某站房钢结构焊接施工方案.docx
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某站房钢结构焊接施工方案
某站房钢结构现场施工焊接与质量控制
本工程主结构钢结构的焊接工作量大部分在工厂内完成，现场主结构的焊接主要指钢柱的对接焊接，梁柱、梁与梁钢性连接以及联系桁架与组合截面钢梁的焊接连接。
1、焊接质量控制要求：
1.1所有构件的拼接节点均为等强连接，采用坡口全熔透焊，焊缝质量等级为一级。
1.2支座连接节点处，杆件、板件的焊接采用坡口全熔透焊，焊缝质量等级为一级。
其余的坡口全熔透焊为二级焊缝。
角焊缝为三级。
1.3钢管（空心构件）端部采用5mm厚钢板封头，并采用连续焊缝密闭，使内外空气隔绝，并确保组装、安装过程中构件内部不积水。
1.4钢管插入节点板的连接焊缝要求如下：
焊缝应沿全周连续焊接并平滑过渡。
钢管与节点板的连接焊缝为受力焊缝，封板与节点板以及钢管的连接焊缝为构造焊缝，以保证钢管密封。
1.5焊接顺序的选择应注意：
使焊接变形和收缩量最小；使焊接过程中加热量平衡；收缩量大的部位先焊；收缩量小的部位后焊；尽量采用对称焊法。
1.6在中厚板（20mm以上）的焊接中，应注意采取一切必要措施，防止在厚度方向出现层状撕裂。
1.7焊缝质量检查：
（1）焊接施工过程中，必须做好记录，施工结束时，应准备一切必要的资料以备检查。
（2）焊缝表面缺陷应100％检查，检查标准按照现行国家有关规范进行。
（3）焊缝内部缺陷检查：
要求全焊透的一、二级焊缝应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。
2、焊前准备
（1）、人员准备
本工程从事焊接作业的人员，从工序负责人到作业班长仍至具体操作的施焊技工、配合工以及负责对焊接接头进行无损检测的专业人员，均为资格人员和曾从事过配合作业的人员，既便是辅助工，也须通晓焊接作业平台的具体搭设及作业顺序和作业所须时间，从而准备好焊前工作，包括工完场清的具体要求及焊材的分类，首先从人员组织上杜绝质量事故发生。
（2）、主要设备机具的准备
由于当地环境为秋天及冬天多风天气，所以本工程准备主要采用手工焊接，所以应配备完好的数量足够的设备以及机具，具体设备机具见主要设备机具计划表。
焊接设备示意
焊接设备示意
（3）、焊接方法及焊接材料：
现场焊接采用手工电弧焊。
用于焊接Q235B钢材的手工电弧焊焊条采用E4303（J422）型；用于焊接Q345B和Q345C钢材的手工电弧焊焊条采用E5015（J507）型。
用于不同强度的钢材焊接时，应根据低强度钢材相适应的焊接材料。
（4）、技术准备
焊接管理人员在焊接施工前应认真阅读本工程的设计文件，熟悉图纸规定的施工工艺和验收标准。
认真做好技术准备工作，根据《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2002的规定编制符合本工程情况的焊前工艺评定计划书，完成同有关部门及工程监理单位的报批程序，组织好工艺评定的场地、材料、机具试验单位联系、检测器具及评定记录表格。
根据本工程焊接工艺评定的结果编制作业指导书，完成人、机、料的计划及组织。
根据本工程的具体情况，完成焊接施工前的准备工作，及本工序的施工技术交底和施工安全交底工作。
（5）、焊缝坡口形式:
现场钢柱地面拼装焊缝坡口形式根据设计要求和规范要求设计，坡口形式及工艺要求如下：
（6）、焊接方法一般为向下横焊和立焊，以保证焊接的质量,特殊区域也可采用仰焊；
（7）、焊接按标准或工艺评定要求；
（8）、对接的焊接形式
1）、箱形钢柱K型坡口水平横焊缝
采用单面全熔透焊，内加衬垫板，对称的两个柱面由两名焊工同时对称施焊，分多道逐步焊接完成。
2）、全熔透单面焊
H型钢梁采用钢板水平对接的全熔透单面焊形式，焊缝下部衬垫板，有K型和V型坡口焊两种，大部分为平焊。
为了防止或减少焊接对钢板产生的弯曲变形，装配时，可将先焊面适当凸高一些，或者在焊缝两侧板上装焊加固板后再焊接。
3）、柱梁刚型连接接头
钢梁上下翼板与钢柱水平对接的全熔透单面焊形式，焊缝下部衬垫板。
安装时先将腹板进行栓接，在施焊翼板。
翼板的焊接顺序采用先下后上的顺序，翼板大于30mm厚度时，宜上下翼板轮换施焊。
3、焊接施工
（1）、焊前检查
选用的焊材强度和母材强度应相符，焊机种类、极性与焊材的焊接要求相匹配。
焊接部位的组装和表面清理的质量，如不符合要求，应修磨补焊合格后方能施焊。
各种焊接法焊接坡口组装允许偏差值应符合《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002第四章4.2.2～4.2.7表中之规定。
（2）、焊前清理
钢柱接头焊前清理
认真清除坡口内和垫于坡口背部的衬板表面油污、锈蚀、氧化皮，水泥灰渣等杂物。
（3）、垫板、引弧板，引出板的装配
垫板、引弧板、引出板的装配要求：
①.垫板、引弧板，引出板其材质应和被焊母材相同，坡口型式应与被焊焊缝相同，禁止使用其它材质的材料充当引弧板、引出板和垫板。
②.手工电弧焊焊缝引出长度应大于50㎜。
其引弧板和引出板宽度大于50㎜，长度不小于50㎜，厚度应不小于8㎜。
③.焊接完成后，应用火焰切割去除引弧板和引出板，并修磨平整，不得用锤击落。
（4）、焊接环境
焊接作业区域设置防雨、防风及防火花坠落措施。
钢柱、钢梁连接部位及柱间支撑节点连接处焊接专门设置供2名焊工同时同台作业的焊接操作方形平台。
焊接防护棚高空焊接悬挂架
平台上除密铺脚手板外，还采用石棉布铺垫于脚手板上，以防止焊接火花坠落烫伤他人，并在平台四周和顶部固定防风帆布，杜绝棚外风力对棚内焊接环境的侵扰。
对于柱与梁，主梁与次梁节点连接处焊接设置防风、防高温熔滴飞溅箱笼式防护架，严密防护。
（5）、定位焊
定位焊必须由持相应合格证的焊工施焊。
所有焊材应与正式施焊相同。
定位焊焊缝应与最终的焊缝有相同的质量要求。
钢衬垫的定位焊宜在接头坡口内焊接，定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3定位焊焊缝长度不宜大于40㎜，间距宜为500－600㎜，并应填满弧坑。
定位焊预热温度应高于正式施焊预热温度。
当定位焊缝有气孔或裂纹时，必须清除后重焊。
4、焊接工艺流程
严格按“焊接工艺评定试验”焊接工艺参数和作业顺序施焊。
焊接工艺流程图
5、焊接工艺参数
（1）、预热
根据AWS.D1.1第四章表4-2的要求，当板厚小于25mm、被焊件温度低于0℃时，母材需要进行预热，最低要达到21℃。
并在焊间始终保持不低于21℃；当板厚大于25mm时，应根据下表进行预热。
不同钢种的推荐预热温度（℃）
钢种
焊接
方式
板厚（mm）
备注
t≤30
30≤t≤60
60≤t≤80
80≤t≤120
Q235
手工
电弧焊
＞100
＞100
＞140
180
箱型梁焊预热要求与对接箱型柱相同
CO2
＞100
＞100
＞140
180
Q345
手工
电弧焊
150
150
160－180
200－220
CO2
150
150
160－180
200－220
预热范围应沿焊缝中心向两侧至少各100mm以上，并按最大板厚三倍以上范围实施。
加热过程力求均匀。
对于刚性较大、拘束应力较大的焊接接头，预热范围必须高于三倍板厚值。
当预热范围均匀达到预定值后，恒温20分钟～30分钟。
预热的温度测试须在离坡口边沿距板厚三倍（最低100mm）的地方进行。
采用表面温度计测试。
预热热源采用氧─乙炔中性火焰加热。
（2）、层温
焊接时，焊缝间的层间温度应始终控制在120℃～150℃之间，每个焊接接头应一次性焊完。
施焊前，注意收集气象预报资料。
预计恶劣气候即将到来，并无确切把握抵抗的，应放弃施焊。
若焊缝已开焊，要抢在恶劣气候来临前，至少焊完板厚的1/3方能停焊；且严格做好后热处理，记下层间温度。
各种不同钢种、不同厚度钢材的焊接层间温度见下表：
不同钢种、不同厚度钢材的焊接层间温度（℃）
钢种
板厚（mm）
焊接层间温度（℃）
Q235
30－60
160－180
Q345
60－100以上
180－150
（3）、后热与保温
本工程为保证焊缝中扩散氢有足够的时间得以逸出，从而避免产生延迟裂纹，焊后进行后热处理，后热温度为200℃～250℃，测温点选在直接加温处的相对部位,严禁在直接施热部位测试。
达此温度后用多层石棉布紧裹，保温的时间以接头区域、焊缝表面、背部均达环境温度为止。
（4）、本工程安装焊接手工电弧焊焊接参数，将根据材料种类和接头位置、坡口形式，模拟现场施工环境条件进行专题焊接工艺评定来确定。
现提供常规条件下的焊接参数：
序号
焊接作用
部位
焊材类型
焊材规格
焊接
电流
（A）
焊接
电压
（V）
气体
流量
（L/min）
电弧
极性
焊速
（cm/s）
1
柱梁封底层
H08Mn2SiA焊丝
φ1.2
150-180
28-31
50
阴
0.40
2
柱梁填充
H08Mn2SiA焊丝
φ1.2
230-280
35-37
50
阴
0.65
3
柱梁盖层
H08Mn2SiA焊丝
φ1.2
210-240
32-35
50
阴
0.60
焊08锰2硅高金属化学元素含量：
C=0.11%；Mn=1.80-2.10%；Si=0.65-0.95%；
P=0.03%；S=0.03%。
6、焊接顺序
就整个钢结构框架而言，箱型柱、H型柱、H型钢梁刚性接头焊接，应从整个结构的中部施焊，形成整体框架后向四周扩展续施。
施工中柱、梁施焊，应遵循下述原则：
（1）、箱形柱焊接
箱型柱中对称的两个柱面板要求由两名焊工同时对称施焊。
首先在无连接板的一侧焊至1/3板厚，割去柱间连接板，并同时换侧对称施焊，接着两人分别继续在另一侧施焊，如此轮换直至焊完整个接头。
这样两人对称的同步施焊顺序既便于操作又便于控制钢柱的偏斜。
箱型柱焊接顺序图
如遇焊缝间隙差过大，应先焊大间隙焊缝，把另外相对边点焊牢固，然后依前顺序施焊。
箱型柱焊接顺序
⑵工字梁焊接
对于工字梁焊接而言，应先焊下翼板，后焊上翼板。
先焊连接在同一钢柱的钢梁的一端，待直焊缝冷却至常温下，再焊钢梁另一端。
不得在同一根钢梁两端同时开焊，钢梁两个端头的焊接顺序应相同。
钢柱拼装在H型钢焊接在地面焊接时，应先焊翼缘板，后焊腹板，且两翼缘板应对称焊接。
7、焊接检验
钢结构的检验包含检查和验收两项内容，因而贯穿于整个焊接过程中，本工程焊接检查阶段和内容见下表所示：
检验阶段
检验内容
焊接施工前
焊接接头的组装，坡口的加工，焊接区域清理、引入、引出板安装及衬板贴紧情况
焊接施工中
焊接材料烘焙、焊工资质，焊接工艺参数，施焊中清理及清根情况
焊接施工后
无损探伤和外观检查
8、焊缝的外观检查
钢结构构件检查在焊接后自然冷却到工作环境温度后进行，采取眼睛观察、放大镜和量具检查，焊缝金属表面应平缓过渡焊波均匀，焊缝表面缺陷应符合建筑钢结构焊接的规定。
焊缝及外观处理
焊接完毕后，清理焊缝表面熔渣及两侧飞溅；检查合格后应在每个焊工施焊的焊缝附近用油漆写上焊工的钢印号或者进行其他有效标识，并作好外观质量记录。
焊缝外观检查及记录
9、焊缝的内部缺陷检查
焊后24小时后，检查外观是否有裂纹，然后进行规定比例的超声波无损检测。
无损检测探伤依据《钢结构焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345－89。
对于内部缺陷部位须清除（用磨光机或碳弧气刨）后进行返修，返修使用与正式焊相同的焊接工艺进行焊接，返修后应进行复探。
同一部位的返修次数不得多于两次，如果多于两次应制定专门的返修方案。
焊缝无损检测
10、焊缝质量等级及缺陷分级：
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