钢结构手工电弧焊焊接施工工艺标准Word格式.docx
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(5)焊条应符合现行国家标准《碳钢焊条》(GB/T5117)、《低合金钢焊条》(GB/T5118)的规定。
(6)除第(5)条规定外,焊接材料尚应符合下列规定:
1)焊条、焊丝、焊剂和熔嘴应储存在干燥、通风良好的地方,由专人保管。
2)焊条、熔嘴、焊接和药芯焊丝在使用前,必须按产品说明书及有关工艺文件的规定进行烘干。
3)低氢型焊条烘干温度应为350~380℃,保温时间应为1.5~2h,烘干后应缓冷放置于110~120℃的保温箱中存放、待用;
使用时应置于保温筒;
烘干后的低氢型焊条在大气中放置时间超过4h应重新烘干;
焊条重复烘干次数不宜超过2次;
受潮的焊条不应使用。
4)焊条、焊剂烘干装置及保温装置的加热、测温、控温性能应符合使用要求。
(7)焊件坡口形式的选择
要考虑在施焊和坡口加工可能的条件下,尽量减少焊接变形,节省焊材,提高劳动生产率,降低成本。
一般主要根据板厚选择(见《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB985-88)。
(8)不同厚度及宽度的材料对接时,应作平缓过渡应符合下列规定:
1)不同厚度的板材或管材对接接头受拉时,其允许厚度差值(t1-t2)应符合表6.1.2.2-2的规定。
当超过表6.1.2.2-2的规定时应将焊接焊成斜坡状,其坡度最大允许值为1∶2.5;
或将较厚板的一面或两面及管材的内壁或外壁在焊前加工成斜坡,其坡度最大允许值应为1∶2.5(图6.1.2.2)。
图6.1.2.2对接接头部件厚度、宽度不同时的平缓过渡要求示意
(a)板材厚度不同加工成斜坡;
(b)板材厚度不同焊成斜坡状;
(c)管材内径相同壁厚不同;
(d)管材外径相同壁厚不同;
(e)板材宽度不同
不同厚度钢材对接的允许厚度差(mm)表6.1.2.2
较薄板厚度t1
≥5~9
10~12
>
12
允许厚度差t1-t2
2
3
4
2)不同宽度的板材对接时,应根据工厂及工地条件采用热切割、机械加工或砂轮打磨的方法使之平缓过渡,其连接处最大允许坡度值应为1∶2.5(图6.1.2.2)。
6.1.2.3主要机具
焊接用机械设备表表6.1.2.3-1
设备名称
设备型号
数量
设备能力
电动空压机
4L-20
20m³
柴油发电机
200kW
直流焊机
AX5-500
500A
交流焊机
BX1-500
焊条烘干箱
HY704-4
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6.1.2-3-2
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
30m
6.1.2.4作业条件
(1)焊接作业区风速当手工电弧焊超过8m/s、气体保护电弧焊及药芯焊丝电弧焊超过2m/s时,应设防风棚或采取其他防风措施。
制作车间内焊接作业区有穿堂风或鼓风机时,也应按以上规定设挡风装置。
(2)焊接作业区的相对湿度不得大于90%。
(3)当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时,应采取加热去湿除潮措施。
(4)焊接作业区环境温度低于0℃时,应将构件焊接区各方向大于或等于两倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材,加热到20℃以上后方可施焊,且在焊接过程中均不应低于这一温度。
实际加热温度应根据构件构造特点、钢材类别及质量等级和焊接性、焊接材料熔敷金属扩散氢含量、焊接方法和焊接热输入等因素确定,其加热温度应高于常温下的焊接预热温度,并由焊接技术责任人员制定出作业方案经认可后方可实施。
作业方案应保证焊工操作技能不受环境低温的影响,同时对构件采用必要的保温措施。
(5)焊条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。
低氢型焊条烘干后必须存放在保温箱(筒)内,随用随取。
焊条由保温箱(筒)取出到施焊的时间不宜超过2h(酸性焊条不宜超过4h)。
不符上述要求时,应重新烘干后再用,但焊条烘干次数不宜超过2次。
(6)焊接作业区环境超出本条第
(1)、(4)款规定但必须焊接时,应对焊接作业区设置防护棚并制订出具体方案,连同低温焊接工艺参数、措施报监理工程师确认后方可实施。
6.1.3材料和质量要求
6.1.3.1材料的关键要求
(1)所用钢材及焊接材料均应符合设计图纸和规程的要求。
(2)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。
(3)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。
(4)焊条外观不应有药皮脱落、焊芯生锈等缺陷。
6.1.3.2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。
6.1.3.3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。
6.1.4施工工艺
6.1.4.1工艺流程
不合格
不合格合格
6.1.4.2操作工艺
(1)焊接参数的选择
1)焊条直径的选择
焊条直径主要根据焊件厚度选择,见表6.1.4.2-1。
多层焊的第一层以及非水平位置焊接时,焊条直径应选小一点。
焊条直径选择表6.1.4.2-1
焊件厚度(mm)
<
4~6
6~12
焊条直径(mm)
1.6
3.2
3.2~4
4~5
2)焊接电流的选择主要根据焊条直径选择电流,方法有两种:
方法一、查表:
见表6.1.4.2-2。
焊接电流选择表6.1.4.2-2
2.0
2.5
4.0
5.0
5.8
焊接电流(A)
25~40
40~60
50~80
100~130
160~210
200~270
260~300
注:
立、仰、横焊电流应比平焊小10%左右。
方法二、有近似的经验公式可供估算:
I=(30~55)φ
式中φ-焊条直径,mm;
I-焊接电流,A。
焊角焊缝时,电流要稍大些。
打底焊时,特别是焊接单面焊双面成形焊道时,使用的焊接电流要小;
填充焊时,通常用较大的焊接电流;
盖面焊时,为防止咬边和获得较美观的焊缝,使用的电流稍小些。
碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。
不锈钢焊条比碳钢焊条选用电流小20%左右。
焊接电流初步选定后,要通过试焊调整。
3)电弧电压主要取决于弧长。
电弧长,则电压高;
反之则低。
在焊接过程中,一般希望弧长始终保持一致,并且尽量使用短弧焊接。
所谓短弧是指弧长为焊条直径的0.5~1.0倍。
4)焊接工艺参数的选择,应在保证焊接质量条件下,采用大直径焊条和大电流焊接,以提高劳动生产率。
5)手工电弧焊工艺参数示例见表6.1.4.2-3。
6)坡口底层焊道宜采用不大于4.0mm的焊条,底层根部焊道的最小尺寸应适宜,以防产生裂纹。
7)在承受动荷载情况下,焊接接头的焊缝余高C应趋于零,在其他工作条件下,C值可在0~3mm范围内选取。
8)焊缝在焊接接头每边的覆盖宽度一般为2~4mm。
(2)施焊前,焊工应检查焊接部位的组装和表面清理的质量,如不符合要求,应修磨补焊合格后方能施焊。
焊接坡口组装允许偏差值应符合表6.1.2.2-2~表6.1.2.2-3的规定。
坡口组装间隙超过允许偏差规定时,可在坡口单侧或两侧堆焊、修磨使其符合要求,但当坡口组装间隙超过较薄板厚度2倍或大于20mm时,不应用堆焊方法增加构件长度和减少组装间隙。
(3)T形接头、十字形接头、角接接头和对接接头主焊缝两端,必须配置引弧板引出板,其材质应和被焊母材相同,坡口形式应与被焊焊缝相同,禁止使用其他材质的材料充当引弧板和引出板。
(4)手工电弧焊焊缝引出长度应大于25mm。
其引弧板和引出板宽度应大于50mm,长度宜为板厚的1.5倍且不小于30mm,厚度应不小于6mm。
手工电弧焊工艺参数示例表6.1.4.2-3
焊缝空间位置
焊缝断面示意图
焊件厚度或焊角尺寸(mm)
第一层焊缝
以后各层焊缝
封底焊缝
平对接焊缝
55~60
2.5~3.5
90~120
4.0~5.0
160~200
5
200~260
220~250
5.6~6.0
180~210
6.0
220~280
220~260
立对接焊缝
50~55
2.5~4.0
80~110
5.0~6.0
7.0~10
120~160
≥11
12~18
≥19
横对接焊缝
50~55
3.0~4.0
5.0~8.0
140~160
9.0
14~18
19
仰对接焊缝
50~65
3.0~5.0
90~110
平角接焊缝
55~65
100~120
5.0~6.0
7.0
立角接焊接
50~60
9.0~12
仰角接焊接
50~60
3.0~4.0
(5)焊接完成后,应用火焰切割去除引弧板和引出板,并修磨平整。
不得用锤击落引弧板和引出板。
焊接时不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条。
(6)焊条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。
焊条由保温箱(筒)取出到施焊时间不宜超过2h(酸性焊条不宜超过4h)。
(7)不应在焊缝以外的母材上打火引弧。
(8)Ⅰ、Ⅱ类钢材匹配相应强度级别的低氢型焊接材料并采用中等热输入进行焊接时,板厚与最低预热温度要求宜符合表6.1.4.2-4的规定。
常用结构钢材最低预热温度要求表6.1.4.2-4
钢材牌号
接头最厚部件的板厚t(mm)
t<
25≤t≤40
40<
t≤60
60<
t≤80
t>
80
Q235
-
60℃
80℃
100℃
Q295、Q345
140℃
本表适应条件;
1、接头形式为坡口对接,根部焊道,一般拘束度。
2、热输入约为15~25kj/cm。
3、采用低氢型焊条,熔敷金属扩散氢含量(甘油法):
E4315、E4316不大于8ml/100g;
E5015、E5016、E5515、E5516不大于6ml/100g;
E6015、E6016不大于4ml/100g。
4、一般拘束度,指一般角焊缝和坡口焊缝的接头未施加限制收缩变形的刚性固定,也未处于结构最终封闭安装或局部返修焊接条件下而具有一定自由度。
5、环境温度为常温。
6、焊接接头板厚不同时,应按厚板确定预热温度;
焊接接头材质不同时,按高强度、高碳当量的钢材确定预热温度。
实际工程结构施焊时的预热温度,尚应满足下列规定:
1)根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件约束条件确定预热温度。
焊接坡口角度及间隙增大时,应相应提高预热温度。
2)根据熔敷金属的扩散氢含量确定预热温度。
扩散氢含量高时应适当提高预热温度。
当其他条件不变时,使用超低氢型焊条打底预热温度可降低25~50℃。
3)根据焊接时热输入的大小确定预热温度。
当其他条件不变时,热输入增大5kj/cm,预热温度可降低25~50℃。
电渣焊和气电立焊在环境温度为0℃以上施焊时可不进行预热。
4)根据接头热传导条件选择预热温度。
在其他条件不变时,T形接头应比对接接头的预热温度高25~50℃。
但T形接头两侧角焊缝同时施焊时应按对接接头确定预热温度。
5)根据施焊环境温度确定预热温度。
操作地点环境温度低于常温时(高于0℃),应提高预热温度15~25℃。
(9)定位焊必须由持相应合格证的焊工施焊,所用焊接材料应与正式施焊相当。
定位焊焊缝应与最终焊缝有相同的质量要求。
钢衬垫的定位焊宜在接头坡口内焊接,定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3、,定位焊缝长度不宜大于40mm,间距500~600mm,并应填满弧坑。
定位焊预热温度应高于正式施焊预热温度。
当定位焊焊缝上有气孔或裂纹时,必须清除后重焊。
(10)对于非密闭的隐蔽部位,应按施工图的要求进行涂层处理后,方可进行组装;
对刨平顶紧的部位,必须经质量部门检验合格后才能施焊。
(11)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。
1)控制焊接变形,可采取反变形措施,其反变形参考值见表6.1.4.2-5。
焊接收缩量参见表6.1.4.2-6。
2)在约束焊道上施焊,应连接进行;
如因故中断,再焊时应对已焊的焊缝局部做预热处理。
3)采用多层焊时,应将前一道焊缝表面清理干净后再继续施焊。
(12)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)碳素结构钢在环境温度低于-16℃、低合金结构钢在环境温度低于-12℃时,不应进行冷矫正和冷弯曲。
碳素结构钢和低合金结构钢在加热矫正时,加热温度不应超过900℃。
低合金结构钢在加热矫正后应自然冷却。
检查数量:
全数检查。
检验方法:
检查制作工艺报告和施工记录。
2)当零件采用热加工成型时,加热温度应控制在900~1000℃;
碳素结构钢和低合金结构钢应自然冷却。
焊接反变形参考数值表6.1.4.2-5
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
1º
30'
40'
'
4.5
14
22'
3.5
5.5
16
4'
1.5
20
1
55'
28
34'
20'
30
27'
0.5
36
17'
40
11'
焊接收缩量表6.1.4.2-6
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
四条纵焊缝每米共缩0.2
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16m
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- 钢结构 手工 电弧焊 焊接 施工工艺 标准