钢结构焊接作业指导书02.docx
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钢结构焊接作业指导书02
钢结构焊接作业指导书
JZB-JSZW-B/1-02
1.目的
为了规范焊接作业，确保焊接质量，编制本作业指导书。
2.适用范围
一般工业与民用建筑安装工程中手工电弧焊、气焊及埋弧焊焊接工程。
3.编制依据
3.1钢结构工程施工质量验收规范GB50205—2001
3.2建筑钢结构焊接技术规程JGJ81—2002
4.施工准备
4.1焊接材料
4.1.1电焊条的选用
4.1.1.1其型号应按设计要求选用，其性质其性质和质量必须符合国家标准和行业标准规定，并应具有质量证明书或检验报告。
当设计无规定时，可按表1、表2、表3选用。
4.1.1.2如采用其它焊接材料代换时必须经设计单位同意，同时经过焊接试件进行试验来判断焊接工艺是否合格，并编制新的焊接工艺文件后方可施焊。
4.1.2电焊条的使用
4.1.2.1焊工应当熟悉焊条的技术标准，了解焊条使用说明书及焊条标签中的内容，以便合理地、正确地使用。
4.1.2.2为保证焊接质量，在焊接以前，应将焊条进行烘培。
酸性焊条烘培温度为75-150℃，时间为1-2h；碱性低氢型焊条的烘培温度为350-380℃，时间为1.5-2h；烘干的焊条应放在110-120℃的保温箱中存放备用；使用时应置于保温筒中；烘干后的低氢型焊条在大气中放置时间超过4h应重新烘干；焊条重复烘干次数不宜超过2次；受潮的焊条不应使用。
4.1.2.3鉴别焊条是否受潮的方法
1.将若干根焊条在手掌滚动，若焊条相互碰撞时发出清脆的金属声，则焊条药皮干燥可用；若发出低低的沙沙声，则表明药皮已受潮不能使用。
2.将焊条在焊接回路中短路数秒钟，若焊条表面出汗，出现颗粒状斑点，则表明焊条受潮不能使用。
3.焊芯上有锈痕，则焊条已受潮不能用。
4.将厚药皮焊条缓慢弯成120º，若药皮大块脱落或表面无裂纹，都是受潮焊条。
干燥焊条在缓慢弯曲时，有小的脆裂声，弯至120º焊条受拉面出现小裂口。
5.焊接时焊条药皮成块脱落，产生大量水蒸气等都表明焊条已受潮。
4.1.3电焊条的保管
4.1.3.1各类焊条必须保存在通风良好、干燥的地方，焊条贮存库内应设置温度计，温度计库内温度不低于5℃，相对空气湿度低于60%。
4.1.3.2焊条不宜放在地上，应存放在专用架子上或柜子里，也可以放在保温筒内，焊条包装要随用随启封，以免受潮。
4.1.3.3搬运和堆放焊条时要小心轻放，防止药皮受振脱落。
不同类别和型号焊条要分别存放，以免混在一起造成使用错焊条。
4.1.3.4如发现焊条受潮，首先将焊条在自然条件下晾干或在专用的烤箱里以低温（80℃左右）烘干，时间为3-10小时，然后再在250-300℃下烘干，时间为1-2小时。
4.2焊接设备
4.2.1焊接作业前应配备满足施工需要的焊接设备。
4.2.2施焊前应检查全部焊接设备，以确保其处于良好的运行状况。
4.3作业人员
4.3.1焊接技术责任人员必须受过专门的焊接技术培训，并有1年以上焊接生产或施工实践经验。
4.3.2焊接质检人员必须经过专门的技术培训，有一定的焊接实践经验和技术水平，并具有质检人员上岗资质证书。
4.3.3无损探伤人员必须由国家授权的专业考核机构考核合格，其相应等级证书应在有效期内，并按考核合格项目及权限从事焊缝无损检测和审核工作。
4.3.4焊工应按规定考试合格并取得资格证书后方可上岗作业，其施焊范围不得超越资格证书的规定。
4.3.5气体火焰加热或切割操作人员应具有气割、气焊操作上岗证。
4.3.6焊接预热、后热处理人员应具备相应的专业技术。
用电加热设备加热时，其操作人员应经过专业培训。
4.4作业环境
4.4.1焊接作业区风速当手工电弧焊超过8m/s、气体保护电弧焊及药芯焊丝电弧焊超过2m/s时，应设防风棚或采取其他防风措施。
4.4.2焊接作业区的相对湿度不得大于90%。
4.4.3当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时，采取加热去湿除潮措施。
4.4.4焊接作业区环境温度低于0℃时，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℃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定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，同时对构件采取必要的保温措施。
4.4.5焊接作业区环境超出第1、4条规定但必须焊接时，应对焊接作业区设置防护棚并制定出具体方案，连同低温焊接工艺参数、措施报监理工程师确认后方可实施。
5.焊接工艺：
5．1一般要求：
5.1.1钢结构焊接设备其使用性能应满足选定工艺的要求。
5.1.2火焰切割前应将钢材表面距切割边缘50毫米范围内的锈斑、油污等清除干净。
5.1.3焊条必须按产品说明书及有关工艺文件规定的技术要求进行烘干，低氢型焊条烘干后必须存放在保温箱（筒）内，随用随取。
焊条由保温箱（筒）取出到施焊的时间不宜超过2小时（酸性焊条不宜超过4小时）。
5.1.14施焊前，焊工应检查焊件部位的组装和表面清理的质量，如不符合要求，应修整合格后方能施焊。
5.1.15雨雪天气时，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。
5.1.6定位点焊所用的焊接材料应与正式施焊用的材料相同。
点焊高度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，点焊长度宜大于40毫米，间距宜为500-600毫米，并应填满弧坑。
如发现点焊上有气孔或裂纹，必须清除干净后重焊。
5.1.7T型接头角焊缝和对接接头的平焊缝，其两端必须配置引弧板和引出板，其材质和坡口型式应与被焊工件相同。
手工焊引弧板和引出板长度，应大于或等于60毫米，宽度应大于或等于50毫米；焊缝引出长度应大于或等于25毫米。
自动焊引弧板和引出板长度，应大于或等于150毫米，宽度应大于或等于80毫米；焊缝引出长度大于或等于80毫米。
5.1.8坡口底层焊道宜采用不大于φ3.2毫米的焊条，底层根部焊道的最小尺寸应适宜，底层根部焊到最大厚度不应超过6毫米，以防产生裂纹。
5.1.9要求焊透的对接双面焊缝和T型接头角焊缝的背面，可用清除焊根的方法施焊。
多层焊时应连续焊完最后一层焊缝，每层焊缝金属的厚度不大于5毫米。
5.1.10立焊时应由焊缝的下端向上焊，仰焊时应由焊缝的最低点向焊缝两边上方焊。
5.1.12为防止空气侵入焊接区域而引起焊缝金属产生裂纹或气孔应采取短弧焊
5.1.13I类钢材、II类钢材其同类别钢材主要合金成份相似，焊接工艺要求也比较接近，当高强度、高韧性的钢材工艺评定试验合格后同样试用于低同类、低级别的钢材。
5.2冬季施工
5.2.1在负温度下焊接中厚钢板，厚钢管的预热温度可试验确定。
一般环境温度预热温度为100℃-150℃。
焊接完毕后要采取保护措施，使焊缝缓慢冷却，冷却速度不大于10℃/min。
5.2.2在负温度下对构件焊接时，焊接的起点和终点必须设引弧板和熄弧板，引弧板和熄弧板的材料应和母材一致，严禁在母材上引弧。
5.2.3负温度下厚度大于9毫米的钢板应分多层焊接，焊缝应由下往上逐层堆焊，为了防止温度降得太低，原则上一条焊缝要一次焊完，不得中断，再次施焊时应先进行处理，清除焊接缺陷合格后方可继续施焊。
5.3控制焊接变形的工艺措施
5.3.1采用合理的焊接顺序控制变形
1、对于对接接头、T形接头盒十字形接头坡口焊接，在工件防止条件允许或易于翻身的情况下，宜采用双面坡口对称顺序焊接；对于有对称截面的构件，宜采用对称于构件中和轴的顺序焊接；
2、对双面非对称坡口焊接，宜采用先焊深坡口侧部分焊缝、后焊浅坡口侧、最后焊完深坡口侧焊缝的顺序；
3、对长焊缝宜采用分段退焊法或与多人对称焊接法同时运用；
4、宜采用跳焊法，避免工件局部加热集中。
5.3.2在节点形式、焊缝布置、焊接顺序确定的情况下，宜采用熔化极气体保护电弧焊或药芯焊丝自保护电弧焊等能量密度相对较高的焊接方法，并采用较小的热输入，
5.3.3宜采用反变形法控制角变形。
5.3.4对一般构件可用定位焊固定同时限制变形；对大型、厚板构件宜用刚性固定法增加结构焊接时的刚性。
5.3.5对于大型结构宜采取分部组装焊接、分别矫正变形后再进行总装焊接或连接的施工方法。
5.4防止层状撕裂的措施
5.4.1T形接头、十字形接头、角接接头焊接时，宜采用下列措施：
1、采用双面坡口对称焊接代替单面坡口非对称焊接；
2、采用低强度焊条在坡口内母材板面上先堆焊塑性过渡层；
3、Ⅱ类及Ⅱ类以上钢材箱形柱角接接头当板厚大于、等于80mm时，板边火焰切割面宜用机械方法去除淬硬层；
4、采用低氢型、超低氢型焊条或气体保护电弧焊施焊；
5、提高预热温度施焊。
5.5熔化焊缝缺陷返修
5.5.1焊缝表面缺陷超过相应的质量标准时，对气孔、夹渣、焊瘤、余高过大等缺陷应用砂轮打磨、铲凿、钻、铣等方法去除，必要时应进行焊补；对焊缝尺寸不足、咬边、弧坑未填满等缺陷应进行焊补。
5.5.2经无损检测确定焊缝内部存在超标缺陷时应进行返修，返修应符合下列规定：
1、返修前应编写返修方案；
2、根据无损检测确定的缺陷位置、深度，用砂轮打磨或碳弧气刨清除缺陷。
缺陷为裂纹时，碳弧气刨前应在裂纹两端钻止裂孔并清除裂纹及其两端各50mm长的焊缝或母材；
3、清除缺陷时应将刨槽加工成四侧边斜面角大于10°的坡口，并应修整表面、磨除气刨渗碳层，必要时用渗透探伤或磁粉探伤方法确定裂纹是否彻底清除；
4、焊补时应在坡口内引弧，熄弧时应填满弧坑；多层焊的焊层之间接头应错开，焊缝长度应不小于100mm；当焊缝长度超过500mm时，应采用分段退焊法；
5、返修部位应连续焊成。
如中断焊接时，应采取后热、保温措施，防止产生裂纹。
再次焊接前宜用磁粉或渗透探伤方法检查，确认无裂纹后方可继续补焊。
6、焊接修补的预热温度应比相同条件下正常焊接的预热温度高，并应根据工程节点的实际情况确定是否需用采用超低氢型焊条焊接或进行焊后消氢处理；
7、焊缝正、反面各作为一个部位，同一部位返修不宜超过两次；
8、对两次返修后仍不合格的部位重新制定返修方案，经工程技术负责人审批并报监理工程师认可后方可执行；
9、返修焊接应填报返修施工记录及返修前后的无损检测报告，作为工程验收及存档资料。
5.5.3碳弧气刨应符合下列规定：
1、碳弧气刨工必须进过培训合格后方可上岗操作；
2、如发现“夹碳”，应在夹碳边缘5-10mm处重新起刨，所刨深度应比夹碳处深2-3mm；发生“粘渣”时可用砂轮打磨。
Q420、Q460及调质钢在碳弧气刨后，不论有无“夹碳”
或“粘渣”，均应用砂轮打磨刨槽表面，去除淬硬层后方可进行焊接。
6.焊接质量检查
6.1一般规定
6.1.1质量检查人员应按照规范及施工图纸和本技术文件要求，对焊接质量进行监督和检查。
6.1.2质量检查人员的主要职责
1、对所用钢材及焊接材料的规格、型号、材质以及外观进行检查，均应符合图纸和相关规程、标准的要求。
2、监督检查焊工合格证及认可施焊范围。
3、监督检查焊工是否严格按照焊接工艺技术文件要求及操作规程施焊。
4、对焊缝质量按照设计图纸、规范标准及本规程要求进行验收检验。
6.1.3检查前应根据施工图纸及说明文件规定的焊缝质量等级要求编制检查方案，由技术负责人批准并报监理工程师备案。
检查方案应包括检查批的划分、抽样检查的抽样方法、检查项目、检查方法、检查时机及相应的验收标准等内容。
6.1.4抽样检查时应符合下列要求
1、焊缝处数的计数方法：
工厂制作焊缝长度小于等于1000mm时，每条焊缝为1处；长度大于1000mm时，将其划分为每300mm为1处；现场安装焊缝每条焊缝为1处。
2、可按下列方法确定检验批：
1）按焊接部位或接头形式分别组成批；
2）工厂制作焊缝可以同一工区（车间）按一定的焊缝数量组成批；多层框架结构可以每节柱的所有构件组成批。
3）现场安装焊缝可以区段组成批；多层框架结构可以每层（节）的焊缝组成批。
3、批的大小宜为300～600处。
4、抽样检查除设计指定焊缝外应采用随机取样方式取样。
6.1.5抽样检查的焊缝数如不合格率小于2%时，该批验收应定为合格；不合格率大于5%时，该批验收应定为不合格；不合格率为2%～5%时，应加倍抽检，且必须在原不合格部位两侧的焊接延长线个增加一处，如在所有抽检焊缝中不合格率不大于3%时，该批验收应定为合格，大于3%时，该批验收应定为不合格。
当批量验收不合格时，应对该批余下焊缝的全数进行检查。
当检查出一处裂纹缺陷时，应加倍抽查，如在加倍抽检焊缝中为检查出其他裂纹缺陷时，该批验收应定为合格，当检查出多处裂纹缺陷或加倍抽查有发现裂纹缺陷时，应对该批余下焊缝的全数进行检查。
6.1.6所有查处的不合格焊接部位应按5.5款的规定予以补修至检查合格。
6.2外观检查
6.2.1所有焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查，Ⅱ、Ⅲ类钢材的焊缝应以焊接完成24h后检查结果作为验收依据，Ⅳ类钢应以焊接完成48h后的检查结果作为验收依据。
6.2.2外观检查一般采用目测，裂纹的检查应辅以5倍放大镜并在合适的光照条件下进行，必要时可采用磁粉探伤或渗透探伤，尺寸的测量应用量具、卡规。
6.2.3焊缝外观质量应符合下列规定：
1、一级焊缝不得存在未焊满、根部收缩、咬边和接头不良等缺陷，一级焊缝和二级焊缝不得存在表面气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤等缺陷
2、二级焊缝的外观质量除应符合本条第一款的要求外，尚应满足表6.2.3的有关规定。
3、三级焊缝的外观质量应符合表6.2.3的有关规定
表6.2.3焊缝外观质量允许偏差
焊接质量等级
二级
三级
检查项目
未焊满
≤0.2+0.02t且≤1mm，每100mm长度焊缝内未焊满累计长度≤25mm
≤0.2+0.04t且≤2mm，每100mm长度焊缝内未焊满累计长度≤25mm
根部收缩
≤0.2+0.02t且≤1mm，长度不限
≤0.2+0.04t且≤2mm，长度不限
咬边
≤0.05t且≤0.5mm，连接长度≤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
允许存在长度≤5mm的弧抗裂纹
电弧擦伤
不允许
允许存在个别电弧擦伤
接头不良
缺口深度≤0.05t，且≤0.5mm，每1000mm长度焊缝内不得超过1处
缺口深度≤0.1t，且≤1mm，每1000mm长度焊缝内不得超过1处
表面气孔
不允许
每50mm长度焊缝内允许存在直径＜0.4t且≤3mm的气孔2个，孔距应≥6倍孔径
表面夹渣
不允许
深≤0.2t，长≤0.5t且≤20mm
6.2.4焊缝尺寸应符合下列规定：
1、焊缝焊脚尺寸应符合表6.2.4-1的规定
2、焊缝余高及错边应符合6.2.4-2的规定
表6.2.4-1焊缝焊脚尺寸允许偏差
序号
项目
示意图
允许偏差（mm）
1
一般全锈的角接与对接组合焊缝
2
需经疲劳验算的全焊透角接与对接组合焊缝
3
角焊缝及部分焊透的角接与对接组合焊缝
hf≤6时
0-1.5
hf>6时
0-3.0
注：
1、hf＞8.0mm的角焊缝其其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值1.0mm，但总长度不得超过焊缝长度的10%。
2、焊接H形梁腹板与翼缘板的焊缝两端在其两倍翼缘板宽度范围内，焊缝的焊脚尺寸不得低于设计要求值。
表6.2.4-2焊缝余高和错边允许偏差
序号
项目
示意图
允许偏差（mm）
一、二级
三级
1
对接焊缝余高（C）
B<20时，C为0-3；B≥20时，C为0-4
B<20时，C为0-3.5；B≥20时，C为0-5
2
对接焊缝错边（d）
d＜0.1t且≤2.0
d＜0.15t且≤3.0
3
角焊缝余高（C）
hf≤6时C为0-1.5；hf＞6时C为0-3.0
6.2.5栓钉焊焊后应进行打弯检查。
合格标准：
当焊钉打弯至30℃时，寒风和热影响区不得有肉眼可见的裂纹，检查数量应不小于焊钉总数的1%。
6.2.6电渣焊、气电立焊接头的接缝外观成形应光滑，不得有未融合、裂纹等缺陷；当板厚小于30mm时，压痕咬边深度不得大于0.5mm；板厚大于或等于30mm时，压痕、咬边深度不得大于1.0mm。
6.3无损检测
6.3.1无损检测应在外观检查合格后进行。
6.3.2焊缝无损检测报告签发人员必须持有相应探伤方法的Ⅱ级或Ⅱ级以上资格证书。
6.3.3设计要求全焊透的焊缝其内部缺陷的检验应符合下列要求：
1、一级焊缝应进行100%的检验，其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》（GB11345）B级检验的Ⅱ级及Ⅱ级以上；
2、二级焊缝应进行抽检，抽检比例应不小于20%，其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》（GB11345）B级检验的Ⅲ级及Ⅲ级以上；
3、全焊透的三级焊缝可不进行无损检测。
6.3.4焊接球节点钢网架焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合国家现行标准《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》（JG/T3034.1）的规定。
6.3.5螺栓球节点网架焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合国家现行标准《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》（JG/T3034.20的规定。
6.3.6箱型构件隔板电渣焊焊缝无损检测结果除应符合第7.3.3条的有关规定外，还应按附录C进行焊缝熔透宽度、焊缝偏移检测。
6.3.7圆管T、K、Y节点焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合附录D的规定。
6.3.8设计文件制定进行射线探伤不能对缺陷性质作出判断时，可采用射线探伤进行检测、验证。
6.3.9射线探伤应符合现行国家标准《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323）的规定，射线照相的质量等级应符合AB级的要求。
一级焊缝评定合格等级应为《钢融化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323）的Ⅱ级及Ⅱ级以上，二级焊缝评定合格等级应为《钢融化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323）的Ⅲ级及Ⅲ级以上。
6.3.10下列情况之一应进行表面检测：
1、外观检查发现裂纹时，应对该批中同类焊缝进行100%的表面检测；
2、外观检查怀疑有裂纹时，应对怀疑的部位进行表面探伤；
3、设计图纸规定进行表面探伤时；
4、检察员认为有必要时。
6.3.11铁磁性材料应采用磁粉探伤进行表面缺陷检测。
却因结构原因或材料原因不能使用磁粉探伤时，方可采用渗透探伤。
6.3.12磁粉探伤应符合国家现行标准《焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕的分级》（JB/T60610的规定，渗透探伤应符合国家现行标准《焊缝渗透检验方法和缺陷迹痕的分级》（JB/T6062）
6.3.13磁粉探伤和渗透探伤的合格标准应符合外观检验的有关规定。
常用结构钢材手工电弧焊接材料的选配表1
钢材
手工电弧焊焊条
牌号
等级
抗拉强度b
（MPa）
屈服强度
s（MPa）
冲击功
型号
示例
熔敷金属性能
16
（mm）
>50-100
（mm）
T
（C）
Akv
（J）
抗拉强度
b
（MPa）
屈服强度
s
（MPa）
延伸度
5
（%）
冲击功27J时试验温度（C）
Q235
A
375-460
235
205
-
-
E4303
420
330
22
0
B
20
27
E4303、E4328、E4315、E4316、
0
C
0
27
-20
D
-20
27
-30
Q295
A
390-570
295
235
-
-
E4303
420
330
22
0
B
20
34
E4315、E4316、
-30
E4328
-20
Q345
A
470-630
345
275
E5003
490
390
20
0
B
20
34
E5003、E5015、E5016、E5018
22
-30
C
0
34
E5015、E5016、E5018、
D
-20
34
E
-40
27
②
②
钢材
手工电弧焊焊条
牌号
等级
抗拉强度b
（MPa）
屈服强度
s（MPa）
冲击功
型号
示例
熔敷金属性能
16
（mm）
>50-100
（mm）
T
（C）
Akv
（J）
抗拉强度
b
（MPa）
屈服强度
s
（MPa）
延伸度
5
（%）
冲击功27J时试验温度（C）
Q390
A
490-650
390
330
-
-
E5015、
E5016、
E5515-D3、-G、E5516-D3、-G
490
390
22
-30
B
20
34
C
0
34
540
440
17
D
-20
34
E
-40
27
②
②
Q420
A
520-680
420
360
-
-
E5515-D3、-G、E5516-D3、-G
540
440
17
-30
B
20
34
C
0
34
D
-20
34
E
-40
27
②
②
Q460
C
550-720
460
400
0
34
E6015-D1、-G、E5516-D1、-G
590
490
15
-30
D
-20
34
E
-40
27
②
②
注：
①用于一般结构；②由供需双方协议；③表中钢材及焊材熔敷金属力学性能的单值均为最小值；④为板厚>60-100mm时的s值
常用结构钢材CO2气体保护焊实芯焊丝的选配表2
钢材
焊丝型号示例
熔敷金属性能
牌号
等级
抗拉强度
σb（MPa）
屈服强度
σb（MPa）
延伸率
σs（%）
冲击功
T（℃）
Akv（J）
Q235
A
ER49-1②
490
372
20
常温
47
B
C
ER50-6
500
420
22
-29
27
D
-18
Q295
A
ER49-1②
ER49-6
490
372
20
常温
47
B
ER50-3
ER50-6
500
420
22
-18
27
Q345
A
ER49-1②
490
372
20
常温
47
B
ER50-3
500
420
22
-20
27
C
ER50-2
500
420
22
-29
27
D
E
③
③
③
Q390
A
ER50-3
500
420
22
-18
27
B
C
D
ER50-2
500
420
22
-29
27
E
③
③
③
Q420
A
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