钢结构焊接综合项目工程作业指导说明书.doc

钢构造焊接工程作业指引书1 总则1.1编制目为了规范钢构造焊接施工，统一钢构造焊接施工准备、施工操作、质量原则内容和对成品保护、职业健康安全、环保规定，并为编制钢构造焊接技术交底提供根据，特编制此作业指引书。1.2合用范畴该作业指引书合用于桁架构造、多层或高层梁、柱框架构造等工业与民用建筑和普通构筑物中采用普通碳素构造钢和低合金构造钢钢构造焊接工程。凡在这些钢构造焊接工程中，规定采用手工电弧焊、埋弧自动焊或二氧化碳气体保护焊时，均可执行本作业指引书有关规定。1.3编制根据（1）建筑工程施工质量验收统一原则 （GB50300-）（2）钢构造工程施工质量验收规范 （GB50205-）（3）建筑钢构造焊接技术规程 （JGJ81-）（4）碳钢焊条 （GB/T5117）（5）低合金钢焊条 （GB/T5118）（6）碳素钢埋弧焊用焊剂 （GB/T5293）（7）低合金钢埋弧焊用焊剂 (GB/T12470)（8）二氧化碳气体保护焊用焊丝 （GB/T8110）（9）焊接用二氧化碳 (HG/T2537)（10）埋弧焊焊接接头基本形式与尺寸 （GB986）（11）气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口基本形式与尺寸（GB985-88）（12）国家和本地政府关于安全、防火、劳动、环保等现行关于原则和规程。2施工准备2.1技术准备（1）构件制作前，应按招标文献和施工图纸规定以及建筑钢构造焊接技术规程规定进行焊接工艺评估实验。（2）应依照构件制造规定、钢构造技术规范、施工图纸以及焊接工艺评估实验关于规定，编制施工组织设计和施工技术方案，拟定焊接施工工艺。（3）按施工组织设计、施工技术方案和作业指引书规定，编制详细施工技术交底。2.2材料规定（1）建筑钢构造用钢材及焊接材料选用应符合设计图纸规定，并应具备钢厂和焊接材料厂出具质量证明书或检查报告，其化学成分、力学性能和其她质量规定必要符合国家现行原则规定。当采用其她钢材和焊接材料代替设计选用材料时，必要经原设计单位批准。（2）钢材成分、性能复验应符合国家现行关于工程质量验收原则规定，大型、重型及特殊钢构造重要焊缝采用焊接填充材料应按生产批号进行复验。复验应委托资质符合规定检查检测单位进行。（3）钢构造工程中选用新材料必要通过新产品鉴定，有关鉴定资料必要齐全，钢材和焊接材料均应通过专家论证、评审和焊接工艺评估合格，方可在工程中采用。（4）焊接 T 形、十字形、角接接头，当其翼缘板厚度等于或不不大于 40mm 时，设计宜采用抗层状扯破钢板。钢材厚度方向性能级别应依照工程构造类型、节点形式及板厚和受力状态不同状况选取。（5）钢板厚度方向性能级别相应含硫量、断面收缩率应符合 表 2.2 规定。表 2.2 钢板厚度方向性能级别及其含硫量、断面收缩率值级 别含硫量（%）断面收缩率（2%）三个试样平均值不不大于单个试样值不不大于Z150.011510Z250.0072515Z350.0053525（6）焊条、焊丝和焊剂应应符合如下规定：a.手工电弧焊焊条应符合现行国标碳钢焊条(GB/T5117)、低合金钢焊条(GB/T5118) 规定。b.埋弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国标埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂(GB/T 5293)、低合金钢埋弧焊用焊剂(GB/T 12470) 规定。c.气体保护焊焊丝应符合现行国标熔化焊用焊丝(GB/T14957)、气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝(GB/T 8110)、碳钢药芯焊丝(GB/T10045)、低合金钢药芯焊丝(GB/T17493) 规定。d.气体保护焊使用二氧化碳气体应符合国家现行原则焊接用二氧化碳(HG/T 2537) 规定，大型、重型及特殊钢构造工程中重要构件重要焊接节点采用二氧化碳气体质量应符合该原则中优等品规定。（7）焊接材料尚应符合下列规定 :a.焊条、焊丝、焊剂和熔嘴应储存在干燥、通风良好地方，由专人保管。b.焊条、熔嘴、焊剂和药芯焊丝在使用前，必要按产品阐明书及关于工艺文献规定进行烘干。c.低氢型焊条烘干温度应为 350380，保温时间应为 1.52h，烘干后应缓冷放置于 110120保温箱中存储、待用。使用时应置于保温筒中。烘干后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适当超过 2 次，受潮焊条不应使用。d.实心焊丝及熔嘴导管应无油污、锈蚀 ，镀铜层应完好元损。e.焊条、焊剂烘干装置及保温装置加热、测温、控温性能应符合使用规定。2.3重要机具（1）焊接机械设备：电动空压机、直流电焊机、交流电焊机、埋弧焊机、CO2焊机、焊条烘干箱、焊接滚轮架、翼缘矫正机。（2）检查用设备、仪器、工具：超声波探伤仪、数字温度仪、漆膜测厚仪、数字钳形电流表、温湿度仪、焊缝检测尺、磁粉探伤仪、游标卡尺、钢卷尺。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，应设防风棚或采用其她防风办法，并应编制专门施工技术方案，车间内焊接作业区有穿堂风或鼓风机时，也应按以上规定处置。（2）保证焊接作业区相对湿度不得不不大于 90%。（3）当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采用加热去湿除潮办法。（4）焊接作业区环境温度低于 0 时，应将构件焊接区各方向不不大于或等于两倍钢板厚度且不不大于 100mm 范畴内母材，加热到 20 以上后方可施焊，且在焊接过程中均不应低于该温度，同潮流应对构件采用必要保温办法。实际加热温度应依照构件构造特点、钢材类别及质量级别和可焊性、焊接材料熔敷金属扩散氢含量、焊接办法和焊接热输入等因素拟定，其加热温度应高于常温下焊接预热温度，并由焊接技术负责人员制定出施工技术方案经承认后方可实行。施工技术方案应明确低温焊接工艺参数和所采用施焊办法，保证焊工操作技能不受环境低温影响。（5）焊条在使用前应按产品阐明书规定烘焙时间和烘焙温度进行烘焙。低氢型焊条烘干后必要存储在保温箱（筒）内，随用随取。焊条由保温箱（筒）取出到施焊时间不适当超过 2h （酸性焊条不适当超过 4h）。不符上述规定期，应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不适当超过 2 次。（6）用于埋弧焊焊剂应符合设计规定。焊剂在使用前也应按产品阐明书规定烘焙时间和烘焙温度进行烘焙，且不得含灰尘、铁屑和其她杂物。（7）焊前应对焊丝仔细清理，去除铁锈和油污等杂质。3施工操作3.1 施工工艺流程检查构件组装、加工及定位焊清理焊接部位焊接工艺实验焊接焊毕自检和交检调节焊接工艺参数检查成果不合格合 格检查员检查无损检查报告无损检查合 格不合格焊接结束焊接工艺评估按工艺规定进行焊前预热焊后保温及消除应力热解决焊缝返修焊缝返修3.2 焊前准备（1）清理焊接部位a.施焊前，焊工应检查焊接部位组装和表面清理质量，如不符合规定，应修磨补焊合格后方能施焊。b.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。（2）焊件组装与加工a.焊接组装时坡口容许偏差值应符合规定规定。如果坡口组装间隙超过容许偏差规定，可在坡口单侧或两侧堆焊、修磨使其符合规定，但当坡口组装间隙超过较薄板厚度 2 倍或不不大于 20mm 时，不应采用堆焊办法增长构件长度和减少组装间隙。b.焊件坡口形式普通应依照板厚进行选取，并执行气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口基本形式与尺寸（GB985一88）规定。c.不同宽度板材对接焊接时，应依照工厂及工地条件采用热切割、机械加工或砂轮打磨办法使之平缓过渡，其连接处最大容许坡度值应为 1:2.5。d.不同厚度板材或管材对接接头受拉时，其容许厚度差值 (t1-t2) 应符合表 3.2 规定。当钢材对接厚度差超过表 3.2 规定期，应将焊缝焊成斜坡状，其坡度最大容许值为 1:2.5，或将较厚钢板一面或两面及管材内壁或外壁在焊前加工成斜坡，其坡度最大容许值应为 1:2.5。表 3.2 不同厚度钢材对接时容许厚度差（mm）较薄板厚度 t159101212容许厚度差 (t1-t2)234（3）定位焊a.定位焊必要由持相应合格证焊工施焊，所用焊接材料应与正式施焊相称。b.定位焊焊缝应与最后焊缝有相似质量规定。c.钢衬垫定位焊宜在接头坡口内焊接，定位焊焊缝厚度不适当超过设计焊缝厚度 2/3，定位焊缝长度宜不不大于 40mm，间距 500600mm，并应填满弧坑。d.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，必要清除后重焊。3.3 焊接参数选取3.3.1 手工电弧焊焊接参数选取（1）焊条直径选取焊条直径重要应依照焊件厚度选取，可参照表 3.3.1-1 规定执行。多层焊第一层以及非水平位置焊接时，焊条直径选取可不大于表中数值。表 3.3.3.1-1 焊条直径选取焊件厚度（mm）2234661212焊条直径（mm）1.62.03.23.244546（2）焊接电流选取 焊接电流重要应依照焊条直径进行选取，选取办法有两种：a.查表选取，可按表 3.3.1-2 进行选取。表 3.3.1-2 焊接电流选取焊条直径（mm）1.62.02.53.24.05.05.8焊接电流（A）25-4040-6050-80100-130160-210200-270260-300注：立、仰、横焊电流应比平焊小 10% 左右。b.按经验公式进行估算：I (3055)式中 I 一 焊接电流，A一 焊条直径，mm 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，使用焊接电流要小。填充焊时，通惯用较大焊接电流。盖面焊时，为防止咬边和获得较美观焊缝，使用电流稍小些。碱性焊条选用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，要通过试焊进行调节。（3）电弧电压选取电弧电压重要取决于电弧长度。电弧长，则电压高，反之则低。在焊接过程中，普通但愿电弧长始终保持一致，并且尽量使用短弧焊接，即：电弧长为焊条直径 0.51.0 倍。（4）焊接工艺参数选取a.焊接工艺参数选取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。b.手工电弧焊工艺参数示例见表 3.3.1-3。表 3.3.1-3 手工电弧焊工艺参数示例焊缝空间位置焊缝厚度或焊角尺寸（mm）第一层焊缝后来各层焊缝封底焊缝焊条直径（mm）焊接电流（A）焊条直径（mm）焊接电流（A）焊条直径（mm）焊接电流（A）平对接焊缝2255-60255-602.5-3.53.290-1203.290-1204.0-5.03.2100-1303.2100-1304160-2004160-2105200-2605220-2505.6-6.04160-2103.2100-1305200-2604180-2106.04160-2104160-2104180-2105220-2805220-260124160-2104160-2105220-280立对接焊缝2250-55250-552.5-4.03.280-1103.280-1105.0-6.03.290-1203.290-1207.0-10.03.290-1204120-1603.290-1204120-160113.290-1204120-1603.290-1204120-1605160-20012-183.290-1204120-1604120-160193.290-1204120-1604120-1605160-200横对接焊缝2250-55250-552.53.280-1103.280-1103.0-4.03.290-1203.290-1204120-1604120-1605.0-8.03.290-1203.290-1203.290-1204140-1604120-1609.03.290-1204140-1603.290-1204140-1604120-16014-183.290-1204140-1604140-160194140-1604140-160仰对接焊缝-12250-652.53.280-1103.0-5.03.290-1104120-160仰对接焊缝-25.0-8.03.290-1203.290-1204140-1609.03.290-1204140-1604140-16012-183.290-1204140-1604140-160194140-1604140-160平角接焊接2255-6533.2100-12043.2100-1204160-2005.0-6.04160-2005220-2807.0角焊缝打坡口4160-2005220-2805220-2807.0角焊缝不打坡口4160-2004160-2004160-2005220-280立角接焊接2250-603.0-4.03.290-1205.0-8.03.290-1204120-1609.0-12角焊缝打坡口3.290-1204120-1604120-1609.0-12角焊缝不打坡口3.290-1204120-1603.290-1204120-160仰角接焊接2250-603.0-4.03.290-1205.0-6.04120-1607.0角焊缝打坡口4120-1604140-1607.0角焊缝不打坡口3.290-1204140-1603.290-1204140-1604140-1604140-160注：坡口底层焊道宜采用不不不大于 4mm 焊条，底层根部焊道最小尺寸应适当，以防产生裂纹。3.3.2 埋弧自动焊焊接参数选取（1）焊丝直径选取埋弧自动焊可依照焊接电流选取适当焊丝直径，见表3.3.2-1表3.3.2-1 不同直径焊丝合用焊接电流范畴焊丝直径（mm）23456电流密度（A/mm2）63-12550-8540-6335-5028-42焊接电流（A）200-400350-600500-800700-1000820-1200（2）电弧电压选取电弧电压要与焊接电流匹配，可参照表 3.3.2-2表 3.3.2-2 电弧电压与焊接电流配合表焊接电流（A）600-700700-850850-10001000-1200电弧电压（V）36-3838-4040-4242-44注：焊丝直径 5mm，交流。（3）埋弧自动焊工艺参数选取a.厚板深坡口焊接工艺参数，见表 3.3.2-3。表 3.3.2-3 厚壁深坡口多层埋弧焊焊接工艺参数焊丝直径（mm）焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（m/mim）交流直流4600-71036-3834-360.40-0.505700-80038-4236-400.45-0.55b.不开坡口留间隙双面焊工艺参数，见表 3.3.2-4。表 3.3.2-4 不开坡口留间隙双面埋弧自动焊工艺参数焊件厚度（mm）装配间隙（mm）焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（m/h）交流直流反接10-122-3750-80034-3632-343214-163-4775-82534-3632-343018-204-5800-85036-4034-362522-244-5850-90038-4236-382326-285-6900-95038-4236-382030-326-7950-100040-4438-4016注：焊剂 431，焊丝直径 5mm。两面采用同一工艺参数，第一次在焊剂垫上施焊。c.对接接头埋弧自动焊宜按表 3.3.2-5 选定焊接参数。 表 3.3.2-5 对接接头埋弧自动焊焊接参数板厚（mm）焊丝直径（mm）坡口形式焊接顺序焊接参数焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（m/mim）84不开坡口正440-480300.50反480-53031104不开坡口正530-570310.63反590-64033124不开坡口正620-660350.42反680-720350.41145单面坡口正830-85036-380.42反600-62035-380.75164双面坡口正530-570310.63反590-640335单面坡口正620-660350.42反680-720350.41185单面坡口正85036-380.42反8000.50204双面坡口正780-82029-320.33反5双面坡口正700-75036-380.46反6单面坡口正925360.45反85038226单面坡口正100038-400.40反900-95037-390.62244双面坡口正700-72036-380.33反700-7505双面坡口正800340.30反900380.27284双面坡口正82530-320.27反304双面坡口正750-80036-380.30反800-8506单面坡口正800360.25反850-900d.搭接接头埋弧自动焊宜按表 3.3.2-6 选定焊接参数。表 3.3.2-6 搭接接头埋弧自动焊焊接工艺参数。板厚（mm）焊脚（mm）焊丝直径（mm）焊接参数焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（m/mim）6453032-340.7587465032-340.75107460032-340.75126578032-351e.对T 形接头单道埋弧自动焊焊接参数宜按表 3.3.2-7 选定。表 3.3.2-7 T 形接头单道埋弧自动焊焊接参数焊脚（mm）焊丝直径（mm）焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（m/mim）送丝速度（m/mim）64-5600-65030-320.700.67-0.7784-5650-77030-320.420.67-0.83f.船形 T 形接头单道埋弧自动焊焊接参数宜按表 3.3.2-8 选定。表 3.3.2-8 船形位置 T 形接头单道埋弧自动焊焊接参数焊脚（mm）焊丝直径（mm）焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（m/mim）送丝速度（m/mim）65600-70034-360.77-0.8384675-70034-360.331.835700-75034-360.420.83-0.92104725-75033-350.272.05750-80034-360.300.9-1.0（4）除按以上各条拟定焊接参数外，焊接前尚应按工艺文献规定调节焊接电流、电弧电压、焊接速度、送丝速度等参数后方可正式施焊。3.3.3 气体保护焊焊接参数选取（1）焊丝直径选取依照板厚不同选取不同直径焊丝，为减少杂质含量，尽量选取直径较大焊丝，见表3.3.3-1。表 3.3.3-1 焊丝直径选取母材厚度（mm）44焊丝直径（mm）0.51.21.02.5（2）焊接电流和电弧电压选取，见表 3.3.3-2表 3.3.3-2 惯用焊接电流和电弧电压范畴焊丝直径（mm）短路过渡细颗粒过渡焊接电流（A）电弧电压（V）焊接电流（A）电弧电压（V）0.530-6016-180.630-7017-190.850-10018-211.070-12018-221.290-15019-23160-40025-381.6140-20020-24200-50026-402.0200-60027-402.5300-70028-423.0500-80032-44注：最佳电弧电压有时只有 12V 之差，要仔细调节。（3）典型短路过渡焊接工艺参数，见表 3.3.3-3。表 3.3.3-3 不同直径焊丝典型短路过渡焊接工艺参数焊丝直径（mm）0.81.21.6焊接电流（A）100-110120-135140-180电弧电压（V）181920（4）细颗粒过渡电流下限值及电弧电压范畴，见表 3.3.3-4。表 3.3.3-4 不同直径焊丝细颗粒过渡电流下限值及电弧电压范畴 焊丝直径（mm）1.21.62.03.04.0焊接电流（A）300400500650750电弧电压（V）34-45（5）1.6 焊丝CO2半自动焊惯用工艺参数，见表 3.3.3-5。表 3.3.3-5 1.6 焊丝CO2半自动焊惯用工艺参数熔滴过渡形式焊接电流（A）电弧电压（V）气体流量（L/mim）合用范畴短路过渡1602215-20全位置焊细颗粒过渡4003920平 焊注：1.采用半自动焊时，焊速不适当超过 0.5m/mim。2.二氧化碳气体保护焊必要采用直流反接。（6）二氧化碳气体保护焊焊接工艺参数a.焊丝 CO2焊全熔透对接接头焊件焊接工艺参数，见表3.3.3-6表3.3.3-6 1.2焊丝 CO2焊全熔透对接接头焊件焊接工艺参数板厚mm焊丝直径（mm）接头形式装配间隙（mm）层数焊接参数备注焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（m/mim）焊丝外伸长（mm）气体流量（L/mim）61.2不开坡口1.0-1.51270270.5512-1410-15d为焊丝直径1.611400-43036-380.80-0.8316-2215-201.20-12190190.251515210302.01.6-2.21-2280-30028-300.30-0.3710d且4016-1881.2单面坡口1.0-1.52120-13026-270.3-0.512-4020130-14028-300.4-0.51.6不开坡口12350-38035-370.716-2220-25400-43036-38单面坡口1.9-2.22450410.4810d且4016-18铜垫单面焊双面成型2.0不开坡口1.9-2.22350-36034-360.410d且4016采用陡降外特性3400-42034-360.45-0.510d且4016-182.0单面坡口1.9-2.21450-46035-360.40-0.4710d且4016-18铜垫单面焊双面成型2.51.9-2.21600-65041-430.4010d且402091.6不开坡口1.01420380.516-222034033.50-1.52360340.451520101.2单面坡口1.0-1.52130-14020-300.3-0.51520V形坡口280-30030-330.25-0.30300-32037-390.70-0.821.2双面坡口1.0-1.52300-32037-390.70-0.821520X形坡口2.0不开坡口1.0-1.52600-65037-380.6010d且4020采用陡降外特性121.2双面坡口2310320.501520330331.6不开坡口0-1.52400-43036-380.7016-2220-26.72.01.8-2.22280-30020-300.27-0.3310d且4018-20自动焊或半自动焊161.2单面坡口3120-14025-270.40-0.501520V形坡口300-34033-350.30-0.40300-34035-370.20-0.301.6双面坡口241034.50.272020X形坡口430360.451.2双面坡口4140-16024-260.20-0.301520无钝边260-28031-330.33-0.40270-29034-360.50-0.60270-29034-360.40-0.501.6双面坡口4400-43036-380.50-0.6016-2225201.2单面坡口4120-14025-270.40-0.501525300-34033-350.30-0.40300-34033-350.30-0.40300-34033-370.12-0.151.2双面坡口4140-16024-260.25-0.301520260-28031-330.45300-32035-370.40-0.50300-32035-370.401.6双面坡口0-2.14400-43036-380.35-0.4516-2226.72.0双面坡口0-2.12440-46030-320.27-0.3520-3021.72.5440-46030-320.27-0.3520-3021.7222.0双面坡口360-40038-400.4010d且4016-18双面面层堆焊251.6双面坡口2480380.32025500392.0双面坡口0-2.04420-44030-320.27-0.3520-3021.72.5322.5双面坡口600-65041-430.410d且4020双面面层堆焊材质16Mn40以上2.0单面坡口0-2.010层以上440-50030-320.27-0.3520-3021.8U形坡口2.52.0双面坡口0-2.010层以上440-50030-320.27-0.3520-3021.72.5b.1.2焊丝CO2气体保护焊进行 T 形接头水平角焊和搭接贴角焊时焊接工艺参数，见表3.3.3-7。表 3.3.3-7 1.2 焊丝CO2焊T 形接头水平角焊和搭接贴角焊焊件焊接工艺参数板厚（mm）焊丝直径（mm）焊接参数焊角尺寸（mm）焊丝对中位置备注焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（m/mim）气体流量（L/mim）1.60.8-1.090190.5010-153.02.31.0-1.2120200.5010-153.03.21.0-1.214020.50.5010-153.54.51.0-1.2160210.4510-154.051.6260-28027-290.33-0.4316-185.0-6.0焊1层52.0280-30028-300.43-0.4716-185.0-6.0焊1层61.2230230.5510-156.061.6300-32037.5205.061.634034205.061.636039-400.58205.062.0340-35035205.081.6390-4004120-256.012.01.2290280.5010-157.012.01.6360360.45208.01.20.8-1.290190.5010-1511.61.0-1.2120190.5010-1512.31.0-1.2130200.5010-1513.21.0-1.2160210.5010-1524.51.2210220.5010-1526.01.2270260.5010-1528.01.2320320.5010-1523.4 钢构造焊接（1）焊接使用焊条，在使用前必要按产品阐明书规定烘焙时间和烘焙温度进行烘干。低氢型焊条烘干后必要存储在保温箱（筒）内，随用随取。焊条由保温箱（筒）取出到施焊时间不适当超过 2h（酸性焊条不适当超过 4h）。不符合上述规定期，应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不适当超过 2 次。（2）要考虑在施焊和坡口加工也许条件下，尽量减少焊接变形，节约焊材，提高劳动生产率，减少成本。焊接坡口形式普通重要依照板厚选取，可按气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口基本形式与尺寸（GB985一88）规定执行。（3）厚度 12mm 如下板材，可不开坡口，采用双面焊，正面焊电流可稍大，熔深达 65%70%，反面熔深达 40%55%。厚度不不大于1220mm 板材，单面焊后，背面清根，再进行焊接。厚度较大板，开坡口焊