焊接工艺评定方案(现场).pdf

北京环球影城主题公园项目标段四（北京环球影城主题公园项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）编编 制制 人人：项目审核项目审核：项目审批项目审批：中铁建设集团有限公司中铁建设集团有限公司 安徽富煌钢构股份有限公司安徽富煌钢构股份有限公司 2018.112018.11北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）目录 1 1 编制说明编制说明 .1 1 1.1 适用范围.1 1.2 焊接工艺评定包含的文件内容.1 1.3 采用的标准和规范.1 1.4 遵循原则.1 2 2 工程结构概况工程结构概况 .2 2 2.1 钢结构主要截面形式及材质板厚.2 2.2 主要结构钢典型节点形式：.3 3 3 焊接工艺评定焊接工艺评定 .4 4 3.1 焊接方法.4 3.2 焊接材料.4 3.3 焊接规范本结构焊接拟用焊接规范见表 3.3.5 3.4 主要工艺措施.5 3.5 焊缝检验.6 3.6 焊接位置.8 4 4 焊接工艺评定方案焊接工艺评定方案 .9 9 4.1 评定依据：.9 4.2 试件焊缝检验.10 4.3 试验项目（见下表）.10 4.4 试验结果要求.11 北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）第 1 页 共 12 页 1 编制说明编制说明 1.1 1.1 适用范围适用范围 本方案作为北京环球影城主题公园工程项目标段四（715）（501A、501B、502）零售、餐厅等十一项（现场安装）的焊接工艺评定指导性文件。1.2 1.2 焊接工艺评定包含的文件内容焊接工艺评定包含的文件内容 1、焊接工艺评定报告 2、焊接工艺评定结果 3、焊接工艺评定指导书 4、焊接工艺评定记录表 5、焊缝超声波探伤报告 6、力学性能实验报告 7、焊材质保书 8、钢材质保书 9、焊工证书 1.3 1.3 采用的标准和规范采用的标准和规范 本工程钢结构设计说明书 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001 钢结构焊接规范 GB50661-2011 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB226-1991 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 GB11345-2007 气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝 GB/T8110-2008 焊接接头冲击试验方法 GB/T2650-2008 焊接接头拉伸试验法 GB/T2651-2008 焊接接头弯曲及压扁试验法 GB/T2653-2008 1.4 1.4 遵循原则遵循原则 本次工艺试验依据现场工况、作业环境、材料品种、规格、焊接机械、焊材、焊工技能等因素进行。本工艺试验按下列程序进行：（1）选定有代表性的焊接接头形式，进行焊接试验及工艺评定。（2）选择拟使用的作业机具，进行设备性能评定。北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）第 2 页 共 12 页（3）在现场实际操作，采取防护措施进行焊接。（4）通过相应的检测手段对焊件焊后质量进行评定。（5）通过评定确定指导本工程实际生产的具体步骤、方法以及参数。2 2 工程结构概况工程结构概况 2.1 2.1 钢结构主要截面形式及材质板厚钢结构主要截面形式及材质板厚 钢构件类型钢构件类型 截面形式截面形式 截面尺寸截面尺寸 材质材质 分布位置分布位置 箱型柱箱型柱 口 550 x550 x25 口 400 x400 x16 口 550 x550 x35 口 300 x300 x10 口 450 x450 x25 口 400 x400 x25 Q345B 各单体 H H 型柱型柱 H100 x100 x7x10 H220 x220 x16x25 H220 x350 x18x25 HW250 x250 x9x14 Q345B 各单体 钢管柱钢管柱 P150*6 P325*12 P203*12 P325*16 P114*5 P229*16 Q345B Q235B 各单体及支撑 箱型梁箱型梁 口 350 x250 x18 口 450 x300 x20 口 300 x300 x20 口 300 x250 x16 口 550 x550 x50 Q345B 各单体 H H 型梁型梁 H350 x300 x10 x25 H450 x450 x14x40 H500 x300 x10 x20 H500 x400 x10 x30 H700 x350 x14x28 H800 x350 x16x28 Q345B 各单体 北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）第 3 页 共 12 页 2.2 2.2 主要结构钢典型节点形式：主要结构钢典型节点形式：柱与牛腿节点 吊车梁柱与牛腿节点 箱型桁架节点 次梁与主梁相交节点 次梁与主梁相交节点 梁柱相交节点 北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）第 4 页 共 12 页 箱型梁与箱型柱节点 工字梁与箱型柱节点 栓焊节点 方管 Y 型节点 3 3 焊接工艺评定焊接工艺评定 3.1 3.1 焊接方法焊接方法 根据设计要求及实际资源情况，拟采用实芯焊丝气体保护焊、栓钉焊、药芯焊丝气体保护焊完成本结构的焊接工作。现场主要工作由实心焊丝气体保护焊完成其中栓钉焊用于现场穿透型剪力栓钉焊接，药芯焊丝气体保护焊主要用在现场管焊接。3.2 3.2 焊接材料焊接材料 E501T-1 药心焊丝焊丝化学成份及熔敷金属力学性能满足 GB/T 10045-2001 标准要求。ER50-6 实芯焊丝,焊丝化学成份及熔敷金属力学性能满足 GB/T 8110-2008 标准要求。用于 Q345B。保护气体 CO2的纯度99.5%（体积法），且其水含量不大于 0.05%(重量法)。北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）第 5 页 共 12 页 3.3 3.3 焊接规范本结构焊接拟用焊接规范见表焊接规范本结构焊接拟用焊接规范见表 3.33.3 表 3.3、焊接规范 焊接方法焊接方法 焊材规格焊材规格 焊接位置焊接位置 焊接电流焊接电流 电弧电压电弧电压 焊道厚度焊道厚度 气体流量气体流量 (l/min)(l/min)COCO2 2保护焊保护焊 药芯1.2mm F 260300 A 32-35 V 34mm道 1520 COCO2 2保护焊保护焊 药芯1.2mm H 200-260A 24-29V 34mm道 15-20 COCO2 2保护焊保护焊 药芯1.2mm V 90180 A 18-25V 34mm道 15-20 COCO2 2保护焊保护焊 药芯1.2mm O 90150 A 18-24V 34mm道 15-20 COCO2 2保护焊保护焊 实芯1.2mm F 260280 A 32-34 V 34mm道 1520 COCO2 2保护焊保护焊 实芯1.2mm H 200-210A 24-27V 34mm道 15-20 COCO2 2保护焊保护焊 实芯1.2mm V 90110 A 18-22V 34mm道 15-20 栓钉焊栓钉焊 19*100/1800A/3.4 3.4 主要工艺措施主要工艺措施 3.4.1 环境要求：当焊接周围温度低于 0且不低于-10时，原不需要预热的焊件亦进行预热，预热温度不低于 20，且原有预热温度需增加 20。当环境温度低于-10，需增加焊接罩棚使环境温度高于-10，否则不允许焊接。空气相对湿度不应高于 80%。相对湿度高于 80%时，焊前应用烤枪对焊区进行烘烤除湿。室外作业时，宜在晴天进行，遇到风雨或气体保护焊风速大于 2m/s 时，应设挡风板和遮雨棚。3.4.2 焊接材料要求：材质应进行复检，只有经复检合格的材料才能投入使用。3.4.3 气保焊焊接极性：焊接选用直流电源，采用反极性连接（即工件接负极）；栓钉焊焊接极性：焊接选用直流电源，采用正极性连接（即工件接正极）3.4.4 焊前及层间清理：焊接前用砂轮机或电动刷清除焊接区的铁锈，见金属光泽。多道焊时应将前道熔渣清除干净，并经检查确认无裂纹等缺陷后再继续施焊。3.4.5、预热及层间温度要求：最低预热温度和最低层间温度要求见表 3.4.5。最高层间温度不超过 250。北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）第 6 页 共 12 页 表 3.4.5厚度和温度配比表 钢板类别钢板类别 接头最厚部件的板厚接头最厚部件的板厚 t(mm)t(mm)t20 20t40 40t60 60t80 t80 类类 Q345Q345 /20 60 80 100 3.5 3.5 焊缝检验焊缝检验 3.5.1 外观检查 所有焊缝焊接完成后，均进行外观检查，并达到下列要求：1）用不小于 5 倍放大镜检查试件表面不得有裂纹、未熔合、焊瘤、烧穿、夹渣、气孔、未填满弧坑及漏焊等缺陷。2)气孔，所有对接接头和要求完全熔透的角接头，不许有；自动焊角焊缝允许有直径小于 1mm 的气孔，但每米不多于 3 个，间距不小于 20mm；其它焊缝允许有直径小于1.5mm 的气孔，但每米不多于 3 个，间距不小于 20mm。3)咬边，所有对接接头和要求完全熔透的角接头，不许有；自动焊角焊缝允许咬边深度不超过 0.5mm，焊缝咬边总长度不得超过焊缝两侧长度的 15%。4）对接焊缝余高不超过 4mm，加强角焊缝尺寸 hk不小于 1/4t 不大于 10mm。5）焊脚尺寸，自动焊角焊缝允许偏差 02mm，其它角焊缝焊脚尺寸允许偏差-12mm。6）任意 25mm 范围内高低差不大于 2mm。7）栓钉焊接接头外观检验合格标准（1）焊缝外形尺寸：合格标准：360范围内焊缝饱满，焊缝高 K11mm，焊缝宽 K20.5mm；检验方法：目测，焊缝量规，钢尺。（2）焊缝缺欠：合格标准：无气孔、夹渣、裂纹等缺欠；目测，放大镜 5 倍。（3）焊缝咬边：合格标准：咬边深度0.5mm，且最大长度不得大于 1 倍的栓钉直径；检验方法：钢尺，焊缝量规。（4）栓钉焊后高度：合格标准：高度偏差2mm 北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）第 7 页 共 12 页 检验方法：钢尺。（5）栓钉焊后倾斜角度：合格标准：倾斜角度5 检验方法：钢尺，量角器。3.5.2 试件焊接完成后均应进行超声波探伤检验。接头质量等级要求达到级 3.5.3 评定试板检验 1)检验项目：（1）对接接头：接头横向拉伸（2 个试样）、侧向弯曲（4 个试样）和 焊缝中心冲击试验（6 个试样）。（2）角接接头：宏观酸蚀度（2 个试样）2）质量标准：（1）拉伸试验测的抗拉强度不低于母材标注规定的最小值（2）侧弯试验弯心直径符合试板材质标准，弯曲角度为 180，弯曲后受拉面裂纹总长度不大于试样宽度的 15%，且单个裂纹长度不大于 3mm；（3）冲击试验，焊缝中心及热影响区粗晶粒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%。若上述各项试验第一个（组）试样的试验结果不满足要求时，允许在同一个试板上再取一个试样重新实验。如果再次试验结果满足要求，仍可判定为合格。（4）宏观：试样接头焊缝及热影响去表面不应有肉眼可见的裂纹、未融合等缺陷。（5）栓钉：a 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，则无论断裂发生在何处，均为合格。b 栓钉焊接头弯曲试验：试样弯曲至 30后焊接部位无裂纹。北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）第 8 页 共 12 页 3.6 3.6 焊接位置焊接位置 板材角接试件焊接位置示意 板材角接试件焊接位置示意 北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）第 9 页 共 12 页 4 4 焊接工艺评定方案焊接工艺评定方案 4.1 4.1 评定依据：评定依据：4.1.1 焊接工艺评定应由施工单位根据所承担钢结构的设计节点形式、钢材类型、规格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定焊接工艺评定方案，拟定相应的焊接工艺评定指导书，按规范的规定施焊试件、切取试样并由国家建筑工程质量监督检测中心进行检测试验，测定焊接接头是否具有所要求的使用性能，由具有相应资质建筑工程质量监督检测中心提出焊接工艺评定报告，对拟定的焊接工艺进行评定。4.1.2 焊接工艺评定所用设备、仪表的性能应处于正常工作状态，焊接工艺评定所用的钢材、栓钉、焊接材料必须能覆盖实际工程所用材料并符合相应标准要求，具有生产厂出具的质量证明文件。4.1.3 焊接工艺评定试件应由该工程施工企业中持证的焊接人员施焊。具体评定项目如下表 评定项目表 4 编编号号 焊接焊接 方法方法 母材材质规母材材质规格格 焊接材料焊接材料 接头接头 型式型式 适用焊适用焊接位置接位置 适用板厚适用板厚 适用范围适用范围 1 FCAW Q345B/P203*12mm E501T-1 5G 203mm 厚324mm 现场管对接 注：新做 2 GMAW Q345B/25mm ER50-6 H(H+F)350mm 柱对接（现场）注：新做 3 GMAW Q345B/25mm ER50-6 V 350mm 梁与牛腿对接（现场）注：新做 4 GMAW Q345B/25mm E501T-1 O 350mm 梁与牛腿对接（现场）注：新做 北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）第 10 页 共 12 页 5 GMAW Q345B/25mm ER50-6 V 350mm 梁与柱焊接（现场）注：新做 6 FCAW Q345B/25mm E501T-1 O 350mm 梁与柱焊接（现场）注：新做 7 SW 栓钉19/Q345B 20mm/2016 F 15-40mm 现场 穿透性栓钉焊 注：可覆盖 FH-HY-9-2-060-08-2014 4.2 4.2 试件焊缝检验试件焊缝检验 试件焊接完成后均应进行超声波探伤检验。接头质量等级要求达到级。4.3 4.3 试验项目（见下表）试验项目（见下表）试验项目 试件型式试件型式 试验项目试验项目 试样数量试样数量 试验方法试验方法 对接接头对接接头 接头拉伸（拉板）试验 2 件 GB 50661-2011 接头侧弯试验 4 件（弯曲角=180）GB 50661-2011 20冲击试验 6 件（缺口开在焊缝中心及热影响区 t1.0mm 处各 3 件）GB 50661-2011 T T 型接头试件型接头试件 宏观断面酸蚀试验 2 件 GB 50661-2011 栓钉焊试件栓钉焊试件 拉伸试验 5 件 GB 50661-2011 栓钉焊试件栓钉焊试件 弯曲试件 5 件 GB 50661-2011 板材对接焊缝试件（板材角缝试件）取样位置图：北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）第 11 页 共 12 页 1.拉伸试样；2.背弯试样；3.面弯试样；4.侧弯试样；5.冲击试样；6.备用；7.舍弃 板材角焊缝和 T 形对接与角接组合焊缝接头试件及宏观试样的取样 1.宏观酸蚀试样；2.备用；3.舍弃 栓钉焊接接头试样形状及尺寸 4.4 4.4 试验结果要求试验结果要求 4.4.1 接头拉伸试验的抗拉强度及焊缝金属拉伸试验的屈服强度、抗拉强度、延伸率等不低于母材最低标准，且强度值不超过母材 120MPa。强度超强时，采用韧强比控制，KAkv/ReL0.15。当试验结果不满足要求时，允许在同一试件上再取一个试样重新试验。若重新试验达到标准要求，则仍可判定为合格。4.4.2 冲击试验，焊缝中心及热影响区粗晶粒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，但不得低于规定北京环球影城主题公园工程项目标段四（北京环球影城主题公园工程项目标段四（715715）焊接工艺评定方案（安装现场）焊接工艺评定方案（安装现场）第 12 页 共 12 页 值的 70%。4.4.3 弯曲试验，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。当试验结果不满足要求时，允许在同一试件上再取一个试样重新试验。若再次试验达到标准要求，则仍可判定为合格。4.4.4 宏观断面酸蚀试验不应有未焊透、未熔合、裂纹等超标缺陷。部分熔 透角接头宏观断面酸蚀试验应测量焊缝熔深。4.4.5 焊接工艺评定结果不合格时，可在原焊件上就不合格项目重新加倍取样进行检验。如还达不到合格标准，应分析原因，制定新的焊接工艺方案，按原步骤重新评定，直到合格为止。