钢结构熔嘴电渣焊焊接施工工艺标准.docx

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钢结构熔嘴电渣焊焊接施工工艺标准

第一节6.3钢结构熔嘴电渣焊焊接施工工艺标准

6.3.1基本规定

6.3.1.1为在建筑钢结构焊接中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本工艺标准。

6.3.1.2钢结构焊接，必须按施工图的要求进行，并应遵守现行《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001的规定。

6.3.1.3钢结构的焊接工作，必须遵守国家现行的安全技术和劳动保护等有关规定。

6.3.1.4钢结构的焊接，除应执行本标准外，尚应符合国家现行的有关标准。

6.3.2施工准备

6.3.2.1技术准备

在构件制作前，工厂应按施工图纸的要求以及《建筑钢结构焊接技术规程》的要求进行焊接工艺评定试验。

生产制造过程应严格按工艺评定的有关参数和要求进行，通过跟踪检测，如发现按照工艺评定规范生产质量不稳定，应重做工艺评定，以达到质量稳定。

根据施工制造方案和钢结构技术规范以及招标文件的有关要求编制各类施工工艺，组织有关部门进行工艺评审。

施工前编制焊接施工方案并对施工人员进行技术交底。

6.3.2.2材料要求

（1）钢材及焊接材料应按施工图的要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和行业标准的规定，并应具有质量证明书或检验报告。

如果用其他钢材和焊材代换时，须经设计单位同意，并按相应工艺文件施焊。

（2）按指定焊丝的牌号和规格使用。

6.3.2.3主要机具

焊接用机械设备表表6.3.2.3-1

设备名称

设备型号

数量

设备能力

熔嘴电渣焊机

柴油发电机

200kW

200kW

焊剂烘干箱

HJ-50

5m³

焊接滚轮架

HGZ-5A

5t

翼缘矫正机

YTJ-50

50mm

工厂加工检验设备、仪器、工具表表6.3.2-3-2

设备名称

设备型号

数量

设备能力

超声波探伤仪

ECHOPE220

10~500mm

数字温度仪

RKCDP-500

0~1300℃

膜测厚仪

345FB-MKⅡ

0~1250μm

数字钳形电流表

2003

2000A，1000V

湿温度仪

WHM5

温10~40℃，湿0~100%

焊缝检验尺

SK

磁粉探伤仪

DA-400S

游标卡尺

0~150mm

钢卷尺

50m

钢卷尺

30m

6.3.2.4作业条件

（1）熔嘴电渣焊不允许露天作业。

当气温低于于0℃时，相对湿度大于或等于90%，网路电压严重波动时不得施焊。

（2）焊接区应保持干燥、不得有油、锈和其他污物。

（3）熔嘴电渣焊焊剂在使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和烘焙温度进行烘焙，不得含灰尘、铁屑和其他杂物。

烘干温度一般为250℃，时间为2h。

（4）熔嘴孔内受潮、生锈或沾有污物时不得使用。

（5）熔嘴不应有明显锈蚀和弯曲，用前250℃、1h烘干，在80℃左右存放和待用。

（6）焊丝的盘绕应整齐紧密，没有硬碎弯、锈蚀和油污。

焊丝盘上的焊丝量最少不得少于焊一条焊缝所需焊丝量。

（7）所有焊机的各部位均应处于正常工作状态。

（8）焊机的电流表、电压表和调节旋钮刻度指数的指示正确性和偏差数要清楚明确。

（9）保证电源的供应和稳定性，避免焊接中途断电和网压波动过大。

（10）施焊前，焊机应复核焊接件的接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的处理情况。

当发现有不符合要求时，应修整合格后方可施焊。

6.3.3材料和质量要求

6.2.3.1材料的关键要求

（1）焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

（2）重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验，复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。

（3）熔嘴不应有明显锈蚀和弯曲；焊剂不应受潮结块。

（4）所用钢材及焊接材料的规格、型号、材质以及外观检查，均应符合设计图纸和规程的要求。

6.3.3.2技术关键要求

焊工应严格按照焊接工艺及技术操作规程施焊。

6.3.3.3质量关键要求

建筑钢结构焊接质量检查应由专业技术人员担任，并须经岗位培训取得质量检验员岗位合格证书。

6.3.4施工工艺

6.3.4.1工艺流程（见下页）

6.3.4.2操作工艺

（1）施焊前，检查组装间隙的尺寸，装配缝隙应保持在1mm以下；当缝隙大于1mm时，应采取措施进行修整和补救。

（2）检查焊接部位的清理情况，焊接断面及其附近的油污、铁锈和氧化物等污物必须清除干净。

（3）焊道两端应按工艺要求设置引弧板和熄弧板。

（4）安装管状熔嘴并调整对中，熔嘴下端距引弧板底面距离一般为15～25mm。

清理焊接部位

检查构件组装、加工及定位焊

按工艺文件要求调整

焊接工艺参数

引弧前对引弧器加热100℃左右

按合理焊接顺序进行焊接

焊缝返修

焊毕自检、交检

不合格

不合格

焊缝修磨

交专职检验员检查

合格

工作结束时，关闭电源，将焊枪、工作小车等物品收放整齐

施工现场清扫干净

（5）焊接电流的选择可按下述经验公式进行计算：

I=KF

式中I－平均焊接电流，A；

F－管状熔嘴截面积，mm²;

K－比例系数，一般取5～7。

（6）在保证焊透的情况下，电压尽可能低一些。

焊接电压一般可在35～55V之间选取。

（7）引弧时，电压应比正常焊接过程中的电压高3～8V，渣池形成后恢复正常焊接电压。

（8）焊接速度可在1.5~3m/h的范围内选取。

（9）常用的送丝速度范围为200～300m/h，造渣过程中选取200m/h为宜。

（10）渣池深度通常为35～55mm.

（11）焊剂启动时，慢慢投入少量焊剂，一般为35～50g，焊接过程中应逐渐少量添加焊剂。

（12）焊接过程中，应随时检查熔嘴是否在焊道的中心位置上，严禁熔嘴和焊丝过偏。

（13）焊接电压随焊接过程而变化，焊接过程中随时注意调整电压。

（14）焊接过程中注意随时检查焊件的积热状态，一般约在800℃（樱红色）以上时熔合良好；当不足800℃时，应适当调整焊接工艺参数，适当增加渣池内总热量。

（15）当焊件厚度低于16mm时，应在焊件外部安装铜散热板或循环水散热器。

（16）焊缝收尾时应适当减小焊接电压，并断续送进焊丝，将焊缝引到熄弧板上收尾。

（17）熔嘴电渣焊不作焊前预热和焊后热处理，只是引弧前对引弧器加热100℃左右。

（18）在组装好的构件上施焊，应严格按焊接工艺规定的参数以及焊接顺序进行，以控制焊后构件变形。

（19）因焊接而变形的构件，可用机械（冷矫）或在严格控制温度的条件下加热（热矫）的方法进行矫正。

1）普通低合金结构钢冷矫时，工作地点温度不得低于－16℃；热矫时，其温度值应控制在750～900℃之间。

2）普通碳素结构钢冷矫时工作地点温度不得低于－20℃；热矫时其温度不得超过900℃。

3）同一部位加热矫正不得超过2次，并应缓慢冷却，不得用水骤冷。

焊接反变形参考数值表6.3.4.2-1

板厚t

（mm）

f（mm）

（α+2）/2

反变形角度

（平均值）

B（mm）

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

12

1º30'40''

2

2.5

3

4

4.5

5

14

1º22'40''

2

2.5

3

3.5

4

5

5.5

16

1º4'

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4

4.5

5

5

20

1º

1

2

2

2.5

3

3.5

4

4.5

4.5

5

5

25

55'

1

1.5

2

2.5

3

3

3.5

4

4

4.5

5

5

28

34'20''

1

1

1

1.5

2

2

2

2.5

2.5

3

3.5

3.5

30

27'20''

0.5

1

1

1

1.5

1.5

2

2

2

2.5

2.5

3

36

17'20''

0.5

0.5

0.5

1

1

1

1

1.5

1.5

1.5

1.5

2

40

11'20''

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

1

1

1

1

1

1

焊接收缩量表6.3.4.2-2

结构类型

焊件特征和板厚

焊缝收缩量（mm）

钢板对接

各种板厚

长度方向每米焊缝0.7;

宽度方向每个接口1.0

实腹结构及焊接H形钢

断面高小于等于1000mm

且板厚小于25mm

四条纵焊缝每米共缩0.6,

焊透梁高收缩1.0;

每对加劲焊缝，梁的长度收缩0.3

焊接收缩量续表

结构类型

焊件特征和板厚

焊缝收缩量（mm）

实腹结构及焊接H形钢

断面高小于等于1000mm

且板厚大于25mm

四条纵焊缝每米共缩1.4

焊透梁高收缩1.0;

每对加劲焊缝，梁的长度收缩0.7

断面高大于1000mm的

各种板厚

四条纵焊缝每米共缩0.2

焊透梁高收缩1.0;

每对加劲焊缝，梁的长度收缩0.5

格构式结构

屋架、托架、支架等轻型桁架

接头焊缝每个接口为1.0;

搭接贴角焊缝每米0.5

实腹柱及重型桁架

搭接贴角焊缝每米0.25

圆筒形结构

板厚小于等于16mm

直焊缝每个接口周长收缩1.0;

环焊缝每个接口周长收缩1.0

板厚大于16mm

直焊缝每个接口周长收缩2.0;

环焊缝每个接口周长收缩2.0

6.3.5质量标准

6.3.5.1主控项目

（1）焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

检查数量：

全数检查。

检验方法：

检查焊接材料的质量合格证明文件、中文标准及检验报告等。

（2）重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验，复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。

检查数量：

全数检查。

检验方法：

检查复验报告。

（3）焊条、焊丝、焊剂、电渣焊熔嘴等焊接材料与母材的匹配应符合设计要求和国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。

焊条、焊剂、药芯焊丝、熔嘴等在使用前，应按其产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放。

检查数量：

全数检查。

检验方法：

检查质量证明书和烘焙记录。

（4）焊工必须经考试合格并取得合格证书。

持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。

检查数量：

全数检查。

检验方法：

检查焊工合格证及其认可范围、有效期。

（5）施工单位对其首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并应根据评定报告确定焊接工艺。

检查数量：

全数检查。

检验方法：

检查焊接工艺评定报告。

（6）设计要求全熔透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷做出判断时，应采用射线探伤，其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345或《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323的规定。

一级、二级焊缝的质量等级及缺陷分级应符合表6.3.5.1的规定。

检查数量：

全数检查。

检验方法：

检查焊缝探伤报告。

一级、二级焊缝的质量等级及缺陷分级表6.2.5.1

焊缝质量等级

一级

二级

内部缺陷超声波探伤

评定等级

Ⅱ

Ⅲ

检验等级

B级

B级

探伤比例

100%

20%

内部缺陷射线探伤

评定等级

Ⅱ

Ⅲ

检验等级

AB级

AB级

探伤比例

100%

20%

注：

探伤比例的计数方法应按以下原则确定：

（1）对工厂制作焊缝，应按每条焊缝计算百分比，且探伤长度应不小于200mm，当焊缝长度不足200mm时，应对整条焊缝进行探伤；

（2）对现场安装焊缝，应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算百分比，探伤长度应不小于200mm，并应不小于1条焊缝。

（7）焊缝表面不得有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑等缺陷。

一级、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷；且一级焊缝不得有咬边、未焊满等缺陷。

检查数量：

每批同类构件抽查10%，且不应少于3件；被抽查构件中，每一类型焊缝按条数抽查5%，且不应少于1条；每条检查1处，总抽查数不应少于10处。

检验方法：

观察检查或使用放大镜、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。

（8）T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接和角对接组合焊缝，其焊脚尺寸不应少于t/4（图6.3.5.1a、b、c）；设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似构件的腹板与上翼缘连接焊缝的焊脚尺寸为t/2（图6.3.5.1d），且不应大于10mm。

焊脚尺寸的允许偏差为0～4mm。

检察数量：

资料全数检查；同类焊缝抽查10%，且不应少于3条。

检验方法：

观察检查，用焊缝量规抽查测量。

6.3.5.2一般项目

（1）二级、三级焊缝外观质量标准应符合表6.3.5.2的规定。

三级对接焊缝应按二级焊缝标准进行外观质量检验。

检查数量：

每批同类构件抽查10%，但不应少于3件；被抽查构件中，每一类型焊缝应按条数各抽查5%，但不应少于1条；每条检查1处，总抽查处不应少于10处。

检验方法：

观察检查或使用放大镜、钢尺和焊缝量规检查。

二级、三级焊缝外观质量标准（mm）表6.3.5.2

项目

允许偏差

缺陷类型

二级

三级

未焊满（指不足设计要求）

≤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≤100，两侧咬边总长度≤总抽查长度的10%

≤0.1t,且≤1.0，长度不变

弧坑裂纹

－

允许存在个别长度≤5.0的弧坑裂纹

电弧擦伤

－

允许存在个别电弧擦伤

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焊缝不应超过1处

二级、三级焊缝外观质量标准（mm）续表

项目

允许偏差

缺陷类型

二级

三级

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倍孔距

注：

表内t为连接处较薄的板厚。

（2）焊成凹形的角焊缝，焊缝金属与母材间应平缓过渡；加工成凹形的角焊缝，不得在其表面留下切痕。

检查数量：

每批同类构件抽查10%，且不应少于3件。

检验方法：

观察检查。

（3）焊缝感观应达到：

外形均匀，成型良好，焊道与焊道、焊道与基本金属间过渡平滑，焊渣和飞溅物清除干净。

检查数量：

每批同类构件抽查10%，但不应少于3件；被抽查构件中，每种焊缝按数量各抽查5%，总抽查处不应少于5处。

检验方法：

观察检查。

6.3.6成品保护

6.3.6.1构件焊接后的变形，应进行成品矫正，成品矫正一般采用热矫正，加热温度不宜大于650℃，构件矫正应符合表6.3.6.1的要求：

项目

允许偏差

柱底板平面度

5.0mm

桁架、腹杆弯曲

l/1500且不大于5mm，梁不准下挠

桁架、腹杆扭曲

h/250且不大于5.0mm

牛腿翘曲

当牛腿长度≤1000时为2

当牛腿长度>1000时为3

6.3.6.2凡构件上的焊瘤、飞溅、毛刺、焊疤等均应清除干净。

要求平的焊缝应将焊缝余高磨平。

6.3.6.3零、部件采用机械矫正法矫正，一般采用压力机进行。

6.3.6.4根据装配工序对构件用钢印将构件代号打入构件翼缘上，距端500mm范围内。

构件编号必须按图纸要求编号进行标识，标号要清晰、位置要明显。

6.3.6.5应在构件打钢印代号的附近，在构件上挂铁牌，铁牌上用钢印打号来表明构件编号。

6.3.6.6用红色油漆标注中心线标记并打钢印。

6.3.6.7钢构件制作完成后，应按照施工图的规定及《钢结构工程施工质量验收规范》进行验收，构件外形尺寸的允许偏差应符合上述规定中的要求。

6.3.6.8钢结构件在工厂内制作完毕后，根据合同规定或业主的安排，由监理进行验收。

验收合格者方可安排运输到现场。

验收要填写记录报告。

6.3.6.9验收合格后才能进行包装。

包装应保护构件不受损伤，零件不变形，不损坏，不散失。

6.3.6.10包装应符合运输交通部门的有关部门规定，超限构件的运输在制作之前向有关交通部门办理超限货物运输手续。

6.3.6.11现场安装用的连接零件，应分号捆扎出厂发运。

6.3.6.12成品发运应填写发运清单。

6.3.6.13运输由钢结构加工厂直接运输到现场。

根据现场总调度的安排，按照吊装顺序一次运输到安装使用位置，避免二次倒运。

6.3.6.14超长、超宽构件安排在夜间运输，并在运输车前后设引路车和护卫车，以保证运输的安全。

6.3.7安全环境保护措施

同钢结构手工电弧焊焊接施工工艺标准6.1.7中的有关条款。

6.3.8质量记录

钢结构（钢构件焊接）分项工程检验批质量验收应按《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001和《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001中的规定进行记录。

附加说明：

当设计对厚板有Z向性能要求时的焊接工艺措施

（1）选择合理的焊接节点连接形式

应选择合理的节点连接形式，以减小局部区域由于焊缝收缩而引起的应力集中或尽量避免钢板Z向受拉。

1）在满足要求焊透深度的前提下，采用较小的焊接坡口角度及间隙。

2）在角接接头中，采用对称坡口或偏向侧板的坡口，减小板厚方向承受的收缩应力。

3）采用对称坡口，减小焊接收缩应力。

4）在T形或角接接头中，不应在板厚方向受焊接拉应力的板材的端部设置焊缝，而应使该板厚方向受拉的板材端部伸出接头焊缝区。

5）在T形、十字形接头中采用过渡段，以对接接头取代T形、十字形接头。

6）对大型连接节点，建议采用下图的构造设计来避免或减少厚度方向的应变。

（2）焊材及母材选择

1）对有特殊部位的部位，可选用Z向延性性能好的钢材。

2）在满足受力要求的前提下，尽可能选择屈服强度低的焊条。

（2）使用涂层和垫层

采用软金属丝（一般为低强度的焊条）做垫层，使收缩变形发生在焊缝中。

或在节点焊缝处涂焊一层低强高延性焊接金属，让焊缝收缩变形发生在涂焊金属中。

（4）防止层状撕裂的工艺措施

1）T形焊接时，在母材板面用低强度焊材先堆焊塑性过渡层。

2）厚板焊接时，可采用低氢型、超低氢型焊条或气体保护焊施焊，并适当提高预热温度。

3）当板厚在80mm以上时，对Ⅱ类或Ⅱ类以上钢材箱形柱角焊缝，板边火焰切割面宜用机械方法去除淬硬层。

对大尺寸熔透焊，可采用窄焊道焊接技术，并选择合理的焊道次序，以控制收缩变形。

焊接过程中，应用锤击法来消除焊缝残余应力。

4）