高强钢超长超厚板现场焊接工法Word格式文档下载.docx
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对于其它板厚在100mm以上的现场焊缝焊接同样具有很大的参考价值。
四、工艺原理
4.1施工前，根据焊接形式有针对性地进行焊接工艺评定。
4.2钢分体安装，先安装本体钢柱、并部分焊接，然后安装分离下来的一部分钢柱。
4.3焊接前先对焊接坡口两侧的母材进行超声波无损探伤检测，检查母材内部有无缺陷，同时用焊缝量规对焊缝坡口大小、角度以及安装组对情况进行仔细的检查。
4.4使用电加热技术进行焊接预热、后热加热保温，保证钢柱整体温度同步均匀加热和降温。
4.5焊接过程中采用分层、分道、对称、同速分段退焊的方法进行施焊。
4.6在整个焊接过程中，采用高精度全站仪对钢柱的关键部位进行跟踪测量，如钢柱的轴线有偏移，则及时通过调整焊接顺序和电加热的热输入量技术对钢柱进行校正。
4.7焊接完成48小时后采用超声波无损探伤和磁粉探伤检测焊缝的焊接质量，15天后对焊缝再次进行检查，防止延迟裂纹的产生。
五、工艺流程
滑移工作流程图
六、施工要点
6.1、焊接材料选择
根据钢结构母材和焊接方法，选用匹配的焊接材料，如下表：
结构
母材
CO2实芯焊丝
CO2药芯焊丝
型号
直径（mm）
Q390D
ER50-G
φ1.2
E501-T1
Q420D
ER55-G
Q460E
6.2焊接工艺参数
焊前预热、层间温度、后热温度参考表
材料
预热温度
层间温度
后热温度（℃）
恒温时间（h）
保温时间（h）
Q390D、Q420D
120－150℃
250-300
2
5
半自动实芯（药芯）焊丝CO2气体保护焊的焊接参数（立焊）
层位
焊接方法
焊丝或焊条
保护气体
气体流量
（L/
min）
电流
（A）
电压（V）
焊接速度
（mm/
规格φmm
打底层
GMAW
ER50/ER55
1.2
CO2
30-50
140-160
19-20
300-350
填充层
FCAW
E50
180-200
22-25
350-400
盖面层
6.3焊接工艺评定
制定焊接工艺评定指导书，严格模拟实际工况，按照预定工艺参数进行焊接试件的制作，冷至常温48小时后，进行UT探伤、力学性能试验检测，确定最佳的焊接工艺参数和焊接方法。
6.4、焊接接头的准备
焊接前应认真检查母材坡口的间隙是否超标，如有超标应在坡口表面用小热输入、多层、多道堆焊方法减小间隙，使坡口角度和间隙达到标准后方可正常施焊。
检查边缘是否光滑，确保无影响焊接的割痕缺口，质量应符合GB50205—2001规范规定的要求，若发现问题应用磨光机认真打磨处理，全格后方可进行焊接。
6.5、焊接顺序和焊接方法
分体钢柱的立向焊缝纵向通长分布在钢柱内箱体一侧，焊接熔敷金属量大，由于焊接收缩变形产生的焊接应力对结构质量将造成不利因素，而且母体横截面大刚性大对子体形成很大约束，因此控制焊接应力、防止厚板在焊接时的冷裂纹及层状撕裂，将是主要的技术重点，在焊接施工前必须制定出合理的焊接顺序及方法，并严格按照制定的焊接顺序和方法进行焊接作业。
6.5.1、安装及焊接顺序
6.5.1.1、整体顺序
母体（本体）与下节柱焊接→母体与子体立焊缝的焊接→子体和母体部分与下节柱焊接
6.5.1.2、母体与子体的焊接顺序及方法
母体与子体的焊接方法为分层退焊，其焊接顺序总体为：
多人同时、分段、对称焊接；
每名操作焊工在焊接所在分段时，应再将所在分段分为两段或三段，以三段为例焊接顺序为：
先从上面的1/3处向上面焊接，焊完一层后再从中间的1/3处由下向上焊接中间的1/3段的第一层，然后再从此分段的底部向上焊接下面1/3段的第一层，这样完成第一层的焊接；
接着再由下向上焊接上面1/3段的第二层，依次类推直到焊接完所在分段部位的全部焊接。
母体与子体焊接顺序如下示意图：
分体钢柱立焊缝焊接分段示意图
说明：
焊1、焊2、焊3代表某焊工在焊接此分段焊缝的焊接先后顺序。
分体钢柱立焊缝焊接顺序示意图
6.5.2、焊接方法
采用薄层多道窄摆幅和分段退焊的焊接方法进行施焊，严格控制单道焊缝的厚度和宽度，减少焊接热输入，以减小降低焊缝的机械性能因素，单道焊缝厚度应不大于5mm、摆动宽度不大于20mm。
分段退焊焊接接头的处理：
在分段退焊上段焊缝时，每一层焊接至上一区域分段处止焊，再退至下段与下一区域分段处起焊，焊接至上一段起焊处止。
在某一段焊接前，需将上段焊缝起焊处和下区域止焊处的焊接缺陷需用碳弧气刨和砂论清除干净，并将接头处处理成缓坡形状，达到焊接要求，每一层的焊缝接头必须错开不小于50㎜，以避免焊接缺陷的集中。
立向焊缝接头处理示意图
6.6、焊接工艺要求
6.6.1、预热
由于超长焊缝需要安排大量的焊工分段同时连续施焊，为保证焊接的质量，减小焊接应力，焊前预热非常重要。
为达到所需要的温度，焊前预热的预热方式主要以电加热为主，对局部电加热无法加热到的地方采用火焰加热的方式进行，预热温度为：
不低于120℃。
测温点位于焊缝两侧并离焊缝中心75mm处，预热时间4～5小时。
加热范围如下图所示：
加热范围示意图
6.6.2、层温控制
与预热一样，超长焊缝层温控制十分困难，焊接时焊缝分段焊接的长度，应控制在一定长度1m左右，需随时对焊接焊缝进行测温监控，层间温度应控制在不低于预热时的温度（即层间温度应不低于120℃），发现层温过低时，必须立即进行加热补偿，待达到要求后再进行焊接。
6.6.3、后热及保温
分体钢柱与主体的斜立向焊缝，由于是分段焊接完成，先焊接完成段的焊缝温度需保持在接近后一段焊接部位焊缝的温度。
因此应及时放置电加热器进行后热处理。
在放置电加热设备的过程中，为了防止焊缝温度降低应先用火焰对焊缝进行补偿加热，保证整个焊缝的温度不低于焊接过程中的最高层间温度（即150℃）。
当电加热器的温度升高到150℃时，停止火焰加热，从而保证焊缝的均匀收缩，减少焊缝分段焊接的收缩产生的应力。
后热温度应控制在不低于250℃，加热到所需温度后恒温2小时再进行保温覆盖缓冷至常温。
6.6.4、若遇气候条件恶劣，不能连续施焊时，应立即采取上述后热措施，再次开始焊接前应按上述规定重新预热。
6.7、焊接时的其它注意事项
1、在开始施焊前，应对参焊人员进行详细的交底，并对焊接人员明确其所在的焊接部位；
2、在焊接过程中，应准备至少两台备用焊机，以防止某台焊机出现故障后立即有焊机投入使用而不至于某一焊接部位停焊；
3、在焊接过程中，每一个班组应准备至少一名焊工，以防止某焊工发生不可预见的紧急情况后，立即有人投入焊接而不至于某一焊接部位停焊；
4、在整个焊接过程中，安排专人全程进行监护，一来对焊接质量进行监督，二来对焊接工人进行防护，以免发生意外。
同时，监护人员还要认真、详细地做好焊接过程中各项参数的记录。
5、若在夏季焊接，由于天气炎热，焊接时焊工都在封闭的环境中施焊，在焊接过程中应对焊接工人做好防暑降温的后勤保障。
七、主要机具、设备
CPXS-500型二氧化碳半自动气体保护焊焊机：
16台
XF200型空气压缩机：
4台
TH-10型碳弧气刨：
10把
气割设备：
10套
超声波探伤仪：
1套
焊缝量规：
2把
电子测温议：
16把
DWK-360kw电脑温控仪：
1台；
陶瓷磁铁式电加热器：
若干
八、劳动力配备
劳动力需要根据所焊接焊缝的用长度、板厚、所需焊接时和允许展开的作业面确定，以焊缝长度为14m、板厚为100mm、两条焊缝同时对称焊接时的劳动力需求建议如下表：
序号
类别
单位
数量
1
管理人员
人
4
铆工
电焊工
45
架子工
6
电工
7
测量工
8
探伤
9
起重工
10
普工
12
11
电加热专业人员
合计
82
说明：
以上人员需求是单根钢柱焊接时的人员安排统计所得，此柱焊接时3班24小时连续作业，每班15人（其中1人为后备补充人员，以防正常施焊的焊工因劳累过度而发生意外），共连续焊接72小时。
九、质量控制
9．1防止焊接变形及应力的措施
9.1.1分层、分道退焊的方法进行施焊。
9.1.2分区域多机对称焊接。
在焊接过程中首先选用技能优秀的焊工，在对称位置的两名焊工，应尽量保持同时、同速施焊，并选择相同的焊接电流参数及每层的焊接厚度，保证相同的焊接热输入，使收缩趋于同步。
9.1.3使用电加热设备进行焊接预热、
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