72 焊评方案.docx
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72焊评方案
无锡万达茂
钢结构焊接工艺评定方案
编制单位:
中建八局第三建设有限公司
编制人:
邵保伟
日期:
2016年7月4日
说明:
1、本方案是依据本工程图纸并结合《钢结构焊接规范》(GB50661-2011)的规定编制而成。
2、对于后续制作图纸中可能出现的其他材料、接头形式及焊接方法等重要变素而本方案未曾包含的,将根据情况另行补充工艺评定报审各方。
3、本方案先报业主监理工程师及总包审批,再根据批准的工艺评定方案,模拟实际的工作环境与条件进行评定。
4、焊接工艺评定完成,试验内容、过程、结果得到工程监理认可后,编制焊接工艺,并以此为依据,编制指导工厂钢构件焊接实施的焊接工艺卡WPS。
5、其中1~10项为公司制作过的相似节点的焊接工艺评定,根据规范要求可以覆盖本工程焊接工艺评定需要。
(详见:
2.5焊接工艺评定项目列表)
第一章总则
1.1适应范围
本方案适用于科教园葛埭A1地块无锡万达茂项目工厂制作及现场安装所涉及材质、节点形式及焊接位置等。
1.2编制依据
a、本工程招投标技术文件要求、设计图纸
b、《钢结构焊接规范》(GB50661-2011)
c、《钢结构工程施工质量验收规程》(GB50205-2001)
d、《碳钢药芯焊丝》(GB/T10045-2001)
e、《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(GB/T11345-2013)
f、《焊接接头拉伸试验方法》(GB2651-1989)
g、《焊接接头弯曲及压扁试验方法》(GB2653-1989)
h、《焊接接头冲击试验方法》(GB2650-1989)
i、《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-2008)
g、《建筑结构用钢板》(GB∕T19879-2005)
1.3试验方案及场所安排(如有新评定项)
事项
周期
投入人工
场所
备注
试板下料
3日
2
下料车间
时间根据事项完成情况可能会随时调整
试板焊接
5日
2
焊培中心
试板UT
0.5日
1
焊接中心
试样加工
5日
4
金加工车间
理化实验
0.5日
3
江苏钢建检测中心
理化报告开具
1日
3
江苏钢建检测中心
焊评报告(PQR)开具
1日
1
焊接试验中心
1.4缩略语、代号
(1)半自动药芯焊丝气体保护焊...............FCAW-G
(2)埋弧自动焊.............................SAW
第二章基本事项
2.1工程材质及板厚
表2-1-1本工程钢材结构部位及等级
钢材使用部位
材质
板厚(mm)
备注
水乐园桁架弦杆,腹杆
Q345B
14~26
各材质对应的焊接接头形式、母材、板厚、焊接方法以及焊接位置等祥见2.5焊接工艺项目列表
Q345GJB
34-50
水乐园桁架GHJ1~8腹杆
Q345B
φ273*7~φ377*10
水乐园桁架GHJ9弦杆、腹杆
Q345B
14~26
Q345GJB
34~50
水乐园桁架GHJ9腹杆
Q345B
φ377*8~φ377*10
无锡万达东门头
Q345B
10~22
2.2焊评板厚及覆盖范围
表2-2-1工艺评定选定板厚及覆盖范围
序号
钢材牌号
试件厚度(mm)
工程适应厚度范围(mm)
覆盖(适应)材质
1
Q345C
6mm
3-12mm
Q345B
16mm
3-32mm
2
Q345GJC
25mm
3-50mm
Q345B、Q345GJB
2.3焊评钢板化学成分及力学性能
表2-3-1工艺评定钢材化学及力学性能
钢材
牌号
化学元素
C
Si
Mn
S
P
Q345C
≤0.20
≤0.50
≤1.70
≤0.035
≤0.035
Q345GJC
≤0.20
≤0.55
≤1.60
≤0.015
≤0.025
除铸钢件当有厚度方向性能规定时,Z15----硫含量≤0.010%
Z25----硫含量≤0.007%
Z35----硫含量≤0.005%
表2-3-2焊接工艺评定选定钢板力学性能
牌号
质量
等级
屈服强度(MPa)
抗拉强度(MPa)
伸长率(%)
冲击功(J)
钢板厚度
6~16
>16~35
>35~50
>50~100
/
/
温度℃
不小于
Q345GJC
C
≥345
345-465
335-455
325-445
490-610
≥22
0
34
2.4焊评焊材成分及力学性能
表2-4-1焊丝化学成分
焊丝型号
化学成分(%)
规范
C
Mn
Si
S
P
E501T-1
≦0.18
≦1.75
≦0.90
≦0.03
≦0.03
GB/T10045-2001
H10Mn2
≦0.12
1.50-1.90
≦0.07
≦0.035
≦0.035
GB/T12470-2003
表2-4-2焊丝熔敷金属力学性能:
焊丝
型号
力学性能
其他
焊丝对应使用母材强度等级
抗拉强度(MPa)
屈服强度(MPa)
伸长率(%)
冲击功(J)及温度℃
保护气体或焊剂
规范
E501T-1
≥480
≥400
≥22
≥27
(-20℃)
CO2
GB/T10045-2001
Q345B、Q345GJB、Q345C、Q345GJC
H10Mn2
≥400
480-660
≥22
≥27
(-20℃)
SJ101
GB/T12470-2003
2.5焊接工艺评定项目列表
序号
焊接方法
材质板厚
焊接材料
接头形式
焊接位置
编号
接头覆盖范围
板厚覆盖范围
1
CO2气体保护焊
Q345GJC
25mm
E501T-1
Φ1.2
BH
HJPD-1
1、对接接头的平焊、横焊位置
2、有衬垫单面焊与反面清根双面焊全熔透
3-50mm
2
CO2气体保护焊
Q345GJC
25mm
E501T-1
Φ1.2
BV
HJPD-2
1、对接接头的立焊位置
2、有衬垫单面焊与反面清根双面焊全熔透
3-50mm
3
埋弧焊
Q345GJC
25mm
H10Mn2+SJ101
Φ5.0
BF
HJPD-3
1、对接接头的平焊位置
2、有衬垫单面焊与反面清根双面焊全熔透
3-50mm
4
CO2气体保护焊
Q345GJC
25mm
E501T-1
Φ1.2
BO
HJPD-69
1、对接接头的平焊位置
2、有衬垫单面焊与反面清根双面焊全熔透
3-50mm
5
CO2气体保护焊
Q345C
Ф89*6mm
E501T-1
Φ1.2
5G
HJPD-75
1、89mm≤覆盖管径<600mm
3-12mm
6
CO2气体保护焊
Q345C
Ф180*16mm
E501T-1
Φ1.2
5G
HJPD-76
1、180mm≤覆盖管径<600mm
3-32mm
7
CO2气体保护焊
Q345C
Ф89*6mm
E501T-1
Φ1.2
6G
HJPD-77
1、89mm≤覆盖管径<600mm
3-12mm
8
CO2气体保护焊
Q345C
Ф180*16mm
E501T-1
Φ1.2
6G
HJPD-78
1、180mm≤覆盖管径<600mm
3-32mm
9
CO2气体保护焊
Q345C
Ф89*6mm
E501T-1
Φ1.2
相贯
HJPD-79
1、89mm≤覆盖管径<600mm
3-12mm
10
CO2气体保护焊
Q345C
Ф180*16mm
E501T-1
Φ1.2
相贯
HJPD-80
1、180mm≤覆盖管径<600mm
3-32mm
注:
对于实际制作中后续可能出现的其他材料、接头形式及焊接方法而本方案尚未包含的,将根据实际情况另行补充工艺评定,相关过程请监理见证。
第三章试件的焊制
3.1试件的焊接
试件的焊接由沪宁钢机技能熟练的焊工进行焊接加工,焊工具备相应的焊接方法的焊接资质。
3.2焊接设备
本工程焊接工艺评定需要以下设备且设备运行正常在检验期内。
表3-2-1焊接设备型号及数量
焊接方法及设备
设备型号
设备数量
备注
CO2气体保护焊
KRⅡ-500
2
设备需运行正常有计量标签
埋弧自动焊
ZD5-1250
1
预热
烘枪
1
后热
红外线温控
1
测温
红外线测温枪
1
3.3焊接工艺参数
表3-3-1CO2气体保护焊工艺参数
焊接方法
焊接位置
规格(mm)
电流(A)
电压(V)
焊速
CO2药芯焊丝气体保护焊
平焊(打底)
¢1.2
260-270
26-30
24-28
平焊(填充)
¢1.2
265-280
28-32
26-30
平焊(盖面)
¢1.2
260-270
30-32
24-28
埋弧自动焊
打底层
¢5.0
550~650
25~28
26~30
填充层
¢5.0
650~850
28-34
28~35
盖面层
¢5.0
650~750
28-32
28~35
3.4预热、后热及层间温度要求
预热温度和道间温度应根据钢材的化学成分、接头的拘束状态、热输入大小、熔敷金属含氢量水平及所采用的焊接方法等因素综合考虑确定或进行焊接试验以确定实际工程结构施焊时的最低预热温度。
表3-4-1常用结构钢材最低预热温度要求
常用钢材牌号
接头最厚部件的板厚t(mm)
t<20
20≤t≤40
40<t≤60
60<t≤80
t>80
Q345B、Q345GJB
/
40
60
80
100
焊接过程中,最低道间温度应不低于预热温度;静载结构焊接时,最大道间温度不宜超过250℃;焊前预热及道间温度的保持宜采用电加热法、火焰加热法和红外线加热法等加热方法进行,并采用专用的测温仪器测量;
预热的加热区域应在焊缝坡口两侧,宽度应为焊件施焊处板厚的1.5倍以上,且不小于100mm;预热温度宜在焊件受热面的背面测量,测量点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处;当采用火焰加热器预热时正面测温应在火焰离开后进行。
当要求进行焊后消氢处理时,应符合下列规定进行:
后热温度应为200~250℃,保温时间应依据工件板厚按每25mm板厚不小于0.5h、且总保温时间不得小于1h确定。
达到保温时间后应缓冷至常温;后热处理应于焊后立即进行。
后热的加热范围为焊缝两侧各100mm,温度的测量应距焊缝中心线50mm处进行。
焊缝后热达到规定温度后,用石棉布或保温棉等将焊缝按规定时间保温,然后使焊件缓慢冷却至常温。
第四章检验试样的制备
4.1接头检验式样的加工
接头检验式样的加工应该符合下列规定;
每个试样取样前均应做好标记移植,将原试板的评定号及试验类型的代号移植于每个试样。
拉伸试样的加工应符合现行国家标准《焊接接头拉伸试验方法》GB/T2651的规定,根据试验机能力可采用全截面拉伸试样或沿厚度方向分层取样。
分层取样时试样厚度应覆盖焊接试件的全厚度。
按试验机的能力和要求加工;
弯曲试样的加工应符合现行国家标准《焊接接头弯曲试验方法》GB/T2653的规定。
焊缝余高或衬垫应采用机械方法去除至与母材齐平,试样受拉面应保留母材原轧制表面。
当板厚大于40mm时可分片切取,试样厚度应覆盖焊接试件的全厚度;
冲击试样的加工应符合现行国家标准《焊接接头冲击试验方法》GB/T2650的规定。
其取样位置单面焊时应位于焊缝正面,双面焊时应位于后焊面,与母材原表面的距离不大于2mm;热影响区冲击试样缺口加工位置应符合图4-1.4-1的要求,不同牌号钢材焊接时其接头热影响区冲击试样应取自对冲击性能要求较低的一侧;不同焊接方法组合的
焊接接头,冲击试样的取样应能覆盖所有焊接方法焊接的部位。
(a)焊缝区缺口位置(b)热影响区缺口位置
图4-1.4-1对接接头冲击试样缺口加工位置示意图图4-1.5-1角接接头宏观酸蚀酸蚀试样示意
注:
热影响区冲击试样根据不同焊接工艺,缺口轴线至试样轴线与熔合线交点的距离S=0.5~1mm,并应尽可能使缺口多通过热影响区。
宏观酸蚀酸蚀试样的加工应符合图4-1.5-1的要求。
每块试样应取—个面进行检验,不得将同一切口的两个侧面作为两个检验面。
第五章焊缝的外观测试与检验
5.1焊缝的外观检查
对接、角接及T形等接头外观检查要求:
用不小于5倍放大镜检查试件表面,不得有裂纹、未焊满、未熔合、焊瘤、气孔、夹渣等超标缺欠;焊缝咬边总长度不得超过焊缝两侧长度的15%,咬边深度不得超过0.5mm;
焊缝外形尺寸应符合表5-1-1和一级焊缝的要求。
试件角变形可以冷矫平,试件长度足够时可以避开焊缝缺欠位置取样。
表5-1-1对接、角接及T形接头焊缝外形尺寸允许偏差(mm)
焊缝余高偏差
焊缝宽度比坡口每侧增宽
角焊缝焊脚尺寸
偏差
焊缝表面
凹凸高低差
焊缝表面
宽度差
不同宽度(B)的对接焊缝
角
焊
缝
对接与角接组合焊缝
差值
不对称
在25mm焊缝长度内
在150mm焊缝长度内
B<15时为0~3,
15≤B≤25时为0~4,25<B时为0~5
0~3
0~5
1~3
0~3
0~1+0.1倍焊脚尺寸
≤2.5
≤5
5.2无损检测
试件的无损检测应在外观检验合格后进行,无损检测方法根据设计要求确定。
射线探伤应符合现行国家标准《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T3323的规定,焊缝质量不低于BⅡ级;超声波探伤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》GB11345的规定,焊缝质量不低于BⅡ级。
在焊接完成后24h后进行无损检测。
一级焊缝应进行100%的检测,其合格等级不应低于本规范B级检验的Ⅱ级要求;
表5-2-1超声波检测缺欠等级评定
评定等级
检验等级
A
B
C
板厚t(mm)
3.5~50
3.5~150
3.5~150
Ⅰ
2t/3;最小8mm
t/3;最小6mm
最大40mm
t/3;最小6mm
最大40mm
Ⅱ
3t/4;最小8mm
2t/3;最小8mm
最大70mm
2t/3;最小8mm
最大50mm
Ⅲ
<t;最小16mm
3t/4;最小12mm
最大90mm
3t/4;最小12mm
最大75mm
Ⅳ
超过Ⅲ级者
5.3试样性能试验及合格判定
5.3.1拉伸试验
对接接头母材为同钢号时,每个试样的抗拉强度值应不小于该母材标准中相应规格规定的下限值;对接接头母材为两种钢号组合时,每个试样的抗拉强度应不小于两种母材标准相应规格规定下限值的较低者;厚板分片取样时,可取平均值。
栓钉焊接头拉伸时,栓钉焊接头拉伸时,当拉伸试样的抗拉荷载大于或等于栓钉焊接端力学性能规定的最小抗拉荷载时,则无论断裂发生于何处,均为合格。
5.3.2冲击试验
焊缝中心及热影响区粗晶区各三个试样的冲击功平均值应分别达到母材标准规定或设计要求的最低值并允许一个试样低于以上规定值,但不得低于规定值的70%。
5.3.3弯曲试验
对接接头弯曲试验:
试样弯至180°后应符合下列规定:
各试样任何方向裂纹及其它缺欠单个长度不大于3mm;各试样任何方向不大于3mm的裂纹及其它缺欠的总长不大于7mm;四个试样各种缺欠总长不大于24mm;
5.3.4宏观酸蚀酸蚀试验
试样接头焊缝及热影响区表面不应有肉眼可见的裂纹、未熔合等缺欠,并应测定根部焊透情况及焊脚尺寸、两侧焊脚尺寸差、焊缝余高等
第六章检测机构
焊接工艺评定试板的无损检测以及力学性能由江苏钢建金属制品检测有限公司进行检测,驻厂总包及监理各方将及时通知其全程见证。
第七章记录与报告
焊接工艺评定的实施过程监理工程师现场见证。
检测机构出具检验报告,焊接工艺评定试验完成后,根据试验结果整理焊接工艺评定报告(包括焊接工艺指导书、评定记录、检测结果、工艺评定试板用材质量证明文件),并报质量监督验收部门和有关单位审查备案。
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