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焊接工艺规范及操作规程

1． 目的和适用范围
1．1 本规范对本公司特殊过程――焊接过程进行控制，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。
1．2 本规范适用于各类铁塔结构、桁架结构、多层和高层梁柱框架结构等工业与民用建筑和一般构筑物的钢结构工程中，钢材厚度≥4mm的碳素结构钢和低和金高强度结构钢的焊接。适用的焊接方法包括：手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊及相应焊接方法的组合。
2． 本规范引用如下标准：
JGJ81－2002《建筑钢结构焊接技术规程》
GB50205－2001《钢结构工程施工质量验收规范》
GB50017－2003《钢结构设计规范》
3． 焊接通用规范
3． 1 焊接设备
3．1．1 焊接设备的性能应满足选定工艺的要求。
3．1．2 焊接设备的选用：
手工电弧焊选用ZX3－400型、BX1－500型焊机
CO2气体保护焊选用KRⅡ－500型、HKR－630型焊机
埋弧自动焊选用ZD5（L）－1000型焊机
3．2 焊接材料
3．2．1 焊接材料的选用应符合设计图纸的要求，并应具有钢厂和焊接材料厂出具的质量证明书或检验报告；其化学成份、力学性能和其它质量要求必须符合国家现行标准规定。
3．2．2 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。

3．2．3 焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》（GB／T14957）、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB／T8110）及《碳钢药芯焊丝》（GB／T10045）、《低合金钢药芯焊丝》（GB／T17493）的规定。
3．2．4 埋弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国家标准《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》（GB／T5293）、《低合金钢埋弧焊用焊剂》（GB／T12470）的规定。
3．2．5 气体保护焊使用的CO2气体应符合国家的现行标准《焊接用二氧化碳》（HG／T2537）的规定，大型、重型及特殊钢结构工程中主要构件的重要焊接节点采用的CO2气体质量应符合该标准中优等品的要求，即其CO2含量（V／V）不得低于99.9%，水蒸气与乙醇总含量（m／m）不得高于0.005%，并不准检出液态水。
3．2．6 焊缝金属应与主体金属相适应。当不同强度的钢材连接时，可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。
（1）焊条型号应与母材匹配（按表1），低碳钢一般选用E43系列中各种型号的焊条。一般焊条直径（按表2）选择。低合金高强度钢焊条一般应选用低氢型焊条（E50系列），低合金高强度钢与其它钢焊接，焊条采用E43系列。
焊条的选用：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1
焊材 母材 质 材
Q235
20＃
Q345
备注
Q235
E43xx
E43xx
E43xx

20＃
E43xx
E43xx
E43xx

Q345
E43xx
E43xx
E50xx

焊条直径的选择：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表2
被焊工件厚度（mm）
4~7
8~12
≥13
焊条直径 （mm）
φ3.2~4
φ4~5
φ4~5.8
（2）CO2气体保护焊焊接Q235钢采用H08Mn2A焊丝，CO2气体纯度不低于99.5%,其含水量不超过0.005%，对于瓶装气体，当瓶内气体压力低于1Mpa时应停止使用。
（3）自动或半自埋弧焊接Q235钢时可采用H08A、焊丝焊接Q345钢时采用H10Mn2焊丝。焊剂采用HJ431。
3．3 各种焊接方法及接头坡口形状尺寸
3．3．1 各种焊接方法及接头坡品形状尺寸和标记
a) 焊接方法及焊透种类代号见表3
b) 接头形式及坡口形状代号见表4
c) 焊接面种类代号见表5
d) 焊接位置代号见表6
e) 坡口各部分尺寸代号见表7
焊接方法及焊透种类代号：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表3
代号
焊接方法
焊透种类
MC
手工电弧焊
完全焊透焊接
MP
部分焊透焊接
GC
气体保护电弧焊接
完全焊透焊接
GP
部分焊透焊接
SC
埋弧焊接
完全焊透焊接
SP
部分焊透焊接

接头形式及坡口形状的代号：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表4
接头形式
坡口形状
代号
对接接头
代号
名称
I
I形坡口
B
对接接头
V
V形坡口
X
X形坡口
U
U型坡口
L
单边V型坡口
K
K形坡口
T
T形接头
U①
U形坡口
J①
单边U形坡口
C
角接头
注：①一当钢板厚度≥50mm时，可采用U形坡口
焊接面种类的代号：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表5
代号
焊接面
1
单面焊接
2
双面焊接
焊接位置的代号：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表6
代号
焊接位置
代号
焊接位置
F
平焊
V
立焊
H
横焊
O
仰焊
坡口各部分的尺寸代号：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表7
代号
坡口各部分的尺寸
T
接缝部位的板厚（mm）
B
坡口根部间隙或部件间隙（mm）
H
坡口深度（mm）
P
坡口钝边（mm）
A
坡口角度（°）
3．3．2 焊接接头坡口形状和尺寸标记符合下列规定：
单面或双面焊接代号

坡口形状代号

接头形状代号

焊透种类代号

焊接方式代号

标记示例：手工电弧焊、完全焊透、对接、I形坡口、单面焊接头表示　　MC－BI－1
3．3．3 焊条手工电弧焊全焊透坡口形状和尺寸的要求（见表8）
3．3．4 CO2气体保护焊坡口形状和尺寸的要求（见表9）
3．3．5 埋弧焊全焊透坡口形状和尺寸的要求（见表10）
3．3．6 焊条手工电弧焊部分焊透坡口形状和尺寸的要求（见表11）
3．3．7 CO2气体保护焊部分焊透坡口形状和尺寸的要求（见表12）
3．3．8 埋弧焊部分焊透坡口形状和尺寸的要求（见表13）
3．4 焊接工艺参数
3．4．1 手工电弧焊焊接工艺参数：
母材厚度（mm）
焊接电流（A）
焊接电压（V）
焊条直径
4~6
85~250

φ3.2~φ4.0
8~12
280~320

φ4.0~φ5.0
≥13
330~350

~φ5.8
3．4．2 CO2气体保护焊
母材厚度（mm）
焊接电流（A）
焊接电压（V）
焊丝直径（mm）
气体流量 c/min
焊接速度m/h
4~6
85~250
27
φ1.0~φ1.2
10~12
15~20
8~12
280~320
32~34
φ1.2~φ1.6
12~20
22~25
≥13
330~350
35~37
φ1.2~φ1.6
20~25
25~30
3．4．3 埋弧焊焊接工艺参数见下表
序 号
板 厚
（mm）
电 流
（A）
电 压
（V）
速 度
(cm/min)
遍 数
1
6
350-400
35-39
38
1
2
8
400-450
35-39
38
1
3
10
430-480
35-39
38
1
4
12
450-500
35-39
38
1
5
14
480-530
35-39
35
2
6
16
530-580
36-39
35
2
7
18
550-600
38-40
35
2

8
20~22
550-600
38-40
35
3
9
24~28
600-650
38-40
35
4
序 号
板 厚
（mm）
电 流
（A）
电 压
（V）
速 度
(cm/min)
遍 数
10
30~32
600-650
38-40
35
6
11
34~36
600-650
38-40
35
9
12
38~40
600-650
38-40
35
12
3．4．4 埋弧焊焊剂烘干
3．4．4．1焊剂使用前必须进行烘干。
埋弧焊埋剂烘干参数见下表．
焊剂类型
烘干温度（℃）
烘干时间（h）
烘干后在大气中允许放置时间（h）
熔炼焊剂（玻璃状）
150~350
1~2
12
熔炼焊剂（浮石状）
200~350
1~2
12
烧结焊剂
200~350
！~2
5
3．4．4．2 烘干时焊剂要求均匀且厚度不得大于30mm。
3．4．4．3　回收焊剂须经筛选、分类、去除渣壳、灰尘等杂质，再经烘干与新焊剂按比例（一般回用焊剂不得超过40％）混合使用，不得单独使用。
3．4．4．4 回收焊剂中粉末含量不得大于5％，回收使用次数不得多于3次。
3．5　焊前处理
3．5．1　焊接前应将母材表面沿焊缝两侧30－50mm范围内的油污、水分、氧化皮毛刺及其他脏物清除干净。
3．5．2 检查铆工的点固质量，如发现构件松动、歪斜、扭曲等不合格现象须修正后方可施焊。
3．6 焊接施工
3．6．1 焊接应按一定的顺序进行，见后面章节的内容。
3．6．2 点焊用的材料应与正式施焊用的材料相同，点焊高度不宜超过设计焊缝高度的2/3,点焊长度应不大于40mm，间距宜为500－600mm，并应填满弧坑，如点焊上有缺陷，应清理后重焊。
3．6．3 当焊缝高度不大于6mm时可采用单层焊，大于6mm时必须采用多层焊，底层焊条宜采用φ3.2mm以下的焊条。其中层焊道焊完应及时清理，发现缺陷应修补或清除后再焊。
3．6．4“T”型接头角焊缝和对接接头的平焊缝，其两端应配引弧板和收弧板，板材板厚与母材相同，手工焊缝引出长度大于等于25mm，自动焊缝引出长度大于等于80mm。
3．6．5严禁在母材表面引弧，焊接时应注意引弧和收弧质量，收弧时要将弧坑填满，多层焊的层间接头应铺开。
3．7焊后处理
3．7．1焊接完毕应将焊疤补焊磨平，清除焊渣和飞溅物，以及引、收弧板（严禁锤击）。
3．7．2焊缝及附近区域，用钢丝刷清扫，使其呈现金属光泽；修补漏焊、缺焊及超标的焊缝缺陷，且补焊的焊缝应与原焊缝间保持圆滑过渡。
3．7．3缺陷焊道焊补长度应小于100mm，焊补前局部预热1000C,加热范围为焊缝两侧各120cm，焊后加热250℃缓冷，同一部位翻修次数不能超过二次。
3．7．4因焊接引起的变形，可采用冷矫或热矫，热矫应严格控制加热温度，普通低合金钢热矫温度控制在800℃左右，普通碳素钢热矫温度应控制在900℃以下，同一部位加热次数不宜大于2次，矫正后应缓冷。
3．8焊缝质量要求
焊缝质量检验按GBJ205三级进行检验，对重要部位或设计要求的应进行二级检验，焊缝咬边深度不得超过0.5mm，累计总长度不得超过焊逢长度的20%，对于施焊困难的地方或焊缝高度大于10mm时，咬边深度不得超过1.0mm，累计总长度不得超过焊逢长度的25%。当用超声波或其他仪器检验圆钢熔槽焊对接焊缝时，其单个缺陷不得超过4.0x4.0mm2 ， 综和缺陷不得超过母材断面的1.5%。
4．构件焊接工艺
4．1平台
4．1．1工艺简图（见附图1）
4．1．2焊接工艺
4．1．2．1首先焊槽钢与槽钢、角钢的焊缝，使平台框起到固定作用。焊接方向及顺序如图1所示1~3序号及图3所示1~4的序号。槽钢内部焊缝顺序同上，方向相反。
4．1．2．2焊接圆钢与槽钢、角钢的焊缝，顺序是从中间向两边对称焊接如图1、图3所示1’~13’的序号。圆钢两侧焊缝焊接方向如图2所示1’~2’的顺次，从a(a’)点及弧向b(b’)点移动，焊到b(b’)点转向圆钢端口以保证端口焊缝相匹配。
4．1．2．3正面焊接完后，翻转工件180°，将另一侧的焊缝焊完，顺次同上。
4．1．2．4平台全部焊接完毕后，将焊渣、飞溅等杂物清理干净，并用钢丝刷清扫焊缝及附近区域，使其呈现金属光泽。修补漏焊、缺焊及超标的焊缝缺陷，且补焊的焊缝应与原焊缝间保持圆滑过渡。
4．2基础骨架
4．2．1工艺简图（见附图2）
4．2．2焊接施工
4．2．2．1将基础倒立放，先焊上下法兰与圆钢的焊缝，焊接顺次如图2所示1-8序号对称焊接，上法兰焊道三层（图4），下法兰焊道二层，再焊加强板与法兰的焊缝，焊道一层，采用如图1-8顺次对称焊接。
4．2．2．2将基础骨架正立放，焊下法兰与圆钢、加强板的焊缝，焊接顺次及层数同上。
4．2．2．3将基础骨架平放，焊接加强板与圆钢焊缝焊接顺序如附图2中的1-8所示，焊道一层。注意：加强板的端口焊缝一定要与加强板两侧焊缝相匹配。
4．3塔靴组装
4．3．1工艺简图（见附图3）
4．3．2具体操作步骤
4．3．2．1辅工根据管直径调节好两胎板中间位置的管工架高度。
4．3．2．2辅工将管件吊放到调节好的支架上，使正圆形一端轻轻放到固定胎法兰内，将另一端对准其活动胎法兰。用丝杆将活动胎前移150mm。
4．3．2．3调节支架，使钢管在法兰内间隙均匀，小活动胎一端高低点对正，辅工将法兰与钢管点在一起。
4．3．2．4点对完毕，主工检查无误后，吊至焊点。
4．4塔脚组装
4．4．1工艺简图（见附图4）
4．4．2焊接施工
4．4．2．1为了使塔脚焊接翻动时各零部件不变位，对角钢主材，连板及相应的肋板进行定位焊，长度L=20—30mm，间距为100—200 mm。
4．4．2．2焊接方向及顺次如图2所示，焊接层次及工艺参数根据不同板厚从表2中选择。T形接头的构件两侧焊缝按图3所示1—4的顺次焊接，连板与角钢主材的对接焊缝如图4所示1—4顺次焊接，焊缝宽度C及余高h从表3中选择。
对接焊缝尺寸的要求 表3
板厚δ（mm）
焊缝宽度（mm）
焊缝余高h（mm）
<10
8—10

1~3
10—12
12—14
14—16
14—16
18—20
16—18
22—24
18—20
4．4．2．3 在进行每层焊接时，应将前一层熔渣和溅屑清除干净方可施焊，每层焊缝的层内接头应相互错开。注意：构件端口焊缝应与构件两侧焊缝相匹配，禁止在母材上引弧，以免裂纹的出现。
4．4．2．4角钢塔的塔脚形式各一，其余塔脚形式见附表所列的焊接顺序及方向。

附图一

附图二