钢结构焊接与连接施工工艺标准文档格式.docx
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焊药——压涂在焊芯表面上的涂料层。
焊渣——焊后覆盖在焊缝表面上的固态熔渣。
焊接工作台——为焊接小型焊件而设计的工作台。
定位板——为保证焊件间的相对位置，防止变形和便于装配而临时焊上的金属板。
引弧板——为在焊接接头始端获得正常尺寸的焊缝截面，焊前装配的一块金属板。
焊接在这块板上开始，焊后割掉。
引出板——为在焊接接头末端获得正常尺寸的焊缝截面，焊前装配的一块金属板。
焊接在这块板上结束，焊后割掉。
3.1.4
施工准备
3.1.4.1
技术准备
（1）首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺试验。
焊接工艺试验所用的设备、仪表应处于正常的工作状态，有特殊要求时，要与生产时采用的焊机相同。
参与焊接工艺试验的焊工，必须由本单位技术熟练的焊接人员承担。
（2）工艺试验完后还须进行评定，判断其是否可行。
未经评定的试验结果不能盲目投入批量生产。
工艺评定的目的，一是审定生产工艺能否实现；
二是质量保证可靠程度的检验；
三是经济合理性分析。
（3）编制工艺文件。
通过钢结构焊接施工前进行的工艺试验，得到最佳工艺参数，并据此编制出正式的焊接工艺评定报告和焊接工艺指导书，根据工艺指导书及图样的规定，编写焊接工艺，根据焊接工艺进行焊接施工。
3.1.4.2
材料准备
（1）钢材应按施工图的要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和行业标准的规定，并应具有质量证明书或检验报告。
如果用其它钢材和焊材代换时，须经设计单位同意，并按相应工艺文件施焊。
（2）焊条选用原则
1）焊接材料的选择应按照施工图的要求选用，并应具有质量证明书或检验报告。
施工单位必须按施工图的要求备料，不得随意变更，特别是酸性焊条和碱性焊条二者不得混杂使用。
2）焊接材料代换时必须经设计单位同意，并应由设计单位签发材料代换通知单。
因某些材料的代换可能影响到构件的性能、制作和焊接工艺的改变，所以，代换后的焊接材料应做相应的试验，根据试验结果调整焊接工艺。
3）焊接低碳钢和低合金钢时选用焊接材料可依据以下原则进行选择：
①依据焊接材料的力学性能和化学成分要求。
对于普通碳素结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用抗拉强度等于或稍高于母材的焊条。
对于合金结构钢，通常要求焊缝金属的主要合金成分与母材金属相接近或相同。
当母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高时，焊缝容易产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。
②依据焊件的使用性能和工作条件要求。
对于承受动荷载和冲击荷载的焊件，除满足强度要求外，还要保证焊缝金属具有较高的冲击韧性和塑性，应选用塑性和韧性指标较高的低氢焊条。
对于接触腐蚀介质、在高温或低温条件下工作的焊件，应选用相应的耐腐蚀焊条、耐热或低温钢焊条。
③依据焊件的结构特点和受力状态。
对于结构形状复杂、刚性大及大厚度焊件，由于焊接过程中产生很大应力，容易使焊缝产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。
对于焊接部位难以清理干净的焊件，应选用氧化性能强，对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。
由于受条件限制而不能翻转的焊件，当焊缝处于非平焊位置的，应选用全位置焊条。
④依据施工条件及设备情况。
在狭小或通风条件差的场合，尽量选用酸性焊条或低尘低毒焊条。
在没有直流电源，而焊接结构又要求必须使用低氢焊条的时候，应选用交直流两用的低氢型焊条。
⑤依据操作工艺性能及经济效益。
在满足产品性能的条件下，尽量选用工艺性能好的酸性焊条。
在满足使用性能和操作工艺性能的条件下，尽量选用成本低、效率高的焊条。
（3）焊材的保管
1）各种焊条必须按不同类别、型号或牌号分别在不同位置存放。
2）存放焊材的仓库要求通风良好、干燥，库内应设置温度计和湿度计。
应采取措施使库温控制在10～25℃，最低不应低于5℃。
10～20℃时的相对湿度为60%以下；
20～30℃时的相对湿度为50%；
30℃时的相对湿度为40%以下，以防止焊条受潮变质。
3）焊条不应直接放置地上，存放时必须垫高，离地面和墙面均应大于300mm，最好放在专用的架子或柜子里，或分垛码放，以保证焊条周围空气流通。
4）为防止损坏包装及药皮脱落，搬运及堆放时不得乱摔、乱砸，应注意轻放。
焊条包装要随用随启封，拆包后未用完的焊条要妥善保管，以免受潮变质。
（4）焊件坡口形式的选择
1）要考虑在施焊和坡口加工可能的条件下，尽量减小焊接变形，节省焊条，提高劳动生产率，降低成本。
一般主要根据板厚选择（见《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB985-88）。
2）不同板厚的钢板对接接头的两板厚度差（t—t1）不超过表3.1.4.2规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选择；
否则应在厚板上作出如表中图示的单面a）或双面削薄b），其削薄长度L≥3（t—t1）。
两板厚度差允许值
表3.1.4.2
较薄板厚t1（mm）
≥2～5
＞5～9
＞9～12
＞12
允许厚度差（t-t1）（mm）
1
2
3
4
3.1.4.3
主要机具
主要机具表
表3.1.4.3
设备名称
设备型号
数量
单位
备注
电动空压机
依据工程实际情况确定
台
碳弧气刨用
柴油发电机
应急使用
直流焊机
结构焊接
交流焊机
焊条烘干箱
烘干焊条
翼缘矫正机
型钢校正
超声波探伤仪
数字温度仪
测量层间温度
数字钳形电流表
个
测量焊接电流
温湿度仪
测量空气湿度
焊缝检验尺
把
检验焊缝尺寸
磁粉探伤仪
测量焊缝内部缺陷尺寸
游标卡尺
测量焊缝外观尺寸
钢卷尺
测量
3.1.4.4
作业条件
（1）焊接区表面及其周围20mm范围内，应用钢丝刷、砂轮、氧乙炔火焰等工具，彻底清除待焊处表面的氧化皮、锈、油污、水份等污物。
（2）焊条在使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和烘焙温度进行烘焙。
低氢型焊条烘干后必须存放在保温箱（筒）内，随用随取。
焊条由保温箱（筒）取出到施焊的时间不宜超过2h（酸性焊条不宜超过4h）。
不符上述要求时，应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不宜超过2次。
（3）复核焊接件的接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的处理情况。
有不符合要求的，需修整合格。
（4）焊接设备及各种附件、仪表性能应达到产品合格证各项指标、并且调节灵活绝缘可靠，还必须满足国家标准GB15579的安全要求。
（5）焊工应持焊工合格证并在有效期内。
（6）制作防风棚和储存其它防风措施，以防风雨天气。
3.1.5
材料和技术质量要求
3.1.5.1
材料要求
（1）所用钢材及焊接材料均应符合设计图纸和规程的要求。
（2）焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。
（3）重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验，复验结果符合现行国家产品标准和设计要求。
（4）焊条外观不应有药皮脱落、焊芯生锈等缺陷。
3.1.5.2
技术要求
焊工应严格按照焊接工艺及技术操作规程施焊。
3.1.5.3
质量要求
建筑钢结构焊接质量检查应由专业技术人员担任，并经岗位培训取得质量检查员岗位合格证书。
3.1.6
施工工艺
3.1.6.1
工艺流程
清理焊接部位→检查构件组装质量→调整焊接工艺参数→按合理顺序施焊→自检、交检记录→考职检验员检查
3.1.6.2
操作工艺
（1）一般规定
①施焊前应复查装配质量和焊区的处理情况，当不符合要求时，应修整合格后方可施焊。
②对接接头、自动焊角接接头及要求全熔透的焊缝，应在焊道的两端设置引弧和引出板，其材质和坡口形式应与焊件相同。
手工电弧焊应大于20mm。
焊后用气割切除引板，并修磨平整。
③引弧应在焊道处，不得擦伤母材。
④焊接时的起落弧点距焊缝端部宜大于10mm，弧坑应填满。
⑤多层焊接宜连续施焊，注意各层间清理和检查，有缺陷要及时清除后再焊。
⑥焊缝出现裂纹时要查清原因，订出返修工艺后在处理。
⑦焊缝的返修应按返修工艺进行，同一部位的返修次数不宜超过两次。
⑧雨雪天气时不得露天焊接。
在四级以上风力下焊接，应采取防风措施。
（2）焊接参数的选择
手工电弧焊的工艺规范参数主要有：
焊接电流、焊条直径和焊接层次。
焊接工艺参数的选择，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。
①焊条直径的选择
焊条直径一般根据构件厚度及焊接位置来选择，见表3.1.6.2-1。
平焊时焊条直径可选择大些，立焊时焊条直径不大于5mm，仰焊和横焊最大焊条直径为4mm，多层焊及坡口第一层焊缝使用的焊条直径为3.2～4mm。
焊条直径的选择
表3.1.6.2-1
焊件厚度（mm）
4～5
6～12
≥13
焊条直径（mm）
3.2
3.2～4
4～6
②焊接电流
（a）手工电弧焊焊接电流按经验公式计算：
I=Kd
式中I-----焊接电流，A；
d-----焊条直径，mm；
K-----系数，一般为35～50，A/mm，K和d的关系见表3.1.6.2-2
焊接电流经验系数
表3.1.6.2-2
1.6
2～2.5
4～∮6
经验系数（A/mm）
20～25
25～30
30～40
40～50
立焊、横焊、仰焊时焊接电流应比平焊时小10%～20%。
焊条直径与电流的匹配参数见表3.1.6.2-3。
2.0
2.5
4.0
5.0
5.8
电流（A）
25～40
40～60
50～80
100～130
160～210
200～270
260～300
打底焊时，特别是焊接单面焊双面成形焊道时，使用的焊接电流要小；
填充焊时，通常用较大的焊接电流；
盖面焊时，为防止咬边和获得较美观的焊缝，使用的电流稍小些。
碱性焊条选用的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，要通过试焊调整。
（3）焊接层次。
中、厚钢板手工电弧焊应采用多层多道焊。
对同一厚度的材料，其他条件不变时，焊接层次增加，热输入量减少，有利于提高焊接接头的塑性和韧性。
但层数过多，焊件变形程度会增大，焊接时应根据情况合理选择。
多层焊的施焊应符合下列要求：
①厚板多层焊时应连续施焊，每一焊道焊接完成后应及时清理焊渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊。
在连续焊接过程中应控制焊接区母材温度，使层间温度上、下限符合工艺文件要求。
遇有中断施焊的情况，应采取适当的后热、保温措施，再次焊接时重新预热温度应高于初始预热温度；
②坡口底层焊道采用焊条直径应不大于Φ4mm，焊条底层根部焊道的最小尺寸应适宜，最大厚度不应超过6mm。
③手工电弧焊工艺参数示例见表3.1.6.2-4。
4）焊前预热
①根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件约束条件确定预热温度。
焊接坡口角度及间隙增大时，应相应提高预热温度。
②根据熔敷金属的扩散氢含量确定预热温度。
扩散氢含量高时应适当提高预热温度。
当其他条件不变时，使用超低氢型焊条打底预热温度可降低25～50℃。
③根据焊接时热输入的大小确定预热温度。
当其他条件不变时，热输入增大5kJ/cm，预热温度可降低25～50℃。
④根据接头热传导条件选择预热温度。
在其他条件不变时，T形接头应比对接接头的预热温度高25～50℃。
但T形接头两侧角焊缝同时施焊时应按对接接头确定预热温度。
⑤施焊环境温度确定预热温度。
操作地点环境温度低于常温时（高于0℃），应提高预热温度15～25℃。
（5）焊接变形控制
①在组装好的构件上施焊，应严格按焊接工艺规定的参数以及焊接顺序进行，以控制焊后构件变形。
②控制焊接变形，可采取反变形措施，其反变形参考值见表3.1.6.2-5。
焊接收缩量见表3.1.6.2-6。
3）在约束焊道上施焊，应连续进行；
如因故中断，再焊时应对已焊的焊缝局部做预热处理。
4）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。
5）因焊接而变形的构件，可用机械（冷矫）或在严格控制温度的条件下加热（热矫）的方法进行矫正。
①普通低合金结构钢冷矫时，工作地点温度不得低于-16℃；
热矫时，其温度值应控制在750~900℃之间。
②普通碳素结构钢冷矫时，工作地点温度不得低于-20℃；
热矫时，其温度值不得超过900℃。
③同一部位加热矫正不得超过2次，并应缓慢冷却，不得用水骤冷。
（6）操作技术
①引弧
焊条电弧焊的引弧有擦划法和碰击法两种。
对受压部件来说，不得在焊缝外引弧。
②运条
引燃电弧后，焊条要保持三个基本方向，即朝着熔池方向逐渐送进；
横向摆动以及沿着焊接方向移动，以使焊缝形成良好。
③收弧
收弧时，应将熔池填满，使焊缝终端具有与正常焊缝相同的尺寸。
④平焊
a.焊缝基本处于水平位置，允许使用直径较大的焊条和较大的电流。
b.为防止熔渣和铁水出现混合不清现象，将电弧少许加长，同时将焊条向前倾倒，并做往熔池后面推送熔渣动作。
c.平对接焊焊件厚度小于6mm时，可不开坡口。
焊正面焊缝时，应采用3mm～4mm直径焊条，采用短弧焊接。
焊接时，运条方法采用直线形，运条速度应慢些。
焊件大于6mm时应开坡口，进行多道焊或多层焊时，焊第一层的打底焊道，应选用较小直径焊条，采用直线形或直线往复形运条方法焊第二层以上,采用直径较大焊条或较大的焊接电流进行短弧焊接，用月牙形或锯齿形运条方法。
d.DT形接头平角焊时,根据两板厚度调节焊条角度。
如果焊接两板厚度不同的焊件时，电弧要偏向厚板一边。
对于焊脚尺寸小于8mm的焊缝，采用单层短弧焊，焊条角度与水平板成45°
，与焊接方向成65°
～80°
夹角，用直线形运条法。
当焊脚尺寸大于8mm～10mm时，采用多层焊或多层多道焊。
除第一层焊道外，均采用斜圆圈形或锯齿形运条法。
⑤立焊
对焊时，焊条与焊件的角度左右方向各为90°
，向下与焊缝成60°
。
而立脚焊时，焊条与两板之间各为45°
，向下与焊缝成用较小的焊条60°
用较小的焊条直径和焊接电流，以减小熔池体积，防止熔化金属下流。
⑥横焊
操作时应采用短弧、较小直径的焊条及适当的电流和运条法。
对于不开坡口的横对接焊，宜选用3.2mm直径的焊条。
焊件较薄时，用直线往复形运条方法；
焊件较厚时，用直线形或圆圈形运条法。
焊接开坡口的横对接焊缝时，用多层焊。
焊第一层时，焊条直径3.2mm，可应用直线形运条方法，第二层以上用斜圆圈形运条法。
⑦仰焊
a.必须保持最短的电弧长度。
b.焊条直径和焊接电流应比平焊时小些。
c.对于不开坡口的仰焊对接焊，当焊件厚度小于4mm时，选用3.2mm直径焊条施焊时，应用直线形或往复运条方法，焊条与焊接方向的角度为70°
，左右方向为90°
。
d.当焊件厚度大于5mm时，应开坡口进行对接焊，用多层焊或多道焊。
⑧定位焊缝的焊接
焊前为装配和固定焊件接头的位置而焊接的短焊缝，由于定位焊缝较小，焊接过程不够稳定，容易产生各种焊接缺陷。
其技术要点如下：
a.定位焊缝的起头和结尾处应圆滑不应过陡，防止造成未焊透。
b.焊件在焊接时如需预热，则定位焊缝焊接时亦应进行预热，预热温度与正式焊接时相同。
c.定位焊缝为间断焊缝，焊件温度比正常焊接时低些，由于热量不足而产生未焊透，焊接电流应比正式焊接时高10％～15％左右。
d.定位焊缝尺寸见表3.1.6.2-7
定位焊缝尺寸
表3.1.6.2-7
焊件厚度
定位焊缝高度
焊缝长度
间距
≤4
<
4
5～10
50～100
4～12
3～6
10～20
100～200
>
12
15～30
100～300
e.不能在焊缝交叉处和方向急剧变化处进行定位焊，应离开50mm左右距离，方可进行。
f.在低温下进行定位焊缝易开裂，为了防止开裂，应尽量避免强行组装后进行定位焊，焊缝长度应适当加大，必要时采用碱性低氢型焊条，而且要特别注意定位焊后应尽快进行正式焊接，并焊满整个焊缝，避免中途停顿或存放过长时间。
⑨薄板焊接操作技术
厚度不大于2mm的板称作薄板。
薄板焊接时的主要困难是容易烧穿、变形较大及焊缝成型不良，其主要操作要点如下：
a.装配间隙应越小越好，最大不要超过0.5mm，焊口边缘的切割熔渣和剪切毛刺应清除干净。
b.两板装配时，对口处的对接偏差不应超过板厚的1/3，对某些要求高的焊件，偏差不应大于0.2mm～0.3
mm。
c.应采用较小的焊条（2.0mm～3.2mm）进行焊接。
定位焊的间距适当小些，定位焊缝呈点状，在间隙较大处定位的间距应更小些。
d.焊接时应采用短弧直线焊接，焊条不需要摆动，以得到小熔池和整齐的焊缝表面。
e.对可移动的焊件可将焊件一头垫起，将焊件倾斜呈15°
～20°
进行下坡焊，这样可提高焊速和减小熔深，对防止烧穿和减少变形。
f.对不能移动的焊件可进行灭弧焊接法，即焊接一段后发现熔池将要烧穿时，立即灭弧，可使焊接处温度降低，然后再进行焊接。
也可采用直线形前后往复焊接（向前时电弧稍高些）。
⑩管子的焊接技术
管子对接焊可分滚动焊和固定位置焊（其中又分为加障碍物和不加障碍物）两种。
管子固定位置焊分为水平固定和垂直固定等。
a.管子滚动焊—管子滚动焊接是在水平位置上一面转动管子一面进行焊接。
通常采用两种方法：
一是把管子分成四段。
在立焊位置，先焊好两段焊缝，再将管子转动90°
，仍在立焊位置焊好后段焊缝，以完成层焊的焊接。
在焊以后各层时，方法与上述相同，但应注意使层与层之间的焊接方向相反并把接头错开。
b.管子水平固定焊—水平固定管对接环焊缝焊接的特点：
焊缝包括平、立、仰等多种位置，管子水平固定焊的装配要求较高，两根管轴线必须同心。
由于先焊管子下部，为补偿焊缝收缩，上部装配间隙应比下部留得大一些。
焊接大厚壁管时，焊件应保持有较高的温度，以防开裂。
收弧时应填满弧坑。
定位焊两端应平滑过渡，根部应尽可能焊透。
施焊时将管子分成左右两部分。
右半圈的焊接一般从仰焊部位中心线前5mm～15mm引弧，提前按管径选择，管径小时取下限值。
在焊接左半圈焊缝要有一仰焊起点和一个平焊终点。
c.管子垂直固定焊—焊接管子垂直固定，焊接与板材横焊操作基本相同，不同点是圆弧形，焊条要随圆弧移动。
d.单面焊双面成型焊一在焊缝坡口一侧进行焊接，使焊缝正、背面成形良好，而无缺陷的焊接技术。
这种技术关键是在焊接过程中在熔池前保持一个熔孔，并尽量使熔孔直径均匀，其尺寸应控制在焊条直径的0.5～1.5倍之间，否则易造成未焊透。
（7）焊缝缺陷产生原因及防止措施
焊缝易产生的缺陷种类为：
气孔、夹渣、咬边、熔宽过大、未焊透、焊瘤、表面成形不良如凸起太高、波纹粗等。
缺陷产生的原因和防止措施列于表3.1.6.2-8。
（8）焊缝缺陷的返修
①焊缝缺陷的返修按照返修工艺的要求和措施进行，并做好返修后的质量检查。
必要时，返修工艺要通过工艺评定试验确认，编制焊接工艺规程指导返修工作。
由于上述原因，同一部位的焊缝返修次数不应超过两次，力求一次合格。
②缺陷的清除可根据材质、板厚、缺陷部位、大小等情况，采用碳弧气刨、手工铲磨、机械加工或气割等方法。
碳弧气刨操作灵活、方便，适用于各种小缺陷，一般碳素钢、普通低合金钢和不锈钢都可以用。
高强度、对冷裂十分敏感的钢，不宜采用碳弧气刨。
手工铲磨的工具主要是风铲、风动或电动砂轮、角向磨光机等。
气割清除用于整条焊缝的返修，对于易淬火的低合金高强钢、气割后应将割面氧化层磨掉，并打磨出金属光泽。
③焊缝返修除应按工艺要求操作外，还应注意以下几个问题:
a.返修采用的焊接材料、焊材烘干条件、预热、层间温度控制均应与原焊接相同。
b.挖除缺陷时，每侧不应超过板厚的2/3，如已达到板厚的2/3仍
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