钢结构焊接规范讲义.docx

钢结构焊接规范讲义.docx

《钢结构焊接规范讲义.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构焊接规范讲义.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

钢结构焊接规范讲义

《钢结构焊接规范》培训讲义

日期：

2012年06月30日~2012年07月01日

地点：

太原市

主讲人：

施天敏（上海材料研究所）

一、前言

钢结构焊接规范出台的背景

1、中国经济发展的要求（钢结构建设的历史回顾、钢产量的发展势头、城市化进程的要求）

2、与之建设配套的技术要求（从业队伍较年轻、技术力量缺乏、人员流动性较大、建筑发展的时效性强——板、管、铸、锻）

3、长远的战略考量（节能、环保、抗灾害、资源）

4、从钢结构使用范围的扩展考虑（将原标准JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规范》改编和提升为国家标准GB50661《钢结构焊接规范》）随着名称的改变也带来了内容、要求的相应变化

二、新老标准在结构上的差异

1、目录

JGJ81标准GB50661标准

总则总则

基本规定术语和符号

材料基本规定

焊接节点构造材料

焊接工艺评定焊接连接构造设计

焊接工艺焊接工艺评定

焊接质量检查焊接工艺

焊接补强与加固焊接检验

焊工考试焊接补强与加固

附录A（钢板厚度方向性能级别附录A（钢结构焊接接头

及其硫含量、断面收缩率值）坡口形式、尺寸和标记方法）

附录B（建筑钢结构焊接工艺评定附录B（钢结构焊接工艺评定报告格式）报告格式）

附录C（箱形柱（梁）内隔板电渣附录C（箱形柱（梁）内隔板电

焊焊缝焊透宽度的测量）焊焊缝焊透宽度的测量）

附录D（圆管T、K、Y节点焊缝的本规程用词说明

超声波探伤）引用标准名录

附录E（工程建设焊工考试结果登记附：

条文说明

表、合格证格式）

本规程用词说明

三、新标准的具体章节说明与其他标准的相关性

1、总则

1.01、强调新标准在相应科研、实践基础上形成的（1985年发展中心开始至今）

1.02、载荷条件参照AWS等相关标准分为静载和动载，对其他结构也能参考执行

1.03、强调安全（以人为本、吸收上海胶州路大楼、北京央视大楼失火教训）

1.04、强调标准的互补与强制性标准的执行

2、术语和符号

该章节的术语和符号相比老标准都是新增加的，术语共8个、符号29个，这里强调都是与焊接技术相关的。

2.1.7检测——强调采用一定的试验和测试处理所进行的技术操作

2.1.8检查——强调对材料、人员、工艺、过程或结果的核查，并确定其符合性（CNAS也有对应的机构）

2.2符号

强调在使用该标准中的一些相关符号时，为了避免力学性能符号的引用混乱，建议在检测报告中，力学性能名称后，用括弧标出符号。

3、基本规定

3.01将碳当量的推断公式（老公式用于含碳量较高的计算），发展和改进到对低碳钢进行计算（因钢结构中大量用到低碳钢），并将钢结构焊接难度分为A、B、C、D四个等级。

见表3.0.1.

含碳量≥0.18%CEV=C+++（%）

含碳量0.07~0.22%Pcm=C++++++5B

3.02强调钢结构焊接工程、设计、施工单位应具备相应的资质，强调规则游戏。

3.03对施工单位的要求有5条：

1、相应焊接质量管理体系和技术标准；2、焊接技术人员、检验人员、无损检测人员、焊工、热处理人员均要有资格；3、焊接设备、检验和试验设备；4、检验仪器、仪表的计量、检定合格且在有效期内；5、对承接难度大的（C、D级）工程的施工单位，应具备焊接工艺试验室（有些先施工再补试验均为违规）

3.04对钢结构焊接工程相关人员资格有6条规定：

1、焊接技术人员要受过专门训练，具有实践经验1年以上（不是仅指职称）；2、焊接技术负责人应是中级职称以上的、承担C、D级焊接施工的还必须是高级职称；3、焊接检验人员（主要指外观、尺寸、拼接、电流、电压、气体、焊材等）要有实践经验并持证上岗；4、无损检测人员持证上岗（一般为2级）、承担难度大的焊接件检测应具备3级（人员资格和工业门类要对应——许多检测机构不符合——可参照GB/T9445标准）；5、焊工施焊不得超出证书的规定（FRAMATOM有严格规定）；6、热处理人员要经过专门培训。

本章节强调的是一些硬性指标，设计单位、施工单位、检测单位以及所有钢结构焊接工程参与人员必须严格要求做到，指标是基本的规定，但人是关键因素。

鉴于我国的钢结构市场现状，必要的第三方、第四方抽检制度是必须的，必要的处罚也是必须的（上海钢结构、上海建委）。

3.05对钢结构焊接工程相关人员职责有5条规定：

1、焊接技术人员负责工艺评定、焊接工艺方案、作业指导书工艺卡等编制，负责处理施工过程中的焊接技术问题（所以对技术职称、工作经历、实践年限有一定的要求）；2、焊接检验人员负责对焊接作业全过程的检查和监控，这里强调的是过程控制——从原材料开始到最终成形（不能只看质保书），甚至其工作在无损检测后还有——表面防腐及标记等（实践证明焊接的最终质量是过程控制的结晶）；3、无损检测人员按设计文件或相应规定的探伤方法及标准，对受检部位探伤，出具检测报告。

这里强调的是采用仪器设备的检测，这与焊接检验人员的检验或检查指的不是同一回事（对无损检测除了要有仪器设备、人员资格、很重要的还是经验——判断缺陷位置、错位、背面反射等）（北外滩项目）；4、焊工按焊接工艺施工；5、热处理人员按热处理作业指导书及相应操作规程进行作业。

3.06作业安全和健康是强调两方面的，一是对社会和对公众，另一是对个人（如上海中心的大厚度焊接点的质量控制）

4、材料

4.01强调焊接材料必须有产品质量保证书或检验报告，因为合格的原材料才是最终焊接质量的基本保证（但不完全取决于这些，重要场合复试是必须的、主要强调进货渠道要可靠）。

4.02强调钢材的化学、力学性能及复验结果应符合国家现行标准的规定。

这里所指的化学成分主要是指碳当量，因为碳当量在很大程度上决定焊接质量和可焊性。

4.03要求焊接选材合理，所谓合理是指根据设计要求，保证设计强度、塑性不低于钢材标准规定的下限值，接头的冲击韧性不低于母材标准规定的冲击韧性下限值。

焊接接头与母材的匹配相当重要（不能一味追求焊接接头强度）

4.04~4.05焊丝要符合规定、常用钢材的屈服强度可参照表4.0.5。

4.06强调对T形、十字形、角接接头当其翼板厚度不小于40mm时，从设计上要考虑对厚度方向性能有要求的钢板（也就是我们常说的要求对钢板作Z向性能试验）主要是由于这些结构中收缩应力较大、节点拘束力打在接近焊缝热影响区或接近厚板的中心区沿轧制带状组织晶间产生台阶状层状撕裂。

这种现象在国内很多重点工程中屡有发现。

对这种结构用钢板的选择应按国家标准GB/T5313《厚度方向性能钢板》有关规定来选择。

4.07、4.08、4.09、4.10、4.11、4.12是针对焊条、焊丝、焊剂、保护气体、栓钉及焊接瓷环使用时应符合的相关国家标准：

1、碳钢焊条——GB/T5117；低碳合金钢焊条——GB/T5118

2、熔化焊用钢丝——GB/T14957；气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝——GB/T8110；碳钢药芯焊丝——GB/T10045；低合金钢药芯焊丝——GB/T17493；

3、埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂——GB/T5293；埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂——GB/T12470

4、氩——GB/T4842；焊接用二氧化碳——HG/T2537

5、电弧螺柱焊用圆柱头焊钉——GB/T10433

5、焊接连接构造设计

5.1一般规定

钢结构设计原则：

便于焊接操作、减少构件变形、减少焊接收缩应力及应力分布不均匀、避免局部应力集中。

5.1.1钢结构设计应符合下列规定：

1、宜减少焊缝的数量和尺寸（预制接头和铸造接头）

2、焊缝的布置宜对称于构件截面的中性轴（形成对称焊接造成最小的变形和最小应力）

3、节点的空间应便于焊接操作和焊后检测（包括焊前预热、拼接检查等）

4、宜采用刚度较小的节点形式，宜避免焊缝密集和双向、三向相交

5、焊缝位置应避开高应力区（包括避开翼、腹焊缝重合）

6、应根据不同焊接工艺方法选用坡口形式和尺寸（减少热输入量和变形量）

5.1.2施工图及细化图中标识符号应符合国家相关标准。

5.1.3钢结构设计施工图应明确焊接技术要求：

1、构件材料、性能应符合国家相关标准要求；

2、钢结构相交节点的焊接部位、有效焊缝长度、焊脚尺寸、部分焊透焊缝的焊透深度（有利于超声测熔深——允许有未焊透——筋芯柱等）

3、焊缝质量等级，无损检测要求及方法和检测比例（这在执行中有很大的误区，焊缝等级——检测等级、质量等级）

4、工厂制作单元及构件拼装节点的允许范围，根据工程需要提出结构设计应力图（同时要考虑运输及吊装的能力）

5.1.4设计图中应标明下列焊接技术要求：

1、对所有技术要求要详细标注；

2、坡口尺寸及衬垫尺寸（也要考虑引弧、息弧板）

3、标注工厂制作和工地安装焊缝

4、对于大型分散安装的分段和拼接节点，要进行结构安全审核

5.1.5焊缝质量等级的选用原则：

1、承受动载荷的且需要进行疲劳验算的构建中，凡要求与母材等强连接的焊缝应焊透（全熔透焊缝），其质量等级应符合下列规定：

1）作用于垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时为1级，受压时不应低于2级；

2）作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝不应低于2级；

3）铁路、公路桥的横梁接头板与弦杆角焊缝应为1级，桥面板与弦杆角焊缝、桥面板与U形肋角焊缝（桥面板侧）不应低于2级；

4）重级工作制（A6~A8——GB50017《钢结构设计规范》规定）和起重量Q≥50t的中级工作制（A4、A5）吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车椼梁上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝应焊透（全熔透焊缝），焊缝形式宜为对接与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于2级。

2、不需要疲劳验算的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝宜焊透，其质量等级受拉时不应低于2级，受压时不宜低于2级；

3、部分焊透的对接焊缝、采用角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝的T形接头，以及搭接连接角焊缝，其质量等级应符合下列规定：

1）直接承受动载荷且需要疲劳验算的结构和吊车起重量等于大于50t的中级工作制吊车梁以及梁柱、牛腿等重要节点应不低于2级；

2）其他结构可为3级。

5.2焊缝坡口形式和尺寸

5.2.1采用符号表示：

焊接位置代号：

F——平焊

H——横焊

V——立焊

O——仰焊

接头形式代号：

B——对接接头

T——T形接头

X——十字接头

C——角接接头

F——搭接接头

坡口形式代号：

I——I形坡口

V——V形坡口

X——X形坡口

L——单边V形坡口

K——K形坡口

Ua——U形坡口

Ja——单边U形坡口

注脚a主要用在厚度不小于50mm的U形、J形坡口。

焊缝类型代号：

B（G）——板（管）对接焊

C——角接焊缝

Bc——对接与角接组合焊缝

管结构节点形式代号：

T——T形节点

K——K形节点

Y——Y形节点

以上所有符号的使用，应符合本规范的附录A的规定。

5.2的制定是参考了美国AWSD1.1和日本钢结构协会《焊缝坡口标准》的内容，制定了三种常用焊接方法的标准焊缝坡口形式与尺寸。

5.3焊缝厚度的计算

见5.3.1~5.3.6。

焊缝厚度计算是结构设计中构件承载应力计算的依据，由于焊缝形式的不同，熔透与不熔透的差异，都存在着一个焊缝厚度的计算问题。

在这一章节中，对设计者提出了明确的要求，以免在施工中引起混淆，因此，在本章中用图示方式大篇幅进行了叙述。

参照了美国AWSD1.1，对于对接焊缝、对接与角接组合焊缝，其部分焊透焊缝计算厚