钢结构焊接工艺指导书.docx
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钢结构焊接工艺指导书
明拓集团铬业科技有限公司30万吨/年高碳铬铁工程
焊接作业指导书
编制：
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批准：
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编制单位：
华冶科工内蒙古明拓集团工程项目部
钢结构焊接作业指导书
明拓集团铬业科技有限公司30万吨/年高碳铬铁工程钢结构主体工程共有钢结构制安工作量约8000余吨，钢材选用Q345B，Q345C，Q345D，Q235B钢材厚度为4～50mm。
焊接过程中，严格遵守焊接工艺评定的要求，确保焊接质量。
1、焊接材料
1.1电焊条、埋弧焊丝、二氧化碳气体保护焊丝、埋弧焊剂都应有出厂质量证明书。
钢结构常用钢材所对应的焊材见附表
（一）。
一般焊接材料选用附表
（一）
钢材强
度等级
σ
（MPa）
钢号
手弧焊
焊条
埋弧焊
CO2气体保护焊
焊丝
焊剂
焊丝
235
Q235
E4303
E4301
E4316
E4315
E4310
H08A
H08MnA
HJ431
H10MnSi
H08MnA
345
Q345
E5016
E5015
不开坡口对接
H08MnA
中板开坡口对接
H08MnA
H10Mn2
H10MnSi
厚板深坡口
H10Mn2
HJ431
HJ350
H08Mn2SiA
1.2对各种焊材入库前都要进行严格的质量检查并应符合以下要求：
1.2.1气割所用氧气纯度不低于99.5%；乙炔气纯度不低于96.5；二氧化碳气体保护焊所用二氧化碳气纯度不低于99.5%，且含水量应小于0.05%，焊接重要结构时，其含水量应小于0.005%。
1.2.2电焊条的偏心度、药皮强度、药皮耐潮度等应符合要求。
1.2.3二氧化碳气体保护焊丝表面应光滑平整、焊丝的镀铜层均匀牢固、焊丝的挺度应能使焊丝均匀连续送进。
1.2.4埋弧自动焊丝表面无锈蚀、无油垢。
1.2.5埋弧自动焊剂的颗粒度、含硫、磷量、含水量以及机械夹杂物均应符合要求。
1.3各种焊材应在干燥通风良好的焊材仓库中存放，并应按种类、牌号、批号、规格、入库时间分类堆放，每垛应有明确的标志，不得混放。
1.4发放、烘干焊条和焊剂要有专人负责，要有焊条、焊剂烘干记录、领取和发放记录，尤其不可将碳素钢埋弧焊丝、焊剂与低合金钢埋弧焊丝、焊剂搞混、发错。
1.5当天剩下的焊条、焊剂应分别放入保温箱内贮存，不得露天过夜存放。
1.6使用过的焊剂回收后，必须过筛并重新烘干方可再用。
2、焊工
2.1必须由有钢结构焊接合格证的焊工施焊，并且合格证在有效期内。
停焊时间达6个月及以上，应重新考核。
2.2应有良好的工艺作风，严格按照给定的焊接工艺和焊接技术措施进行焊接，严格遵守规范和公司制定的工艺细则并认真实行质量自检。
2.3焊工在施焊前应认真熟悉作业指导书，凡与作业指导书要求不符时，焊工应拒绝施焊。
当出现重大质量问题时，及时报告技术人员，不得自行处理。
3、焊接
3.1一般要求
3.1.1H型钢上下翼板与腹板联接的四条焊缝，全部采用埋弧自动焊。
板厚t≤8mm的构件焊缝和梁、柱的薄筋板尽量采用二氧化碳气体保护焊，
3.1.2对接焊缝和组合焊缝，应在焊缝的两端设置引弧板和收弧板，其材质和坡口型式与被焊工件相同，手弧焊引弧板和收弧板长度应>60mm,宽度应>50mm。
埋弧自动焊的引弧板和引出板长度应大于150mm，宽度应大于80mm。
焊接完毕后用气割割掉，并用摩光机磨平，不得用大锤硬打。
3.1.3焊接前要认真检查零件坡口和对接间隙是否符合要求。
不合格的，不得施焊。
3.1.4焊接前要将焊缝及其附近泥土、油污及其杂质清理干净。
3.1.5定位点焊所用焊接材料，应与正式施焊所用材料的材质相匹配。
点焊高度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，点焊长度宜大于40mm，间距宜为500-600mm，如发现点焊上有气孔或裂纹，必须清除干净后重焊。
3.1.6不得在焊道以外的母材表面引弧、熄弧。
在制作吊车梁及设计上有特殊要求的其它重要受力构件承受拉应力的区域内，不得焊接临时支架、卡具及吊环等。
3.1.7雨雪天时，禁止露天焊接。
构件焊区表面潮湿或有水时，必须清理干净方可施焊。
3.1.8焊接时允许的最低环境温度：
碳素钢-20οC，低合金钢、普通低合金钢-10οC。
3.1.9焊前预热和焊后处理
3.1.9.1厚度大于50mm的碳素结构钢和厚度大于36mm的低合金结构钢,施焊前应进行预热,焊后应进行后热.预热温度宜控制在100-150οC。
3.1.9.2在负温下焊接时:
含碳量≤0.35%的碳素钢,厚度t≥34mm,预热温度130-180οC。
Q345钢厚度t≥30mm,预热温度130-180οC。
3.1.9.3预热区在焊道两侧,其宽度应各为焊件厚度的2倍以上,且不小于100mm。
3.1.9.4对需要进行后热处理的的焊缝,应在焊接结束后焊缝金属没有完全冷却的时候立即进行,后热温度为200-300οC,保温时间可按板厚30mm/1h计算,但不得少于2小时。
3.1.10焊缝内部出现不允许缺陷,要用磨光机或碳弧气刨认真磨出缺陷进行返修,但焊缝同一部位返修次数不得超过二次,如超过二次必须经负责焊接的技术人员核准后,按返修工艺进行。
3.2埋弧自动焊
3.2.1H型钢制作，上下翼板与腹板焊接，全部采用船形位置单道埋弧自动焊，焊接参数见附表
（二）；平板拼接的对接焊缝用埋弧自动焊时，焊接参数见附表（三）。
3.2.2焊接时在引弧板和收弧板上焊缝引出长度应大于50mm。
3.2.3焊接时应有焊工一名，辅助人员一名。
焊工除按附表
（二）,或附表（三）调整好焊接参数、焊嘴位置外，要密切观察焊接状况。
辅助人员应及时清扫焊道、清扫、回收焊剂和清除药皮（焊渣）。
3.2.4检查自动焊机走道是否稳定、平直，工件放置角度是否正确、
3.2.5埋弧焊每道焊缝熔敷金属横截面的成型系数（宽度与深度之比）应大于1.2。
船形位置T型接头的单道自动焊焊接参数附表
（二）
焊脚
（mm）
焊丝直径
（mm）
焊接电流
（A）
电弧电压
（V）
焊接速度
（m/min）
送丝速度
（m/min）
6
5
600-700
34-36
0.77-0.83
8
4
675-700
34-36
0.33
1.83
5
700-750
34-36
0.42
0.83-0.92
10
4
725-750
33-35
0.27
2.0
5
750-800
34-36
0.3
0.91-1
对接接头埋弧自动焊参数附表（三）
板厚
（mm）
焊丝直径
（mm）
接头型式
焊接顺序
焊接参数
焊接是流
（A）
电弧电压
（V）
焊接速度
（mm/min）
8
Ф4
正
反
480-530
480-550
32-34
30-32
300-400
10
Ф4
正
反
500-580
550-650
32-34
30-32
300-400
12
Ф4
正
反
480-530
550-650
32-34
30-32
300-400
14-18
Ф4
正
反
600-650
700-750
33-36
32-35
250-300
3.3二氧化碳气体保护焊
3.3.1对于钢板厚度t≤8mm的筋板焊接及板材对接焊接，要充分利用二氧化碳气体保护焊。
3.3.2二氧化碳气体保护焊，焊前要进行放水处理，当瓶内气体压力低于1.0MPa时,应停止使用。
3.3.3二氧化碳气体保护焊，焊缝在引弧和收弧板上的引出长度应大于20mm
3.3.4风速超过2米时应采取挡风措施（用棚布遮档）。
3.3.5二氧化碳气体保护焊的焊接参数见附表（四）。
角焊缝二氧化碳气体保护焊焊接参数附表（四）
接头型式
板厚
（mm）
焊丝直径
（mm）
焊接电流
（A）
电弧电压
（V）
焊接速度
（m/min）
气体流量
（1/min）
焊脚尺寸
（mm）
备注
水平角焊
≥5
1.6
260-280
27-29
0.33-0.43
16-18
5-6
焊一层
≥5
2.0
280-300
28-30
0.43-0.47
16-18
5-6
焊一层
6
1.2
230
23
0.55
10-15
6.0
6
1.6
300-320
37.5
20
5.0
6
1.6
360
39-40
0.58
20
5.0
6
2.0
340-350
35
20
5.0
8
1.6
390-400
41
20-25
6.0
12
1.2
290
28
0.50
10-15
7
12
1.6
360
36
0.45
20
8
搭接角焊
4.5
1.2
210
22
0.50
10-15
2
6
1.2
270
26
0.50
10-15
2
8
1.2
320
32
0.50
10-15
2
3.4手工电弧焊
3.4.1焊接前要对焊条进行烘干,烘干焊条时，不应将焊条突然放进烘干箱内，或从烘干箱中突然取出冷却。
焊条、焊剂的烘干温度和时间见附表（五）。
焊条、焊剂烘干温度及时间附表（五）
名称
烘干温度（оC）
烘干时间（h）
备注
焊
条
一般焊条
100-150
1-2
恒温箱贮存温度
80-100оC
低氢型焊条
300-400
1-2
焊
剂
HJ431
250
2
恒温箱贮存温度
80-100оC
HJ350
300-400
2
HJ230
250
2
3.4.2焊接时要把焊条放在保温筒中并插上电源，随用随取。
焊条由保温筒取出到施焊的时间：
碱性焊条不宜超过2小时；酸性焊条不宜超过4小时。
否则应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不宜超过二次。
3.4.3手工电弧焊，焊缝在引弧和收弧板上的引出长度应大于20mm。
3.4.4手工电弧焊，焊条直径与电流匹配见附表（六）
焊条直径与电流匹配附表（六）
焊条直径
（mm）
Ф1.6
Ф2.0
Ф2.5
Ф3.2
Ф4.0
Ф5.0
电流
（A）
25-40
40-60
50-80
100-130
160-210
200-270
注：
立、横、仰焊电流应比平焊电流小10%左右，低氢型焊条电流比普通焊条电流大10%左右。
4、碳弧气刨
4.1对接和T型接头要求熔透的组合焊缝,当采用手弧焊和手弧焊封底,自动焊盖面时,反面应使用碳弧气刨清根。
碳弧气刨参数见附表（七）。
碳弧气刨工艺参数附表（七）
碳棒直径
（mm）
电孤长度
（mm）
空气压力
（MPa）
电流
（A）
气刨速度
（m/min）
极性
Ф5.0
1-2
0.39-0.59
250
0.5-1.0
直流反接
Ф6.0
1-2
0.39-0.59
280-300
0.5-1.0
直流反接
Ф7.0
1-2
0.39-0.59
300-350
1.0-1.2
直流反接
Ф8.0
1-2
0.39-0.59
350-400
1.0-1.2
直流反接
Ф10.0
1-2
0.39-0.59
450-500
1.0-1.2
直流反接
碳弧气刨碳棒与工件适宜倾角附表（八）
刨槽深度
（mm）
2.5
3
4
5
6
7-8
碳棒倾角
25ο
30ο
35ο
40ο
45ο
50ο
4.2碳弧气刨操作时，应先开气阀，使喷口对准刨槽，然后再引弧起刨。
除按附表（七）调整参数外，碳棒与工件之间应具有合适的倾斜角度，见附表（八）。
4.3碳弧气刨工必须经过培训,合格后方可操作,刨削时,应根据钢材的性能和厚度,选择碳棒的直径和电流。
4.4刨削过程中，如发现“夹碳”，应在夹碳边缘5-10mm处重新起刨，深度要比夹碳处深2-3mm；“贴渣”可用砂轮打磨。
4.5露天作业时,应沿顺风方向操作。
5、焊接检验
5.1焊缝外观检查
5.1.1普通碳素结构钢应在焊接冷却到工作环境温度、低合金结构钢应在焊接24小时后方可进行外观检查。
5.1.2焊缝外观的焊波应均匀,不得有裂纹、未熔合、夹渣、焊瘤、咬边、烧穿、弧坑和针状气孔等缺陷，焊接区无飞溅残留物。
焊缝外观检验质量标准见附表（九）
焊缝外观检验质量标准附表（九）
项次
项目
焊缝质量标准
一级
二级
三级
1
气孔
不允许
不允许
直径小于或等于1.0mm的气孔在100mm长度范围内不得超过5个
2
咬边
不要求修磨的焊缝
不允许
深度不超过0.5mm,累计总长度不得超过焊缝长度的10%
深度不超过0.5mm,累计总长度不超过焊缝长度的20%
要求修磨的焊缝
不允许
不允许
5.1.3焊缝的焊接尺寸应符合规范要求，非熔透组合焊缝和角焊缝见附表（十）；对接焊缝和组合焊缝见附表（十一）。
非熔透组合焊缝和角焊缝外形尺寸的允许偏差附表（十）
序号
项目
示意图
允许偏差（mm）
K≤6
K>6
1
焊脚
尺寸
（K）
+1.5
0
+3.0
0
2
角焊缝
余高
（C）
+1.5
0
+3.0
0
对接焊缝和组合焊缝的外形尺寸及允表（十一）
项次
项目
示意图
允许偏差（mm）
一级
二级
三级
1
焊缝余高
C
b<20
1.5+0.5-1.0
1.5土1.0
2.0土1.5
b≥20
2.0-1.5+1.0
2.0土1.5
2.0+1.5-2.0
2
焊缝错边
s
s<0.1t且不大于2.0mm
s<0.1t且不大于2.0mm
s<0.15t且不大于3.0mm
3
焊透的组合焊缝（K）
K≥t/4+40
10≤
4
吊车梁翼缘板和腹板的组合焊缝（K）
K≥t/2++30
10≤
5.1.4焊缝质量等级及缺陷分级见附表（十二）
焊缝质量等级及缺陷分级附表（十二）
焊缝质量等级
一级
二级
三级
内部缺陷超声波探伤
评定等级
Ⅱ
Ⅲ
检验等级
B级
B级
探伤比例
100%
20%
外
观
缺
陷
未焊满根
部收缩
不允许
不允许
≤0.2+0.02t且≤1mm每100mm焊缝内缺陷总长≤25mm
≤0.2+0.02t且≤1mm
≤0.2+0.04t且≤2mm
每100mm焊缝内缺陷总长≤25mm
≤0.2+0.04t且≤2mm
长度不限
咬边
不允许
≤0.05t且≤0.5mm
连续长度≤100mm且焊缝两侧咬边总长≤10%焊缝全长
≤0.1t且≤1mm
长度不限
裂纹
不允许
电弧擦伤
不允许
个别电弧擦伤允许存在
飞溅
清理干净
接头不良
不允许
缺口深度
≤0.05t且≤0.5mm
每1m焊缝不得超过1处
缺口深度
≤0.1t且≤1mm
每1m焊缝不得超过1处
表面气孔
不允许
每50mm长度焊缝内允许直径
≤0.4t且≤3mm气孔两个孔距≥6倍孔径
5.2焊缝无损探伤
5.2.1根据结构件承受载荷的特点、产生脆断倾向的大小及危害性，对接焊缝分为三级。
5.2.2建筑钢结构对接焊缝的超声波探伤,按<<钢制压力容器对接焊缝超声波探伤>>（JB1152）的有关规定进行.探伤质量标准分两级:
一级相当于JB1152标准中的一级;二级相当于JB1152标准中的二级;三级焊缝不进行探伤。
5.2.3超声波探伤的每个探测区焊缝长度不小于300mm.对超声波探伤不合格的检验区,要在其附近再选2个检验区进行探伤;如这两个检验区中又发现1处不合格,则该焊缝必须全部进行超声波探伤。
5.2.4返修后的焊缝必须进行重新探伤。
6、质量保证措施和安全保证措施见明拓集团铬业科技有限公司30万吨/年高碳铬铁工程《钢结构制作方案》中第九项。
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