通用焊接工艺规范.docx
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通用焊接工艺规范
通用焊接工艺规范
1范围
本规范规定了钢结构产品焊接的要求、常用焊接方法、工艺参数及检验等。
本规范适用于钢结构产品的焊接件，其它产品的焊接件可参照执行。
2 规范性引用文件
本规范引用下列文件中的条款而成为本规范的条款。
GB/T19867电弧焊焊接工艺规程
GB/T 985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸
GB/T3323 钢融化焊对接接头射线照相和质量分级
GB11345-88 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GB50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范
GB/T 19804 焊接结构的一般尺寸公差和形位公差
JB/T9186二氧化碳气体保护焊工艺规程
JB/T 3223 焊接材料质量管理规程
JB/T 5943 工程机械焊接件通用技术条件
JB/T 6046 碳钢、低合金钢焊接构件 焊后热处理方法
JB/T 6061 焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕的分级
Q/XZ GY022 桥梁构件产品焊接工艺通用规范
TB10212铁路钢桥制造规范
3.要求
3.1.1焊接件的原材料（钢板、型钢、钢筋等）和焊接材料（焊条、焊丝、焊剂、保护气体等）进厂时，应经质检部门按有关标准检验合格后方可入库和使用。
3.1.2 焊接件材料的钢号、规格尺寸应符合设计图样要求。
3.1.3 焊接材料的使用及管理应符合JB/T 3223的规定。
3.1.4 钢材在下料前的形状公差应符合国家或行业标准的有关规定，否则应予矫正，使之达到要求。
矫正时，其伤痕深度：
钢板应不大于0.5mm,,型钢应不大于1mm。
3.2 焊接零件在下料后及焊装前的未注公差（一般公差）
3.2.1下料零件未注公差尺寸的极限偏差应符合TB10212中的有关规定。
3.2.2 下料零件的未注形位公差应符合JB/T 5943中的有关规定。
3.3 焊前要求
3.3.1 焊接前的零件应经检验合格后方可焊接。
3.3.2焊接前应清除焊接区域的铁锈、氧化皮、油污、油漆等杂质，使焊接零件表面露出金属光泽。
灰尘、油、脂可用挥发性脱脂剂或无毒溶剂擦洗。
油漆和其它不溶于脱脂剂的材料可用三氯甲烷、碱性清洗剂或专用化合物清洗。
一般要求在清洗后24h内施焊，逾期应重新清洗。
清理区域为离焊缝边缘不小于15mm。
3.3.3焊接前电焊条应经过烘焙，严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。
焊丝应清洁、干燥。
3.3.4焊接零件的焊缝坡口型式与尺寸应符合GB/T985或设计图样的要求（见附表1）。
坡口部位若有影响焊接质量的局部分层、夹杂、裂纹等缺陷应消除。
3.3.5焊接装配
3.3.5.1焊接装配应按设计图样及工艺文件要求进行。
3.3.5.2焊接装配所使用的铸铁或铸钢平台的平面度应不大于1mm/㎡，整块平台的平面度应不大于1.5mm/㎡，两块以上平台拼装成的平台的平面度应不大于2mm/㎡。
3.3.5.3焊接装配间隙应符合设计图样或有关标准规定。
3.3.5.4焊接装配所使用的工装应符合工艺文件规定。
3.3.5.5焊接装配定位焊
3.3.5.5.1焊接装配定位焊所使用的焊接材料性能应与正式焊缝焊接时所使用的焊接材料的性能相同。
3.3.5.5.2定位焊缝应有足够的强度，一般定位焊缝的长度和间距见下表。
焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的一半，且不应大于8mm。
定位焊一般应距焊缝端部30mm以上，（特殊情况除外）。
定位焊缝的长度和间距
板厚
定位焊缝长度
定位焊缝间隔
<2
8~12
50~70
2~6
12~20
70~200
>6
20~50
200~500
3.3.5.5.3定位焊缝不应有裂纹，不应有超标的夹渣、气孔等缺陷，如发现有焊接缺陷，应彻底清除，重新进行定位焊。
定位焊缝应填满弧坑。
3.3.5.5.4在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不得有定位焊缝，定位焊缝一般应离开该处40mm以上。
3.3.5.5.5当正式焊缝焊接需要预热时，装配定位焊时也要预热，而且预热温度要比正式焊缝焊接预热温度高30℃以上。
3.3.5.5.6与母材焊接的工卡具其材质宜与母材相同或同一类别号，应在整个焊缝焊接及热处理完毕并经检验合格后方可拆除。
拆除工卡具时不应损伤母材，拆除后应将残留焊疤打磨修整至与母材表面齐平。
3.3.6焊前预热
3.3.6.1低碳钢的焊接件，一般无须预热就可进行焊接。
当环境温度低于0℃或者厚度较大时，焊前也应根据工艺要求进行预热和缓冷。
3.3.6.2低合金结构钢的焊接件，应综合考虑碳当量、构件厚度、焊接接头的拘束度、环境温度以及所使用的焊接材料等因素。
焊接预热温度可按表4的规定选用。
当采用非低氢焊接材料焊接时，应适当降低临界板厚或者适当提高预热温度。
具体构件的预热温度由技术人员根据结构具体情况确定。
焊接预热温度
钢号
厚度（mm）
焊前预热（℃）
Q295
不预热
Q345
≤40
不预热
＞40
≥100
Q390
≤32
不预热
≤32
≥100
3.3.6.3不同材质之间焊接预热温度按焊接性差的一种选定。
3.3.6.4同种材质而厚度不同时，焊接预热温度按厚度大的确定。
3.3.6.5预热区域为焊缝每侧距焊缝中心不小于2t（t为板厚），且不小于50mm。
3.3.6.6特殊材料或特殊结构焊接预热温度、层间温度、后热或焊后热处理按工艺要求进行。
3.3.7氩弧焊和CO2保护焊的作业条件
a）相对湿度不大于90%；
b）温度不低于5℃；
c）风速不大于2m/s，否则应设置挡风装置；
d）雨雪天气禁止露天焊接。
3.3.8首次采用的新钢种、新焊条和焊丝的焊接工艺，应在正式焊接前做出工艺试验，评定合格后，方能焊接。
3.3.9焊件应采用下列防止变形措施：
3.3.9.1焊接顺序应对称进行，当从中心向外进行焊接时，具有大收缩量的焊缝宜先施焊，整条焊道应连续焊完。
3.3.9.2焊件宜进行刚性固定或采取反变形方法，并应留有收缩余量。
3.4焊接要求
3.4.1焊接应在焊接装配合格后进行，并严格按照设计图样及工艺文件中所规定的焊接设备、工艺参数、焊接方法及步骤等要求施焊。
3.4.2焊件应放置平整，不允许随便摆放进行焊接。
3.4.3对有预热和后热要求的焊缝，要严格按照焊接工艺规定的预热温度、预热范围、后热温度及时间做好焊前预热、后热和缓冷工作。
有预热要求的焊缝，最低层（道）间温度不得小于预热温度，最高层（道）间温度应不超过250℃。
3.4.4焊接前应在废钢板上调试好焊接电流后才允许正式施焊在零件上。
3.4.5焊接电源地线应与焊件母材紧固，保证接触良好。
3.4.6严禁在焊缝以外区域引弧。
对于重要焊缝，在焊缝两端应设置尺寸合适的引弧板和引出板。
当不能使用引弧板和引出板时，应注意防止在引弧处和收弧处产生焊接缺陷。
3.4.7焊接时应注意焊道的起焊点、终焊点及焊道的接头处，防止产生焊接缺陷。
多层多道焊时，每层（道）换焊条处的接头应相互错开，每焊完一道焊缝，应把熔渣、飞溅等杂质清理干净，并认真检查焊缝质量，确认无缺陷后，再焊下一道焊缝（若发现前道焊缝有缺陷，则应彻底清除焊接缺陷后才允许继续焊接）。
3.4.8除工艺或检验要求需分次焊接外，每条焊缝宜一次连续焊完，当因故中断焊接，再次焊接前应检查焊层表面，确认无裂纹后，方可按原工艺要求继续施焊。
3.4.9采用“气体保护焊”时，应将气体流量按规定调试好，并送气约半分钟，把输气管内的空气排放干净后，才允许在焊件上施焊。
当气瓶压力低于0.5MPa时，该气瓶必须重新充气后方可使用。
应及时清除附在导电嘴和喷嘴上的飞溅物，确保良好的保护效果。
3.4.10打底焊层高度应不超过4mm；填充焊层高度一般为3mm～5mm；盖面焊时，焊接熔池边缘应超过坡口棱边0.5mm～1.5mm,防止咬边。
3.4.11应经常清理送丝软管内的污物。
半自动焊接时，送丝软管的曲率半径不得小于150㎜。
3.4.12焊接完后，应将焊缝表面的熔渣、飞溅等杂质清除干净
3.5焊后要求
3.5.1焊接件的未注公差（一般公差）
3.5.1.1焊接件的线性尺寸未注极限偏差和未注形位公差应按表5的规定选用。
当设计图样中未注明公差等级时，伸缩装置产品的线性尺寸的未注极限偏差按C级执行，未注形位公差按G级执行，其它产品的线性尺寸的未注极限偏差按B级执行，未注形位公差按F级执行。
表中未规定的形位公差按JB/T5943中的有关规定执行。
表5焊接件的线性尺寸未注极限偏差和未注形位公差mm
公称尺寸范围
线性尺寸极限偏差
直线度、平面度、平行度公差
公差等级
公差等级
A
B
C
D
E
F
G
H
2～30
±1
30～120
±1
±2
±3
±4
0.5
1
1.5
2.5
120～400
±1
±2
±4
±7
1
1.5
3
5
400～1000
±2
±3
±6
±9
1.5
3
5.5
9
1000～2000
±3
±4
±8
±12
2
4.5
9
14
2000～4000
±4
±6
±11
±16
3
6
11
18
4000～8000
±5
±8
±14
±21
4
8
16
26
8000～12000
±6
±10
±18
±27
5
10
20
32
12000～16000
±7
±12
±21
±32
6
12
22
36
3.5.1.2角度尺寸的未注极限偏差按GB/T19804中的有关的规定选用。
当设计图样中未注明公差等级时，按B级执行。
3.5.2焊缝质量要求
3.5.2.1焊缝外形应均匀、成型良好，焊道与焊道及焊道与基本金属之间应平滑过渡。
焊渣和飞溅物等杂质应清除干净。
3.5.2.2焊缝的形状偏差和外部缺陷要求应符合JB/T5943中的有关规定。
当设计图样中未注明焊缝表面质量等级或探伤要求时，一般按普通焊缝等级执行。
3.5.2.3焊缝的内部缺陷要求，用超声波探伤和射线照相方法检验时，应分别符合GB/T11345和GB/T3323中的规定。
对于关键焊缝一般不低于Ⅱ级质量要求，对于普通焊缝一般不低于Ⅲ级质量要求。
3.6焊后处理
3.6.1变形的焊接件,可用机械（冷矫）或在严格控制温度下加热（热矫）的方法进行矫正。
3.6.2焊后消除应力处理可按JB/T6046的规定进行。
3.7焊接的其它要求应符合有关标准或设计图样和工艺文件的规定。
4.主要焊接方法及工艺参数
4.1CO2气体保护焊
4.1.1主要焊接设备KRⅡ-350、KRⅡ-500、HKR－500、CO2气保焊机、NBC-500、IGBT逆变式气保焊机等
4.1.2主要焊接工艺参数见表6。
表6CO2气体保护焊的主要焊接工艺参数
焊丝牌号
焊丝直径mm
焊接电流A
焊接电压V
焊接速度cm/min
送丝速度cm/min
焊丝伸出量mm
气体流量L/min
气体纯度%
H08Mn2SiA等
φ1.2
180～300
18～30
35～50
850～1200
10～16
10～20
≥99.5
4.2钨极氩弧焊
4.2.1主要焊接设备WSM7-400IGBT逆变式直流脉冲氩弧焊机、TXⅡ-400IGBT直流氩弧焊机等
4.2.2主要焊接工艺参数见表7。
表7钨极氩弧焊的主要焊接工艺参数
钨级直径mm
焊接电流A
焊接电压V
氩气流量L/min
钨级伸出长度mm
焊接速度cm/min
气体纯度%
φ2～φ3
90～130
12～16
8～15
7～8
23～35
≥99.7
4.3手工电弧焊
4.3.1主要焊接设备BX3系列交流弧焊机等
4.3.2主要焊接工艺参数见表8。
表8手工电弧焊的主要焊接工艺参数
常用焊条牌号
焊丝直径mm
焊接电流A
焊接电压V
焊接速度cm/min
冷却方式
J422（E4303）、J506、J507等
φ3.2
100～140
18～23
50～60
空冷
φ4
130～160
5焊接检验
5.1检验方法
5.1.1用通用量具或样板检验焊缝的几何形状和尺寸。
5.1.2用目测或磁粉探伤等方法检验焊缝的外部缺陷。
磁粉探伤应符合JB/T6061的规定。
5.1.3用超声波探伤、射线照相或钻孔等方法检验焊缝的内部缺陷。
超声波探伤应符合GB/T11345的规定，一般选用B级检验等级；射线照相应符合GB/T3323的规定；钻孔检验应符合JB/T5943中的有关规定。
5.2检验规则
5.2.1焊接件的检验应按设计图样、工艺文件及本规范的规定进行。
5.2.2对重要焊接件（属关键焊缝等级），应逐件对外观、几何形状尺寸及外部缺陷进行检验，必要时应进行无损探伤、钻孔检验和焊缝的机械性能试验。
5.2.3一般焊接件（属普通焊缝等级），应逐件对外观和外部缺陷进行检验，对几何形状尺寸应进行抽检。
抽检数量为每批同类构件的10％，但不少于3件，被抽检构件中每种焊缝按条数各抽检5％，但不少于1条，总抽检数不少于10条。
抽检后，若有一条不合格，则应再抽取双倍进行复检，复检后仍有一条不合格，则判定该批不合格。
5.2.4不合格的焊缝经有关人员同意后，可进行返修，并按返修工艺文件进行。
经返修的焊缝应按原焊缝相同的要求和标准进行复检。
焊缝同一部位的返修次数不超过两次。
6.焊接应力控制
构件焊接时产生瞬时内应力,焊接后产生残余应力,并同时产生残余变形,这是不可避免的现象。
因此,对于一些构件截面厚大,焊接节点复杂,拘束度大,钢材强度级别高,使用条件恶劣的重要结构要注意焊接应力的控制。
控制应力的目标是降低其峰值使其均匀分布,其控制措施有以下几种:
1）减小焊缝尺寸:
焊接内应力由局部加热循环而引起,为此,在满足设计要求的条件下,不应加大焊缝尺寸和层高,要转变焊缝越大越安全的观念。
2）减小焊接拘束度:
拘束度越大,焊接应力越大,首先应尽量使焊缝在较小拘束度下焊接,尽可能不用刚性固定的方法控制变形,以免增大焊接拘束度。
3）采取合理的焊接顺序:
在焊缝较多的组装条件下,应根据构件形状和焊缝的布置,采取先焊收缩量较大的焊缝,后焊收缩量较小的焊缝;先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝,后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝的原则。
4）降低焊件刚度,创造自由收缩的条件。
5）锤击法减小焊接残余应力:
在每层焊道焊完后立即用圆头敲渣小锤或电动锤击工具均匀敲击焊缝金属,使其产生塑性延伸变形,并抵消焊缝冷却后承受的局部拉应力。
但根部焊道、坡口内及盖面层与母材坡口面相邻的两侧焊道不宜锤击,以免出现熔合线和近缝区的硬化或裂纹。
高强度低合金钢,如屈服强度级别大于 345ＭＰａ时,也不宜用锤击法消除焊接残余应力。
先焊纵对接焊缝再焊横对接焊缝，使用分段分层法施焊，每700MM做一焊段由里往外方向施焊。
附表1
钢焊件常见坡口形式和尺寸
序号
适用板厚㎜
厚度T（mm）
坡口名称
坡口形式
坡口尺寸
间隙C
（mm）
钝边P
（mm）
坡口角度
（α ）（°）
1
1~9
1~2
I型坡口
0~0.5
—
—
>2~4.5
0~2
>4.5~9
1.0~2
3~12
3~4.5
0~1
>4.5~9
0~1.5
>9~12
0~2
2
5~50
5~10
V型坡口
0~2
0~3
45~50
55~65
>10~20
0~5
45~60
>20~50
50~60
>10~20
4~5
0~3
35~50
3
5~50
5~10
带垫板
V型坡口
2~4
0~2
35~45
>10~20
4~5
0~3
35~50
>20~50
5~6
50~60
4
10~100
10~20
X型坡口
0~2
0~5
45~50
>20~40
0~7
45~60
>40~80
50~60
5
1~60
1~2
T型接头I型坡口
0~0.5
—
—
>2~4.5
0~1
—
—
>4.5
0~2
—
—
6
5~40
5~10
T型接头单边V型坡口
0~2
0~3
40~45
>10~20
0~5
45~60
>20~40
50~60
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