钢结构装配焊接工艺准则.docx
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钢结构装配焊接工艺准则
1.PURPOSE
目的：
本准则为生产工人的日常操作提供指导；规定了常用的焊接方法及焊接工艺。
2.SCOPE
范围：
本准则适用于本企业生产的钢结构装配焊接。
3.REFERENCES
参考资料：
GB324-88焊缝符号表示法
GB985-88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
GB986-88埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸
GB3323-87钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级
GB5293-93碳素钢埋弧焊用焊剂
GB11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GBJ17-88钢结构设计规范
GB/T15169-94钢熔化焊手焊工资格考试方法
GB/T5117-1995碳钢焊条
GB/T8110-1995二氧化碳气体保护焊用焊丝
GB/T12469-90焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级
JB1152-87锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤
JB/ZQ4000.3焊接件通用技术要求
JB/T6963-93钢制件熔化焊工艺评定
4.内容
4.1.母材：
本准则适用的母材为通常用于钢结构制造的抗拉强度下限低于618MPa的碳钢和碳锰钢，属JB/T6963中的P1类（含P1-1、P1-2、P1-3组），见表4.1，采用表4.1.以外的钢材,须经主管工程师同意并采取必要的工艺措施。
表4.1.适用钢材型号
类组号
P1-1
P1-2
P1-3
钢种
碳钢、碳锰钢
οbmin＜481Mpa
碳钢、碳锰钢
οbmin=480-549Mpa
碳钢、碳锰钢
οbmin=549-918Mpa
钢
号
Q235（GB700、GB912）
10、20、25（GB699）
20R（GB6654）
20g、22g（GB713）
20G（GB5310）
12MnCuCr（GB4172）
ZG25（GB979）
16Mn（GB1591）
15MnVg（GB713）
09Mn2V（JB755）
Q255（GB700）
35（GB711）
ZG20SiMn、ZG35（GB979）
15MnCuCr（GB4172）
15MnTi（GB1591）
Q275（GB700）
45（GB711）
15MnVNR（GB6654）
4.2.焊接方法：
采用手工电弧焊（SMAW）、二氧化碳气体保护焊（MAG、GMAW）、埋弧焊（SAW）等焊接方法。
4.3.焊接接头设计：
4.3.1.焊接符号应符合GB324的规定;特殊情况用附注或详图解释。
4.3.2.所有焊缝的位置、形式、尺寸、长度等要求均应在图纸清楚地表示;还应区分开车间焊接和现场焊接。
4.3.3.标准焊接坡口
手工电弧焊、CO2气体保护焊坡口形式和尺寸按GB985规定；埋弧焊坡口形式和尺寸按GB986规定.
4.3.4.非标准焊接坡口
当采用坡口不符合上述标准规定时,可用下列方式表示:
（1）附表;
（2）文字说明;
（3）附详图;
（4）另出详图.
4.3.5.永久性衬垫和填充材料应作为结构的组成予以规定,其形状、尺寸和材料应纳入图纸。
4.3.6.加工后在结构上应保留的焊缝截面形状和尺寸应在图纸中规定。
4.3.7.对焊接接头的油、水、气密要求应在焊缝符号尾端或技术要求中标明。
4.3.8.焊接前需机械加工的接头应在图中加注。
4.3.9.焊后须经除应力处理的结构应在图中说明。
4.4.焊工、环境及设备：
4.4.1.电焊工应经培训和考试合格。
4.4.2.所有焊接和气割设备的性能和所处状态应使操作者能可靠地执行焊接工艺规程。
4.4.3.当环境温度低于-5℃时,或工件表面潮湿,焊接处有穿堂风时,不得装焊。
4.5.焊前准备：
4.5.1.钢材的预矫正：
在划线下料前，钢材的平面度、直线度严重超差时，应进行预矫正；一般均在冷态下用机械法矫正，当冷矫难以实施时，允许采用火焰矫正，但必须严格控制加热温度；表4.1.中的低碳钢和低碳锰钢加热不得高于650℃，且应避开蓝脆温度，经调质处理的钢材加热不得超过回火温度；中碳钢不得采用火焰矫正；
4.5.2.矫正后应符合下列要求:
（1）钢材表面不得有明显的伤痕；
（2）钢板件的平面度应符合JB/ZQ4000.3的规定，见表4.2；
表4.2.钢板平面度允差（t）
厚度δ,mm
t,mm
简图
测量工具
δ≤14
≤2
1m直尺
δ＞14
≤1
（3）型钢件的形状应符合表4.3的规定：
表4.3型钢的直线度和垂直度的允差（t）
型钢
种类
t,mm
简图
角
钢
全长挠度
但≯2
垂直度
且t≯1.5
槽
钢
与
工
字
钢
全长挠度
垂直度
且t≯3
扭曲
当L<1000时,
t≤3
当L≥1000时,
t≤5
翼对腹的垂直度
4.5.3.划线及放样：
（1）单件或小批量生产的零件直接在钢材上划线；
（2）成批零件下料应在平台上划线或放样制作样板；
（3）划线时应根据图样尺寸、焊接收缩量、装配间隙和机械加工
余量；
（4）焊接收缩量由经验或首件实测确定；装配间隙按图纸或工艺确定，当未作规定时按GB985及GB986选定；机械加工余量工艺未作规定时，按JJ12.3规定；
（5）划线用钢尺应经省级计量部门检定合格并在有效期限内使用，大尺寸的测量方法及修正按JB/T1306附录A、B规定。
4.5.4.母材待焊区表面应当光滑、规整，不得有影响焊接强度的裂纹、夹层等不连续性缺陷；待焊表面和坡口边缘不得有疏松、氧化皮、熔渣、锈、水、油污以及妨碍正常施焊或产生有害烟雾的杂物；难以用钢丝刷去除的轧制氧化皮、薄的防锈涂层或防飞溅涂层允许存在，但对T型接头、用埋弧焊和用低氢焊条进行手工电弧焊的表面，应除去全部轧制氧化皮和涂层。
4.5.5.下料及坡口加工方法以及允差应符合以下规定；
（1）用机械方法下料时，其尺寸偏差应符合表4.4a；机械加工坡口时，角度偏差不超过±3°5°；
（2）用半自动火焰切割时，其尺寸偏差不超过±1.5;自动火焰切割时其尺寸偏差不超过±0.5;用手工火焰切割时其尺寸偏差应符合表4.4b规定;坡口切割精度应符合表4.6的规定。
4.5.6.氧气切割时，应当正确调节规范，避免造成过大的后拖量、深沟、塌边等缺陷。
气割熔渣应除去；表面粗糙度超过图纸限制时，应修磨；个别深度不超过12mm的沟漕允许按下列要求焊补：
（1）适当清理缺陷处，便于补焊；
（2）使用与结构焊缝相同型号的直径不大于4mm的焊条；
（3）遵守本准则的有关工艺规定；
（4）修磨焊缝表面至与相邻表面平滑过渡。
4.5.7.钢板切割边缘的肉眼检查和修理:
在剪切或气割边缘上发现因冶炼、轧制等原因造成的层状缺陷时（如图4.1.所示），应采用超声波探伤确定其深度并按其形状尺寸对照表4.5的规定进行修理；此时，必须首先排除缺陷开挖焊槽，但在便于施焊的前提下，应尽可能少的去除金属。
表4.4a机械方法下料尺寸偏差
零件尺寸
板材厚度，mm
≤3
＞3~6
＞6~10
＞10~14
偏差值±
≤80
0.70
0.80
1.00
1.20
＞80~120
0.75
0.85
1.05
1.25
＞120~180
0.80
0.90
1.10
1.30
＞180~250
0.85
1.00
1.20
1.50
＞250~315
0.90
1.05
1.25
1.55
＞315~630
1.00
1.20
1.50
1.80
＞630~1000
1.20
1.50
1.80
2.00
＞1000~1500
1.50
1.80
2.00
2.30
＞1500~2000
1.80
2.00
2.30
2.50
＞2000~3000
2.00
2.30
2.50
2.80
＞3000~4000
2.30
2.50
2.80
3.00
图4.1.钢板切割边缘缺陷
表4.4b手工气割件的尺寸偏差
零件尺寸
厚度
＞6~8
＞8~10
＞10~16
＞16~20
＞20~40
＞40~75
＞75~100
±
≤100
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
3.0
＞100~250
1.2
1.5
1.8
2.0
2.2
3.0
3.5
＞250~630
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
3.5
4.0
＞630~1000
1.8
2.0
2.2
2.5
3.0
4.0
4.5
＞1000~1600
2.0
2.2
2.5
2.8
3.5
4.5
5.0
＞1600~2500
2.2
2.5
2.8
3.0
4.0
5.0
5.5
＞2500~4000
2.5
2.8
3.0
3.5
4.5
5.5
6.0
＞4000~6300
2.8
3.0
3.5
4.0
5.0
6.0
7.0
＞6300~10000
3.0
3.5
4.0
4.5
5.5
7.0
8.0
表4.5.钢板边缘缺陷的修理
缺陷尺寸
修理要求
长度≤25mm的任何缺陷
不需修理
长度＞25mm,深度≤3mm的任何缺陷
不修,但应查明深度
长度＞25mm,深3-6mm的任何缺陷
除去,但不必焊补;焊接坡口处应修磨至便于焊接
长度＞25mm,深6-25mm的任何缺陷
完全排除并补焊;累计长度不超过该边长的20%
长度＞25mm,深＞25mm的任何缺陷
见4.5.8.
4.5.8.对钢板厚度方向受较大拉应力的结构（如T形接头的翼板），在焊前目检或在焊后用超声波检查焊接接头时，在坡口边缘的母材上发现的缺陷,其长度和深度均＞25mm时，应当按下列规定进行：
（1）缺陷尺寸和形状应用超声波探伤予以确定；缺陷面积（或多个缺陷面积总和）不得超过板件面积（长×宽）的4%。
（2）在接头焊接前发现的缺陷如允许补焊，则应当用铲削、碳弧气刨或砂轮打磨等方法开出距板边不超过25mm深度的焊槽，按4.5.6.的规定补焊。
（3）若在接头焊接后又发现缺陷（Z），其面积未超过规定，经测定距焊缝熔合面≥25mm，则该缺陷不需修理；若缺陷距焊缝熔合面＜25mm，则缺陷应当按上述规定进行补焊。
（4）若缺陷（W）、（X）、（Y）和（Z）的总面积超过规定，则该板件或部件应当报废或按技术部门主管设计员和工艺员的意见处理；但如补焊总长度未超过板边缘焊缝总长度的20%时，允许不经批准进行补焊。
4.5.9.焊槽既可从板面亦可从板边开挖；坡口准备、开挖焊槽或去除多余金属，可采用机械加工、碳弧气刨、氧气切割、氧刨、铲削或砂轮打磨等方法，但经淬火回火的工件不得采用氧割和氧刨。
4.6.装配
4.6.1.角接接头的装配间隙通常不应超过2mm，当接头间隙≥2mm时，则应相应增加焊脚尺寸，以确保焊缝的最小有效截面；为防止焊缝裂纹和减少变形，允许在间隙中楔入材料与母材材质相同的垫条，但垫条不得凸入焊缝区削弱焊缝截面；
4.6.2.对接接头的装配间隙通常不应超过3mm，不准许在间隙中填充焊条头、焊丝或其他材料，除非经主管工艺员同意。
对接接头的错边量不得超过较薄工件厚度的10%，且不超过2mm。
焊接接头坡口偏差超出表4.6规定时应征得主管工艺员同意或进行修整；根部间隙超过表4.6允许值，但不超过较薄板厚的二倍或19mm两者中的较小值，则在接头焊接前允许用补焊法修复到合格尺寸，当超过上述值时，应征得主管工艺员同意才允许补焊修复。
4.6.3.组焊件应当用适当方法固定在正确位置上，固定方法可采用弓形夹、工艺撑拉件或定位焊等；必要时，应采用适当的工装夹具，夹具应经检验合格才能使用。
4.6.4..定位焊
定位焊缝应与最终焊缝有同样的工艺和质量要求，但：
（1）埋弧焊时将被完全重熔的单层定位焊，可不必强制要求预热；
表4.6坡口尺寸允许偏差
坡口截面参数
背面不清根
背面清根
钝边尺寸
±2mm
不限
不带背垫时根部间隙
±2mm
＋2mm
－3mm
带背垫时根部间隙
＋6mm
－2mm
——
坡口角度
±5°
＋10°
－5°
（2）随后将进行埋弧焊的定位焊缝上，出现咬边、未填满火口和少量气孔等缺陷不必除去。
（3）存留在最终焊缝中的定位焊缝应采用符合最终焊缝要求的焊接材料，焊缝截面不得超过最终焊缝的一半，焊后应清理焊渣；多层焊时应在定位焊缝两端留有斜坡。
4.6.5.装配并定位焊的组合件，应经检验合格后方能施焊。
4.7.焊接
A.通则
4.7.1.填充金属
4.7.1.1.手弧焊焊条、埋弧焊焊丝及焊剂、二氧化碳气保焊焊丝应按表4.7、4.8及4.9的规定；
表4.7.与母材匹配的手工电弧焊焊条
母材力学性能
填充材料要求
备注
类组别
σbmin,MPa
焊条型号
σbmin,Mpa
P1-1
＜481
E4303
≥420
重要受力焊缝（低温、动载、大拘束度）采用EXX15、EXX16焊条
E4315
E4316
P1-2
481-549
E5003
≥490
E5015
E5016
E5515-B1
≥540
E5516-B!
P1-3
549-618
E6015-D1
≥590
E6016-D1
4.7.1.2.填充金属材料及焊剂应按规定妥善存放，防止受潮变质。
4.7.2.预热温度及层间温度
预热温度及层间温度决定于母材材质、工件厚度、焊接方法、填充材料以及工件温度，见表4.10；当工件温度低于规定时，应在以焊接处为中心以工件厚度为半径的区域内预热；当焊接接头处于高拘束度状态
时，应适当提高预热温度；当接头由几种不同的母材组成时，应按强度或碳当量较高的母材预热。
表4.8与母材匹配的气体保护焊材料
母材类组别
填充材料要求
保护气体
备注
焊丝型号
σbmin,MPa
P1-1
ER49-1
≥490
CO2或
20%CO2+80%Ar
焊后状态
ER50-6
≥500
H08Mn2SiA
P1-2
ER55-D2
≥550
ER55-D2-Ti
P1-3
ER62-B3
≥620
Ar+1-5%O2
焊后热处理状态
ER69-3
≥690
CO2或
20%CO2+80%Ar
焊后状态
表4.9与母材匹配的埋弧焊材料
母材类组别
填充材料要求
焊剂
焊丝型号
σsmin,MPa
σbmin,MPa
P1-1
H08A,
300
410-550
HJ303,
HJ403
P1-2
H08MnA
H10MnSi
330
410-550
HJ403
P1-3
H08Mn2Si,
H08Mn2SiA
330
410-550
HJ503
4.7.3.首次焊接的钢种，其重要焊接接头应按JB/T6963作工艺评定。
4.7.4.引弧
应避免在焊缝区以外的母材上打弧，因不慎打弧或工艺搭焊形成的焊疤应当磨光。
4.7.5.焊缝清理
焊缝完工后应清除焊缝区的焊渣；飞溅等。
多层焊时，层间应清除焊渣和影响施焊的其他杂物。
表4.10最低预热温度和层间温度
母材类组别
焊接方法
厚件板厚δ，mm
最低预热（层间）温度，℃
P1-1
SMAW,用非低氢焊条
δ≤19
不预热*
19＜δ≤38
50
38＜δ≤64
100
δ＞64
150
SMAW,用低氢焊条
SAW
MAG（GMAW）
δ≤19
不预热*
19＜δ≤38
不预热*
38＜δ≤64
50
δ＞64
100
P1-2
SMAW,用低氢焊条
SAW
MAG（GMAW）
δ≤19
不预热*
19＜δ≤38
50
38＜δ≤64
100
δ＞64
150
P1-3
SMAW,用低氢焊条
SAW
MAG（GMAW）
δ≤19
-100
19＜δ≤38
150
38＜δ≤64
200
δ＞64
250
*当母材温度或环境温度低于0℃时,应至少预热到50℃，且在焊接期间保持。
4.7.6.坡口焊缝的两端
厚板坡口焊缝的两端应确保熔合良好，必要时应补焊；埋弧焊时，应采用导入板和引出板。
4.7.7.衬垫
带永久性衬垫的焊缝应在全长上与衬垫熔合。
B.手工电弧焊
4.7.8.电焊条
所有低氢药皮焊条均应存放在干燥的库房内；存放期不得超过规定年限；拆除外包装后的焊条应装入密闭容器内或低温干燥箱中。
潮湿季节在大气中暴露的时间不应超过4小时；通常在下班时应放入干燥箱内，使用前重新在300-350℃烘干1小时，或按制造厂规定烘干。
4.7.9.手工电弧焊工艺
4.7.9.1.尽可能在平焊位置施焊；
4.7.9.2.焊条类型、直径、电弧电压、电流应当按母材厚度、坡口型式、焊接位置和其他因素适当选择；工艺参数应经工艺评定试验;
4.7.9.3.立焊位置焊缝均应自下而上施焊，但咬边缺陷的补焊可垂直向下焊；
4.7.9.4.双面焊接的全焊透坡口焊缝在反面焊接之前应清根到健全金属。
C.埋弧自动焊
4.7.10.坡口焊缝或填角焊缝当根部间隙较大而又无衬垫时，应采用低氢焊条手工焊或气保焊封底。
4.7.11.定位焊缝不应影响焊缝外观或熔深，否则应在焊前用适当方法除去或磨薄。
4.7.12.焊剂
埋弧焊用焊剂应干燥、无污物、轧制氧化皮及金属屑等杂物；存放在干燥的库房内；受潮的焊剂应经250℃以上的温度烘干一小时后才允许使用；焊渣不得混入焊剂中使用。
4.7.13.埋弧焊接工艺
4.7.13.1.平焊位置施焊，角焊缝应在船形位置施焊；
4.7.13.2.焊接电流、电弧电压和焊接速度的确定应当通过工艺评定试验后在焊接工艺指导书中规定，应确保根部熔深、两边的熔合及焊缝成形符合要求。
D.熔化极气体保护焊
4.7.14.焊丝表面应洁净、干燥；保护气体（CO2、Ar或混合气体）应符合相应标准的规定。
4.7.15.焊接工艺
4.7.16.1.焊接电流、电弧电压、气体流量、金属过渡类型和焊接速度的确定应当通过工艺评定试验，并使每道焊缝均能与相邻金属完全熔合且成型良好、无满溢、气孔和咬边；
4.7.16.2.立焊位置焊缝应向上焊，咬边补焊应向下焊;
4.7.16.3.不带衬垫的全焊透焊缝应对先焊焊缝从背面清根，至显露先焊焊缝根部健全金属时才能焊接背面焊缝;
4.7.16.4.气体保护焊不得在有风的环境下施焊，除非采用档板使焊接区的风速降至2m/s以下；出于安全考虑，不得在容器或槽内施焊。
4.8.变形的控制
4.8.1.在编制结构件或组合件的装配焊接工艺时，应采用适当的工艺方法和装配焊接顺序，尽量减小焊接变形。
4.8.2.尽量采用分段分区跳焊，使焊接过程中热量分布相对均匀。
4.8.3.焊接时，应当从拘束度较大处焊向拘束度较小处。
4.8.4.预计有显著收缩的接头应当先焊，且应当在尽可能小的拘束条件下施焊。
4.8.5.在厚板结构多层焊缝焊接时，在拘束度很大的情况下，应当适当提高预热温度并扩大预热范围，并且连续施焊，保证层间温度不低于最低预热温度；在该焊段连续焊满至少半截面之后，才能转焊其他焊段；不允许在焊很小截面后中断焊接。
4.9形状及尺寸公差
4.9.1焊接件形状位置及尺寸公差应符合图纸和技术条件的规定；未注公差按表4.10选取，当图纸未规定时，精度等级按B、G级。
表4.10焊接结构的未注公差形状和位置
（1）直线度、平面度和平行度
精度
级别
公称尺寸范围
30-120
--315
--1000
--2000
--4000
--8000
--12000
--16000
--20000
>20000
E
0.5
1
1.5
2
3
4
5
6
7
8
F
1
1.5
3
4.5
6
8
10
12
14
16
G
1.5
3
5.5
9
11
16
20
22
25
25
H
2.5
5
9
14
18
26
32
36
40
40
（2）长度未注尺寸公差
精度
级别
公称尺寸范围
30-120
--315
--1000
--2000
--4000
--8000
--12000
--16000
--20000
>20000
A
±1
±1
±2
±3
±4
±5
±6
±7
±8
±9
B
±2
±2
±3
±4
±6
±8
±10
±12
±14
±16
C
±4
±4
±6
±8
±11
±14
±18
±21
±24
±27
D
±4
±7
±9
±12
±16
±21
±27
±32
±36
±40
*30mm以下的尺寸容差为1.
（3）未注角度容差（容差亦适用于90和180未注角度）
精度级别
标注尺寸范围（短边长度）
<315
315—1000
>1000
允许偏差（角度）
A
±20'
±15'
±10'
B
±45'
±30'
±20'
C
±1︒
±45'
±30'
D
±1︒30'
±1︒15'
±1︒
允许偏差（mm/M）
A
±6
±4.5
±3
B
±13
±9
±6
C
±18
±13
±9
D
±26
±22
±18
4.9.2当零件或部件边缘采用机械加工时，其加工余量不小于2mm，其允许偏差应符合表4.11的规定。
表4.11边缘加工的允许偏差
项目
允许偏差
零件宽度，长度
±1.0mm
加工边直线度
1/3000且不大于2.0mm
相邻两边夹角
±6′
加工面垂直度
0.025t且不大于0.5mm
4.9.3当杆件端面采用机械加工时，其长度偏差应不大于±1.0mm，端面对轴线的垂直度不大于杆件截面高的5/1000且不超过0.5mm.
4.10.焊接检验
4.10.1.焊缝质量应当符合GB12469或JB/ZQ4000.3的规定，质量等级要求应在图纸技术要求中规定。
4.10.2.当有专门焊接工艺规程时，应进行过程工艺参数跟踪检验，并作记录。
4.11.焊后的修整
4.11.1.焊缝金属或部分母材的剔除
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