进行检查。焊缝同一处返修次数不得超过两次。对于2次返修仍不合格的焊缝，会同设计单位和有关部门进行解决。
9
做好返修施工记录，并留存返修前后的无损检测报告，作为工程验收及存档资料。

第六章 钢结构高空焊接安全保护措施
钢结构焊接工程施工大部分工序为高空作业，必须采用系统的安全防护措施：在钢构件校正及焊接部位必须设立稳固的操作平台，操作平台考虑悬挂或搁置在钢梁上；在钢柱上设立钢爬梯，用于吊装节内施工人员上下；在重要钢梁上方通长拉一钢丝绳作为扶手绳，用以操作人员临时施工通行及挂设安全带；设安全平网、立网及挑网，用于高空防坠及上下施工隔离。
6.1 钢柱焊接操作平台
钢结构施工防护平台，重要合用于超高层钢结构施工阶段，无法搭设防护脚手架或其他防护措施而采用的可周转式防护用品。防护平台主横杆采用□100*60*3焊接，立杆采用Φ48.3*3.6mm焊接,再与钢网片采用与扣件焊接连接成封闭整体。使用时运用塔吊进行安装就位，为钢结构焊接及后道工序施工提供安全保障。

图6.1.1-1 钢柱定型操作平台示意
6.2 钢结构焊接垂直通道
楼层施工垂直通道由施工电梯到达压型钢板铺设楼层时，施工人员通过爬梯到达操作面，爬梯与钢柱用铁丝绑扎固定，每个爬梯上须配备防坠器，作业工人上下必须先将防坠器挂钩扣在自身安全带挂扣上方可上爬梯。钢爬梯重要采用50*5角钢及16mm圆钢制作而成。

图6.2.1-1 钢柱爬梯挂设实例