钢结构现场焊接方案.docx
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钢结构现场焊接方案
现场焊接方案
一般规定
（1）质量检查人员认真检查现场焊接工艺的贯彻执行情况。
如施工条件和规定条件不符时，及时向技术部门反映，并采取措施予以解决。
（2）设备管理人员对焊接设备进行定期检查，抽验焊接时的实际电流、电压与设备上的指示是否一致，以保证焊接设备处于完好状态，对达不到焊接要求的设备及时进行检修、更换。
（3）焊接材料由现场专用仓库储存、按规定烘干、登记领用。
当焊条未用完时，应交回重新烘干。
烘干后的焊条应放在专用的保温筒内备用。
（4）无损检测由持有二级以上的合格证件、并经监理工程师认可的无损检验的专职检测人员担任，分别进行超声波检测。
（5）焊缝区域30mm范围不得有水、锈、氧化皮、油污、油漆或其它杂物。
焊接方法选择
首先考虑等强原则，另一方面考虑高空焊接时风速大，要求焊接时有抗风性能以及高效的焊接方法。
选择焊条电弧焊装配定位、气保护保护药芯半自动焊焊接主焊缝，同时为提高焊接效率，保证焊缝外观成形，桥面板对接焊缝采用埋弧焊填充盖面。
本工程采用的焊接设备如下：
焊接方法
焊接设备
电流和极性
单弧或多弧
手工或机械
焊条电弧焊
ZXE1-400/500
直流反接
单弧
手工
CO2药芯焊丝气保焊
KRⅡ-500
直流反接
单弧
半自动
埋弧焊
ZD5-1250
直流反接
单弧
自动
焊接材料
（1）焊接材料选用
焊接方法
母材牌号
焊丝或焊条牌号
焊剂或气体
适用的场所
焊条电弧焊
Q345D/Q345qD/Q390D
E5015
/
定位焊
CO2药芯焊丝气保焊
Q345D/Q345qD/Q390D
T492T1-1C1A
CO2
对接、T接、角接
埋弧焊
Q345D/Q345qD/Q390D
H10Mn2
SJ101
对接、T接、角接
（2）焊材复验
对所有应用于本工程的焊接材料按生产批号进行成分、性能的复验，复验由甲方及国家技术质量监督部门认可的质量监督检测机构进行。
（3）焊材管理
焊材须有质保书，应该按类别、牌号、规格、批号等分类堆放，并有明确标志。
堆放场地应保持通风、干燥。
（4）焊材的烘焙和储存
焊接材料在使用前应按材料说明规定的温度和时间要求进行烘焙和储存；如材料说明要求不详，则按下表要求执行：
焊条或焊剂
焊条药皮或焊剂类型
使用前烘焙条件
使用前存放条件
焊条：
E5015
低氢型
300-430℃：
1-2小时
>120℃
焊剂：
SJ101
烧结型
350-400℃：
2小时
>120℃
药芯焊丝启封后，应尽快用完，不得超过两天时间。
当天多余焊丝应用薄膜封包，存放在室内。
二氧化碳气瓶必须装有预热干燥器。
焊接工艺参数
在工程正式施焊前，根据不同的焊接方法、焊接材料、焊接位置、预热要求以及坡口类型等等，按照JTG/TF50-2011进行工艺评定试验，确定合适的焊接参数，作为焊接工艺规程的依据。
制定出具体的焊接工艺规程后，将要求焊工严格执行，不得随意改变工艺参数。
焊前准备
焊接区操作脚手平台搭设良好，平台高度及宽度应有利于焊工操作舒适、方便，并应有防风措施。
由于CO2气体保护焊焊枪线较短，考虑将焊机及送丝机置于操作平台上。
操作平台需针对钢塔、钢箱梁节点焊接而专门设计
焊工配置一些必要的工具，比如：
凿子、榔头、刷子以及砂轮机等。
焊把线应绝缘良好，如有破损处要用绝缘布包裹好，以免拖拉焊把线时与母材打火。
焊接设备应接线正确、调试好，正式焊接前宜先进行试焊，将电压、电流调至合适的范围。
检查坡口装配质量。
应去除坡口区域的氧化皮、水份、油污等影响焊缝质量的杂质。
如坡口用氧－乙炔切割过，还应用砂轮机进行打磨至露出金属光泽。
当坡口间隙超过允许偏差规定时，通过在坡口单侧或两侧堆焊使其符合要求。
焊前预热
（1）焊前，母材的最小预热温度应按下表要求执行：
钢材最低预热温度要求（℃）
钢材牌号
接头最厚部件的厚度mm
t≤20
2040＜t≤60
60＜t≤80
t＞80
Q235
---
---
40
50
80
Q355
---
20
60
80
100
Q390
20
60
80
100
120
（2）当操作地点温度低于常温时，应提高预热温度20~25℃；T形接头比对接接头提高预热温度25~50℃；对于t<25mmQ345钢和t<40mmQ235钢的接头预热温度在25~50℃。
（3）焊接接头两端板厚不同时，应按厚板确定预热温度；焊接接头材质不同时，按强度高、碳当量高的钢材确定预热温度。
（4）厚板焊前预热及层间温度的保持优先采用电加热器，板厚25mm以下也可用火焰加热器加热，并采用专用的接触式热电偶测温仪测量。
（5）预热的加热区域应在焊缝两侧，加热宽度应各为焊件待焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100mm；
（6）焊接返修处的预热温度应高于正常预热温度50℃左右，预热区域应适当加宽，以防止发生焊接裂纹。
（7）层间温度范围的最低值与预热温度相同，其最高值应满足母材热影响区不过热的要求，焊接层间温度低于250℃。
焊接环境
当焊接环境出现下列任一情况时，须采取有效防护措施：
（1）环境温度低于5℃时，除了设计防护棚外还要采取保温措施（石棉布包裹）。
（2）被焊接面处于潮湿状态或暴露在雨条件下需设置防护棚。
（3）采用手工电弧焊作业风力大于8m/s作业时，未设置防风棚或没有措施的部位前情况下不许焊接。
装焊工艺
1、接头的准备
采用自动或半自动方法切割的母材的边缘应是光滑和无影响焊接的割痕缺口；切割边缘的粗糙度应符合TB10212-2009规范规定的要求。
被焊接头区域附近的母材应无油脂、铁锈、氧化皮及其它外来物。
2、定位焊
（1）定位焊焊缝所采用的焊接材料及焊接工艺要求应与正式焊缝的要求相同。
（2）定位焊焊缝的焊接应避免在焊缝的起始、结束和拐角处施焊，弧坑应填满，严禁在焊接区以外的母材上引弧和熄弧。
（3）定位焊尺寸参见下表要求执行。
母材厚度
（mm）
定位焊焊缝长度（mm）
焊缝间距
（mm）
手工焊
t≤20
40－50
500－600
2050－60
500－600
t>40
50－60
500－600
（4）定位焊的厚度不应大于焊缝设计尺寸的1/2，一般为4-6mm。
（5）定位焊焊缝有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，必须清除后重新焊接。
（6）定位焊时一般采用Φ3.2mm或Φ4mm的焊条进行，同时应采用较大的电流，以保证定位焊缝有一定的熔深。
引弧和熄弧板
焊接接头的两端应装焊引弧板和熄弧板，其材料及接头原则上应与母材相同，其尺寸为：
20mm（包括）以下钢板手工电弧焊：
长×宽=50×80mm，20mm以上钢板手工电弧焊：
长×宽=板厚的1.5倍×80mm，焊后用气割割除，磨平割口。
严禁在承受动载荷且须经疲劳验算构件焊缝以外的母材上打火、引弧或装焊夹具；不应在焊缝以外的母材上打火、引弧。
焊缝清理及处理
（1）多层和多道焊时，在焊接过程中应严格清除焊道或焊层间的焊渣、夹渣、氧化物等，可采用砂轮、凿子及钢丝刷等工具进行清理。
（2）焊接完全焊透的对接焊缝时，在反面开始焊接之前，应采用适当的方法（如碳刨等）清理根部至焊缝出白。
（3）角焊缝的转角处包角应良好,焊缝的起落弧处应回焊10mm以上，厚板同一焊缝应连续施焊，一次完成；不能一次完成的焊缝应焊后缓冷和重新焊接前的预热。
焊接顺序
1、总则
焊接时应遵循对称施焊、先立焊后平焊，横桥向由中部向两侧进行焊接。
2、钢箱梁的焊接顺序
（1）将底板单元先打底焊，然后使用埋弧焊机进行底板单元的焊接。
（2）将横隔板与纵腹板单元安装到位后，焊接横隔板与纵腹板单元之间的立焊。
（3）焊接横隔板、纵腹板单元与底板之间的平焊。
（4）将顶板分别与纵腹板、横隔板的仰焊焊接完成。
（5）最后将顶板对接缝焊接完成。
3、钢塔的焊接顺序
钢塔分段现场组装时先立焊后平焊，同一节段安排2～4人进行对称焊。
焊缝质量要求
1、焊缝外观质量（见下表）
编号
项目
简图
质量要求（mm）
1
气孔
横向对接焊缝
不容许
纵向对接焊缝、主要角焊缝、棱角焊缝
直径小于1.0
每米不多于3个,间距不小于20
其他焊缝
直径小于1.5
2
咬边
受拉构件横向对接焊缝
不容许
受压构件横向对接焊缝、熔透角焊缝△≤0.3
纵向对接焊缝、棱角焊缝等主要角焊缝△≤0.5
其他焊缝△≤1.0
3
焊脚尺寸
主要角焊缝
K
其它焊缝
K
（手弧焊全长10%范围内允许K
）
4
焊波
角焊缝
h≤2
（任意25mm范围内）
5
余高
对接焊缝
b≤12时h≤3.0
12b>25时h≤4b/25
6
余高去除后的表面
横向对接焊缝
（修磨纹垂直于焊道方向）
△2≤｜-0.3｜
△1≤+0.5
△表面粗糙度Ra50μm
外观检查不合格的焊接构件，在未进行处理并满足要求之前，不得进入下一道工序。
2、焊缝无损检测要求
钢箱梁制造、安装的焊缝质量等级要求
焊缝名称
质量等级
横向对接焊缝（顶板、底板、腹板、横隔板等）
Ⅰ级
纵向对接焊缝（顶板、底板、腹板等）
T形接头和角接接头熔透角焊缝
梁段间对接焊缝
横隔板纵向对接焊缝
Ⅱ级
部分熔透角焊缝
焊脚尺寸≥12㎜的角焊缝
连接锚箱的熔透角焊缝
U形肋对接焊缝
横隔板与腹板角焊缝
U形肋与顶（底）板焊缝
横隔板与顶（底）板焊缝
腹板与底板角焊缝
临时连接（含马板）
钢塔柱制造、安装的焊缝质量等级要求
焊缝名称
质量等级
横向对接焊缝（前、后、侧壁板、中腹板、横隔板等）
Ⅰ级
纵向对接焊缝（前、后、侧壁板、中腹板等）
四壁板角接接头熔透角焊缝和联结系等构件T形接头
塔柱段间对接焊缝
中塔柱中腹板上的锚箱焊缝
边塔柱锚梁构造的相关焊缝
横隔板纵向对接焊缝
Ⅱ级
部分熔透角焊缝
焊脚尺寸≥12㎜的角焊缝
横隔板与中腹板焊缝
横隔板与四壁板焊缝
中腹板与前后壁板角焊缝
纵向加劲肋与四壁板间的焊缝
临时连接（含马板）
（1）所有焊缝必须在全长范围内进行外观检验，不得有裂纹、未熔合、未填满弧坑和焊瘤等缺陷，并应符合《铁路钢桥制造规范》对焊缝的外观要求；
（2）经外观检查合格后，所有焊缝均应进行超声波探伤检验，探伤检验应在焊接24小时后进行。
（3）超声波探伤方法和检验等级应符合《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）和《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》（GB/T11345-2013）的规定。
焊接应力控制
（1）采用合适的焊接坡口，减少焊接填充量；
（2）构件安装时不得强行装配，致使产生初始装配应力；
（3）采用合理的焊接顺序，对称焊、分段焊；
（4）先焊收缩量大的接头，后焊收缩量小的接头，应在尽可能小的拘束下焊接；
（5）预先合理设置收缩余量；
（6）同一构件两端不同时焊接；
（7）采取高效的CO2焊接方法，可减少焊接道数，降低焊接变形和残余应力；
（8）通过有效的工艺和焊接控制，防止或降低焊接接头的返修，可避免焊接接头应力增加；
焊接缺陷返修
（1）焊缝返修时应根据无损探伤确定的缺陷位置、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。
（2）母材伤痕、焊缝尺寸不足、凹陷、咬边超标，应补焊。
（3）夹渣、气孔、未焊透，用碳刨刨除后，补焊。
（4）焊趾角或焊瘤，用砂轮打磨或碳刨刨除。
（5）补焊应采用专用低氢焊条进行焊接，焊条直径不大于4.0mm，并比焊缝的原预热温度提高50℃。
（6）因焊接而产生变形的构件，应采用机械方法或火焰加热法进行矫正，低合金钢加热区的温度不应大于800℃，严禁用水进行急冷。
（7）清除缺陷时刨槽应成两侧边斜面角大于10°的坡口，并修整表面、磨除气刨渗碳层，必须要时用渗透探伤或磁粉探伤方法确定裂纹是否彻底清除。
（8）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，补焊长度应不小于100mm，当焊缝长度超过500mm时，应采用分段退焊法。
（9）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。
（10）对于返修焊缝时，其预热温度应比相同条件下正常焊接的预热温度稍高。
（11）焊缝正、反面各作为一个部位,同一部位返修不宜超过两次。
返修时应采取有效措施，制订方案，并经工程技术负责人审批和监理工程师认可后方可进行。
（12）返修焊接应填报返修施工记录及返修前后的无损探伤报告，作为工程验收及存档资料。
（13）当采用碳弧气刨进行返修时应注意以下几点：
a）碳弧气刨必须经过培训合格后方可上岗操作。
b）如发现“夹碳”，应在夹碳边缘5-10mm处重新起刨，深度要比夹碳处深2~3mm，“粘渣”时用砂轮打磨。
c）露天操作时，应尽量沿顺风方向操作，必要时应采取有效的防风措施，在封闭环境操作时，应有通风措施。
（14）横向对接焊缝必须去除余高，并顺应力方向磨平。
缺陷种类
修补办法
切除临时连接板
时留下缺陷
伤及钢材表面深度大于0.1mm小于1mm的缺陷应用砂轮磨平，深度超过1mm者，用手工补焊后砂轮修整。
咬边
深度小于0.5mm用砂轮磨顺，深度大于0.5mm用手工补焊后砂轮修整。
焊缝裂纹或
热影响区裂纹
应查明原因，用碳弧气刨清除缺陷，提出防止措施，返修焊预热100～150℃，用原焊接方法进行返修焊（焊缝长小于200mm可用手工焊）。
气孔、夹渣、未溶透凹坑等缺陷
用碳弧气刨清除缺陷，用手工焊返修，预热温度50～100℃，焊后磨顺。
产品试板检验
①焊缝应按下表规定的焊缝类型确定产品试板数量，接头数量少于表中数量时应做一组产品试板。
产品试板焊缝经外观和探伤检验合格后进行接头拉伸、侧弯和焊缝金属低温冲击试验，试样数量和试验结果应符合焊接工艺评定的有关规定。
焊接产品试板数量
焊缝类型
接头数量
产品试板数量
受拉横向对接焊缝
接头长度≤1000mm
32条
1组
接头长度＞1000mm
24条
1组
桥面板横向对接焊缝
10条
1组
桥面板纵向对接焊缝
30条
1组
全断面对接焊缝
10个断面
平、立、仰焊缝各1组
②若在构件上引接产品试板困难时，应在板件的对接焊缝焊完之后，即就地施焊产品试板。
试板焊缝应与板件焊缝同材质、同工艺、同设备、同操作者，在同一地点施焊，禁止异地施焊产品试板。
③产品试板长度应满足试验内容的需要。
④若试验结果不合格，可在原试板上重新取样再试验，如试验结果仍不合格，则应先查明原因，然后对该试板代表的接头进行处理。
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