焊接施工专项方案.docx
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焊接施工专项方案
北京呼家楼商务居住综合区（办公三期）
焊
接
专
项
及
冬
季
焊
接
施
工
方
案
编制：
校核：
审核：
浙江杭萧钢构股份有限公司呼家楼项目部
二OO五年十月
目录
1、编制依据-----------------------------------------------1
2、焊接工程概况-------------------------------------------1
3、焊接施工-----------------------------------------------1
4、焊接施工技术措施---------------------------------------2
4．1作业特点----------------------------------------------2
4．2技术准备----------------------------------------------3
4．3焊接施工顺序------------------------------------------3
4．4技术措施----------------------------------------------4
4．5节点焊接----------------------------------------------5
5、冬季施工技术措施----------------------------------------7
5．1冬季吊装作业措施---------------------------------------7
5．2冬季焊接作业措施---------------------------------------8
6、焊缝质量检验和焊缝质量保证措施--------------------------9
6．1焊缝的外观检查-----------------------------------------9
6．2焊缝的超声波探伤检查-----------------------------------9
6．3焊缝质量保证措施--------------------------------------10
7、焊接施工安全生产和防火措施-----------------------------11
1、编制依据
1.1、业主提供的北京建筑设计研究院设计的施工图纸
1.2、北京建筑设计研究院确认后的优化图纸及加工详图
1.3《建筑工程冬期施工技术规程》JGJ104-97
1.4、《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98
1.5、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
1.6、《建筑钢结构焊接技术规程》GJ81-2002
1.7、《钢焊缝手工超声波检验方法和探伤结果分级》GB11345-89
2．焊接工程概况
2.1北京呼家楼商务居住综合区（办公三期）地处北京市，该工程项目为地下3层，地上34层。
为钢框架-砼核心筒结构，现场钢柱、钢梁连接焊缝共有约5800米。
现场构件母材钢板最大厚度为36mm，每1层或2层一个柱节，主要构件为：
箱型柱构件Z1：
□900╳36、32；□800╳32、28、25；
圆管柱构件Z2：
◎1000╳36、32；◎900╳32、28、25；
十字柱、H型钢柱、H型钢梁；
2.2现场焊缝形式
柱-柱对接横焊缝（H）、柱-梁平角焊（F）、梁-柱牛腿翼缘板平焊（F）、次梁连接板-核心筒埋件立焊（V）、梁腹板连接板-柱立焊（V）及梁转角隅撑焊接等。
2.3现场焊缝质量等级要求
钢柱对接横焊缝、梁与柱翼板焊缝和梁与柱牛腿翼板焊缝为一级全熔透焊缝，次梁连接板-核心筒埋件焊缝、梁转角隅撑及梁连接板-柱焊缝为三级焊缝。
3、焊接施工部署
3.1、劳动力安排：
高峰期投入焊接人员18人，探伤工2人，辅工8人。
参与本工程焊接的焊工在施焊前进行焊工现场操作考试，考试合格的焊工才允许在本工程施焊；
3.2、施工机具安排：
（见下页）。
3.3、焊接方法：
手工电弧焊；
施工机具安排及用途
序号
品名
规格
单位
数量
用途
01
角向磨光机
φ125
台
5
焊缝打磨
02
氧气、乙炔工具
套
6
焊缝修整及预热等
03
硅整流焊机
400
台
12
钢柱、钢梁焊接
04
碳弧气刨机
630型
套
1
焊接返修
05
烘箱
台
1
烘烤焊条
06
空气压缩机
V-1.05/10
台
1
气刨供气
07
焊条保温桶
只
10
焊条保温
8
活动焊机房
自制
栋
1
装焊机
9
超声波探伤仪
台
1
焊接检验
10
焊检尺
把
1
焊接检验
11
风速仪
1
测风力
12
测温计
600℃
1
测温用
13
放大镜
5倍
2
焊缝检查用
4、焊接施工技术措施
4.1、本工程现场焊接作业特点为：
4.1.1、构件的截面和板厚大，焊缝的填充量大，多层多道手工现场焊接，容易产生焊道和层间未熔合、夹渣等缺陷以及翼缘的角变形。
4.1.2、钢柱对接为横焊位置，施焊难度较大，应严格按要求进行，确保安全。
4.1.3、钢柱对接焊接时应采取必要措施减缓焊缝冷却速度，减少焊缝收缩应力及构件拘束度。
特别是冬季施工，采取严格工艺措施，防止焊接延迟裂纹产生。
4.1.4、钢柱拼接时对接口截面错口、柱轴心偏移和垂直度的偏差应满足GB50205—2001及JGJ99—98ㄍ高层民用建筑钢技术规程>>标准所规定的各项要求。
多层及高层钢结构中构件安装的允许偏差（mm）
项目
允许偏差
检验方法
上、下柱连接处的错口
3．0
钢尺
柱子定位轴线
1．0
经纬仪
单节柱的垂直度
h/1000，且不应大于10。
0
经纬仪
4.2、技术准备
4.2.1、根据图纸要求及施工规范和技术标准，对所有持证焊工进行技术交底和岗前技术培训。
4.2.2、焊条的选择：
根据图纸要求，选用如下焊条：
焊条型号
材质
焊条直径（mm）
E5016（J506）
Q345B，C
φ3.2，φ4.0，φ5.0
4.2.3、焊条的烘干与发放：
现场设人负责电焊条的烘干与发放工作，同时负责调整电焊机的电流。
根据每天焊条的需用量，提出焊条需用计划，进行烘焙。
烘烤温度为300～350OC，恒温1小时后降温至1000C保温，领用时放在焊条保温筒内，并填好焊条烘焙及发放记录。
焊条烘焙次数最多不超过两次。
4.2.4、焊接附属设备：
将电焊机房吊到施焊区域，放置平稳。
对焊机进行检查，确认其工作状态良好。
接通主电源，连接焊机及烘箱电源，做好接地并调试。
连接焊机龙头线及地线，将地线并联接在一起并于钢结构连接牢靠。
焊接电缆线（龙头线）从焊机至焊钳的长度宜在30～50米，并不超过100m为宜。
如因施工需要加长应考虑焊接电流的衰减。
并根据气候条件准备大嘴烤枪、清渣设备、测温计、风速仪等设备。
4.2.5、焊接安全保护措施：
根据现场实际情况，制作便于拆装且使用安全的柱-柱接头焊接平台，柱-梁及梁-梁接头焊接用铝合金挂篮。
4.2.6、焊接部位的坡口检查及处理：
焊接前应将焊缝坡口的油污、水分、脏物及铁锈等清除干净。
按要求检查坡口、间隙、钝边是否符合设计要求，是否有严重的错边现象。
由于标高的调整及梁长度的误差，当焊接接头处间隙小于6mm时，有可能引起根部不能焊透，因此应对坡口用气割进行修理，并打磨平整，使坡口表面无深度超过2mm的坑槽，保证焊接质量。
4.2.7、按设计及规范要求配上工艺垫板。
4.3、焊接施工顺序：
4.3.1、现场焊接时间要求：
a柱-柱对接横焊、柱-梁、梁-柱牛腿翼板焊接待每节钢柱上的主梁全部安装完成且校正，高强螺栓终拧完成后开始焊接；
b梁腹板连接板-柱立焊待每节钢柱上的主梁用临时螺栓定位紧固后开始焊接；
c次梁连接板-核心筒埋件焊接待次梁安装定位后高强螺栓终拧前开始焊接；
4.3.2、接头的焊接顺序:
平面上应从中部对称地向四周扩展，先焊1/8轴及C轴柱，然后焊接2/7、1/9及A、D轴线柱，依次扩展焊接其余柱。
4.3.3、多层梁焊接应遵守先焊顶层梁、后焊底层梁，柱对接焊缝可先焊亦可后焊：
4.4、技术措施：
4.4.1、焊接前接头坡口清理要求：
钢柱拼接吊装前将坡口面打磨出金属光泽，并在坡口及两侧各20mm范围内及厚度方向，打磨除锈、去除油污等，背面垫板处有缺陷的构件均在地面预检后加以修磨、补焊。
构件焊接时要求加装引、熄弧板。
4.4.2、拼接装配要求：
应按照翼腹拼接坡口尺寸留有间隙，点固焊采用手工弧焊点固焊用焊材应与母材材质相匹配，即用焊条J506，φ3.2。
焊点应平坦、匀称、无缺陷，焊点厚度控制在4～6mm为宜，长度30～40mm，点固焊缝间隔200～300mm，匀称分布。
4.4.3、焊前预热：
钢柱母材板厚在25～36mm之间，按规范加热，焊前预热采用火焰加热方式，焊前预热的加热区域应在焊缝坡口两侧，宽度应各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100mm;当用加热预热时正面测温应在加热停止后进行。
构件焊接根据接点及板厚所选定的预热要求。
用红外线测温仪在要求测温区域达到预热温度后方可进行施焊，首道焊接取预热温度的上限植。
构件（25ºC≤t≤40ºC）焊接前的预热温度为60～80ºC。
4.4.4、焊接层间控制:
用钢丝刷和角向砂轮打磨清理干净。
层间温度控制在60～230ºC。
在常温及正常工况条件下，可不进行后热消氢处理，但焊后仍应对焊缝采取石棉保温缓冷措施。
4.5、节点焊接：
节点焊接工艺参数可按下表执行。
焊条型号规格
电源极性
电流（A）
焊速（cm/min）
其它
E5016φ3.2
直流反接
110～130
16～20
单道打底
E5016φ4.0
直流反接
150～180
14～18
单道填充
E5016φ5.0
直流反接
220～240
14～18
单道填充
E5016φ4.0
直流反接
160～180
12～16
双道盖面
4.5.1、箱型（圆型）柱接头焊接要求：
箱型（圆型）柱接头的焊接，不用引弧和熄弧板。
由二名工人从相对位置，同时等速焊接，一个柱接头宜连续不间断的焊完。
焊完1/3焊缝时可割掉上下柱连接耳板，注意不要损伤母材，耳板以保留5mm为宜。
打底宜选用φ3.2焊条，盖面层宜选用φ4.0焊条。
第一遍从柱边50mm处起焊，第二遍从离第一遍50mm处起焊，第三遍从离第二遍50mm处起焊，依次类推。
两相对边的焊缝首次焊接的层数不宜超过4层，焊完一个4层，焊完每一层后要清理焊缝表面，清理焊缝表面后，转90°焊另两个相对边的焊缝。
这时可焊完8层，再换至另两个相对边，如此循环直至焊满整个柱接头的焊缝为止。
箱型柱-柱焊接顺序示意图（圆管柱-柱焊接同理）
拐角处应放慢焊条移动速度，焊成方角。
盖面层也应放慢焊接速度，并将电流调小，以达到焊缝美观的效果。
焊接完成后，应进行后热，温度控制在150～250℃，并恒温1～2h。
具体见冬季施工技术措施。
焊缝两侧100mm范围用角向磨光机打磨干净，以备探伤。
焊工将自己钢印号打在焊缝左上角100mm处。
4．5．2十字型柱-柱接头焊接
本工程十字型钢柱采用全焊接连接的方式，即腹板及翼板均采用焊接，板厚有t=20、16mm两种。
焊接之前要进行预热，预热温度为100～150℃，预热可采用氧气乙炔火焰，对称进行，加热范围为坡口两侧各100mm。
焊前进行测温，测温点在距坡口50mm处，施焊过程中应严格控制层间温度在100～150℃之间。
焊接由两名焊工在相对位置，同时等速焊接。
首先焊接一对翼板，，再换侧焊接另一对翼缘，翼板不宜一次焊完，在两对翼缘均焊接完成1/3板厚；然后同时焊接十字型腹板的一侧，再换至另一侧焊接十字型腹板，均至1/3板厚；并继续在翼板与腹板之间轮流施焊，直至完成整个接头。
（如下示意）
十字型柱-柱焊接顺序示意图
a、b焊至1/3板厚→a’、b’焊至1/3板厚→c、d焊至1/3板厚→c’、d’焊至1/3板厚→a、b焊完→a’、b’焊完→c、d焊完→c’、d’焊完
一个柱接头宜连续不间断的焊完。
焊完1/3焊缝时割掉上下柱连接耳板，注意不要损伤母材，以保留5mm为宜。
焊接完成后，应进行后热，温度控制在150～250℃，并恒温1～2h。
具体见冬季施工技术措施。
焊缝两侧100mm范围用角向磨光机打磨干净，以备探伤。
焊工将自己钢印号打在焊缝左上角100mm处。
4.5.3、H型梁-柱接头焊接：
4.5.3.1、H型梁-柱接头焊接内容有：
梁翼板与柱平角焊接，梁翼板与柱上牛腿翼板平焊，梁腹板连接板与柱立焊。
4.5.3.2、梁-柱及梁-柱牛腿翼缘板焊接首先应在焊缝100mm范围内用角向磨光机打磨干净，先焊梁下翼缘板，再焊梁上翼缘板，同一根梁的两端不同时施焊，工艺参数可按柱-柱接头焊接工艺参数执行。
4.5.3.3、当柱子向某方向偏差超过5mm（在允许偏差以内）时，应先焊柱子倾斜反方向的焊口；当柱子垂直度偏差小于5mm时，柱-梁节点两侧对称的两支梁应同时施焊。
4.5.3.4、同一支钢梁，先焊一端焊缝，等其冷却后，再焊接另一端；同一支梁，先焊下翼板，再焊接上翼板，上下两翼板焊缝的焊接方向应相反。
如果翼板厚度大于30mm时，上下翼缘应轮流施焊。
（如下示意）
4.5.3.5、焊接完成后，焊缝100mm范围内用角向磨光机打磨干净，以备探伤。
焊工将自己钢印号打在焊缝左下角100mm处钢梁表面上。
4.5.3.6、柱与梁连接平角焊缝、对接平焊缝，引、熄弧板采用工艺垫板每边加长40mm，引、熄弧在垫板上进行。
焊缝探伤合格后气割切除引、熄弧板，不得锤击敲落，打磨、割除时应保留5～10mm。
5、冬季施工技术措施
钢结构工程冬季施工主要影响两个作业内容:
1吊装作业2焊接作业
5.1、冬季吊装作业采取的措施
冬季对吊装质量本身没有影响,但影响操作进度和工人的安全作业.采取如下措施:
5.1.1、要保持构件摩擦面的干燥、清洁；
5.1.2、构件堆放时不宜过高，对叠放的构件要进行临时支撑，在堆放场地周围拉上标志线；
5.1.3、雪天,雨天,刮大风,吊装作业停止进行；
5.1.4、钢梁上有积雪和霜冻,停止吊装，待积雪清理干净、霜冻融化和钢梁干燥后方可吊装；
5.1.5、吊装工人配备御寒帽和防滑鞋；登高作业时,安全带必须进行有效固定；
5.1.6柱安装时，吊前必须安装爬梯，以便于摘钩及安装钢梁时上下人员。
单节柱设挂架与爬梯，防坠器，待柱子吊起就位后，为方便摘钩，可采用自动卡环由地面人员用一根拉绳在地面进行。
摘钩前必须用缆风绳将柱子固定后方可摘钩。
5.1.7生命线：
钢柱与框架连接处采用Φ8mm钢丝绳作为生命线，次梁导用Φ12mm白棕绳作为生命线；防坠器：
为保证操作证在上下钢柱时的人身安全，钢柱安装时都配备防坠器。
人员上下时，将安全带挂在防坠器的挂钩上，避免发生坠落事故。
5.1.8安全挂钩与工具防坠链，将全部自动工具，轻型电工工具加设不同形式的防坠链和挂钩，防止工具坠落伤人事故。
5.2、冬季焊接作业采取的措施
冬季焊接作业,因温度对焊接质量有影响,除了对焊工采取合理的安全防护措施外,要对焊接操作采取合理的措施:
5.2.1、本工程为室外施工，当焊接作业区的相对湿度大于90%或雨、雪天时，一般应停止焊接作业。
如因施工进度要求进行焊接作业，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。
可将焊口施焊部位先用氧-乙炔烘烤干燥后施焊。
雨天停止焊接作业。
5.2.2、当风速大于8m/s时，搭设防风棚；
5.2.3、施工现场环境温度≥5ºC时为常规工况条件，按常规工况条件焊接工艺规范参数进行操作。
5.2.4、当焊接作业区环境温度低于0℃时，应采取预热措施保证焊接质量。
预热可采用氧气乙炔火焰，对称进行，加热范围为焊接区各方向大于或等于二倍板厚且不小于100mm范围内母材，加热到20℃以上后方可进行施焊，施焊过程中不应低于这个温度。
焊前进行测温，测温时间在火焰加热器移开以后，测温点在距电弧经过前的焊接点处各方向至少50mm处，必要时还应在焊件反面测温。
在负温度下焊接完成后，在焊缝两侧板厚2～3倍的范围内，立即进行后热处理，加热温度150～300ºC，保持1～2h。
后热处理完后，用石棉布把接头包好使焊缝温度缓冷。
5.2.5、当环境温度低于-5～10ºC时，用搭设简易焊接棚，焊接棚尺寸为：
2m*2m*2m，焊接棚骨架为能拆卸的钢管，焊接棚围护用帆布，采用电暖气来改变焊接棚内的环境温度，使焊接棚内的环境温度达到0℃以上，才开始对接头进行火焰加热后施焊。
具体同5.2.4。
5.2.6、当施工现场环境温度-15ºC～-10ºC时，施焊环境温度对构件焊接有影响，也对操作工人的安全与技能发挥有影响，一般情况下不得施工。
如因赶工或进行小作业量施焊时，制定适当的预热、后热、保温等保证措施，低温工况下焊后焊缝均必须保温缓冷，可采用铁丝悬挂，玻璃棉覆盖、包裹捆扎形式。
并确保操作人员的防滑、防冻措施，并上报监理。
5.2.7、当施工现场环境温度<-15ºC时，严禁进行焊接施工。
6、焊缝质量检验和焊缝质量保证措施
6.1、焊缝的外观检查：
6.1.1、焊缝质量的外观检查，应按设计文件规定的标准在焊缝冷却后进行。
梁柱构件以及厚板焊接件，应在完成焊接工作24h后，对焊缝及热影响区是否存在裂缝进行复查。
6.1.2、焊缝表面应均匀、平滑，无折皱、间断和未满焊，并与基本金属平缓连接，严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、针状气孔和熔合性飞溅等缺陷。
6.1.3、所有焊缝均应进行外观检查，当发现有裂纹疑点时，可用磁粉探伤或着色渗透探伤进行复查。
6.1.4、对焊缝上出现的间断、凹坑、尺寸不足、弧坑、咬边等缺陷，应予补焊。
补焊焊条直径≤Φ4.0。
6.1.5、修补后的焊缝应用砂轮进行修磨，并按要求重新进行检查。
6.2、焊缝的超声波探伤检查：
6.2.1、图纸和技术文件要求全熔透的一、二级焊缝，应进行超声波探伤检查。
6.2.2、超声波探伤检查应在焊缝外观检查合格后进行。
焊缝表面不规则及有关部位不清洁的程度，应不妨碍探伤的进行和缺陷的辨认，不满足上述要求时事前应对需探伤的焊缝区域进行铲磨和修整。
6.2.3、现场全熔透的一级焊缝进行100%超声波探伤检查数量，三级焊缝按二级外观检查；
6.2.4、超声波探伤检查应根据设计文件规定的标准进行。
超声波探伤的检查等级按《钢焊缝手工超声波检验方法和探伤结果分级》GB11345-89规定进行验收。
6.2.5、超声波检查应做详细记录，并出具报告。
6.2.6、经检查发现的焊缝不合格部位，必须进行返修。
并应按同样的焊接工艺进行补焊，再用同样的方法进行质量检查。
6.2.7、当焊缝有裂纹、未焊透和超标准的夹渣、气孔时，必须将缺陷清除后重焊。
清除用碳弧气刨进行。
6.2.8、焊缝出现裂纹时，由施工单位分析原因并制订返修方案，经工程技术负责人审批并报监理工程师认可后方可执行。
当裂纹缺陷清楚时，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。
6.2.9、焊缝正、反各作为一个部位，同一部位返修不宜超过2次。
对2次返修后仍不合格的部位应重新制订返修方案，经工程技术负责人审批并报监理工程师认可后方可执行。
6.3、焊缝质量保证措施：
6.3.1、由经考核合格的焊工按照焊接工艺及作业指导书要求操作，由质检员按照焊接检验工艺检查。
6.3.2、严格遵守施工程序，认真执行施工操作规程及验收规范。
。
6.3.3、加强技术交底：
对每个焊工进行交底，并均以文字形式下达给各班组，有交底人、接收人及监交人签字。
6.3.4、强化质量意识：
从图纸质量、材料质量、施工质量三大部分进行把关，焊材进场时必须有合格证、质保书，资料不全的焊材坚决不让进场。
6.3.5、加强三检制度：
6.3.5.1、焊工应在焊前，焊接时和焊后检查以下项目：
①、焊前：
清洁焊接区、焊道预热。
②、焊接过程中：
预热和保持层间温度；检验填充材料；打底焊缝外观；清理焊道；按审批过的焊接工艺进行焊接。
③、焊后：
清除焊渣和飞溅物；焊缝外观；对咬边；焊瘤；裂纹和弧坑进行修理。
6.3.5.2、专职质检员对焊接工艺和焊缝外观检查：
所有焊缝都按规范JGJ81—2002或相关规范检查；外观检查记录由项目质检员保存。
6.3.5.3、无损检验：
超声波检验，所有超声波检验都应填写焊缝超声波检验记录表并盖CMA章。
a、设计要求的一级全熔透对接焊缝100%超声波检验。
b：
设计要求的二级焊缝按20%超声波检验。
7、焊接施工安全生产和防火措施
7.1、建立健全各级安全施工责任制，按分项工程包干责任到人，确保“无重伤、无死亡、无重大设备事故、无火灾”的目标。
7.2、教育全体职工切实遵守现场的各种安全规程。
认真贯彻安全生产的有关文件，做到三个坚持（班前讲安全、班中查安全、工作抓安全）要求各班组坚持班前检查布置、班后小结，周六考核评比并作好记录，作为每周发放安全奖金的依据。
7.3、焊工上班时，要穿焊工服，穿绝缘鞋，加强对安全意识的教育，对需要动火的场地，严格按动火审批手续执行。
7.4、电焊工、电工等必须持证上岗。
7.5、进入施工现场戴好安全帽，高空作业系好安全带和穿好安全鞋。
7.6、焊机电源由电工拆、接，现场严禁私拉乱接，电焊机有可靠接地。
7.7、明火作业必须履行动火审批手续。
7.8、电焊机开关箱拉合时应戴手套侧向操作。
7.9、电焊机二次接地必须有空载降压保护器或触电保护器。
7.10、焊钳与电线必须绝缘良好、连接牢固，更换焊条应戴手套。
在潮湿地点工作，应站在绝缘胶板或木板上。
7.11、电线、地线禁止与钢丝绳接触，更不得用钢丝绳设备代替零线所有地线接头，必须连接牢固。
7.12、采用碳弧气刨清根时，应戴防护眼镜或面罩，防止铁渣飞溅伤人。
7.13、雷雨时，应停止露天焊接作业。
7.14、施焊场地周围应清除易燃、易爆物品或进行遮盖、隔离围护。
作业现场及焊机摆放处应配放有效的灭火器具。
7.15、所有焊工应佩带安全带，作业时挂钩牢固，操作面稳定牢固，手用工具用工具袋，并挂钩牢固。
7.16、所有焊工作业均应有焊条保温桶及收集焊条头的小筒，焊条与焊条头均装入桶内。
同时焊桶挂放牢固。
7.17、工作结束，应切断电焊机电源，并检查操作地点，确认无起火危险后，方可离去。
7.18、焊接时要备有接火装置；
7.19、焊接时安排专人看火；
7.20、采用电暖气来改变焊接棚内的环境温度时，焊接棚内备有专人看火和可靠的灭火器；
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