钢结构工程焊接工艺评定方案.pdf

沈阳恒隆工程 钢结构制作焊接工艺评定方案 编制：_ 审核：_ 批准：_ 一、总则 一、总则 1、本焊接工艺评定方案主要依据沈阳恒隆工程加工图为依据进行编制，因此主要适用于沈阳恒隆工程项目。目前图纸依据主要为：1）沈阳恒隆加工图布置图 2）沈阳恒隆内框柱加工图 3）沈阳恒隆外框柱加工图 2、焊接工艺评定执行标准 JGJ81-2002 建筑钢结构焊接规程 GB50205-2001 钢结构工程施工质量及验收规范 GB/T 1591-94 低合金结构钢 YB4104-2000 高层建筑结构用钢板 GB/T 5118-95 低合金钢焊条 GB/T14957-94 熔化用钢丝 GB/T12470-90 低合金钢埋弧焊用焊剂 GB/T 8110-95 气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝 GB 3323-87 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 GB 11345-89 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 GB 2650-89 焊接接头冲击试验方法 GB 2651-89 焊接接头拉伸试验方法 GB 7032-86 焊接接头弯曲及压扁试验方法 GB 7032-86 T 型角焊接头弯曲试验方法 GB 228-87 金属拉伸试验方法 GB 232-88 金属弯曲试验方法 GB 2106-80 金属夏比（V 型缺口）冲击试验方法 二、工程概况 二、工程概况 1、沈阳恒隆工程使用的主要材料材质包括 Q390GJCZ35、Q345JGCZ15、Q345C、Q345B 等，部分还有向性能要求，材料的类型主要是钢板。工程钢材由总包方统一采购：序号 钢材材质 板厚规格(mm)Z 向性能要求 备注 1 Q345GJCZ35 80 Z35 2 Q345GJCZ15 60 Z15 3 Q345B 12-20/4 Q345C 12-20/2、焊接材料的使用及匹配：1）二氧化碳气体保护焊（GMAW）工厂所使用的保护气体为混合气Ar80%+CO220%序号 钢材牌号 焊丝 型号 国标 牌号 符合标准 直径（mm）厂家 用 途 1 Q345GJCZ35 JM-70Z ER50-6 GB/T8110 1.2 2 Q345JGCZ15 JM-70Z ER50-6 GB/T8110 1.2 3 Q345B JM-70Z ER50-6 GB/T8110 1.2 4 Q345C JM-70Z ER50-6 GB/T8110 1.2 辽宁锦州锦泰 钢板对接 加劲板和牛腿焊接 2）自动埋弧焊（SAW）:焊丝 焊剂 序号 适用钢材牌号 牌号 直径mm 型号 粒度 符合 标准 厂家 用 途 1 Q345GJCZ35 JW-1 H08MnA 4.8 SJ101 10-60目 GB/T52932 Q345JGCZ15 JW-3 H08MnA 4.8 SJ101 10-60目 GB/T52933 Q345B JW-3 H08MnA 4.8 SJ101 10-60目 GB/T52934 Q345C JW-3 H08MnA 4.8 SJ101 10-60目 GB/T5293辽宁锦州锦泰 钢板对接及十字柱主缝焊接3、焊接工艺评定计划 根据建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002 的规定和设计要求（P70 5.2.2）I、II 类同类别钢材中当强度和冲击韧性级别发生变化时，高级别钢材的焊接工艺评定结果可代替低级别钢材。因此其它参数相同时，Q345C 级别可以替代 Q345B。即满足上述条件时，必须是同焊接方法、同类别钢材、同种接头形式时，焊接工艺评定结果才可以相互替代。我公司在已往工程钢结构制作过程中所做的焊接工艺评定已部分覆盖了本工程材料的规格及工艺方法，因此只对未进行工艺评定项目进行评定。另外本次新做的恒隆工程焊接工艺评定报告的命名方式为 SYHL-HP-XXX。焊接工艺评定计划见下表：序号 焊接方法 坡口形式 坡口尺寸 焊接位置母材 材质 母材板厚 适用厚度 范围 备注 1 GMAW+SAW 1=55 2=45 b=0mm P=0-3mm H1=2/3(t-p)H2=1/3(t-p)平焊Q345GJC-Z35 80 60120 2 GMAW 1=60 2=50 b=0-3mm P=0-3mm H1=2/3(t-p)H2=1/3(t-p)平焊Q345GJC-Z35 80 60120 平焊Q345GJC-Z35 80 60120 3 GMAW 平焊Q345GJC-Z15 60 45-90 4 GMAW+SAW 1=55 2=45 b=0mm P=0-3mm H1=2/3(t-p)H2=1/3(t-p)平焊Q345GJC-Z35 80 60120 5 GMAW =30 Q345GJCb=8-10mm 平焊80-Z35 60120 注明：共计需要做 6 项工艺评定。本计划因图纸不全，部分钢板材质及厚度无法确定，待加工详图陆续下发后，我公司将与一局发展进行沟通后，再进行额外补充。4、焊接工艺评定试件检验试样的类别和试样数量：根据建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）5.4.2 条款以及设计要求要求，对焊接工艺评定试件进行以下项目的检测：试样数量 冲击 试件 形式 无损 探伤 全断面 拉伸 拉伸 面弯背弯侧弯T 形与十字形接头弯曲 焊缝区 热影响区粗晶区 宏观酸蚀及硬度 对接 接头 要 2 4 3 3-T 型 接头 任意 2 2 十字形 接头 要 2 2 3 3 2 栓钉焊 接头 5 5 备注：当钢板厚度在 60mm 以上时，对于十字形接头不做弯曲试验。5、焊接工艺评定合格的试件厚度与工程适用厚度范围：工程适用厚度范围 评定合格试件厚度 板厚最小值 板厚最大值 25 0.75t 2t 25 0.75t 1.5t 三、焊接工艺评定安排：三、焊接工艺评定安排：1、由于该项工程属于甲方供料，并且涉及到一些并不十分常用的钢材，如 Q345GJCZ35 钢板，因此无法编制十分具体的日期安排，但是考虑到该工程的紧迫性及重要性，对于像 Q345GJCZ35 钢板，我们将安排材料进场后大约 20-30 个工作日内取得报告。对于一些常用钢材，我厂将依据自身库存，进行安排。另外考虑到本工程的施工难度，部分评定可能无法一次合格，因此可能取得报告的时间向后顺延。2、焊接工艺评定流程 1）钢材进场后，依据工艺评定方案要求，对钢板材质及炉批号进行确认后，取下试件并加工坡口，整个过程通知监理见证 2）试件组对完毕后，将电焊工操作证、焊接工艺评定指导书以及钢材、焊接材料材质单提供给驻场监理。3）正式施焊前，由监理对施工设备及工艺评定指导书上的内容进行确认后方可正式施焊。4）焊接完毕后（24-48h）进行无损检测，合格后按照规范要求划线取样并通知监理见证，切割完毕后将试件送到机加工厂进行加工。5）加工完毕后，送至中冶集团建筑研究总院建筑工程检测中心进行检验，送检前通知监理，由监理决定是否见证实验过程。6）试验合格后，取回检验报告进行组卷工作，提供一份完整资料提供给监理。7）焊接过程中应认真填写焊接参数记录表，焊接参数应详实明确。焊接参数的记录由技术部和质量部完成，焊接过程当中的照片由技术部负责 四、焊接工艺评定指导书：四、焊接工艺评定指导书：焊接工艺评定指导书样表：工程名称 沈阳恒隆钢结构制作工程 指导书编号 SYHLHPXXX 母材钢号 规格 供货状态 生产厂 焊接材料 生产厂 牌号 类型（规格）烘干温度（h）备注 焊条/焊丝 锦州锦泰 H08MnA/ER50-6 4.8/1.2/焊剂或气体 天津亚特 锦州锦泰 混合气 SJ101/350/2/焊接方法 CO2 气体保护焊或埋弧自动焊 焊接位置 平焊 焊接设备型号 KR-500/MZC-1250M 电源及极性 直流、反接 预热温度（）层间温度（）120-250 后热温度（）/及时间（min）250/90 后热处理/接头及坡口尺寸图 焊接顺序图 焊条或焊丝 层次 焊接 方法 牌号 规格（mm）焊剂 或保 护气 保护气体流量（L/min）电流（A）电压（V）焊接速度（cm/min）热输入（KJ/cm）备注打底 地层 中层 焊 接 工 艺 参 数 面层 焊前清理 除锈、打磨 层间清根 清渣、除飞溅、磨光 背面清根 碳弧气刨清根、磨光机打磨 其它:/编制 日期 审核 日期 年 月 日五、焊接要点：五、焊接要点：为保证焊接接头质量，应对焊接前的预热温度、焊接过程中的层间温度、线能量进行控制。焊接线能量过小则冷却速度快，产生脆硬组织，易产生裂纹；焊接线能量过大则冷却速度缓慢，晶粒粗大，导致焊缝塑性、韧性降低。因此，在焊接过程中要严格控制焊接规范。必须严格按下表进行焊接。现根据公司工艺评定的结果，对焊接的整个过程提出以下要求，1、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。焊缝坡口表面及组装质量应符合 GB502052001 规范规定的要求；2、清除待焊处表面的水、氧化皮、油污及其它杂质直至露出金属光泽，反面碳弧气刨清根焊缝用角向磨光机将渗碳层打磨干净；3、焊前对焊接部位进行预热：预热方法采用火焰加热或电加热，预热的加热区域在焊接坡口两侧，宽度为焊件施焊处较厚板的两倍，且不小于 100mm；预热温度在焊件反面测量。当用火焰预热时，应注意均匀加热，火焰加热器预热时正面测温应在加热停止后进行；4、预热温度和层间温度的测量采用红外线测温仪进行测量，测温点在离电弧经过前的焊接点各方向不小于 75mm 处；5、当钢板厚度小于 25mm 时，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二倍钢板厚度且小于 100mm 范围内的母材，加热到 20以上方可施焊，且在焊接过程中均不应低于这一温度；6、厚板多层焊应连续施焊，每一焊道焊接完成后及时清理焊渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后再焊。遇有中断施焊的情况，应采取保温措施，再次焊接时重新预热温度应高于初始预热温度；7、焊后采用石棉覆盖焊件使焊缝缓慢冷却，待冷却 24 小时后进行无损检测；Q390 材质待冷却 48 小时后进行无损检测。8、手工电弧焊和气体保护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；非手工电弧焊焊缝引出长度应大于 80mm，其引弧板和引出板宽度应大于 80mm，长度宜为板厚的 2 倍且不小于 100mm，厚度应不小于 10mm。9、在清根过程中需要特别注意的是，清根深度尽可能和宽度相近，切忌刨出来的焊缝窄而深，应使刨出的焊缝宽度与深度之比不小于 1，并且尽可能使焊缝根部的形状为 V 型，而不是 U 型坡口，要求根部 R6mm，这就要求操作人员在向下刨的同时，适当的向两边拓展如图所示：清根形成型坡口清根形成型坡口 焊缝根部形成 U 型坡口危害很大，极易造成焊缝的融敷金属与坡口边缘未融合等缺陷。Q345 钢 焊 接 工 艺 参 数 Q345 钢 焊 接 工 艺 参 数 焊接 方法 焊接 位置 焊缝 层次 焊丝直径（mm）气体流量（L/min）焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（m/h）焊丝伸出长度（mm）焊材型号或牌号 底层 4.8 500550 2832 2025 中层 4.8 600650 3236 1824 埋弧自动焊（对接、角接）平焊或 船形位置 面层 4.8 600650 3438 1824 2535（H08MnA，SJ101）底层 4.8 600650 3236 2024 中层 4.8 （前）700750（后）600650 3034 3438 2530 正面 面层 4.8 600650 3236 2024 底层 中层 4.8 （前）700750（后）600650 3034 3438 2530 双丝埋弧自动焊（对接、角接）平焊或 船形位置 反面 面层 4.8 600650 3236 2024 3040（H08MnA，SJ101）Q390GJD（H10Mn2，SJ101）底层 1.2 2025 280320 3238 1821 中层 1.2 2025 280320 3238 1821 CO2气体保护焊（对接、角接）平焊 面层 1.2 2025 260280 3236 1821 814 JM-56 Q345 钢焊前预热温度及焊接层间温度 母材材质 板厚（mm）t25 25t40 40t60 60t80 t80 Q345 预热温度（）见第 5 条 8090 100110 120130 150160 每层、每道间层间温度（）预热温度 层间温度 250 六、试件和试样的试验与检验 六、试件和试样的试验与检验 1、试件的外观检验应符合下列要求:对接、角接及T形接头；1）用不小于5倍放大镜检查试件表面，不得有裂纹、未焊透、未熔合、焊瘤、气孔、夹渣等缺陷；2）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；3）焊缝外形尺寸应符合下表的要求。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 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 焊缝宽度比坡口每侧增宽 差值 不对称 在25mm焊缝长度内 在150mm焊缝长度范围内 B20：03 B20：04 03 05 13 03 01+0.1Hf2.5 5 2、试件的无损检测：试件的无损检测采用超声波方法进行。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（GB-11345）的规定，焊缝质量不低于 B级。七、记录和报告 七、记录和报告 1、记录：焊接工艺评定的实施过程监理工程师到场见证，对工艺评定试件焊接的过程和结果进行记录。表格内容如下：焊 接 工 艺 评 定 记 录 表 焊 接 工 艺 评 定 记 录 表 工程名称 沈阳恒隆工程 指导书编号 焊接方法 焊接位置 设备型号 KR-500 ZD5-1250B 电源及极性直流、反接母材钢号 类别 生产厂 母材规格 供货状态 焊接材料 牌号/规格（mm）/生产厂/批号/焊条 烘干温度（）/时间（min）/牌号 ER50-6 H08MnA 规格（mm）1.2 4.8 焊丝 生产厂 锦州锦泰 批号/牌号 混合气SJ101 规格（目）10-40 生产厂 天津亚特/锦泰 头尺寸及施焊道次顺序 焊剂或气体 烘干温度（）350 时间（min）120 施 焊 工 艺 参 数 记 录 层次 焊接方法 焊条（焊丝）直径（mm）保护气体流量（L/min）电流（A）电压（V）焊接速度（cm/min）热输入（KJ/cm）备注打底 底层 中层 接工艺参数 面层 施焊环境 室内 环境温度（）25 相对湿度 40%预热温度（）层间温度（）120250 后热温度（）250 时间（min）焊后热处理/焊前清理 除锈、打磨 层间清理 清渣、磨光 背面清根 碳弧气刨清根、磨光机打磨 技术措施 其它:/焊工 资格代号 级别/施焊日期 记录 李保会 日期 审核 日期 试件的无损检验由质检科完成，并出具检测记录。2、报告：试验室要求具备国家认可资质、同时由总包监理认可的检测机构进行检测，并出具具有法律效力的检验报告。焊接工艺评定实验完成后，根据检测结果提出焊接工艺评定报告，连同焊接工艺评定指导书、评定记录、评定试样检验结果、焊接工艺评定所用钢材和焊接材料的质量证明文件一起报质量监督验收部门和有关单位审查备案。焊接工艺评定后由工艺部门编制加工作业指导书以指导生产。