钢结构焊接施工方案.docx

1、钢结构焊接施工方案第十章 焊接施工方案10.1 现场焊接概要本工程现场焊接主要有现场地面拼装焊接和高空安装焊接。H型钢、箱型梁全位置焊接和H型钢梁平焊、横焊、立焊、角焊等多种焊缝形式，焊接难度大，焊接工作量大，焊接应力与变形控制及异种厚钢材全位置对接焊是本工程的重点。10.2 焊接前的准备10.2.1焊接工艺评定本工程钢构件材质主要为Q235B、Q345B,为了能较好地保证工程的焊接质量，技术工艺部门将依据JGJ81-2002建筑钢结构焊接技术规程标准的有关规定，并根据我公司相关项目施工经验，充分利用公司已有的焊接工艺评定数据，做好焊接工艺评定，并制定完善、可行的焊接工艺方案和措施。作为工程中

2、指导焊接作业的工艺规范。10.2.1.1 焊接工艺评定流程焊接工艺评定试件应该从工程中使用的相同钢材中取样，并在焊接之前完成。焊接工艺评定按下列程序进行：序号评定流程1由技术员提出工艺评定任务书(焊接方法、试验项目和标准)；2焊接责任工程师审核任务书并拟定焊接工艺评定指导书(焊接工艺规范参数)；3焊接责任工程师将任务书、指导书安排焊试责任人组织实施；4焊接责任工程师依据焊接工艺评定指导书，监督由本企业熟练焊工施焊试件及试件和试样的检验、测试等工作；5焊试室责任人负责评定试样的送检工作，并汇总评定检验结果，提出焊接工艺评定报告；6评定报告经监理单位和焊接责任工程师审核，技术总负责人批准后，正式作

3、为编制指导生产及现场施工的焊接工艺的可靠依据；7焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态且为项目正式施工使用的设备，试样的选择必须覆盖本工程的全部规格并具有代表性。 10.2.3.2 焊接工艺评定项目根据建筑钢结构焊接技术规程JGJ 81-2002要求和我们统计的本工程截面类型和板厚情况，选择板厚16mm 、20mm、40的试件进行焊接工艺评定可以覆盖本工程全部规格的适用板厚。10.2.3.3焊接工艺评定原则进行焊接工艺评定时以及评定结果的运用应遵循下列原则序号原 则1不同焊接方法的评定结果不得互相代替。2不同类别钢材的焊接工艺评定结果不得互相代替。3、类同类别钢材中当强度和冲击韧性级别发

4、生变化时，高级别钢材的焊接工艺评定结果可代替低级别钢材;不同类别的钢材组合焊接时应重新评定，不得用单类钢材的评定结果代替。4接头形式变化时应重新评定，但十字形接头评定结果可代替T形接头评定结果，全焊透或部分焊透的T形或十字形接头对接与角接组合焊缝评定结果可代替角焊缝评定结果。5评定试件的焊后热处理条件应与钢结构制造、安装焊接中实际采用的焊后热处理条件基本相同。6焊接工艺评定结果不合格时，应分析原因，制订新的评定方案，按原步骤重新评定，直到合格为止。7施工企业己具有同等条件焊接工艺评定资料时，可不必重新进行相应项目的焊接工艺评定试验。10.2.2 焊接材料的选用10.2.2.1本工程选用的焊接材

5、料见下表：焊接方法母材材质焊接材料适用场所SMAWQ235BE4316定位焊、对接、角接Q345BE5015定位焊、对接、角接10.2.1.2焊接材料保管与使用（1）保管焊接材料库建立物资验收记录表，写明焊材进厂日期、牌号、规格、产地、质保书号、复验编号等。每批焊材检验、复验合格后，才能进入合格品区，否则分堆摆放，进行退货。库房内要通风良好，保持干燥。焊条、焊丝、焊剂搬运堆放时不得乱摔、乱砸，应注意轻放。不准拆散焊材原始包装，以防散包混杂。焊材存放在专用的货架上，货架离地面、墙均在300mm以上。焊材库内所有焊材必须按其品种、规格、牌号等分类存放在货架上，并有明显标牌以示区别。（2）发放焊接材

6、料库建立焊材发放台帐，领用应签字记账，凭“焊材发放限额单”领料。发料时严格按工艺要求、预算、规格、牌号、数量发放，不得超领、超发。发出时仓库保管员应填写焊材发放记录及检验和试验合格通知单，注明规格、牌号、复验编号、数量、批号、检验合格情况等，发给领用部门。发料时应按焊材出厂日期的先后发放，以防存久变质。（3）领用焊工作为使用人，应根据工程结构对应施焊接头的母材材质和工艺规定，凭“焊材发放限额单”从焊接材料库领取合格的焊材。领取的焊条置于保温筒中，随用随取，焊接过程中必须盖好保温筒盖，严禁焊材外露受潮，如发现焊材受潮，须立即回库重新烘焙(焊条烘干次数不宜超过2次)。（4）烘焙和储存焊接材料在使用

7、前应按材料说明书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，可按下表要求执行。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容许在大气中暴露时间焊条：E5015低氢型3504001-2小时120204小时焊条：E4316低氢型3504001-2小时120204小时10.2.2 焊接设备投入计划10.2.2.1本工程拟投入的焊机及辅助机具型号数量见下表：序号设备名称规格型号数量制造年份额定功率/KW用于生产部位1直流电焊机ZX-5102001AX-320焊接2CO2焊机CPXS-500102002CPXS-500焊接3碳刨机ZX5-63022002ZX5-630焊接4电焊条

8、烘箱YGCH-X-40012003YGCH-X-400焊条烘焙5电热焊条保温筒TRB系列1020035焊条保温6角向砂轮机JB1193-711020012焊缝打磨7空气压缩机XF200120023焊接10.2.2.2焊机及辅助机具管理（1）焊机：1）设备应符合相应的现行国家标准，安全防护装置齐全。2）电源必须有独立而容量足够的保护装置，如自动断路装置等。保护装置应能可靠地切断设备最大额定电流，以保证安全。3）设备的各接触点和连接件必须连接牢固，在运行中不松动和脱落。4）设备应有保护接地或保护接零线。保护接地或保护接零线中间不得有接头。5）应放置在干燥、通风良好的地方，并避免剧烈的振动和碰撞。焊

9、机应保护良好的绝缘，经常清扫、保持干净。（2）辅助机具：1）焊钳、焊枪应有良好的绝缘性能和隔热性能。2）焊钳、焊枪与电缆连接处必须简便牢固、接触良好。且连接处不得外露，以防触电。3）焊接电缆应有良好和足够的导电截面和绝缘层。4）焊接电缆线应为多股细线组成的软线。且应具有较好的抗机械性损伤能力及耐油、耐热和耐腐蚀等性能。5）焊机与配电盘连接的电源线长度不超过3m。严禁将电源线拖在工作现场地面上。6）焊接电缆中间不应有接头。如需短线连接则接头不宜超过2个，接头应用紫铜导体制成，并且连接要牢靠，绝缘要良好。7）严禁利用现场的金属结构、管道、轨道、爬梯及其他金属物搭接起来作为导线。8）电缆不可置于电弧

10、或炽热焊件附近，以防烫坏绝缘层。横穿现场通道或道路时要加遮盖，以防辗压磨损。9）通过焊接电缆的电流不得超过电缆线的安全载流量。10）电加热器等预热设备布设应由电工负责，不得有裸露的电阻丝或导线。10.3 焊接工艺10.3.1焊接原则序号焊接施工1厚板焊接：采用根部手工焊封底、半自动焊中间填充、面层手工焊盖面的焊接方式。带衬板的焊件全部采用CO2气体保护半自动焊焊接。2全部焊段尽可能保持连续施焊，避免多次熄弧、起弧。穿越安装连接板处工艺孔时必须尽可能将接头送过连接板中心，接头部位均应错开。3同一层道焊缝出现一次或数次停顿需再续焊时，始焊接头需在原熄弧处后至少15mm处起弧，禁止在原熄弧处直接起弧

11、。CO2气体保护焊熄弧时，应待保护气体完全停止供给、焊缝完全冷凝后方能移走焊枪。禁止电弧刚停止燃烧即移走焊枪，使红热熔池暴露在大气中失去CO2气体保护。4打底层：在焊缝起点前方50 mm处的引弧板上引燃电弧，然后运弧进行焊接施工。熄弧时，电弧不允许在接头处熄灭，而是应将电弧引带至超越接头处50mm的熄弧板熄弧，并填满弧坑，运弧采用往复式运弧手法，在两侧稍加停留，避免焊肉与坡口产生夹角，达到平缓过度的要求。5填充层：在进行填充焊接前应清除首层焊道上的凸起部分及引弧造成的多余部分，清除粘连在坡壁上的飞溅物及粉尘，检查坡口边缘有无未熔合及凹陷夹角，如有必须用角向磨光机除去。CO2气体保护焊时，CO2

12、气体流量宜控制在4055（L/min），焊丝外伸长2025mm，焊接速度控制在57mm/s，熔池保持水准状态，运焊手法采用划斜圆方法，填充层焊接面层时，应注意均匀留出1.52mm的深度，便于盖面时能够看清坡口边。6面层焊接：直接关系到该焊缝外观质量是否符合质量检验标准，开始焊接前应对全焊缝进行修补，消除凹凸处，尚未达到合格处应先予以修复，保持该焊缝的连续均匀成型。面层焊缝应在最后一道焊缝焊接时，注意防止边部出现咬边缺陷。7焊接过程中：焊缝的层间温度应始终控制在100150之间，要求焊接过程具有最大的连续性，在施焊过程中出现修补缺陷、清理焊渣所需停焊的情况造成温度下降，则必须用加热工具进行加热，

13、直至达到规定值后方能再进行焊接。焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应报告焊接技术负责人，查清原因，订出修补措施后方可进行处理。8焊后热处理及防护措施： 母材厚度25mmT80mm的焊缝，必须立即进行火焰或电加热后保温处理，火焰或电加热应在焊缝两侧各100mm宽幅均匀加热，加热时自边缘向中部，又自中部向边缘由低向高均匀加热，严禁持热源集中指向局部，后热消氢处理加热温度为200250，保温时间应依据工件板厚按每25mm板厚1小时确定。达到保温时间后应缓冷至常温。焊接完成后，还应根据实际情况进行消氢处理和消应力处理，以消除焊接残余应力。9焊后清理与检查：焊后应清除飞溅物与焊渣，清除干净后，用焊缝量规

14、、放大镜对焊缝外观进行检查，不得有凹陷、咬边、气孔、未熔合、裂纹等缺陷，并做好焊后自检记录，自检合格后鉴上操作焊工的编号钢印，钢印应鉴在接头中部距焊缝纵向50mm处，严禁在边沿处鉴印，防止出现裂源。外观质量检查标准应符合GB-50221表4-7-13的I级规定。10焊缝的无损检测：焊件冷至常温24小时后，进行无损检验，检验方式为UT检测，检验标准应符合GB/T11345钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级方法规定的检验等级并出具探伤报告。10.3.2焊接作业流程10.3.3钢构件焊接顺序10.3.3.1钢构件焊接顺序 焊接施工顺序对焊接变形及焊后残余应力有很大的影响，直接影响到焊接质量。应详细制

15、定结构整体以及典型部分焊接顺序，以做到焊接时尽量减小结构焊后变形和焊后残余应力。焊接顺序见下图示意：序号焊接形式示意图示意说明焊接说明1（1）采取两人分段对称焊的形式，即1、2同时进行，然后是3、4；（2）对称、同步、多层多道焊。钢管对接焊焊接顺序2（1）次杆对接口侧面开焊接工艺孔，将底面仰焊转换为平焊施工。（2）先焊接1，再两人对称焊接2、3，封焊工艺孔，最后焊接4。箱型杆件对接焊焊接顺序3采用对称焊接，先焊接1，再依次焊接2、3。主杆与次杆连接焊接顺序10.4.1 焊接质量预控措施10.4.1.1为保证本工程的焊接质量，首先，对影响焊接工程质量的“人、机、料、法、环”五要素作出重点预控。（

16、1）“人”包括：焊接工程师、焊接质检人员、无损探伤人员、焊工，以项目为核心，以NDT一次合格率大于95%为目标，保证工程的质量。各焊接相关人员的资格应符合建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002中2.0.5规定。（2）明确各焊接相关人员的职责：1）焊接工程师：负责组织进行焊接工艺评定，负责焊接技术方案的编制、交底，焊接材料选用和管理要求的制定；负责向公司提出新材料、新工艺进行工艺评定的申请，保证所有焊接作业都有工艺评定作为技术依据，处理施工过程中的焊接技术问题；参与主要部件的焊接质量验收；记录和整理工程技术资料；组织进行焊接工程和专业技术总结；2）焊接质检人员：负责焊接工程质量全过程的质量控

17、制和相关质量措施的实施；深入现场监督相关技术措施的实施，及时制止违章作业并及时报告有关部门；掌握焊工技术状况，检查焊工合格证件，对焊接质量不稳定的焊工，有权停止其焊接工作；根据设计文件要求确定焊缝检测部位，填报签发检测报告；及时积累和总结焊接质量监督资料，整理焊工质量档案；3）无损探伤人员：按照设计文件或相应规范规定的探伤方法及标准，对受检部位进行探伤，填报签发检测报告；对于外观不合格或不符合检验要求的焊缝，应拒绝进行无损检测；4）焊工：按焊接作业指导书或工艺卡规定的工艺方法、参数和措施进行焊接，当遇到焊接准备条件、环境条件及焊接技术措施不符合焊接作业指导书要求时，应要求焊接技术责任人员采取相

18、应的整改措施，必要时应拒绝施焊；持证焊工不得担任超越其合格项目的焊接工作。10.4.1.2 “机”是指焊接用的工器具、质量检测和试验设备及仪器、仪表等；在施工过程中按照技术上先进、经济上合理、生产上适用、性能上可靠、使用上安全、操作上方便和维修方便等原则选好焊接、热处理及检测设备，并在施工过程中对设备要用好管好和维修好，按规定定期检查和维修，严格执行操作规程做到专人使用和管理，保证施工顺利进行。10.4.1.3 “料”是指母材和焊接材料母材的管理：严格对材料质量复核或检验确认，不符合要求的拒绝使用；焊接材料的管理，焊接材料包括：焊条、焊丝、氧气、乙炔、CO2等。1）焊接材料的选择由焊接技术人员

19、根据以下原则确定：焊条、焊丝的选用应根据母材的化学成分、机械性能和焊接接头的抗裂性、碳扩散、焊前预热、焊后热处理以及使用条件等综合考虑；焊缝金属性能和化学成分与母材相当；工艺性能良好等原则选用；2）焊接材料的管理焊接材料到货后由焊接质检员会同材料管理员对焊材观感质量、质保书批号、焊材牌号进行核对检查，合格后方可入库。库内必须干燥且通风良好，避免焊材受潮，不允许有腐蚀性介质。焊条、焊丝均应存放在架子上，离地面距离不小于300mm。焊材发放前必须按焊材技术要求进行烘焙，烘焙时间、温度不同的焊材必须分箱烘焙。经烘焙过的焊条必须放置在保温筒内，随用随取。经烘焙两次以上的焊条或其他因素造成不能继续使用的

20、焊材必须申请报废处理，并及时分区存放，并标识明确。10.4.1.4 “法”是指焊接工艺，包括焊接工艺评定、焊接工艺卡、焊接作业施工措施等根据焊接工艺评定，制定焊接工艺卡及焊接施工措施，并且选择正确的、合理的工艺参数和工艺装备；严格按照工艺措施施焊，并对过程进行监控；10.4.1.5 “环”是指工作地点的温度、湿度、照明、气候、作业空间位置和清洁条件等因素；10.4.2 焊接预热及后热措施焊前预热和焊后后热是保证焊接质量的必要措施，需严格按照建筑结构焊接技术规程JGJ81-2002执行。其中、类钢材匹配相应强度级别的低氢型焊接材料并采用中等热输入进行焊接时，板厚与最低预热温度要求以符合下表规定：

21、常用结构钢材最低预热温度要求钢材牌号接头最厚部件的板厚t（mm）t2525t4040t6060t80t80Q23560 0C80 0C100 0CQ295Q34560 0C80 0C100 0C140 0C注：本表适用条件：1 接头形式为坡口对接，根部焊道，一般拘束度；2 热输入约为1525kj/cm；3 采用低轻型焊条，熔敷金属扩散氢含量（甘油法）： E4315、E4316不大于8ml/100g； E5015、E5016、E5515、E5516不大于6ml/100g；4 一般拘束度，指一般角焊缝和坡口焊缝的接头未施加限制收缩变形的刚性固定，也未处于结构最终封闭安装或局部返修焊接条件下而具有一

22、定自由度；5 环境温度为常温；6 焊接接头板厚不同时，应按厚板确定预热温度；焊接接头材质不同时，按高强度、高碳当量的钢材确定预热温度；具体可根据以下原则确定预热温度（1）根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件拘束条件确定预热温度。焊接坡口角度及间隙增大时，应相应提高预热温度。（2）根据熔敷金属的扩散氢含量确定预热温度。扩散氢含量高时应适当提高预热温度。当其它条件不变时，使用超低氢型焊条打底预热温度可降低2550。（3）根据焊接时热输人的大小确定预热温度。当其它条件不变时，热输入增大5kJ/cm,预热温度可降低2550。（4）根据接头热传导条件选择预热温度。在其它条件不变时，T形接头应比对

23、接接头的预热温度高2550。预热方法应符合下列规定：（1）焊前预热及层间温度的保持宜采用电加热器、火焰加热器等加热，并采用专用的测温仪器测量；（2）预热的加热区域应在焊接坡口两侧，宽度应各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100mm；预热温度宜在焊件反面测量，测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处；当用火焰加热器预热时正面测温应在加热停止后进行。（3）后热消氢处理的加热温度应为200250度，保温时间应依据工件板厚每25mm板厚不小于0.5h、且总保温时间不小于1h确定。达到保温时间后应缓冷至常温；10.4.3焊接缺陷及修复（1）焊缝表面缺陷超过相应的质量验收标准时，对气孔

24、、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。 （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） 返修前应由施工企业编写返修方案； 2） 应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，必要时应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

25、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； 9） 返修焊接应填报返修施工记录及返修前后

26、的无损检测报 告，作为工程验收及存档资料。 10.5 特殊气候条件下焊接措施本工程施工经历冬、春两季，杭州地区四季分明，气候差异明显。不同气候条件对焊接作业都会产生不同程度影响。针对实际情况，我们制定了以下方案。10.5.1 雨季焊接施工杭州地区冬春季节，气候潮湿且降雨频繁。定将严重影响焊接操作的进行及焊接质量保证。对此，我们制定了以下应对措施：（1）雨天焊接必须设置防雨设施，否则严禁进行焊接作业；（2）雨天焊接施工需做好安全工作，采取防滑措施，避免安全事故发生；（3）焊接作业区的相对湿度不得大于90；（4）当焊接表面潮湿，应采取加热去湿除潮措施；（5）严格做好焊条烘焙工作，烘焙方法按照产品说

27、明书进行，烘焙后的低氢焊条在大气中放置时间超过4小时应重新烘干；焊条重复烘干次数不宜超过2次；受潮的焊条不应使用。10.5.2 低温焊接措施低温焊接措施见下表：序号低温环境焊接措施1为保证焊缝不产生冷脆，负温度下焊接用的焊丝，在满足设计强度的要求下，优先选用屈服强度较低、冲击韧性好的低氢型焊丝。2焊丝实行专人保管，贮存在通风干燥的地方，禁止油污污染，采取垫高等防潮措施。3焊接使用的瓶装CO2气体，负温时的瓶嘴，如在水气作用下有可能产生冰冻堵塞现象，焊接作业前应首先检查疏通。4低温气候焊接施工前，应先检查焊接防护棚，上部允许稍透风、但不渗漏雨水，兼具防一般小物体的打击功能，中部宽松，但能抵抗强风

28、的侵扰，不致使大股冷空气透入，平台底面防护采用阻燃材料遮蔽严实，防止劲风从底部侵入。5焊前加热消除焊缝两侧母材与焊缝区的强烈温差，最大限度地减缓钢材在板厚方向由热胀时压应力到冷缩时拉应力的转换过程，最大可能地促使焊缝接头均匀胀缩，保证厚钢板焊接质量。6厚板焊接时，焊缝层间温度应始终控制在100120之间，每个焊接接头应一次性焊完。施焊前，注意收集气象预报资料，当恶劣气候即将到来，如无确切把握抵挡时，则放弃施焊。若焊缝已开焊，要抢在恶劣气候来临前，至少焊完板厚的1/3 方能停焊，且严格做好后热处理，并且进行保温处理。7环境温度低于零度时，焊接完成后，在自检外观质量符合要求后，立即实施后热处理。使

29、用两把烤枪对焊缝区域进行烘烤，使后热温度达到250，并持续保持该温度120 分钟，这一过程可通过红外测温仪来测量控制，完成后热处理后，在焊缝外面加盖至少48cm 厚的保温棉，使焊缝缓慢冷却，达到常温后，方可除去保温措施。10.6 焊接质量检查10.6.1焊接过程中检查在施焊过程中，焊接人员应时刻注意焊缝成形质量，并做出相应调整。经常检查焊接相关设施参数，检查内容包括：（1）电流、电压检查；（2）二氧化碳气体流量、纯度、压力检查；（3）送丝稳定性、焊丝伸出长度检查；（4）导电嘴、保护气罩检查;（5）焊道清渣、层间温度检查。若发现焊缝成形不够理想应立即做出调整，并报告现场焊接负责人。10.6.2外

30、观检验焊接完成后，首先清理表面的溶渣及两侧飞溅物，待焊缝冷却到环境温度后进行焊缝检验，Q345钢材应以焊接完成24h后检查结果作为验收依据。检验方法按照钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）及建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）执行。所有焊缝需由焊接工长100进行目视外观检查，并记录成表；焊缝外观质量应满足下列规定：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。二、三级焊缝外观质量应符合下表要求:焊缝质量等级二级三级未焊满（指不足设计要求）0.2+0.02t且小于等于1.0mm0.2+0.04t且小于等于2.0mm每100mm焊缝内缺陷总长25mm根部收缩0.2+0.02t且小于等于1.0mm0.2+0.04t且小于等于2.0mm长度不限咬边0.05t且0.5mm连续长度100mm且焊缝两侧咬边总长度小于等于总长度的100.1t且1