高层商业楼钢结构高空焊接施工工艺(气体保护焊).doc

高层商业楼钢结构高空焊接施工方案
1.1.1.1. 焊接接头形式
主要焊缝部位
截面形状示意
最大截面尺寸
主要接头焊接形式
板厚统计(mm)
钢管柱

φ1500×50
横焊
30、32、36、50
钢梁

H900×300×16×28
平焊
立焊
仰焊
28、24、22、17、16、13、12、10、9、8、7、6、5.5
桁架弦杆、腹杆

H900x450x60 x80
平焊
40、60、80
1.1.1.2. 焊接方法
（1） 本工程焊接厚板较大，最厚钢板达80mm，焊接工作量大。
（2） 钢结构现场焊接主要采用二氧化碳气体保护半焊接+药芯焊丝的工艺；伸臂桁架斜腹杆避免高空仰焊，采用开焊接工艺孔的方法以保证焊接质量。
1.1.1.3. 现场焊接内容及工艺要求
序号
现场焊接内容及工艺要求
1
本工程中焊接钢柱、钢梁、钢支撑均在工厂采用埋弧自动焊焊接成型。
2
梁与柱刚性连接时，柱在梁翼缘上下各500的节点范围内、钢管柱壁板件间的连接焊缝，应采用坡口全熔透焊缝，其他部位可采取熔透的V形或U形焊缝。
3
柱拼接接头上下各100范围内应采用全熔透焊缝；施焊工艺及板材上的坡口尺寸应符合国家标准的有关规定。
4
坡口施焊后，要在焊缝背面清除焊根后进行补焊，并保证焊缝质量。
5
板件拼接和熔透焊缝要注意焊缝质量等级；直角焊缝的焊脚尺寸除图中注明外，应均为满焊。

1.1.1.4. 焊接设备的选择
本工程焊缝质量等级要求高，钢构件材质主要为Q235B、Q345B、Q420C、Q345GJC，最大板厚80mm。施工时，针对本工程特点和焊接要求，拟选用的主要焊接设备及辅助设备实物图如下所示:

手工电弧焊焊机
CO2电弧焊焊机

等离子切割机
栓钉焊接机

焊条烘箱
空压机

超声波探伤仪
焊缝检测工具箱

碳弧气刨枪
焊条保温筒

焊接检验尺
二氧化碳流量计、氧气减压器及乙炔减压器
1.1.1.5. 焊接工具房的布置
根据本工程结构特点在焊接作业面布置焊接工具房，用于提供电力、堆放焊接设备、焊接材料等。焊接工具房为自制集装箱式，随作业面的迁移用塔吊转移。拟在楼层钢梁上布置2个焊接工具房，布置位置如下图所示:

焊接工具房布置图
1.1.1.6. 焊接顺序
1.1.1.6.1. 钢管柱对接焊接顺序
钢管柱对接示意图
钢管柱对接顺序示意图
钢管柱焊接时，当1.2m≤柱径≤1.4m时，采取3个人分段对称焊的方式进行，即1、2、3同时焊；当0.9m≤柱径＜1.2m时，采取2个人分段对称焊的方式进行，即1、2同时分段进行焊接。

1.1.1.6.2. 工字钢梁接焊接顺序
H型钢梁对接示意图
H型钢梁焊接顺序示意图
H型钢梁焊接时，先同时焊接1、2焊缝，再同时焊接3、4焊缝。

1.1.1.6.3. 伸臂桁架构件焊接顺序

桁架杆件焊接时，先焊接上下弦杆，最后焊接腹杆。

桁架弦杆焊接顺序示意图
1.1.1.7. 焊接材料
本工程主要钢构件材质为Q345GJC、Q420C、Q345B，方式有手工焊和二氧化碳气体保护焊。焊接材料根据设计要求采用以下焊材：

焊接方式
焊接母材
焊接材料
规格

备注
手工焊
Q345B
E5015、E5016、E5018
Φ3.2mm、Φ4mm
焊条
E5515、E5516
Φ3.2mm、Φ4mm
焊条
CO2气体保护焊
Q345 GJC
Q420C
ER50-6
Φ1.2mm
焊丝
（药芯）
ER50-6
Φ1.2mm
焊丝
（药芯）
1.1.1.8. 焊接工艺评定
1.1.1.8.1. 焊接工艺评定程序
序号
焊接工艺评定程序
1
由技术员提出工艺评定任务书（焊接方法、试验项目和标准）。
2
焊接责任工程师审核任务书并拟定焊接工艺评定指导书（焊接工艺规范参数）。
3
焊接责任工程师将任务书、指导书下发工艺评定责任人，组织焊接工艺评定。
4
焊接责任工程师依据相关国家标准规定，监督由本企业熟练焊工施焊试件及试件和试样的检验、测试等工作。
5
焊接工艺评定责任人负责工艺评定试样的送检工作，并汇总评定检验结果，提出焊接工艺评定报告。
6
评定报告经焊接责任工程师审核，企业技术总负责人批准后，正式作为编制指导生产的焊接工艺的可靠依据。
7
焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态且为项目正式施工使用的设备，试样的选择必须覆盖本工程的全部规格并具有代表性，试件应由本企业持有合格证书技术熟练的焊工施焊。
1.1.1.8.2. 评定的目的
序号
焊接工艺评定目的
1
选择有工程代表性的材料品种，规格，拟投入的焊材，进行可焊性试验及评定；
2
选定有代表性的焊接接头形式，进行焊接试验及工艺评定；
3
选择拟使用的作业机具，进行设备性能评定；
4
模拟现场实际的作业环境条件，采取预防措施和不采取措施进行焊接，评定环
境条件对焊接施工的影响程度；
5
对已经取得焊接作业资格的焊接技工进行代表性检验，评定焊工技能在本工程焊接施工的适应程度；
6
通过相应的检测手段对焊件焊后质量进行评定；
7
通过评定确定指导本工程实际生产的具体步骤、方法以及参数；
8
通过评定确定焊后实测试板的收缩量，确定本工程所用钢材的焊后收缩值。
1.1.1.8.3. 本次焊接工艺试件要求
本次焊接工艺评定的试件由钢结构制作厂家按要求制作加工并运至指定的地点，试件必须满足要求。
序号
项目
要求
1
焊接机械
整流式弧焊机，电流调节范围40A—600A，电压调节范围8V—40V；
2
试件材质
Q345B、Q345GJC、Q420C，规格：250×600×（20、35、50）mm；
3
垫板材质
国产Q345B，规格：40×700×8；
4
焊材型号
CHE507Ф3.2-Ф4.0mm（SMAW）；JM-58Ф1.2mm（GMAW）；
5
接头形式
对接横焊，单面V型带衬焊缝；
6
焊接方法
CO2气体保护焊
7
试验场地
施工现场；
8
试验日期
焊接工艺评定时间须由试件抵达现场时间而定。
1.1.1.8.4. 焊接工艺评定参考参数表及焊缝外观尺寸检查参考表
（1） 手工电弧焊参数参考表
参数
位置
电弧电压（V）
焊接电流（A）
焊条 极性
层厚(mm)
层间温度(℃)
焊条型号
平焊
其它
平焊
其它
首层
24～26
23～25
105～115
105～160
阳
-----
-----
E5015

Ф3.2-Ф4.0
中间层
29～33
29～30
150～180
150～160
阳
4～5
86～150
表面层
25～27
25～27
130～150
130～150
阳
4～5
85～150
（2） CO2气体保护焊（平焊）参数参考表
参数
位置
电弧电压（V）
焊接电流（A）
焊丝伸出长度
层厚(mm)
焊条
极性
气体流量（L/min）
焊丝
规格
层间温度(℃)
≤40
＞40
首层
22~24
180~200
20~25
30~35
7
阳
45~50
JM-58
Ф1.2
85~150
中间层
25~27
230~250
20
25~30
5~6
阳
40
表面层
22~24
200~230
20
20
5~6
阳
35
送丝速度：5.5mm/s；气体有效保护面积：1000㎜2，高空焊接时，加大气体流量，增加保护气柱的抗风挺度。
（3） CO2气体保护焊（横、立焊）参数参考表
参数
位置
电弧电
压（V）
焊接电
流（A）
焊丝伸出长度
层厚(mm)
焊丝
极性
气体流量（L/min）
层间温度(℃)
焊丝
型号
≤40
＞40
首层
22~24
180~200
20~25
30~35
6~7
阳
50~55
-----
ER50-6

Ф1.2mm
中间层
25~27
230~250
20
25~30
5~6
阳
45~50
100~150
面层
22~25
180~200
20
20
5~6
阳
40~45
100~150
送丝速度：5～5.5mm/s；气体有效保护面积：1000mm2

（4） 焊缝外观尺寸检查参考表
焊接
方法
焊缝余高（mm）
焊缝错边量（mm）
焊缝宽度（mm）
平焊
其它位置
平焊
其它位置
坡口每边增宽
宽度差
手工焊
0～3
0～4
≤2
≤3
0.5～2.5
≤3
CO2焊
0～3
0～4
≤2
≤3
0.5～2.5
≤3
1.1.1.9. 焊接施工
1.1.1.9.1. 焊前准备工作
名称
准备内容
焊接
条件
下雨时露天不允许进行焊接施工，如必须施工，则必须进行防雨防护；
厚板焊接施工时，需对焊口两侧区域进行预热出湿处理，宽度为1.5倍焊件厚度以上，且不小于100mm。当外界温度低于常温时，应提高预热温度15～25℃；
若焊缝区空气湿度大于85％，应采取加热除湿处理；
焊缝表面干净，无浮锈，无油漆；
焊接
环境
焊接作业区域搭设焊接防护棚，进行防雨、防风处理；
采用手工电弧焊作业（风力大于5m/s）和CO2气体保护焊（风力大于2m/s）作业时，未设置防风棚或没有防风措施的部位严禁施焊作业；
焊前
清理
正式施焊前应清除定位焊焊渣、飞溅等污物。定位焊点与收弧处必须用角向磨光机修磨成缓坡状且确认无未熔合、收缩孔等缺陷。
电流
调试
手工电弧焊：不得在母材和组对的坡口内进行，应在试弧板上分别做短弧、长弧、正常弧长试焊，并核对极性。
CO2气体保护焊：应在试弧板上分别做焊接电流和电压、收弧电流和收弧电压对比调试。
气体
检验
核定气体流量、送气时间、滞后时间、确认气路无阻滞、无泄露。
焊接
材料
本工程钢结构现场焊接施工所需的焊接材料和辅材，均应有质量合格证书，施工现场设置专门的焊材存储场所，分类保管。领用人员领取时需核对焊材的质量合格证、牌号、规格。
本工程的焊条使用前均需要进行烘干处理。
1.1.1.9.2. 定位焊
钢结构安装就位校正完成后，正式焊接施工前，应对焊接接头进行定位焊接，焊接时应注意以下事项：
序号
定位焊注意事项
1
定位焊焊缝所采用焊接材料及焊接工艺要求应与正式焊缝的要求相同。
2
定位焊焊缝的焊接应避免在焊缝的起始、结束和拐角处施焊，弧坑应填满，严禁在焊接区以外的母材上引弧和熄弧。
3
定位焊尺寸参见定位焊尺寸参考表。
4
定位焊的焊脚尺寸不应大于焊缝设计尺寸的2/3，且不大于8mm，但不应小于4mm。
5
定位焊焊缝有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，必须清除后重新焊接。
定位焊尺寸参考表
母材厚度
( mm )
定位焊焊缝长度( mm )
焊缝间距( mm )
手工焊
自动、半自动
t£20
40—50
50—60
300—400
20<t£40
50—60
50—60
300—400
t>40
50—60
60—70
300—400
1.1.1.9.3. 焊接施工
序号
焊接施工
1
厚板焊接：CO2气体保护焊时，CO2气体流量宜控制在40～55（L/min），焊丝外伸长20～25mm，焊接速度控制在5～7mm/s，熔池保持水准状态，运焊手法采用划斜圆方法，在焊缝起点前方50 mm处的引弧板上引燃电弧，然后运弧进行焊接施工。全部焊段尽可能保持连续施焊，避免多次熄弧、起弧。穿越安装连接板处工艺孔时必须尽可能将接头送过连接板中心，接头部位均应错开。
2
CO2气体保护焊熄弧时，应待保护气体完全停止供给、焊缝完全冷凝后方能移走焊枪。禁止电弧刚停止燃烧即移走焊枪，使红热熔池暴露在大气中失去CO2气体保护。
3
填充层：在进行填充焊接前应清除首层焊道上的凸起部分及引弧造成的多余部分，填充层焊接为多层多道焊，每一层均由首道、中间道、坡边道组成。首道焊丝指向向下，其倾角与垂直角成≈500 左右 ，采用左焊法时左指≈200，采用右焊法时右指200；次道及中间道焊缝焊接时，焊丝基本呈水平状，与前进方向呈80～850夹角。坡边道焊接时，焊丝上倾≈50。每层焊缝均应保持基本垂直或上部略向外倾，焊接至面缝层时，应注意均匀的留出上部1.5mm下2mm的深度的焊角，便于盖面时能够看清坡口边。
4
层间清理：采用直柄钢丝刷、剔凿、扁铲、榔头等专用工具，清理渣膜、飞溅粉尘、凸点，卷搭严重处采用碳刨刨削，检查坡口边缘有无未熔合及凹陷夹角，如有必须用角向磨光机除去。修理齐平后，复焊下一层次。
5
面层焊接：直接关系到该焊缝外观质量是否符合质量检验标准，开始焊接前应对全焊缝进行修补，消除凹凸处，尚未达到合格处应先予以修复，保持该焊缝的连续均匀成型。面缝焊接前，在试弧板上完成参数调试，清理首道缝部的基台，必要时采用角向磨光机修磨成宽窄基本一致整齐易观察的待焊边沿，自引弧段始焊在引出段收弧。焊肉均匀地高出母材2～2.5mm，以后各道均匀平直地叠压，最后一道焊速稍稍不时向后方推送，确保无咬肉。防止高温熔液坠落塌陷形成类似咬肉类缺陷。
6
焊接过程中：焊缝的层间温度应始终控制在100～150℃之间，要求焊接过程具有最大的连续性，在施焊过程中出现修补缺陷、清理焊渣所需停焊的情况造成温度下降，则必须进行加热处理，直至达到规定值后方能继续焊接。焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应报告焊接技术负责人，查清原因，订出修补措施后，方可进行处理。
7
焊后热处理及防护措施： 母材厚度25mm≤T≤80mm的焊缝，必须立即进行后热保温处理，后热应在焊缝两侧各100mm宽幅均匀加热，加热时自边缘向中部，又自中部向边缘由低向高均匀加热，严禁持热源集中指向局部，后热消氢处理加热温度为200-250℃，保温时间应依据工件板厚按每25mm板厚1小时确定。达到保温时间后应缓冷至常温。
8
焊后清理与检查：焊后应清除飞溅物与焊渣，清除干净后，用焊缝量规、放大镜对焊缝外观进行检查，不得有凹陷、咬边、气孔、未熔合、裂纹等缺陷，并做好焊后自检记录，自检合格后鉴上操作焊工的编号钢印，钢印应鉴在接头中部距焊缝纵向50mm处，严禁在边沿处鉴印，防止出现裂源。外观质量检查标准应符合GB-50221表4-7-13的I级规定。
9
焊缝的无损检测：焊件冷至常温≥24小时后，进行无损检验，检验方式为UT检测，检验标准应符合JGB-11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级方法》规定的检验等级并出具探伤报告。
1.1.1.10. 焊工考试
本工程焊接施工条件差，焊接难度较大，所以，焊工的素质非常重要。在进行焊工选择的时候应该进行多次严格筛选，以选用符合本工程要求的焊工进行焊接施工。且现场开始焊接之前还需要针对工程的具体情况，对合格焊工进行培训并进行技术交底，让他们明白作业过程中必须遵守的焊接工艺，避免盲目作业造成质量事故。
按照《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）的焊工考试规定，焊工应进行复训与考核。只有取得合格证的焊工才能进入现场施焊。持有市级锅监所颁发的《锅炉压力容器焊工合格证》和取得焊工合格证的焊工可以直接进入现场作业。

焊工考试
1.1.1.10.1. 焊工选拔程序
序号
焊工考试与选拔
初选
初选出考试成绩优异、经验丰富、有类似工程施工经验的焊工。
培训
针对本工程特点，特别进行焊接球节点与钢管连接，钢管相贯连接的全位置焊接的培训，并进行考试，合格后才允许进入下一轮考试。
考试
按照《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）的焊工考试规定，对所有焊工进行严格的理论考试和操作技能考试。特别进行焊接球节点与钢管连接，钢管相贯连接的全位置焊接的考试，全部合格后才允许进入复试。
复试
项目正式施工前需对考试合格的焊工进行复试，复试合格后方可进入本工程项目进行焊接施工。
1.1.1.10.2. 焊工理论知识考试
焊工理论知识考试应以焊工必须掌握的基础知识及安全知识为主要内容，并应按考核的焊接方法、类别对应出题，内容范围应符合以下规定：
序号
考试内容及要求
1
焊接安全知识（《焊接与切割安全》GB9448）。
2
焊接符号识别能力（《焊缝符号表示法》GB324、《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》GB985）。
3
焊缝外形尺寸要求（《钢结构外形尺寸》GB10854）。
4
焊接方法表示代号（《金属焊接及钎焊方法在图样上的表式代号》GB5185）。
5
本工程焊接方法的特点：焊接工艺参数、操作方法、焊接顺序及其对焊接质量的影响。
6
焊接质量保证、缺陷分级（《焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级》GB/T12469）。
7
建筑钢结构的焊接质量要求。应符合有关钢结构施工验收规程、规范的要求。
8
与本工程相适应的焊接材料型号、牌号及使用、保管要求。
9
焊接常用钢材及本工程使用钢材型号、牌号标志和主要合金成分、力学性能及焊接性能。
10
焊接设备、装备名称、类别、使用及维护要求。
11
焊接缺陷分类及定义、形成原因及防止措施的一般知识（《金属熔化焊焊缝缺陷分类》GB6417）。
12
焊接热输入与焊接规范参数的换算及热输入对性能影响的一般关系。
13
焊接应力、变形产生原因、防止措施及热处理的一般知识。
1.1.1.10.3. 焊工操作技能考试
操作技能考试以检验焊工的操作技能为原则，以检验焊工遵循工艺指令能力及完成致密焊缝能力为主。其分类及适应认可范围应符合下表规定：
考试分类
焊接方法分类
代号
类别号
认可范围
焊工手工操作技能基本考试
焊工手工操作技能附加考试
焊工手工操作技能定位焊考试
药皮焊条手工电弧焊
实芯焊丝气体保护焊
药芯焊丝气体保护焊
药芯焊丝自保护焊
非熔化极气体保护焊
SMAW
GMAW
FCAW-G
FCAW-SS
GTAW
1
2-1
2-2
3
4
1
2-1、2-2
2-1
3
4
机械操作技能考试
埋弧焊
管状熔嘴电渣焊
丝极电渣焊
板极电渣焊
气电立焊
实芯焊丝气体保护焊
药芯焊丝气体保护焊
药芯焊丝自保护焊
一般栓钉焊
穿透栓钉焊
SAW
ESW-MN
ESW-WE
ESW-BE
EGW
GMAW-A
FCAW-A
FCAW-SA
SW
SW-P
5
6-1
6-2
6-3
7
8-1
8-2
8-3
9-1
9-2
5
6-1
6-2
6-3
7
8-1、8-2、8-3
8-2、8-3
8-3
9-1、9-2
9-2
注：多极焊合格可代替单极焊考试，反之不可。
1.1.1.10.4. 焊接技术交底
工程正式开工前进行充分的施工技术交底，让每一个施工参与者掌握在本工程施工过程中应当处于“什么时间”、“什么位置”、“干什么”、“怎么干”、“干到什么程度”、“干完提交给谁”。而且，每位焊接施工人员必须熟悉焊接工艺评定确定的最佳焊接工艺参数和注意事项，并且严格执行技术负责人批准的焊接技术要求，以保证焊缝的质量和焊接施工的顺利完成。
1.1.1.10.5. 焊接注意事项
序号
注意事项
1
焊接变形对施工质量影响非常大，所以，焊接时应采取措施严格控制焊接变形。
2
根据板的不同厚度采取相应的预热措施及层间温度控制措施。
3
实施分段的多层多道焊，每焊完一道后应及时清理焊渣及表面飞溅，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊。
4
连续焊接时应控制焊接区母材温度，保证层间温度符合要求，遇有中断焊接作业的特殊情况，应采取保温措施，再次焊接时，应重新预热且应高于初始预热温度。
5
焊接时严禁在焊缝以外的母材上打火引弧。
6
焊后应认真清除焊缝表面飞溅、焊渣、焊缝不得有咬边、气孔、裂纹、焊瘤等缺陷和焊缝表面存在几何尺寸不符现象，不得因切割连接板、刨除垫板等工作而伤及母材，连接板、引入、引出板刨除后的表面应光滑平整。
1.1.1.10.6. 焊缝返修
序号
焊缝返修
1
返修前编写返修方案，经工程技术负责人同意，报监理工程师批准后方可实施。
2
返修焊缝的工艺及质量要求与焊缝相同，焊缝同一部位返修次数不宜超过两次，如两次返修后仍不合格，应重新制订返修方案，经工程技术负责人同意，报监理工程师批准后方可实施。
3
焊补时应在坡口内引弧，熄弧时应填满弧坑；多层焊的焊层之间接头应错开。
4
返修部位应连续焊成，如中断焊接时，应采取后热、保温措施，防止产生裂纹。
5
焊接修补的预热温度应比相同条件下正常焊接的预热温度高。
6
返修焊缝应填报返修施工记录及返修前后的无损检测报告，作为工程验收及存档资料。

1.1.1.11. 焊接质量保证措施
1.1.1.11.1. 焊缝质量检查与检测
（1） 焊接质量检查
序号
名称
焊接检查
1
外观处理
焊接完成的焊缝，经自检外观无缺陷后，视距较近时进行磨平处理，视距较远时进行磨光处理。
2
外观检查
不允许有明显的裂纹、气孔、咬边或未焊透现象。
焊缝外观尺寸满足设计及规范要求。
外观检查合格后，进行磨平、磨光处理。
3
无损检测
对焊缝进行超声波探伤，焊缝不应有诸如裂纹、气孔、夹杂、未焊合或未熔透等反射迹象。
（2） 焊缝返修
序号
焊缝返修
1
返修前编写返修方案，经工程技术负责人同意，报监理工程师批准后方可实施。
2
返修焊缝的工艺及质量要求与焊缝相同，焊缝同一部位返修次数不宜超过两次，如两次返修后仍不合格，应重新制订返修方案，经工程技术负责人同意，报监理工程师批准后方可实施。
3
补焊时应在坡口内引弧，熄弧时应填满弧坑；多层焊的焊层之间接头应错开。
4
返修部位应连续焊成，如中断焊接时，应采取后热、保温措施，防止产生裂纹。
5
焊接修补的预热温度应比相同条件下正常焊接的预热温度高。
6
返修焊缝应填报返修施工记录及返修前后的无损检测报告，作为工程验收及存档资料。
（3） 焊缝无损检测
序号
焊缝无损检测
1
无损检测在外观检查合格的基础上进行。
2
进行焊缝无损检测的人员持有无损检测Ⅱ级或者Ⅱ级以上资格证书。
3
施焊完毕的焊缝待冷却24小时后，按设计要求对全熔透一级焊缝进行100％的检测。超声波探伤的方法及评定标准按照《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析》（GB11345-89）标准中的B级进行，受拉焊缝应100%检查，评定等级为B检查等级中的Ⅰ级，受压焊缝可抽查50%，评定等级为Ⅱ级。
4
自检合格后，通知监理和业主，组织第三方监督检测和抽检。
1.1.1.12. 焊接质量控制
1.1.1.12.1. 焊接控制内容
控制阶段
质量控制内容
焊接前质量控制
母材和焊接材料的确认与必要复验
焊接部位的质量和合适的夹具
焊接设备和仪器的正常运行情况
焊接规范的调整和必要的试验评定
焊工操作技术水平的考核
焊接中质量控制
焊接工艺参数是否稳定
焊条、焊剂是否正常烘干
焊接材料选择是否正确
焊接设备运行是否正常
焊接热处理是否及时
焊接后质量控制
焊接外形尺寸、缺陷的目测
焊接接头的质量检验
破坏性试验
理化试验
金相试验
其它
非破坏性试验
无损检测
强度及致密性试验
焊接区域的清除工作
1.1.1.12.2. 过程质量保证措施
序号
焊接质量保证措施
1
焊接施工前搭设焊接防护措施（防风棚、防雨棚等）。
2
焊接使用药芯焊丝，并使用大流量的CO2气体进行焊接保护，增加CO2保护气柱的挺度，提高抗风能力，形成对焊接熔池的渣—气联合保护。
3
焊接前进行焊口清理，清除焊口处表面的水、氧化皮、锈、油污。
4
严格按照焊接工艺评定所得参数施焊。
5
焊接过程中严格控制层间温度。
6
焊道之间熔渣的清除必须彻底。
7
分次完成的焊缝，再次焊接前要进行预热处理, 焊后进行后热处理。
8
焊接时采取合理的焊接顺序进行施工（如两人、三人或者四人对称焊）。
1.1.1.12.3. 焊接变形控制
本工程现场安装焊接工作量大，焊接技术要求高，难度大，且工作周期长。施工过程中焊接变形如何控制、焊接应力如何消除是保障工程结构安全使用的重要因素。
（1） 焊接变形的控制措施
1） 构件焊接工厂化
因工厂的焊接环境、设备及器具等条件比现场好，在满足运输限制的条件下，最大限度地在工厂完成焊接工作。
2） 焊接施工方法上的控制
从以下几点进行控制：
序号
控制事项
控制方法描述
1
焊接方法
采用组合焊接方式：CO2气体半自动保护焊＋药芯焊丝及手工焊接
2
焊接工艺
加大焊接能量密度，减少热输入；采用小电流、快速度、多层、多道焊接工艺措施
3
焊接材料
选用小直径的焊条、焊丝；所有使用的焊材具有在大电流密度下保持电弧持续稳定的特性
（2） 焊接应力的消除
方法
应力消除工艺
简介
应力消除工艺有很多种类，主要常用的有机械消应力法、火焰加热消应力法、爆炸消应力法等，根据钢结构行业施工特点，我们常用的消应力法为机械消除法和火焰消应力法。
机械消除法
振动消应力法主要采用超声波冲击仪等消应力设备来消除焊接应力。（工厂采用）
火焰加热或电加热消除法
钢构件焊接完成后，可采用火焰加热的方式对构件进行去应力回火处理和采用电加热设备进行焊接后热处理。
1.1.1.12.4. 焊后工序质量保证措施
主要采用DWK-360kw电脑温控仪控制的电加热设备进行焊接后热，保持恒温，后热均匀，保证焊缝中的扩散氢有足够的时间得以逸出及焊接产生的应力得以释放，从而消除残余应力，避免延迟裂纹出现。电加热示意如图：
1.1.1.12.5. 焊后热处理及防护措施
母材厚度25mm≤T≤80mm的焊缝，必须立即进行后热保温处理，后热应在焊缝两侧各100mm宽幅均匀加热，加热时自边缘向中部，又自中部向边缘由低向高均匀加热，严禁持热源集中指向局部，后热消氢处理加热温度为200-250℃，保温时间应依据工件板厚按每25mm板厚1小时确定。保温时包裹4层石棉布，满足保温时间后，工件缓冷至环境温度后拆除石棉布。
1.1.1.12.6. 焊缝返修
返修前编写返修方案，经工程技术负责人同意，报监理工程师批准后方可实施。
返修焊缝的工艺及质量要求与焊缝相同，焊缝同一部位返修次数不宜超过两次，如两次返修后仍不合格，应重新制订返修方案，经工程技术负责人同意，报监理工程师批准后方可实施。
补焊时应在坡口内引弧，熄弧时应填满弧坑；多层焊的焊层之间接头应错开。
返修部位应连续焊成，如中断焊接时，应采取后热、保温措施，防止产生裂纹。
焊接修补的预热温度应比相同条件下正常焊接的预热温度高。
返修焊缝应填报返修施工记录及返修前后的无损检测报告，作为工程验收及存档资料。

1.1.1.13. 消除温度与误差之间的质量保证措施
1.1.1.13.1. 制作温度与安装温度比较
厦门典型年月平均温度
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
月平均温度（℃）
13.9
14.2
18.3
22.4
26.1
27.2
28.8
28.0
27.4
24.3
20.1
15.4
加工厂典型年月平均温度
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
月平均温度（℃）
5.2
6.6
10.8
16.3
21.2
24.9
27.6
28.2
24.1
19.2
12.7
6.5

制作月平均最高气温：24.1℃；安装月最低气温：13.9℃；温差：10.2℃。
制作月平均最低气温：5.2℃；安装月最高气温：26.1℃；温差：20.9℃。
安装时的气温与设计气温温差为－11.1℃～＋1.1℃。
1.1.1.13.2. 温度变形计算
（1） 荷载选取
选择参考温5.2℃，计算温度26.1℃。
（2） 截面选取
计算截面选择焊钢管900×30，长度为1m。材质为Q345GJB的钢材。
（3） 模型建立
根据结构的实际尺寸，建立胎架的空间三维模型作为计算模型；钢材料为Q345GJB，弹性模量E=2.06×105，屈服强度fy=295MPa，泊松比为0.3；材料本构关系采用理想弹塑性模型，屈服准则采用Von Mises屈服准则，计算时屈服强度取值为345MPa。

构件模型图
（4） 计算分析
利用ANSYS有限元分析软件计算构件的温度变化。采用三维实体单元BEAM4单元进行计算。构件的变形图如下：

构件变形图
结论：从计算结果可以看出构件变形为0.144mm，温度影响较小。
1.1.1.13.3. 日照影响的解决措施
对外筒钢柱校正而言，由于控制轴线在不受气候条件影响时早已测放在相对应标高的内筒上，其变形量在标高相同处内外筒基本一致。只是因为校正所应用的控制轴线与外筒柱标高不一致时变形量表现为不同高度的相对位移。
在钢柱校正时尽量运用与柱相同标高处的控制轴线，以消除不对称光照影响，钢柱两侧的温差较大时要椐结构验算成果，解算出仪器架设高度处与柱高度处的变形差值对钢柱进行预偏，预偏方向与太阳光照方向相反。

1.1.1.13.4. 预热温度措施
Q345焊接预热参考表
钢材
牌号
预热温度T预（℃）
后热温度T后
（℃）
层间温度T层
（℃）
焊接环境湿度
保温时间
母材厚度t（mm）
t<25mm
25£t£40
40<t£60
Q345
-----
60℃£T预
80℃£T预
200£T后£250
100£T层£150
£85%
25mm/h
注：接头的预热温度应不小于上表规定的温度，层间温度不得大于230℃。
预热温度表
钢材
材质
焊接方式
壁厚（mm）
16～20
20～30
30～50
50～60
Q345
CO2气保焊
180≤T预热≤200
180≤T预热≤200
200≤T预热≤220
220≤T预热≤250
由于本工程构件板材比较厚，为了使焊道周围的热源分布均匀合理，防止焊接时焊缝层状撕裂，焊前预热措施是必要的。当钢材厚度t≤40㎜时，最低预热温度不得低于60℃；当40≤t≤60㎜时，最低预热温度不得低于80℃；预热的加热区域在焊接坡口两侧，宽度为焊件施焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100㎜。
预热区域应在焊接坡口两侧，高度应各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100mm。采用氧炔火焰加热。当用火焰预热时，测温应在加热停止后进行，并采用专用测温仪测量。
板厚t
不小于1.5t，
且不小于100mm
板厚t
不小于1.5t，且不小于100mm
加热区域
加热区域

预热示意图
预热温度及预热方法和层间温度的控制应符合下列规定：
根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件拘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。
根据焊接时热输入的大小确定预热温度，其它条件不变时，热输入增大5KJ/cm，预热温度可降低25-50℃。
根据施焊环境温度确定预热温度，操作地点环境温度低于常温时（高于0℃时），应提高预热温度15-25℃。
1.1.1.13.5. 后热温度
钢材厚度t＞30㎜、屈服强度＞345Mpa的构件焊缝，在焊后立即进行后热，使焊缝晶体有效细化，增强焊缝晶体密实度，使焊缝中的氢元素能够逸出，后热温度为150~250℃。

加热措施：采用氧炔火焰加热器进行加热，并用测温仪器检测。
温棉围护范围：600~1000mm
钢柱焊接防护棚内
保温棉

焊接焊后保温措施实例