钢结构制作焊接工艺.docx

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钢结构制作焊接工艺

钢结构制作焊接工艺

钢结构制作焊接工艺提要：

焊条使用前应进行烘干，酸性焊条可在150～200℃下烘干1～２小时；烘干的焊条应放在温度控制在100℃的保温筒内，随取随用

钢结构制作焊接工艺

1基本要求：

对首次使用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊接接头形式必须进行焊接工艺评定试验；其试验数据应作为编制焊接施工工艺的依据。

见图4

焊接作业人员应持证上岗，不具备条件者不得施焊。

焊条使用前必须按规定进行烘干，保温，焊工领用后必须存放在保温桶中随用随取。

施焊前，应认真学习焊接工艺，施焊中，严格执行焊接工艺参数。

定位焊接必须由持证合格焊工进行施焊，点焊工艺必须执行焊接工艺中的参数规范，不得随意改变，点焊焊缝长度大于50m，焊角高度不小于6mm。

钢板接料对接焊缝和角焊缝两端必须配置引弧板，其长度:

手工弧焊为30～50mm，半自动焊为43～60mm，埋弧自动焊为50～100mm，熔嘴电渣焊为100mm以上。

引焊道引板上的焊缝长度不得小于引弧板长度的2/3,引弧应在焊道外进行，严禁在焊道区以外的母材上打火引弧；其坡口型式与被焊工件相同。

冬雨季施工时严格按照雨季施工技术规程执行，要防止风、雨、雪及因天气变化对焊接质量质量的影响。

焊接引弧收尾采用回焊法，角焊缝拐角处必须连续施焊。

当构件出现汇交焊缝时，焊缝在200mm范围内应予以补强。

以上厚度的钢板焊接，为防止在厚度方向出现层状撕裂，采取以下措施：

A施焊前，对母材中心线两侧各2倍板厚区域内进行超声波探伤检查，母材中不得有裂纹、夹层及分层等缺陷存在。

B严格控制焊接顺序，尽可能减少垂直于板面方向的约束。

c根据母材的coq（碳当量）和Pcm（焊接裂纹敏感性指数）值选择正确的预热温度和必要的后热处理措施。

D通过焊接工艺试验制定焊接工艺规程。

型钢梁柱的焊接必须进行焊前预热和焊后热处理。

焊接T形、十字形、角焊接接头，当翼板厚度大于或等于40mm时，采用抗层状撕裂的Z向钢。

箱型柱接头，当板厚在80mm及以上时，侧板板边火焰切割面宜磨或刨去由热切割产生的硬化层，防止层状撕裂起源于板端表面的硬化组织。

宜采用低氢、超低氢焊条或气体保护焊。

同一部位焊缝返修不得超过2次。

2焊接技术：

手工电弧焊辅助设备：

电焊条保温桶

焊接中必须使用焊条保温桶，焊条必须先进烘箱焙烘，烘干温度和保温时间因材料和季节而异。

酸性焊条一般烘干温度为150-250℃，保温时间为1-2小时，焊条从烘箱内取出后，应贮存在焊条保温筒内。

在施工现场逐根取出使用。

焊条的反复烘培次数不宜超过2次。

接头尺寸检测器

用以测量坡口角度、间隙、错边以及余高、缝宽、角焊缝厚度等尺寸。

由直尺、探尺和角度规组成。

清渣榔头和钢丝刷用于除锈，清渣。

高速角向砂轮机用于焊后清渣，焊缝修整。

碳弧汽刨用于焊后背面清根。

3焊接工艺参数的选择：

焊条直径：

焊条直径大小主要取决于焊件厚度、接头型式、焊缝位置、焊道层次等因素。

焊件厚度较大时，则应选用较大直径的焊条；平焊时，允使用较大电流进行焊接，焊条直径也可大些；而立焊、横焊，则宜选用较小直径的焊条；多层焊的第一层焊缝，为了防止产生未焊透缺陷，宜采用小直径焊条。

焊接电流：

焊接电流的大小，主要根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度以及接头型式、焊缝位置、焊道层次等因素确定。

在使用结构钢焊条进行平焊时，焊接电流可根据下列经验公式初选。

I=kD式中：

I--焊接电流（A）；d--焊条直径（mm）；k--经验系数（A／mm）。

定位焊

焊接结构制造过程中，所有零部件均先通过点固焊（定位焊）进行组装，然后再焊接成一体，定位焊的质量，将直接影响焊缝质量乃至整个产品的质量，因此应给予足够的重视。

（1）定位焊焊条定位焊所用焊条应和正式焊接所用焊条相同，不能用受潮、脱皮或不知型号的焊条，不能用焊条头代替。

（2）定位焊部位双面焊反面清根的焊缝，如果可能，定位焊道应放在反面。

形状对称的构件，定位焊道应对称排列。

构件上有交叉焊缝的地方，不应有定位焊缝，定位焊道至少离开交叉点50mm。

（3）定位焊工艺要求定位焊道短，冷却快，焊接电流应比正常焊接电流大15～20％。

定位焊缝两头应平滑，防止正式焊接时造成未焊透或裂纹。

定位焊缝不应有裂纹、夹渣等缺陷。

对于刚性较大的构件或有裂纹倾向的构件，应采取必要的热处理措施，以防定位焊缝产生裂纹。

（4）定位焊缝尺寸在满足装配强度要求的前提下，定位焊缝尺寸应尽可能小一些。

可以通过缩小定位焊缝间距的方法采减小定位焊缝的尺寸。

手工电弧焊操作技术

（1）引弧应在焊接部位上进行。

引弧点最好选在离焊缝起点10mm左右的待焊部位上，电弧引燃后移至焊缝起点处，再沿焊接方向进行正常焊接。

焊缝连接时，引弧点则应选在前段焊缝的弧坑前方10mm处，电弧引燃后移至弧坑处，待填满弧坑后再继续焊接。

（2）运条焊接过程中，为了稳定弧长，保持熔池形状，控制焊缝成形，以期获得均匀一致的焊缝，焊条要作必要的运动。

这种运动可以分解成三个基本动作。

沿焊条中心线不断地向熔池送进，以稳定弧长。

焊条沿焊接方向均匀移动。

电弧在该方向上的行走速度，即为焊接速度。

焊接速度的大小对焊缝成形有着重要影响，应根据焊条直径、电流大小、焊件厚度、装配间隙及焊缝位置等因素正确选择。

如果需要，可使焊条垂直于焊接方向作某种形式的横向摆动，以获得所需的焊缝宽度。

由于焊缝位置、接头型式、焊件厚度、焊条直径及焊接电流的不同，焊条摆动方法也不同。

常用的运条方法有直线型，锯齿型，月牙型和三角型。

（3）收弧焊接结束时，如果直接拉断电弧，则会形成弧坑。

凹陷的弧坑会减弱焊缝接头强度和产生应力集中，从而导致弧坑裂纹。

常用的收弧方法有：

划圈收弧法，当电弧移至焊缝终端时，焊条端部作圆圈运动，直至填满弧坑后再拉断电弧。

此法适用于厚板焊接。

回焊收弧法。

当电弧移至焊缝收尾处稍停，且改变焊条角度回焊一小段后拉断电弧。

此法适用于

钢结构制作焊接工艺提要：

焊条使用前应进行烘干，酸性焊条可在150～200℃下烘干1～２小时；烘干的焊条应放在温度控制在100℃的保温筒内，随取随用

碱性焊条。

反复熄弧一引弧法。

使用大电流或焊接薄板时，应在焊缝终端作多次熄弧和引弧，直到弧坑填满为止。

4接料板：

板厚小于8mm采用手工电弧焊焊接；大于等于8mm采用埋弧自动焊接料。

焊接方法采用悬空焊法：

预留坡口且装配间隙为0mm或小于1mm，第一遍使用co2气体保护焊打底焊接，其他层用电流较大的埋弧自动焊，背面采用电弧气刨清根，砂轮打磨后再进行施焊。

对接焊缝焊接规范：

定位焊：

焊条直径焊接电流见表14

对接焊缝手工电弧焊规范：

见表15

对接焊缝埋弧自动焊焊接规范：

见表16

气体保护焊焊接规范：

见表17

5梁焊接工艺：

焊接方法：

梁主焊缝，接料原则上采用埋弧自动焊焊接。

钢梁柱上筋板、拉筋、地脚板、柱节点等采用手工电弧焊。

主焊缝焊接采用H型钢焊接生产线施焊或H型钢船形位置埋弧自动焊施焊。

点固焊：

角接焊缝点固焊规范见表18

点固焊焊缝要求：

中板点固焊间隔100-150毫米焊接30-60毫米，焊角高度不小于3mm，20mm以上厚板及普低钢每隔100-150毫米焊接50-100毫米，焊角高度不小于6mm。

低碳钢船形埋弧自动焊规范：

见表19

焊接材料的合理使用

（1）一根焊条要尽可能一次焊完，避免焊缝接头过多而降低质量。

焊条残头有药皮部分应小于20mm。

（2）焊条使用前应进行烘干，酸性焊条可在150～200℃下烘干1～２小时；烘干的焊条应放在温度控制在100℃的保温筒内，随取随用。

未用完的焊条次日还要重新烘干。

（3）焊条上不可沾上油污，以免焊缝产生气孔。

（4）埋弧焊焊丝要求表面清洁，不应有氧化皮，铁锈及油污等。

（5）焊剂使用前应在250℃下烘干，并保温1～2小时。

（6）手工焊焊接规范见表20

对接埋弧自动焊的焊接工艺：

见表21

注：

反面用碳弧气刨清根

气保焊角接焊接工艺：

（1）co2气保焊所用的气瓶上必须装有预热器和流量计，气体纯度不得低于%,使用前应做放水处理，当瓶内的压力低于时应停止使用。

对细焊丝直径小于等于时，气体流量宜控制在10-25L/min。

（2）co2气保焊的焊接电源必须采用直流反接。

（3）co2气保焊角焊缝焊接工艺参数见表。

co2气保焊角焊缝焊接工艺参数表见表22

龙门埋弧焊角接焊的焊接工艺参数：

龙门埋弧焊角接焊的焊接工艺参数

见表23

熔嘴电渣焊焊接工艺

焊前准备：

熔嘴需烘干（100~150℃x1h），焊挤如受潮也须烘干（150~350℃x1h）。

检查熔嘴钢管内部是否通顺，导电夹持部分及待焊构件坡口是否有锈油污、水分等有害物质，以免焊接过程而产生停顿、飞溅或焊缝缺陷。

用马形卡具及楔子安装、卡紧水冷铜成形块（如采用永久性钢垫块则应焊于母材上），检查其与母材是否贴合，以防止熔渣和熔融金属流失失稳甚至被迫中断。

检查水流出入成形块是否通畅，管道接口

是否牢固，以防止冷却水断流而使成形块与焊缝熔合。

在起弧底处施加焊剂，一般为120~160g，以使渣深度能达到40~60mm，

引弧：

采用短路引弧法，焊丝伸出长度约为30~40mm，伸出长度太小时，引弧的飞溅物而造成熔嘴端部堵塞，太大时焊丝易爆炸。

过程不能稳定进行。

焊接：

应按预先设定的参数值调整电流，电压，随时观测渣池深度。

渣池深度不足成或电流过大时，电压下降，可随时添加少量焊剂。

随时观测母材红热区不超出成形块宽度以外，以免熔宽过大。

随时控制冷却水温在50~60℃，水流量应保持稳定。

熄弧：

熔渣必须引出剂被母材的顶端以外。

熄弧时应逐出减小送丝速度与电流，并采取焊丝收缩。

溶渣流失：

如果成形块与母材贴合不严，造成熔渣突然流失，熔嘴即离形渣池表面，仅有焊丝还在渣池中，导电而能减小，电流突降，电压升高，必须立即添加焊剂方能继续焊接过程。

6焊缝等级：

工字型钢柱，箱型钢柱的腹板与翼缘以及其水平加劲与翼缘、腹板的焊接均为坡口全熔透焊。

用于厚材料拼接的对接焊缝、主次桁架支座处的所有连接焊缝及图中标出UT100%焊缝均为一级焊缝

其余钢构件的V型，k型剖口焊缝为二级焊缝

一般角焊缝为三级焊缝，均为凸面焊缝，其外观质量要求标准应符合二级

要求探伤的焊缝应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及探伤结果分级》（GB11345-1989）和《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的有关要求。

低合金钢结构焊缝，在同一处返修数不得超过2次。

腹板或竖向加劲板厚度25mm时为双面半熔透剖口焊。

为防止在厚度出现层状撕裂。

采取以下工艺措施:

A，焊接前对母材焊道中心线两侧各2倍板厚区域内进行超声波探伤检查，母材中不得有裂纹，夹层及分层等缺陷存在。

B：

严格控制焊接顺序，尽可能减少垂直于板面方向的约束。

c：

T形焊接时，在母材板面用低强度焊材先堆焊塑性过度层。

D：

厚板焊接时，可采用低氢型，超低氢型焊条或气体保护焊施焊，并适当提高预热温度。

E：

当板厚在80mm以上时，对II类或II类以上钢材相形梁角焊缝，板边火焰切割面应用机械方法去除淬硬层。

F：

对大尺寸熔透焊，可采用窄焊道焊接技术，并选择合理的焊道次序，以控制收缩变形。

焊接过程中，应用锤击法消除焊缝残余应力。

7焊缝质量检查:

普通碳素结构钢应在焊缝冷却到工作地温度点以后进行，低合金结构钢应在完成焊接24小时以后进行。

焊缝金属表面焊波应均匀，不得有裂纹，夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑和针状气空等缺陷，焊接区不得有飞溅物。

焊缝外观检验质量标准应符合GB50205-2001《钢结构工程施工及验收规范》中表的规定。

施焊过程中，必须做好记录，以备检查

钢结构制作焊接工艺提要：

焊条使用前应进行烘干，酸性焊条可在150～200℃下烘干1～２小时；烘干的焊条应放在温度控制在100℃的保温筒内，随取随用