Q420焊接工艺.docx

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Q420焊接工艺

Q420高强钢焊接作业指导书

编制：

乔亚霞

审核：

徐德录

批准：

杨建平

国电电力建设研究所

二零零六年七月

1．目的

2．使用范围

3．焊前准备

4．焊接工艺要点

5．质量检验

附表焊接作业指导书

1．目的

根据国家电网公司在输电线路铁塔制造中推广使用Q420高强钢的工作安排，依据JGJ81－2002《建筑钢结构焊接技术规程》的规定，在进行Q420钢焊接工艺评定工作的基础上，形成了本焊接作业指导书，各铁塔制造企业可按照此工艺文件结合具体产品和本企业的生产条件形成具体的作业文件并认真贯彻执行，保证铁塔的制造质量。

2．适用范围

2.1本指导书适用于在厂房内的Q420高强钢焊接。

2.2本指导书适用于焊条电弧焊方法（SMAW）、CO2气体保护焊方法（GMAW）和埋弧焊方法（SAW）。

2.3本指导书适用于环境温度为0℃以上的工作环境。

2.4各作业指导书的具体适用范围如表1所示。

表1作业指导书的适用范围

焊接

方法

焊接作业指导书编号

对应焊接工艺评定指导书编号

评定

厚度

mm

适用厚度范围

mm

接头形式

适用接头

形式

焊接

位置

清根要求

SMAW

S1

WPS-S.BF-02

6

4.5~12

B

B

平焊

不限制

S2

WPS-S.BH-02

6

4.5~12

B

B

横焊

不限制

S3

WPS-S.TF-02

6

4.5~12

T

T、C

平焊

清根

S4

WPS-S.BF-01

14

10.5~28

B

B

平焊

不限制

S5

WPS-S.BH-01

14

10.5~28

B

B

横焊

不限制

S6

WPS-S.TF-01

14

10.5~28

T

T、C

平焊

清根

S7

WPS-S.TC-01

14

10.5~28

T

C

平焊

清根

GMAW

G1

WPS-G.BF-01

6

4.5~12

B

B

平焊

不限制

G2

WPS-G.BH-01

6

4.5~12

B

B

横焊

不限制

G3

WPS-G.TF-01

6

4.5~12

T

T、C

平焊

清根

G4

WPS-G.BF-02

14

10.5~28

B

B

平焊

不限制

G5

WPS-G.BH-02

14

10.5~28

B

B

横焊

不限制

G6

WPS-G.TF-02

14

10.5~28

T

T、C

平焊

清根

SAW

M1

WPS-M.BF-02

14

10.5~28

B

B

平焊

不限制

备注：

1焊接方法：

SMAW—焊条电弧焊；GMAW—CO2气体保护焊；SAW—埋弧焊。

2接头和焊缝形式：

B—对接接头（坡口焊缝）；T—T形接头（对接＋角接组合焊缝或角焊缝）；C—角接头（角焊缝）。

3．焊前准备

3.1焊接人员

焊接Q420高强钢的焊工应经过Q420高强钢焊工培训并取得相应的资格证书。

焊工进行实际焊接操作时，其焊接方法和焊接位置等均应与焊工本人考试合格的项目相符。

3.2坡口加工

坡口形式按设计图纸的要求，采用用机械方法、气或等离子弧切割等方法加工坡口；应打磨坡口及两侧,彻底清除坡口内及其两侧10-15mm范围内氧化皮、油污、铁锈等。

3.3焊接材料选用

选用的焊接材料（焊条、焊丝、焊剂、CO2气体等）应符合相应标准要求，没有列入国标、行标的焊接材料类别参考AWS标准类别，详见表2。

表2焊接材料的选用标准

材料

焊条

焊丝

埋弧焊丝、焊剂

CO2气体

类别

E5515-G

ER80S-G

F7A2-EM12K

/

符合标准

GB/T5118

AWSA5.28

AWSA5.17

HG/T2537

3.4定位焊

SMAW和GMAW定位焊用的焊接材料、焊接工艺应与正式焊接的材料、工艺相同。

推荐的定位焊长度为3~50m，间隔100~150mm。

定位焊接时，严禁在焊缝以外的母材上引弧，熄弧时应将弧坑填满。

4．焊接工艺要点

按照焊接作业指导书来布置焊层、焊道的顺序，每层每道焊缝焊接完毕后，应用砂轮机或钢丝刷等将焊渣、飞溅等杂物清理干净后（尤其注意中间接头和坡口边缘），方可焊接下一层。

双面焊接时，单侧焊接后应用碳弧气刨或砂轮进行背面清根，将焊在清根侧的定位焊缝金属清除。

如用碳弧气刨清根，清根后应用砂轮修整刨槽。

4.1SMAW焊接工艺

SMAW坡口形状、尺寸允许偏差和焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层次、焊接顺序等相关工艺参数详见附表1～表7。

4.2GMAW焊接工艺

引弧时，先将焊枪喷嘴与工件保持正常的距离，且使焊丝端头距工件表面2~4mm，随后按动开关，完成送气，供电和送丝。

焊接结束收弧时，释放开关，同时保持焊枪到工件距离不变，待停气后，再移开焊枪。

GMAW坡口形状、尺寸允许偏差和焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层次、焊接顺序等相关工艺参数详见附表8～表13。

4.3SAW焊接工艺

对于板厚小于14mm的钢板可不开坡口，焊前装配时必须间隙均匀，高低平整，不错边。

直缝焊接时，在对口的两个端头加引弧板和熄弧板。

平板采用不留间隙的双面对接焊时，先焊接第一面，然后再进行反面焊接。

为保证焊透，反面焊缝的熔深应达到焊缝厚度的60％～70％。

SAW坡口形状、尺寸允许偏差和焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层次、焊接顺序等相关工艺参数详见附表14。

5．质量检验

焊缝外观检查依据JGJ81－2002《建筑钢结构焊接技术规程》；

焊接接头无损检验按照产品设计图纸的要求进行。

附表1

焊接作业指导书－S1

母材钢号

Q420

规格

6mm

供货状态

热轧

焊接材料

生产厂

牌号

类型

烘干温度（℃×h）

备注

焊条

大西洋公司

CHE557

E5515-G

350℃×2h

/

焊接方法

SMAW

焊接位置

平焊

焊接设备型号

ZX7－400STG

电源及极性

直流反接（DC-）

预热温度（℃）

/

层间温度（℃）

Max300℃

后热温度（℃）

及时间（min）

/

焊后热处理

/

接头及坡口尺寸图

焊接顺序图

焊接工艺参数

道次

焊接

方法

焊条

焊接

电流

A

电弧

电压

V

焊接速度mm/min

热输入kJ/cm

牌号

φ（mm）

1

SMAW

CHE557

φ3.2

80~110

22~26

100~150

8~17

2

SMAW

CHE557

φ3.2

100~130

22~26

100~150

9~20

技术措施

焊前清理

除锈、油污

层间清理

用砂轮机清理

背面清根

不清根

其它：

/

编制

乔亚霞

日期

2006年6月20日

审核

徐德录

日期

2006年6月20日

附表2

焊接作业指导书－S2

母材钢号

Q420

规格

14mm

供货状态

热轧

焊接材料

生产厂

牌号

类型

烘干温度（℃×h）

备注

焊条

大西洋公司

CHE557

E5515-G

350℃×2h

/

保护气体

/

/

/

/

/

焊接方法

SMAW

焊接位置

平焊

焊接设备型号

ZX7－400STG

电源及极性

直流反接（DC－）

预热温度（℃）

/

层间温度（℃）

Max300℃

后热温度（℃）

及时间（min）

/

焊后热处理

/

接头及坡口尺寸图

焊接顺序图

焊接工艺参数

道次

焊接

方法

焊丝

电流

A

电压

V

焊接速度mm/min

热输入kJ/cm

牌号

φ（mm）

1

SMAW

CHE557

φ3.2

90~110

22~26

100~150

8~17

2

SMAW

CHE557

φ3.2

110~140

22~26

100~150

9~21

3

SMAW

CHE557

φ3.2

110~140

22~26

100~150

9~21

4

SMAW

CHE557

φ3.2

110~140

22~26

100~150

9~21

技术措施

焊前清理

除锈、油污

层间清理

用砂轮机清理

背面清根

不清根

其它：

/

编制

乔亚霞

日期

2006年6月20日

审核

徐德录

日期

2006年6月20日

附表3

焊接作业指导书－S3

母材钢号

Q420

规格

6mm

供货状态

热轧

焊接材料

生产厂

牌号

类型

烘干温度（℃×h）

备注

焊条

大西洋公司

CHE557

E5515-G

350℃×2h

/

保护气体

/

/

/

/

/

焊接方法

SMAW

焊接位置

横焊

焊接设备型号

ZX7－400STG

电源及极性

直流反接（DC－）

预热温度（℃）

/

层间温度（℃）

Max300℃

后热温度（℃）

及时间（min）

/

焊后热处理

/

接头及坡口尺寸图

焊接顺序图

焊接工艺参数

道次

焊接

方法

焊丝

电流

A

电压

V

焊接速度mm/min

热输入kJ/cm

牌号

φ（mm）

1

SMAW

CHE557

φ3.2

80~110

22~26

100~150

7~17

2

SMAW

CHE557

φ3.2

90~130

22~26

120~170

7~17

3

SMAW

CHE557

φ3.2

90~130

22~26

150~190

6~14

技术措施

焊前清理

除锈、油污

层间清理

用砂轮机清理

背面清根

不清根

其它：

/

编制

乔亚霞

日期

2006年6月20日

审核

徐德录

日期

2006年6月20日

附表4

焊接作业指导书－S4

母材钢号

Q420

规格

14mm

供货状态

热轧

焊接材料

生产厂

牌号

类型

烘干温度（℃×h）

备注

焊条

大西洋公司

CHE557

E5515-G

350℃×2h

/

焊接方法

SMAW

焊接位置

横焊

焊接设备型号

ZX7－400STG

电源及极性

直流反接（DC－）

预热温度（℃）

/

层间温度（℃）

Max300℃

后热温度（℃）

及时间（min）

/

焊后热处理

/

接头及坡口尺寸图

焊接顺序图

焊接工艺参数

道次

焊接

方法

焊丝

电流

A

电压

V

焊接速度mm/min

热输入kJ/cm

牌号

φ（mm）

1

SMAW

CHE557

φ3.2

90~110

22~26

90~130

9~19

2-3

SMAW

CHE557

φ3.2

110~140

22~26

120~170

9~17

4-5

SMAW

CHE557

φ3.2

110~140

22~26

150~200

7~14

6

SMAW

CHE557

φ3.2

100~130

22~26

130~180

7~15

7-9

SMAW

CHE557

φ3.2

100~130

22~26

130~180

7~15

技术措施

焊前清理

除锈、油污

层间清理

用砂轮机清理

背面清根

不清根

其它：

/

编制

乔亚霞

日期

2006年6月20日

审核

徐德录

日期

2006年6月20日

附表5

焊接作业指导书－S5

母材钢号

Q420

规格

6mm

供货状态

热轧

焊接材料

生产厂

牌号

类型

烘干温度（℃×h）

备注

焊条

大西洋公司

CHE557

E5515-G

350℃×2h

/

焊接方法

SMAW

焊接位置

平焊

焊接设备型号

ZX7－400STG

电源及极性

直流反接（DC－）

预热温度（℃）

/

层间温度（℃）

Max300℃

后热温度（℃）

及时间（min）

/

焊后热处理

/

接头及坡口尺寸图

焊接顺序图

焊接工艺参数

道次

焊接

方法

焊丝

电流

A

电压

V

焊接速度mm/min

热输入kJ/cm

牌号

φ（mm）

1

SMAW

CHE557

φ3.2

90~110

22~26

100~150

8~17

2

SMAW

CHE557

φ3.2

100~130

22~26

100~150

9~20

3

SMAW

CHE557

φ3.2

100~140

22~26

100~150

9~21

技术措施

焊前清理

除锈、油污

层间清理

用砂轮机清理

背面清根

碳弧气刨

其它：

焊趾圆滑过渡

编制

乔亚霞

日期

2006年6月20日

审核

徐德录

日期

2006年6月20日

附表6

焊接作业指导书－S6

母材钢号

Q420

规格

14mm

供货状态

热轧

焊接材料

生产厂

牌号

类型

烘干温度（℃×h）

备注

焊条

大西洋公司

CHE557

E5515-G

350℃×2h

/

焊接方法

SMAW

焊接位置

平焊

焊接设备型号

ZX7－400STG

电源及极性

直流反接（DC－）

预热温度（℃）

/

层间温度（℃）

Max300℃

后热温度（℃）

及时间（min）

/

焊后热处理

/

接头及坡口尺寸图

焊接顺序图

焊接工艺参数

道次

焊接

方法

焊丝

电流

A

电压

V

焊接速度mm/min

热输入kJ/cm

牌号

φ（mm）

1

SMAW

CHE557

φ3.2

90~120

22~26

100~150

8~17

2

SMAW

CHE557

φ3.2

120~140

22~26

100~150

10~22

3

SMAW

CHE557

φ3.2

120~140

22~26

100~150

10~22

4

SMAW

CHE557

φ3.2

120~140

22~26

100~150

10~22

技术措施

焊前清理

除锈、油污

层间清理

用砂轮机清理

背面清根

碳弧气刨

其它：

焊趾处圆滑过渡

编制

乔亚霞

日期

2006年6月20日

审核

徐德录

日期

2006年6月20日

附表7

焊接作业指导书－S7

母材钢号

Q420

规格

14mm

供货状态

热轧

焊接材料

生产厂

牌号

类型

烘干温度（℃×h）

备注

焊条

大西洋公司

CHE557

E5515-G

350℃×2h

/

焊接方法

SMAW

焊接位置

平焊

焊接设备型号

ZX7－400STG

电源及极性

直流反接（DC－）

预热温度（℃）

/

层间温度（℃）

Max300℃

后热温度（℃）

及时间（min）

/

焊后热处理

/

接头及坡口尺寸图

焊接顺序图

焊接工艺参数

道次

焊接

方法

焊丝

电流

A

电压

V

焊接速度mm/min

热输入kJ/cm

牌号

φ（mm）

1

SMAW

CHE557

φ3.2

110~130

22~26

90~140

11~21

2

SMAW

CHE557

φ3.2

110~130

22~26

100~150

10~20

技术措施

焊前清理

除锈、油污

层间清理

用砂轮机清理

背面清根

/

其它：

/

编制

乔亚霞

日期

2006年6月20日

审核

徐德录

日期

2006年6月20日

附表8

焊接作业指导书－G1

母材钢号

Q420

规格

6mm

供货状态

热轧

焊接材料

生产厂

牌号

类型

烘干温度（℃×h）

备注

焊丝

天泰公司

TM-60

ER55-G

/

/

保护气体

99.99%CO2

/

/

/

/

焊接方法

GMAW

焊接位置

平焊

焊接设备型号

NBC-350

电源及极性

直流正接（DC＋）

预热温度（℃）

/

层间温度（℃）

Max300℃

后热温度（℃）

及时间（min）

/

焊后热处理

/

接头及坡口尺寸图

焊接顺序图

焊接工艺参数

道次

焊接

方法

焊丝

保护

气体

保护气流量L/min

电流

A

电压

V

焊接速度mm/min

热输入kJ/cm

牌号

φ（mm）

1

GMAW

TM-60

φ1.2

CO2

15~20

90-120

18~20

150~180

6~10

2

GMAW

TM-60

φ1.2

CO2

15~20

150-180

21~23

200~230

9~12

技术措施

焊前清理

除锈、油污

层间清理

用砂轮机清理

背面清根

不清根

其它：

/

编制

乔亚霞

日期

2006年6月20日

审核

徐德录

日期

2006年6月20日

附表9

焊接作业指导书－G2

母材钢号

Q420

规格

14mm

供货状态

热轧

焊接材料

生产厂

牌号

类型

烘干温度（℃×h）

备注

焊丝

天泰公司

TM-60

ER55-G

/

/

保护气体

99.99%CO2

/

/

/

/

焊接方法

GMAW

焊接位置

平焊

焊接设备型号

NBC-350

电源及极性

直流正接（DC＋）

预热温度（℃）

/

层间温度（℃）

Max300℃

后热温度（℃）

及时间（min）

/

焊后热处理

/

接头及坡口尺寸图

焊接顺序图

焊接工艺参数

道次

焊接

方法

焊丝

保护

气体

保护气流量L/min

电流

A

电压

V

焊接速度mm/min

热输入kJ/cm

牌号

φ（mm）

1

GMAW

TM-60

φ1.2

CO2

15~20

90~130

18~20

140~170

7~9

2

GMAW

TM-60

φ1.2

CO2

15~20

160~210

21~23

170~200

12~15

3

GMAW

TM-60

φ1.2

CO2

15~20

160~210

22~24

130~160

16~19

4

GMAW

TM-60

φ1.2

CO2

15~20

190~240

22~24

130~160

19~22

技术措施

焊前清理

除锈、油污

层间清理

用砂轮机清理

背面清根

不清根

其它：

/

编制

乔亚霞

日期

2006年6月20日

审核

徐德录

日期

2006年6月20日

附表10

焊接作业指导书－G3

母材钢号

Q420

规格

6mm

供货状态

热轧

焊接材料

生产厂

牌号

类型

烘干温度（℃×h）

备注

焊丝

天泰公司

TM-60

ER55-G

/

/

保护气体

99.99%CO2

/

/

/

/

焊接方法

GMAW

焊接位置

横焊

焊接设备型号

NBC-350

电源及极性

直流正接（DC＋）

预热温度（℃）

/

层间温度（℃）

Max300℃

后热温度（℃）

及时间（min）

/

焊后热处理

/

接头及坡口尺寸图

焊接顺序图

焊接工艺参数

道次

焊接

方法

焊丝

保护

气体

保护气流量L/min

电流

A

电压

V

焊接速度mm/min

热输入kJ/cm

牌号

φ（mm）

1

GMAW

TM-60

φ1.2

CO2

15~20

90-130

18~20

130-180

7~12

2

GMAW

TM-60

φ1.2

CO2

15~20

130-170

19-21

250-330

6~9

3

GMAW

TM-60

φ1.2

CO2

15~20

130-170

19-21

270-330

5~8

技术措施

焊前清理

除锈、油污

层间清理

用砂轮机清理

背面清根

不清根

其它：

/

编制

乔亚霞

日期

2006年6月20日

审核

徐德录

日期

2006年6月20日

附表11

焊接作业指导书－G4

母材钢号

Q420

规格

14mm

供货状态

热轧

焊接材料

生产厂

牌号

类型

烘干温度（℃