1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。mZ向鋼板焊接工藝2011.11.1140mm厚Z向鋼板焊接工藝手冊南京西路688地塊工程40mmZ向性能鋼板焊接工藝 建設單位：上海恒成置業發展有限公司 承包單位：上海市第一建筑有限公司 分包單位：寶鋼工程建設有限公司 編 制 人：于鳳軍 Z向鋼板焊接工藝目錄1. 前言22. 焊接工藝流程33. 焊接施工工藝及技術措施4 3.1 焊前準備4 3.2 焊接材料的選擇4 3.3 焊接預熱4 3.4 焊接環境5 3.5 焊接工藝措施5 3.6 Z向性能鋼板工藝要點7 3.7 焊接應力控制9 3.8焊接質量檢

2、查104.焊接質量控制措施 125.鋼結構焊接注意事項14 5.1防風措施 14 5.2防御措施 14 1. 前言 不同的焊接方法有不同的焊接工藝。焊接工藝主要根據被焊構件的材質、牌號、化學成分，焊件結構類型，焊接性能要求來確定。首先要確定焊接方法，如手弧焊、埋弧焊、熔化及氣體保護焊等等，焊接方法的種類非常多，只能根據具體情況選擇。確定焊接方法后，再制定焊接工藝參數，焊接工藝參數的種類各不相同，如氣體保護焊主要包括：焊絲型號（或牌號）、直徑、電流、電壓、焊接電源種類、極性接法、焊接層數、道數、檢驗方法等等。 2. 焊接工藝流程3. 焊接施工工藝及技術措施3.1焊前準備 焊接區操作腳手平臺搭設良

3、好，平臺高度及寬度應有利于焊工操作舒適、方便，并應有防風措施。由于CO2氣體保護焊焊槍線較短，考慮將焊機及送絲機置于操作平臺上。操作平臺是針對節點焊接而專門設計。 焊工配置一些必要的工具，比如：鑿子、焊工專用榔頭、刷子以及砂輪機等。焊把線應絕緣良好，如有破損處要用絕緣布包裹好，以免拖拉焊把線時與母材打火。焊接設備應接線正確、調試好，正式焊接前宜先進行試焊，將電壓、電流調至合適的范圍。檢查坡口裝配質量。應去除坡口區域的氧化皮、水份、油污等影響焊縫質量的雜質。如坡口用氧乙炔切割過，還應用砂輪機進行打磨至露出金屬光澤。 3.2焊接材料的選擇焊縫設計時，在滿足結構承載力和構造要求等的前提下，易選用比母

4、材強度稍高或者塑性好變形量大的焊接材料焊接，使焊縫在內外應力作用下，增加緩沖層先行塑性變形，已達到應力重分部的目的。型鋼裝配時盡量選用沖擊韌性好的低氫型焊條，必要時采用高韌性超低氫型焊條。焊絲的含碳量<0.12%，硫磷含量<0.03%以下，CO2氣體純度不易地域99.9%（體積比），或使用富氬氣體，含水量不得超過0.005%（質量比）?？紤]到藥芯能把斷續的焊接過程變為連續的生產方式，從而減少了焊接接頭的數目，降低接頭淬硬，燭縫成形美觀，焊絲工藝性能好等多種優點，焊接主材料采用E501T-1（藥芯焊絲 規格1.2）和H10Mn23.3焊接預熱3.3.1鋼板焊接預熱40mm厚Z向性能鋼

5、板焊接預熱，是工藝上必須采取的工藝措施，鋼材預熱可以減少層狀撕裂，預熱可使溶敷金屬冷卻速度慢，收縮的范圍增大，降低焊接接頭的淬硬傾向。預熱溫度與鋼材碳當量Ceq有關，碳當量愈高，預熱溫度也愈高，為了確保Z向性能鋼板具有良好的延伸率，預熱溫度控制在100。C200。C。預熱主要采用電加熱和氧-乙炔火焰加熱方法，預熱范圍為坡口及坡口兩側不小于板厚的1.5倍寬度，且不小于100mm。 3.3.1預熱測溫方式采用遠紅外線測溫儀，測溫點一般在距離坡口邊緣75mm處，平行于焊縫中心的兩條線上。伴隨著預熱采用自動溫控儀控制，熱電耦置于坡口邊緣50mm、相鄰兩加熱片中間的位置。預熱和測溫增加鋼構件的加工周期。

6、3.4焊接環境 當焊接處于下述情況時，不應進行焊接。 3.4.1室溫低于-18時。 3.4.2被焊接面處于潮濕狀態，或暴露在雨、雪和高風速條件下。 3.4.3采用手工電弧焊作業（風力大于5m/s）和CO2氣保護焊（風力大于2 m/s）作業時，未設置防風棚或沒有措施的部位前情況下。 3.4.4焊接操作人員處于惡劣條件下時。 3.5焊接工藝措施 3.5.1接頭的準備采用自動或半自動方法切割的母材的邊緣應是光滑和無影響焊接的割痕缺口；切割邊緣的粗糙度應符合GB50205-2005規范規定的要求。被焊接頭區域附近的母材應無油脂、鐵銹、氧化皮及其它外來物；接頭的裝配應符合下表要求。 3.5.2定位焊 3

7、.5.2.1定位焊焊縫所采用的焊接材料及焊接工藝要求應與正式焊縫的要求相同。 3.5.2.2定位焊焊縫的焊接應避免在焊縫的起始、結束和拐角處施焊，弧坑應填滿，嚴禁在焊接區以外的母材上引弧和熄弧。 3.5.2.3定位焊尺寸參見下表1要求執行。 表1：定位焊焊縫長度及間距 母材厚度(mm) 定位焊焊縫長度（mm）焊縫間距 (mm) 20<t405060 5060 300400 3.5.2.4定位焊的焊腳尺寸不應大于焊縫設計尺寸的2/3，且不大于8mm，但不應小于4mm。 3.5.2.5定位焊焊縫有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷時，必須清除后重新焊接，如最后進行埋弧焊時，弧坑、氣孔可不必清除。 3.5

8、.3引弧和熄弧板 重要的對接接頭和T接頭的兩端應裝焊引弧板和熄弧板，其材料及接頭原則上應與母材相同，其尺寸為：手工焊、半自動50×30×6mm；自動焊100×50×8mm；焊后用氣割割除，磨平割口。 3.5.4焊縫清理及處理 3.5.4.1多層和多道焊時，在焊接過程中應嚴格清除焊道或焊層間的焊渣、夾渣、氧化物等，可采用砂輪、鑿子及鋼絲刷等工具進行清理。厚板施焊道數增加鋼構件的加工周期。 3.5.4.2從接頭的兩側進行焊接完全焊透的對接焊縫時，在反面開始焊接之前，應采用適當的方法（如碳刨、鑿子等）清理根部至正面完整焊縫金屬為止，清理部分的深度不得大于該部分

9、的寬度。 3.5.4.3每一焊道熔敷金屬的深度或熔敷的最大寬度不應超過焊道表面的寬度。 3.5.4.4同一焊縫應連續施焊，一次完成；不能一次完成的焊縫應注意焊后的緩冷和重新焊接前的預熱，測溫方法同上。 3.5.4.5加筋板、連接板的端部焊接應采用不間斷圍角焊，引弧和熄弧點位置應距端部大于100mm，弧坑應填滿。 3.5.4.6焊接過程中，盡可能采用平焊位置進行焊接。 平焊增加構件翻轉次數，影響鋼構件的加工周期 3.5.5工藝的選用 3.5.5.1不同板厚的接頭焊接時，應按較厚鋼板的要求選擇焊接工藝。 3.5.5.2不同材質間的板接頭焊接時，應按強度較高材料選用焊接工藝要求，焊材應按強度較低材料

10、選配。3.5.5.3焊接要領： 對接焊接是本次焊接工作中的重中之重，必須從組裝、校正、檢驗、預留焊接收縮量、焊接定位、焊前防護、清理、焊接、焊后后熱、質量檢驗等工序嚴格控制，才能確保接頭焊后質量全面達到標準。 組裝：組對前將坡口內1015mm仔細去除銹蝕。坡口外自坡口邊1015mm范圍內也必須仔細驅除銹蝕與污物；組對時，不得在接近坡口處上引弧點焊夾具或硬性敲打，以防母材受到破壞；同時對接接頭錯口現象必須控制在規范允許范圍之內。注意必須從組裝質量開始按I級標準控制。 根部焊接：根部施焊應自下部起始處超越中心線10mm起弧，與定位焊接接頭處應前行10mm收弧，再次始焊應在定位焊縫上退行10mm起弧

11、，在頂部中心處熄弧時應超越中心線至少15mm并填滿弧坑；另一半焊接前應將前半部始焊及收弧處修磨成緩坡狀并確認無未熔合即為非熔透現象后在前半部焊縫上引弧。 次層焊接：焊接前剔除首層焊道上的凸起部分及引弧收弧造成的多余部分，仔細檢查坡口邊沿有無未熔合及凹陷夾角，如有必須除去。飛濺與霧狀附著物，采用角向磨光機時，應注意不得傷及坡口邊沿。此層的焊接在仰焊部分時采用小直徑焊條，仰爬坡時電流稍調小，立焊部位時選用較大直徑焊條，電流適中，焊至爬坡時電流逐漸增大，在平焊部位再次增大，其余要求與首層相同。 填充層焊接：填充層的焊接工藝過程與次層完全相同，僅在接近面層時，注意均勻流出1.52mm的深度，且不得傷及

12、坡邊。 填充層焊接完成后，冷卻至常溫后24h進行UT自檢探傷，經檢驗合格后的接頭才能進行進場面層的焊接面層的焊接：面層焊接，直接關系到接頭的外觀質量能否 滿足質量要求，因此在面層焊接時，應注意選用較小電流值并注意在坡口邊熔合時間稍長，接頭重新燃弧動作要快捷。 焊后清理與檢查：上、下弦主管焊后應認真出去飛濺與焊渣，并認真采用量規等器具對外觀幾何尺寸進行檢查，不得有低凹、焊瘤、咬邊、氣孔、未熔合、裂紋等缺陷存在。 經自檢滿足外觀質量標準的接頭應鑒上焊工編號鋼印，并采用氧炔焰調整接頭上、下部溫差。處理完畢立即采用不少于兩層石棉布緊裹并用扎絲捆緊。 上、下弦接頭焊接完畢后，應待冷卻至常溫后24h進行U

13、T檢驗，經檢驗合格后的接頭質量必須符合GB11345-89的I級焊縫標準。 經確認達到設計標準的接頭方可允許拆去防護措施。 面層的焊接一般采用埋伏焊機焊接。3.6 Z向性能鋼板焊接工藝要點 3.6. 1 Z向性能鋼板焊接t8/5值及焊接規范控制3.6.1.1 Z向性能鋼板焊接存在的一個重要問題是焊接過程中，焊縫熱影響區由于冷卻速度較快，在結晶過程中最容易形成粗晶粒馬氏體組織，從而使焊接時鋼材變脆，產生冷裂紋的傾向增大。因此在Z向性能鋼板焊接過程中，一定要嚴格控制t8/5。即控制焊縫熱影響區尤其是焊縫熔合線處，從800冷卻到500的時間，即t8/5值。測溫方法同預熱測溫 3.6.1.2 t8/5

14、過于短暫時，焊縫熔合線處硬度過高，易出現淬硬裂紋；t8/5過長，則熔合線處的臨界轉變溫度會升高， 降低沖擊韌性值，對低合金鋼，材質的組織發生變化。出現這兩種情況，皆直接影響焊接接頭的質量。 3.6.1.3對于CO2氣體保護焊接焊接速度的控制：在工藝上規定不同直徑的焊絲所焊接的長度，規定焊工按此執行，從而確保焊接速度，其它控制采用電焊機控制，從而達到控制焊接線能量的輸入，達到控制Z向性能鋼板焊接質量之目的。焊接電流和電壓的控制：1.2的焊絲平焊電流采用（250-300）A 、電壓在30V左右；立焊電流在（200-220）A 、電壓在(20-28)V左右；仰焊電流在（200-220）A、電壓在（2

15、0-30）V左右 3.6.2 Z向性能鋼板預熱方法 Z向性能鋼板焊接預熱，是工藝上必須采取的工藝措施，對于本工程現場鋼結構焊接施工采用氧乙炔預加熱的方法。 3.6.3層間溫度控制 3.6.3.1 Z向性能鋼板為防止出現裂紋采取加熱預熱后，在焊接過程中應注意的一個重要問題，就是焊縫層間溫度控制措施。如果層間溫度不控制，焊縫區域會出現多次熱應變，造成的殘余應力對焊縫質量不利，因此在焊接過程中，層間溫度必須嚴格控制。 3.6.3.2層間溫度一般控制在200250之間。為了保持該溫度，40mm厚Z向性能鋼板在焊接時，要求一次焊接連續作業完成。測溫方法同預熱測溫 3.6.3.3當構件較長（L>10

16、米）時，在焊接過程中，40mm厚Z向性能鋼板冷卻速度較快，因此在焊接過程中一直保持預加熱溫度，防止焊接后的急速冷卻造成的層間溫度的下降，焊接時還可采取焊后立即蓋上保溫板，防止焊接區域溫度過快冷卻。 3.6.4焊接過程控制 3.6.4.1定位焊：定位焊是40mm厚Z向性能鋼板施工過程中最容易出現問題的部位。由于40mm厚Z向性能鋼板在定位焊時，定位焊處的溫度被周圍的“冷卻介質”很快冷卻，造成局部過大的應力集中，引起裂紋的產生，對材質造成損壞。解決的措施是40mm厚Z向性能鋼板在定位焊時，提高預加熱溫度，加大定位焊縫長度和焊腳尺寸。 3.6.4.2手工電弧焊的引弧問題：有些電焊工有一種不良的焊接習

17、慣，當一根焊條引弧時，習慣在焊縫周圍的鋼板表面四處敲擊引弧，而這一引弧習慣對40mm厚Z向性能鋼板的危害最大，原理同上。因此在40mm厚Z向性能鋼板焊接過程中，必須“嚴禁這種不規范”的行為發生。 3.6.4.3多層多道焊：在40mm厚Z向性能鋼板焊接過程中，堅持的一個重要的工藝原則是多層多道焊，嚴禁擺寬道。這是因為40mm厚Z向性能鋼板焊縫的坡口較大，單道焊縫無法填滿截面內的坡口，而一些焊工為了方便就擺寬道焊接，這種焊接造成的結果是，母材對焊縫拘束應力大，焊縫強度相對較弱，容易引起焊縫開裂或延遲裂紋的發生。而多層多道焊有利的一面是：前一道焊縫對后一道焊縫來說是一個“預熱”的過程；后一道焊縫對前

18、一道焊縫相當于一個“后熱處理”的過程，有效地改善了焊接過程中應力分布狀態，利于保證焊接質量。 3.6.4.4焊接過程中的檢查：40mm厚Z向性能鋼板焊接不同于中薄板，需要幾個小時乃至幾十小時才能施焊完成一個構件，因此加強對焊接過程的中間檢查，就顯得尤為重要，便于及時發現問題，中間檢查不能使施工停止，而是邊施工、邊檢查。如在清渣過程中，認真檢查是否有裂紋發生。及時發現，及時處理。 3.6.5層狀撕裂控制措施 坡口的選擇：在深化設計過程中，對于40mm厚Z向性能鋼板焊接坡口形式的選擇尤為重要，40mm厚Z向性能鋼板開坡口時一般應避開40mm厚Z向性能鋼板的中心區域。 3.7焊接應力控制 采用合適的

19、焊接坡口，減少焊接填充量；構件安裝時不得強行裝配，避免產生初始裝配應力；采用合理的焊接順序，如對稱焊、分段焊；先焊收縮量大的接頭，后焊收縮量小的接頭，應在盡可能小的拘束下焊接；預先合理設置收縮余量；同一構件兩端不得同時焊接；保證預熱，對層間溫度進行有效控制，降低焊接接頭的拘束度，以減少焊接熱影響區范圍，可降低焊接接頭的焊接殘余應力；采取高效的CO2焊接方法，可減少焊接道數，降低焊接變形和殘余應力；通過有效的工藝和焊接控制，防止或降低焊接接頭的返修，也可避免焊接接頭應力增加；采取焊后緩冷，使接頭在冷卻時能有足夠的塑性和寬度方向均勻消除焊接收縮，降低殘余應力峰值和平均值，達到降低焊接殘余應力目的。

20、 3.8焊接質量檢查 焊接質量檢查包括外觀和無損檢測：外觀檢查按照JGJ81-2002規范執行；無損檢測（UT）按照GB11345和設計文件執行，一級焊縫100檢驗，二級焊縫按要求抽檢20，并且在焊接完成后24小時進行檢測。 加工廠和現場焊接時均需進行兩次探傷自檢：1、填充層焊接完成時和面層焊接完成時，均需進行UT探傷，以確保焊接質量和焊縫外觀成型美規。焊接完成時需在常溫下冷卻24小時。填充層探傷有缺陷及時返修、復探。無缺陷后才能進行面層焊接。4.焊接質量控制措施 4.1從事鋼結構各種焊接工作的焊工，應按現行國家標準建筑鋼結構焊接規程JGJ81的規定經考試并取得合格證后，方可進行操作。 4.2

21、制作單位對其首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、焊后熱處理等，應進行焊接工藝評定，并應根據評定報告確定焊接工藝。 4.3鋼結構的焊接工作應根據焊接工藝評定合格的試驗結果和數據，編制焊接工藝文件指導施工。 4.4低氫型焊條在使用前必須按照產品說明書的規定進行烘焙。烘焙后的焊條應放入恒溫箱備用，恒溫溫度控制在80100。烘焙合格的焊條外露在空氣中超過4h的應重新烘焙。焊條反復烘焙次數不宜超過2次。 4.5焊劑在使用前應按其產品說明書的規定進行烘焙。焊絲應除凈銹蝕、油污及其他污物。 4.6焊絲的含碳量<0.12%，硫磷含量<0.03%以下，CO2氣體純度不易地域99.9%（體積比），含水

22、量不得超過0.005%（質量比）。，若使用瓶裝氣體，瓶內氣體壓力低于1MPa時停止使用。 4.7采用氣體保護焊時，場地風速在1m/s以上時，應設置擋風裝置，對焊接現場進行防護。 4.8焊接前應復查組裝質量、定位焊質量和焊接部位的清理情況。若不符合要求，應修正后方準施焊。 4.9對接接頭、T型接頭和要求全熔透的角部焊縫，應在焊縫兩端配置引弧板和收弧板，其材質應與焊件相同或通過試驗選用。手工焊引板長度不應小于60mm，埋弧自動焊引板長度不應小于150mm，引焊到引板上的焊縫長度不得小于引板長度的2/3。 4.10引弧應在焊道處進行，嚴禁在焊道區域以外的母材上打火引弧。 4.11對于需要進行焊前預熱或焊后熱處理的焊縫，其預熱溫度或后熱溫度應符合國家現行有關標準的規定或通過工藝試驗確定。預熱區在焊道兩側