钢结构埋弧自动焊施工工艺规程.docx
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钢结构埋弧自动焊施工工艺规程
3.2钢结构埋弧自动焊施工工艺标准
3.2.1总则
3.2.1.1适用范围
本规程适用于桁架或网架（壳）结构、多层或高层梁、柱框架结构等工业与民用建筑和一般构筑物的钢结构工程中。
指导书规定了碳素结构钢和低合金高强度钢的二氧化碳气体保护焊的基本要求。
凡各工程的工艺中无特殊要求的结构件的二氧化碳气体保护焊均应按本规程规定执行。
3.2.1.2编制参考标准
《焊接用钢丝》GB1300
《埋弧焊焊接接头的基本形式与尺寸》GB986
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001
《建筑钢结构焊接规程》JGJ81—2002
《碳钢和碳锰钢的电弧焊焊接工艺规范（英标）》BS5135：
1984
《钢结构焊接规范（美标）》ANSI/AWSD1.1—921992
《碳素钢埋弧焊用焊剂》GB5293
3.2.2术语、符号
3.2.2.1术语
母材——被焊接的材料统称。
焊缝金属——构成焊缝的金属，一般是熔化的母材和填充金属凝固形成的那部分金属。
层间温度——多层焊时，再停焊后继续焊之前，其相邻焊道应保持的最低温度。
余高——高出焊趾连线部分的焊缝高度。
定位焊缝——焊前为装配和固定焊接接头的位置而施焊的短焊缝。
船形焊——T型、十字型和角接接头处于平焊位置进行的焊接。
3.2.2.2符号
焊接方法及焊透种类代号应符合表3.2.2.1规定；
接头形式及坡口形状代号应符合表3.2.2.2规定；
焊接面及垫板种类代号应符合表3.2.2.3规定；
焊接位置代号应符合表3.2.2.4规定；
坡口各部分尺寸代号应符合表3.2.2.5规定；
焊接接头坡口形式和尺寸标记应符合下列规定：
标记示例：
埋弧焊、完全焊透、对接、I形坡口、背面加钢衬垫的单面焊接接头表示为SC-BI-BS1。
表3.2.2.1焊接方法及焊透种类代号
代号
焊接方法
焊透种类
MC
手工电弧焊接
完全焊透焊接
MP
部分焊透焊接
GC
气体保护电弧焊接
自保护电弧焊接
完全焊透焊接
GP
部分焊透焊接
SC
埋弧焊接
完全焊透焊接
SP
部分焊透焊接
表3.2.2.2接头形式及坡口形状代号
接头形式
坡口形状
代号
名称
代号
名称
I
I形坡口
B
对接接头
V
V形坡口
X
X形坡口
U
U型坡口
L
单边V形坡口
K
K形坡口
T
T形接头
U
U形坡口
J
单边U形坡口
C
角接头
注：
1-当钢板厚度≥50mm时，可采用U形或J形坡口
表3.2.2.3焊接面及垫板种类代号
反面垫板种类
焊接面
代号
使用材料
代号
焊接面规定
BS
钢衬垫
1
单面焊接
BF
其它材料的衬垫
2
双面焊接
表3.2.2.4焊接位置代号
代号
焊接位置
代号
焊接位置
F
平焊
V
立焊
H
横焊
O
仰焊
表3.2.2.5坡口各部分尺寸代号
代号
坡口各部分的尺寸
t
接缝部位的板厚（mm）
b
坡口根部间隙（mm）
H
坡口深度（mm）
p
坡口钝边（mm）
坡口角度（。
）
3.2.3基本规定
3.2.3.1为了在建筑钢结构焊接中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本工艺标准。
3.2.3.2本标准适用于工业与民用建筑钢结构中普通碳素结构钢和低合金结构钢的焊接。
3.2.3.3钢结构焊接，必须按施工图的要求进行，并应遵守现行《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001的规定。
3.2.3.4钢结构的焊接，必须遵守国家现行的安全技术和劳动保护等有关规定。
3.2.3.5钢结构的焊接，除应执行本标准外，尚应符合国家现行的有关标准。
3.2.4施工准备
3.2.4.1技术准备
在构件制作前，工厂应按招标文件的要求以及有关钢结构制作技术规范的要求进行焊接工艺评定试验。
生产制造过程将严格按工艺评定的有关参数和要求进行，通过跟踪检测如发现按照工艺评定规范生产质量不稳定，将重做工艺评定，调整规范，以达到质量稳定要求。
根据施工制造方案和钢结构技术规范以及招标文件的有关要求编制各类施工工艺,工厂应组织有关部门进行工艺评审。
3.2.4.2材料要求
1建筑钢结构用钢材及焊接填充材料的选用应符合设计图纸的要求，并应具有钢厂和焊接材料厂出具的质量证明书或检验报告；其化学成分、力学性能和其它质量要求必须符合国家现行标准规定。
当采用其它钢材和焊接材料替代设计选用的材料时，必须经原设计单位同意。
2钢材的成分、性能复验应符合国家现行有关工程质量验收标准的规定；大型、重型及特殊钢结构的主要焊缝采用的焊接填充材料应按生产批号进行复验。
复验应由国家技术质量监督部门认可的质量监督检测机构进行。
3钢结构工程中选用的新材料必须经过新产品鉴定。
钢材应由生产厂提供焊接性资料、指导性焊接工艺、热加工和热处理工艺参数、相应钢材的焊接接头性能数据等资料；焊接材料应由生产厂提供贮存及焊前烘焙参数规定、熔敷金属成分、性能鉴定资料及指导性施焊参数，经专家论证、评审和焊接工艺评定合格后，方可在工程中采用。
4焊接T形、十字形、角接接头，当其翼缘板厚度等于或大于40mm时，设计宜采用抗层状撕裂的钢板。
钢材的厚度方向性能级别应根据工程的结构类型、节点形式及板厚和受力状态的不同情况选择。
钢板厚度方向性能级别Z15、Z25、Z35相应的含硫量、断面收缩率应符合表3.2.4.2-1的规定。
表3.2.4.2-1钢板厚度方向性能级别及其含硫量、断面收缩率值
级别
含硫量≤（%）
断面收缩率（2%）
三个试样平均值不小于
单个试样值不小于
Z15
0.01
15
10
Z25
0.007
25
15
Z35
0.005
35
25
5埋弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国家标准《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》（GB/T5293）、《低合金钢埋弧焊用焊剂》（GB/T12470）的规定。
6除第5条规定外，焊接材料尚应符合下列规定：
1）焊条、焊丝、焊剂和熔嘴应储存在干燥、通风良好的地方，由专人保管。
2）焊条、熔嘴、焊剂和药芯焊丝在使用前，必须按产品说明书及有关工艺文件的规定进行烘干。
3）实心焊丝及熔嘴导管应无油污、锈蚀，镀铜层应完好无损。
4）焊条、焊剂烘干装置及保温装置的加热、测温、控温性能应符合使用要求。
7焊件坡口形式的选择
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，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）。
1）埋弧焊全焊透坡口形状和尺寸宜符合表3.2.4.2-2的要求。
2）埋弧焊部分焊透坡口形状和尺寸宜符合表3.2.4.2-3的要求。
8不同厚度及宽度的材料对接时，应作平缓过渡并符合下列规定：
1）不同厚度的板材或管材对接接头受拉时，其允许厚度差值（t1-t2）应符合表3.2.4.2-4的规定。
当超过表3.2.4.2-4的规定时应将焊缝焊成斜坡状，其坡度最大允许值为1：
2.5；或将较厚板的一面或两面及管材的内壁或外壁在焊前加工成斜坡，其坡度最大允许值应为1：
2.5（图3.2.4.2）。
2）不同宽度的板材对接时，应根据工厂及工地条件采用热切割、机械加工或砂轮打磨的方法使之平缓过渡，其连接处最大允许坡度值应为1：
2.5（图3.2.4.2e）。
表3.2.4.2-2埋弧焊全焊透坡口形状和尺寸
续表3.2.4.2-2埋弧焊全焊透坡口形状和尺寸
续表3.2.4.2-2埋弧焊全焊透坡口形状和尺寸
续表3.2.4.2-2埋弧焊全焊透坡口形状和尺寸
续表3.2.4.2-2埋弧焊全焊透坡口形状和尺寸
表3.2.4.2-3埋弧焊部分焊透坡口形状和尺寸
续表3.2.4.2-3埋弧焊部分焊透坡口形状和尺寸
续表3.2.4.2-3埋弧焊部分焊透坡口形状和尺寸
续表1.4.2-3埋弧焊部分焊透坡口形状和尺寸
表3.2.4.2-4不同厚度钢材对接的允许厚度差（mm）
较薄板厚度t1
≥5~9
10~12
＞12
允许厚度差t1-t2
2
3
4
图3.2.4.2对接接头部件厚度、宽度不同时的平缓过渡要求示意
（a）板材厚度不同加工成斜坡；（b）板材厚度不同焊成斜坡状；（c）管材内径相同壁厚不同；（d）管材外径相同壁厚不同；（e）板材宽度不同
3.2.4.3主要机具
表3.2.4.3-1焊接用机械设备表
设备名称
设备型号
数量
设备能力
埋弧焊机
NZA-1000
1000A
焊剂烘干箱
HJ-50
5m3
柴油发电机
200KW
200kw
焊接滚轮架
HGZ-5A
5T
翼缘矫正机
YTJ-50
50mm
表3.2.4.3-2工厂加工检验设备、仪器、工具表
设备名称
设备型号
数量
设备能力
超声波探伤仪
ECHOPE220
10-500mm
数字温度仪
RKCDP-500
0~1300℃
膜测厚仪
345FB-MKⅡ
0~1250μm
数字钳形电流表
2003
2000A，1000V
温湿度仪
WHM5
温10~40℃，湿0~100%
焊缝检验尺
SK
磁粉探伤仪
DA-400S
游标卡尺
0~150mm
钢卷尺
50M
钢卷尺
30M
3.2.4.4作业条件
1用于埋弧焊的焊剂应符合设计规定。
焊剂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，不得含灰尘、铁屑和其他杂物。
2焊前应对焊丝仔细清理，去除铁锈和油污等杂质。
3焊接作业区的相对湿度不得大于90%。
4当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采取加热去湿除潮措施。
5焊接作业区环境温度低于0。
C时，应将构件焊接区各方向大于或等于二倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材，加热到20。
C以上后方可施焊，且在焊接过程中均不应低于这一温度。
实际加热温度应根据构件构造特点、钢材类别及质量等级和焊接性、焊接材料熔敷金属扩散氢含量、焊接方法和焊接热输入等因素确定，其加热温度应高于常温下的焊接预热温度，并由焊接技术责任人员制订出作业方案经认可后方可实施。
作业方案应保证焊工操作技能不受环境低温的影响，同时对构件采用必要的保温措施。
3.2.5材料和质量要求
3.2.5.1材料的关键要求
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，复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。
4焊剂不应受潮结块。
3.2.5.2技术关键要求
焊工应严格按照焊接工艺及技术操作规程施焊。
3.2.5.3质量关键要求
建筑钢结构焊接质量检查应由专业技术人员担任，并须经岗位培训取得质量检查员岗位合格证书。
3.2.5.4职业健康安全关键要求
焊工须有合格证及施焊资格，禁止无证上岗。
3.2.5.5环境关键要求
雪雨天气时，禁止露天焊接。
构件焊区表面潮湿或有冰雪时，必须清除干净方可施焊。
在四级以上风力焊接时，应采取防风措施。
3.2.6施工工艺
3.2.6.1工艺流程
下料 →拼装→焊接→校正→二次下料→制孔→装焊其它零件→校正→打磨→打砂→油漆→搬运→贮存→运输→售后服务
3.2.6.2操作工艺
1埋弧自动焊工艺参数选择
1）焊丝直径可根据焊接电流选择合适的焊丝直径，见表3.2.6.2-1。
2）电弧电压电弧电压要与焊接电流匹配，可参考表3.2.6.2-2。
2埋弧自动焊工艺参数示例
1）不开坡口留间隙双面焊工艺参数，见表3.2.6.2-3。
2）对接接头埋弧自动焊宜按表3.2.6.2-4选定焊接参数。
3）厚板深坡口焊接工艺参数，见表3.2.6.2-5。
4）搭接接头的埋弧自动焊宜按表3.2.6.2-6选定焊接参数。
5）T型接头的单道埋弧自动焊焊接参数宜按表3.2.6.2-7选定。
6）船形T型接头的单道埋弧自动焊焊接参数宜按表3.2.6.2-8选定。
表3.2.6.2-1不同直径焊丝适用的焊接电流范围
焊丝直径（mm）
2
3
4
5
6
电流密度（A/mm2）
63-125
50-85
40-63
35-50
28-42
焊接电流（A）
200-400
350-600
500-800
700-1000
820-1200
表3.2.6.2-2电弧电压与焊接电流的配合
焊接电流（A）
600-700
700-850
850-1000
1000-1200
电弧电压（V）
36-38
38-40
40-42
42-44
注：
焊丝直径5mm，交流。
表3.2.6.2-3不开坡口留间隙双面埋弧自动焊工艺参数
焊件厚度
装配间隙
焊接电流
焊接电压（V）
焊接速度
（mm）
（mm）
（A）
交流
直流反接
（m/h）
10-12
14-16
18-20
22-24
26-28
30-32
2-3
3-4
4-5
4-5
5-6
6-7
750-800
775-825
800-850
850-900
900-950
950-1000
34-36
34-36
36-40
38-42
38-42
40-44
32-34
32-34
34-36
36-38
36-38
38-40
32
30
25
23
20
16
注：
焊剂431，焊丝直径5mm。
两面采用同一工艺参数，第一次在焊剂垫上施焊。
表3.2.6.2-4对接接头埋弧自动焊参数
板厚
焊丝直径
接头形式
焊接顺序
焊接参数
焊接电流
电弧电压
焊接速度
（mm）
（mm）
（A）
（V）
（m/min）
8
4
正
440-480
30
0.50
反
480-530
31
10
4
正
530-570
31
0.63
反
590-640
33
12
4
正
620-660
35
0.42
反
680-720
0.41
14
5
正
830-850
36-38
0.42
反
600-620
35-38
0.75
16
4
正
530-570
31
0.63
反
590-640
33
5
正
620-660
35
0.42
反
680-720
0.41
18
5
正
850
36-38
0.42
反
800
0.50
20
4
正
780-820
29-32
0.33
反
5
正
700-750
36-38
0.46
反
20
6
正
925
36
0.45
反
850
38
22
6
正
1000
38-40
0.40
反
900-950
37-39
0.62
续表3.2.6.2-4对接接头埋弧自动焊参数
板厚
焊丝直径
接头形式
焊接顺序
焊接参数
焊接电流
电弧电压
焊接速度
（mm）
（mm）
（A）
（V）
（m/min）
24
4
正
700-720
36-38
0.33
反
700-750
5
正
800
34
0.3
反
900
38
0.27
28
4
正
820
30-32
0.27
反
30
4
正
750-800
36-38
0.30
反
800-850
6
正
800
36
0.25
反
850-900
表3.2.6.2-5厚壁多层埋弧焊工艺参数
接头形式
焊丝直径
焊接电流
电弧电压（V）
焊接速度
（mm）
（A）
交流
直流
（m/min）
4
600-7100
36-38
34-36
0.4-0.5
5
700-800
38-42
36-40
0.45-0.55
表3.2.6.2-6搭接接头埋弧自动焊工艺参数
板厚
焊脚
焊丝直径
焊接参数
a
简图
焊接电流
电弧电压
焊接速度
（mm）
（mm）
（mm）
（A）
（V）
（m/min）
（mm）
（。
）
6
4
530
32-34
0.75
0
55-60
8
7
4
650
32-34
0.75
1.5-2.0
55-60
10
7
4
600
32-34
0.75
1.5-2.0
55-60
12
6
5
780
32-35
1
1.5-2.0
55-60
表3.2.6.2-7T型接头单道埋弧自动焊焊接参数
焊脚
焊丝直径
焊接电流
电弧电压
焊接速度
送丝速度
a
b
简图
（mm）
（mm）
（A）
（V）
（m/min）
（m/min）
（mm）
（mm）
（。
）
6
4-5
600-650
30-32
0.7
0.67-0.77
2-2.5
≤1.0
60
8
4-5
650-770
30-32
0.42
0.67-0.83
2.0-3.0
1.5-2.0
60
表3.2.6.2-8船形位置T型接头的单道埋弧自动焊焊接参数
焊脚
焊丝直径
焊接电流
电弧电压
焊接速度
送丝速度
（mm）
（mm）
（A）
（V）
（m/min）
（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
0.9-1
3除按以上各条确定焊接参数外，焊接前尚应按工艺文件的要求调整焊接电流、电弧电压、焊接速度、送丝速度等参数后方可正式施焊。
4施焊前，焊工应检查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。
焊接坡口组装允许偏差值应符合表3.2.4.2-2~3.2.4.2-3的规定。
坡口组装间隙超过允许偏差规定时，可在坡口单侧或两侧堆焊、修磨使其符合要求，但当坡口组装间隙超过较薄板厚度2倍或大于20mm时，不应用堆焊方法增加构件长度和减少组装间隙。
5T形接头、十字形接头、角接接头和对接接头主焊缝两端，必须配置引弧板引出板，其材质应和被焊母材相同，坡口形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和引出板。
6非手工电弧焊焊缝引出长度应大于80mm。
其引弧板和引出板宽度应大于80mm，长度宜为板厚的2倍且不小于100mm，厚度应不小于10mm。
7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。
不得用锤击落引弧板和引出板。
8厚度12mm以下板材，可不开坡口，采用双面焊，正面焊电流稍大，熔深达65%—70%，反面达40%—55%。
厚度大于12mm-20mm的板材，单面焊后，背面清根，再进行焊接。
厚度较大板，开坡口焊，一般采用手工打底焊。
9填充层总厚度低于母材表面1—2mm，稍凹，不得熔化坡口边。
10盖面层使焊缝对坡口熔宽每边3±1mm,调整焊速，使余高为0—3mm.
11不应在焊缝以外的母材上打火引弧。
12除电渣焊、气电立焊外，I、II类钢材匹配相应强度级别的低氢型焊接材料并采用中等热输入进行焊接时，板厚与最低预热温度要求宜符合表3.2.6.2-9的规定。
实际工程结构施焊时的预热温度，尚应满足下列规定：
1）根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件拘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。
当其它条件不变时，使用超低氢型焊条打底预热温度可降低25~50。
C。
二氧化碳气体保护焊当气体含水量符合《钢结构二氧化碳气体保护焊施工工艺标准》第1.4.2-6条的要求或使用富氩混合气体保护焊时，其熔敷金属扩散氢可视同低氢型焊条。
3）根据焊接时热输入的大小确定预热温度。
当其它条件不变时，热输入增大5kj/cm，预热温度可降低25~50。
C。
电渣焊和气电立焊在环境温度为0。
C以上施焊时可不进行预热。
4）根据接头热传导条件选择预热温度。
在其它条件不变时，T形接头应比对接接头的预热温度高25~50。
C。
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）根据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。
C），应提高预热温度15~25。
C。
表3.2.6.2-9常用结构钢材最低预热温度要求
钢材牌号
接头最厚部件的板厚t（mm）
t＜25
25≤t≤40
40＜t≤60
60＜t≤80
t＞80
Q235
——
——
60．C
80．C
100．C
Q295、Q345
——
60．C
80．C
100．C
140．C
注：
本表适应条件：
1接头形式为坡口对接，根部焊道，一般拘束度；
2热输入约为15~25kj/cm；
3采用低氢型焊条，熔敷金属扩散氢含量（甘油法）：
E4315、E4316不大于8ml/100g；
E5015、E5016、E5515、E5516不大于6ml/100g；
E6015、E6016不大于4ml/100g；
4一般拘束度，指一般角焊缝和坡口焊缝的接头未施加限制收缩变形的刚性固定，也未处于结构最终封闭安装或局部返修焊接条件下而具有一定自由度；
5环境温度为常温；
6焊接接头板厚不同时，应按厚板确定预热温度；焊接接头材质不同时，按高强度、高碳当量的钢材确定预热温度
13定位焊必须由持相应合格证的焊工施焊，所用焊接材料应与正式施焊相当。
定位焊焊缝应与最终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，定位焊缝长度宜大于40mm,间距500～600mm,并应填满弧坑。
定位焊预热温度应高于正式施焊预热温度。
当定位焊焊缝上有气孔或裂纹时，必须清除后重焊。
14对于非密闭的
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