Q420高强钢焊接作业指导书.docx
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Q420高强钢焊接作业指导书
Q420高强钢焊接作业指导书
Q420高强钢焊接作业指导书
1．范围
本指导书适用于车间的Q420高强钢及Q420高强钢与其他低级别钢材的焊接。
本指导书适用于焊条电弧焊（SMAW）、熔化极气体保护焊（GMAW）
各典型焊接工艺卡的具体适用范围如表1所示。
表1典型工艺卡的适用范围
焊接
方法
典型焊接工艺卡编号
对应焊接工艺评定报告编号
评定
厚度
mm
适用厚度范围
mm
接头
形式
适用焊缝形式
焊接
位置
清根
要求
SMAW
S1
PQR-S.BF-02
6
4.5~12
（B）
B
平焊
不限制
S2
PQR-S.BH-02
6
4.5~12
（B）
B
横焊
不限制
S3
PQR-S.TF-02
6
4.5~12
（T）
B+F、F
平焊
清根
S4
PQR-S.BF-01
14
10.5~28
（B）
B
平焊
不限制
S5
PQR-S.BH-01
14
10.5~28
（B）
B
横焊
不限制
S6
PQR-S.TF-01
14
10.5~28
（T）
B+F、F
平焊
清根
S7
PQR-S.TC-01
14
10.5~28
（T）
F
平焊
不限制
GMAW
G1
PQR-G.BF-01
6
4.5~12
（B）
B
平焊
不限制
G2
PQR-G.BH-01
6
4.5~12
（B）
B
横焊
不限制
G3
PQR-G.TF-01
6
4.5~12
（T）
B+F、F
平焊
清根
G4
PQR-G.BF-02
14
10.5~28
（B）
B
平焊
不限制
G5
PQR-G.BH-02
14
10.5~28
（B）
B
横焊
不限制
G6
PQR-G.TF-02
14
10.5~28
（T）
B+F、F
平焊
清根
备注：
1焊接方法：
SMAW—焊条电弧焊；GMAW—CO2气体保护焊。
2接头和焊缝形式：
（B）－对接接头；（T）—T形接头；B－坡口焊缝；B＋F－对接＋角接组合焊缝；F－角焊缝。
2．制定依据
根据国家电网公司在输电线路铁塔中推广应用Q420高强钢的工作安排，依据JGJ81－2002《建筑钢结构焊接技术规程》的规定，并结合本单位作业环境及本单位技术能力等因素对焊接质量的影响，，编制本作业指导书，确保铁塔的制造质量。
引用的技术规范包括：
JGJ81－2002建筑钢结构焊接技术规程
JB/T3223－94焊接材料质量管理规程
GB/T1591－94低合金高强度结构钢
GB3323－2005钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级
GB/T5293－99埋弧焊用碳钢用焊丝和焊剂
GB11345－89钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GB/T12470－2003埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂
GB50205－2001钢结构工程施工质量验收规范
HG/T2537焊接用二氧化碳
Q420高强钢焊接工艺评定报告
输电线路铁塔用Q420角钢采购技术条件
3．一般规定
3.1焊接人员
焊接Q420高强钢的焊工，必须由取得Q420焊接资格的合格焊工按工艺要求进行操作。
3.2焊接设备
焊接设备及辅助设备的容量应满足焊接规范参数的要求，并处于正常工作状态，用于参数记录的仪表、气体流量计等应校准。
SMAW焊接电源的容量及特性应根据焊接工艺方法、焊接电流大小来选择；
GMAW焊接设备主要由焊枪、送丝机构和电源等组成。
采用平特性直流电源，焊接时要求送丝均匀，保证焊接过程的稳定；
3.3材料
3.3.1钢材
入厂Q420钢材必须复验，复验结果应符合标准GB/T1591及《输电线路铁塔用Q420角钢采购技术条件》的规定。
在焊接加工前应对Q420钢材质保书和原材料的复核和检验进行确认。
3.3.2焊接材料
3.3.2.1焊接材料（焊条、焊丝、焊剂、CO2气体等）的化学成分和力学性能应与Q420钢相当，焊接工艺性能良好，可按标准JGJ81中表6.1.3-1~6.1.3-3的规定选配，质量应符合表2所示的标准要求。
附JGJ81规定6.1.3-1常用结构钢材手工电弧焊接材料的选配
接上
附JGJ81规定6.1.3-2常用结构钢CO2气体保护焊实芯焊丝的选配
附JGJ81规定6.1.3-3常用结构钢埋弧焊焊接材料的选配
3.3.2.2焊接材料入厂时应同时提供产品质量证明书（包括熔覆金属化学成分、力学性能保证值、推荐的焊接工艺参数等）。
表2焊接材料符合标准
材料
焊条
焊丝
CO2气体
符合标准
GB/T5118
AWSA5.5
GB/T8110
AWSA5.28
HG/T2537
3.3.2.3Q420与其他低级别钢材焊接时，焊接材料宜选用成分与钢材级别低的一侧相配的或成分介于两者之间的焊丝或焊条。
3.3.2.4物供部对焊接材料进行管理，管理按照标准JB/T3223的规定。
对焊接材料从采购、进货检验、入库存放、领用发放、跟踪使用、回收以及过期或失效的处理，进行全过程控制，保证焊材的可追溯性。
3.3.2.5焊条、焊剂在使用前按照说明书的要求进行烘培，重复烘培不得超过两次。
受潮的焊条不应使用。
3.3.2.6焊丝在使用前应清除锈、垢、油污。
3.4施焊环境
Q420高强钢以及Q420高强钢与其他低级别钢材焊接时，作业区的环境温度不得低于5℃，相对湿度不得大于90％，否则应采取预热措施。
预热要求按本作业指导书5.1.1条规定。
4．焊前准备
4.1坡口加工
4.1.1焊接接头的形式应按照设计文件的规定选用，焊缝坡口应按照施工图纸的要求加工。
4.1.2坡口制备宜采用机械加工的方法。
如采用热加工方法（如火焰切割、等离子切割）下料，切口部分应留有机械加工余量。
4.1.3坡口修整时，要使用角向砂轮机等工具，对坡口表面进行磨平，坡口内及边缘20mm内母材不得有裂纹、分层、夹杂、毛刺等缺陷。
4.2焊件组对
4.2.1焊件在组对前应彻底清除坡口内及其两侧10~15mm范围内氧化皮、油污、铁锈等杂物，直至露出金属光泽。
4.2.2各种焊接方法坡口组装允许偏差值要符合典型工艺卡坡口尺寸公差要求。
4.2.3严禁在接头间隙中填塞焊条头，铁块等杂物。
4.3定位焊
4.3.1SMAW和GMAW定位焊由持相应资格证的焊工施焊，所用焊接材料、焊接工艺应与正式焊接的材料、工艺相同。
4.3.2定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，推荐的定位焊长度为30~50mm，间隔为100~600mm。
定位焊接时，严禁在焊缝以外的母材上引弧，熄弧时应将弧坑填满。
5．焊接工艺
5.1基本要求
5.1.1如需要预热，可采用火焰加热局部预热的方式，并采用专用的测温仪测量。
预热温度控制在50℃~80℃，在焊接过程中均处于这一温度范围，预热宽度从对口中心开始，每侧不少于焊件厚度的3倍，且不少于100mm。
5.1.2按照工艺卡来布置焊层、焊道的顺序，每层每道焊缝焊接完毕后，应用砂轮机或钢丝刷等将焊渣、飞溅等杂物清理干净后（尤其注意中间接头和坡口边缘），方可焊接下一层。
5.1.3要求焊透的双面焊，单侧焊接后应用碳弧气刨或砂轮进行背面清根。
如用碳弧气刨清根，清根后应用砂轮修整刨槽。
5.2SMAW焊接工艺
SMAW坡口形状、尺寸允许偏差和焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层次、焊接顺序等相关工艺参数详见附表1~表7。
5.3GMAW焊接工艺
引弧时，先将焊枪喷嘴与工件保持正常的距离，且使焊丝端头距工件表面2~4mm，随后按动开关，完成送气，供电和送丝。
焊接结束收弧时，释放开关，同时保持焊枪到工件距离不变，待停气后，再移开焊枪。
GMAW坡口形状、尺寸允许偏差和焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层次、焊接顺序等相关工艺参数详见附表8~表13。
6．质量检验
6.1一般规定
质量检查人员应根据设计图纸的要求行外观检验和无损检验，无损检验检查应在焊后24h后进行。
6.2外观检验
6.2.1焊缝的外观质量要符合下列规定：
1）一级焊缝不得存在未焊满、根部收缩、咬边、接头不良、表面气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤等缺陷；
2）二级焊缝和三级焊缝的外观质量应满足标准JGJ81中表7.2.3的有关规定。
6.2.2焊缝外观质量等级和焊脚尺寸允许偏差应符合标准JGJ81中表7.2.4-1~7.2.4-2的有关规定。
6.3无损检验
设计要求全焊透的一、二级焊缝要采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤，其内部缺陷分级及探伤方法应符合标准GB11345或GB3323的规定。
7．焊缝返修
外观检验和无损检验不合格的焊接接头，应按标准JGJ81中6.6节规定进行缺陷返修。
8．焊接技术文件
8.1焊接技术文件应及时存档
8.2技术文件包括：
1）焊工、焊接质量检验人员的资质证明；
2）焊接作业指导文件（包括每层、道的设计图、设计工艺参数等）；
3）焊接工艺程序控制记录表；
4）焊接质量检验报告。
附表1
典型工艺卡－S1
母材钢号
Q420
规格
6mm
供货状态
热轧
焊接材料
生产厂
牌号
类型
烘干温度（℃×h）
备注
焊条
/
/
E5515-G
350℃×2h
/
焊接方法
SMAW
焊接位置
平焊
焊接设备
符合3.2的要求
电源及极性
直流反接（DC-）
预热温度（℃）
/
层间温度（℃）
≤300℃
后热温度（℃）
及时间（min）
/
焊后热处理
（℃/h）
/
环境温度（℃）
/
接头及坡口尺寸图
焊接顺序图
焊接工艺参数
道次
焊接
方法
焊接材料
焊接
电流
A
电弧
电压
V
焊接速度mm/min
备注
型号
φ（mm）
1
SMAW
E5515-G
φ3.2
80~110
22~26
100~150
/
2
SMAW
E5515-G
φ3.2
100~130
22~26
100~150
/
技术措施
焊前清理
除锈、油污
层间清理
用钢丝刷或砂轮机清理
背面清根
不清根
其它：
/
附表2
典型工艺卡－S2
母材钢号
Q420
规格
6mm
供货状态
热轧
焊接材料
生产厂
牌号
类型
烘干温度（℃×h）
备注
焊条
/
/
E5515-G
350℃×2h
/
保护气体
/
/
/
/
/
焊接方法
SMAW
焊接位置
横焊
焊接设备
符合3.2的要求
电源及极性
直流反接（DC－）
预热温度（℃）
/
层间温度（℃）
≤300℃
后热温度（℃）
及时间（min）
/
焊后热处理
（℃/h）
/
环境温度（℃）
/
接头及坡口尺寸图
焊接顺序图
焊接工艺参数
道次
焊接
方法
焊接材料
电流
A
电压
V
焊接速度mm/min
备注
型号
φ（mm）
1
SMAW
E5515-G
φ3.2
80~110
22~26
100~150
/
2
SMAW
E5515-G
φ3.2
90~130
22~26
120~170
/
3
SMAW
E5515-G
φ3.2
90~130
22~26
150~190
/
技术措施
焊前清理
除锈、油污
层间清理
用钢丝刷或砂轮机清理
背面清根
不清根
其它：
/
附表3
典型工艺卡－S3
母材钢号
Q420
规格
6mm
供货状态
热轧
焊接材料
生产厂
牌号
类型
烘干温度（℃×h）
备注
焊条
/
/
E5515-G
350℃×2h
/
焊接方法
SMAW
焊接位置
平焊
焊接设备
符合3.2的要求
电源及极性
直流反接（DC－）
预热温度（℃）
/
层间温度（℃）
≤300℃
后热温度（℃）
及时间（min）
/
焊后热处理
（℃/h）
/
环境温度（℃）
/
接头及坡口尺寸图
焊接顺序图
焊接工艺参数
道次
焊接
方法
焊接材料
电流
A
电压
V
焊接速度mm/min
备注
型号
φ（mm）
1
SMAW
E5515-G
φ3.2
90~110
22~26
100~150
/
2
SMAW
E5515-G
φ3.2
100~130
22~26
100~150
/
3
SMAW
E5515-G
φ3.2
100~140
22~26
100~150
/
技术措施
焊前清理
除锈、油污
层间清理
用钢丝刷或砂轮机清理
背面清根
碳弧气刨后用砂轮打磨刨槽表面
其它：
焊趾圆滑过渡，具体焊脚尺寸根据工程实际图纸确定
附表4
典型工艺卡－S4
母材钢号
Q420
规格
14mm
供货状态
热轧
焊接材料
生产厂
牌号
类型
烘干温度（℃×h）
备注
焊条
/
/
E5515-G
350℃×2h
/
保护气体
/
/
/
/
/
焊接方法
SMAW
焊接位置
平焊
焊接设备
符合3.2的要求
电源及极性
直流反接（DC－）
预热温度（℃）
/
层间温度（℃）
≤300℃
后热温度（℃）
及时间（min）
/
焊后热处理
（℃/h）
/
环境温度（℃）
/
接头及坡口尺寸图
焊接顺序图
焊接工艺参数
道次
焊接
方法
焊接材料
电流
A
电压
V
焊接速度mm/min
备注
牌号
φ（mm）
1
SMAW
E5515-G
φ3.2
90~110
22~26
100~150
/
2
SMAW
E5515-G
φ3.2
110~140
22~26
100~150
/
3
SMAW
E5515-G
φ3.2
110~140
22~26
100~150
/
4
SMAW
E5515-G
φ3.2
110~140
22~26
100~150
/
技术措施
焊前清理
除锈、油污
层间清理
用钢丝刷或砂轮机清理
背面清根
不清根
其它：
/
附表5
典型工艺卡－S5
母材钢号
Q420
规格
14mm
供货状态
热轧
焊接材料
生产厂
牌号
类型
烘干温度（℃×h）
备注
焊条
/
/
E5515-G
350℃×2h
/
焊接方法
SMAW
焊接位置
横焊
焊接设备
符合3.2的要求
电源及极性
直流反接（DC－）
预热温度（℃）
/
层间温度（℃）
≤300℃
后热温度（℃）
及时间（min）
/
焊后热处理
（℃/h）
/
环境温度（℃）
/
接头及坡口尺寸图
焊接顺序图
焊接工艺参数
道次
焊接
方法
焊接材料
电流
A
电压
V
焊接速度mm/min
备注
型号
φ（mm）
1
SMAW
E5515-G
φ3.2
90~110
22~26
90~130
/
2-3
SMAW
E5515-G
φ3.2
110~140
22~26
120~170
/
4-5
SMAW
E5515-G
φ3.2
110~140
22~26
150~200
/
6
SMAW
E5515-G
φ3.2
100~130
22~26
130~180
/
7-9
SMAW
E5515-G
φ3.2
100~130
22~26
130~180
/
技术措施
焊前清理
除锈、油污
层间清理
用钢丝刷或砂轮机清理
背面清根
不清根
其它：
/
附表6
典型工艺卡－S6
母材钢号
Q420
规格
14mm
供货状态
热轧
焊接材料
生产厂
牌号
类型
烘干温度（℃×h）
备注
焊条
/
/
E5515-G
350℃×2h
/
焊接方法
SMAW
焊接位置
平焊
焊接设备
符合3.2的要求
电源及极性
直流反接（DC－）
预热温度（℃）
/
层间温度（℃）
≤300℃
后热温度（℃）
及时间（min）
/
焊后热处理
（℃/h）
/
环境温度（℃）
/
接头及坡口尺寸图
焊接顺序图
焊接工艺参数
道次
焊接
方法
焊接材料
电流
A
电压
V
焊接速度mm/min
备注
型号
φ（mm）
1
SMAW
E5515-G
φ3.2
90~120
22~26
100~150
/
2
SMAW
E5515-G
φ3.2
120~140
22~26
100~150
/
3
SMAW
E5515-G
φ3.2
120~140
22~26
100~150
/
4
SMAW
E5515-G
φ3.2
120~140
22~26
100~150
/
技术措施
焊前清理
除锈、油污
层间清理
用钢丝刷或砂轮机清理
背面清根
碳弧气刨后用砂轮打磨刨槽表面
其它：
焊趾圆滑过渡，具体焊脚尺寸根据工程实际图纸确定
附表7
典型工艺卡－S7
母材钢号
Q420
规格
14mm
供货状态
热轧
焊接材料
生产厂
牌号
类型
烘干温度（℃×h）
备注
焊条
/
/
E5515-G
350℃×2h
/
焊接方法
SMAW
焊接位置
平焊
焊接设备
符合3.2的要求
电源及极性
直流反接（DC－）
预热温度（℃）
/
层间温度（℃）
≤300℃
后热温度（℃）
及时间（min）
/
焊后热处理
（℃/h）
/
环境温度（℃）
/
接头及坡口尺寸图
焊接顺序图
焊接工艺参数
道次
焊接
方法
焊接材料
电流
A
电压
V
焊接速度mm/min
备注
型号
φ（mm）
1
SMAW
E5515-G
φ3.2
110~130
22~26
90~140
/
2
SMAW
E5515-G
φ3.2
110~130
22~26
100~150
/
技术措施
焊前清理
除锈、油污
层间清理
用钢丝刷或砂轮机清理
背面清根
/
其它：
焊趾圆滑过渡，具体焊脚尺寸hf根据工程实际图纸确定
附表8
典型工艺卡－G1
母材钢号
Q420
规格
6mm
供货状态
热轧
焊接材料
生产厂
牌号
类型
烘干温度（℃×h）
备注
焊丝
/
/
ER55-G
/
/
保护气体
99.99%CO2
/
/
/
/
焊接方法
GMAW
焊接位置
平焊
焊接设备
符合3.2的要求
电源及极性
直流正接（DC－）
预热温度（℃）
/
层间温度（℃）
≤300℃
后热温度（℃）
及时间（min）
/
焊后热处理
（℃/h）
/
环境温度（℃）
/
接头及坡口尺寸图
焊接顺序图
焊接工艺参数
道次
焊接
方法
焊接材料
保护
气体
保护气流量L/min
电流
A
电压
V
焊接速度mm/min
备注
型号
φ（mm）
1
GMAW
ER55-G
φ1.2
CO2
15~20
90-120
18~20
150~180
/
2
GMAW
ER55-G
φ1.2
CO2
15~20
150-180
21~23
200~230
/
技术措施
焊前清理
除锈、油污
层间清理
用钢丝刷或砂轮机清理
背面清根
不清根
其它：
/
附表9
典型工艺卡－G2
母材钢号
Q420
规格
6mm
供货状态
热轧
焊接材料
生产厂
牌号
类型
烘干温度（℃×h）
备注
焊丝
/
/
ER55-G
/
/
保护气体
99.99%CO2
/
/
/
/
焊接方法
GMAW
焊接位置
横焊
焊接设备
符合3.2的要求
电源及极性
直流正接（DC－）
预热温度（℃）
/
层间温度（℃）
≤300℃
后热温度（℃）
及时间（min）
/
焊后热处理
（℃/h）
/
环境温度（℃）
/
接头及坡口尺寸图
焊接顺序图
焊接工艺参数
道次
焊接
方法
焊接材料
保护
气体
保护气流量L/min
电流
A
电压
V
焊接速度mm/min
备注
型号
φ（mm）
1
GMAW
ER55-G
φ1.2
CO2
15~20
90-130
18~20
130-180
/
2
GMAW
ER55-G
φ1.2
CO2
15~20
130-170
19-21
250-330
/
3
GMAW
ER55-G
φ1.2
CO2
15~20
130-170
19-21
270-330
/
技术措施
焊前清理
除锈、油污
层间清理
用钢丝刷或砂轮机清理
背面清根
不清根
其它：
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附表10
典型工艺卡－G3
母材钢号
Q420
规格
6mm
供货状态
热轧
焊接材料
生产厂
牌号
类型
烘干温度（℃×h）
备注
焊丝
/
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ER55-G
/
/
保护气体
99.99%CO2
/
/
/
/
焊接方法
GMAW
焊接位置
平焊
焊接设备
符合3.2的要求
电源及极性
直流正接（DC－）
预热温度（℃）
/
层间温度（℃）
≤300℃
后热温度（℃）
及时间（min）
/
焊后热处理
（℃/h）
/
环境温度（℃）
/
接头及坡口尺寸图
焊接顺序图
焊接工艺参数
道次
焊接
方法
焊接材料
保护
气体
保护气流量L/min
电流
A
电压
V
焊接速度mm/min
备注
型号
φ（mm）
1
GMAW
ER55-G
φ1.2
CO2
15~20
90-140
18~20
150~200
/
2
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