现场焊接方案.docx

1、现场焊接方案东北亚（长春）国际机械城会展中心项目钢结构工程现场焊接专项方案编制人：浙江东南网架股份有限公司编制日期：2017年4月18日第一章 编制依据1、东北亚（长春）国际机械城会展中心项目第二标段钢结构施工图纸。2、国家现行工程验收规范。3、集团公司工程质量、安全管理规定。第二章 工程概况东北亚（长春）国际机械城会展中心项目位于长春市长德甲三路以南，102国道以东。建筑总面积134460.95m，檐口高度为18。10m，檐口最高点为28.10m。结构类型为钢框架结构；建筑总长度为441m，建筑总宽度为252m。中区有T型地下室。本工程结构类型为钢框架结构，屋盖钢结构包括张弦梁及桁架结构。现

2、场大部分构件以散件形式运输到现场，拼装焊接为整榀后安装，因此现场焊接量大是本工程钢结构施工的一大特点。综上所述，现场焊接主要为拼装、对接。对接焊接主要有支撑柱、主次梁连接焊接等；组装焊接有平焊、横焊、立焊、角焊等多种焊缝形式的全方位置焊接；焊接难度大，焊接工作量大。焊接应力与变形控制是本工程的重点。现场焊接主要接头形式说明焊缝部位主要接头焊接形式板厚（mm）截面形状与焊接接头（分区）示意图最大焊接截面尺寸钢管柱对接横焊25110025mm箱型构件对接全位置35口11506002235H型钢焊接全位置25H800X400X16X25第三章 现场焊接施工部署第一节 焊接施工准备（1）现场焊接气候条

3、件分析长春是吉林省的省会，是东北地区天然的地理中心，长春位于东经12612，北纬4410，地处欧亚大陆东岸的中国东北平原腹地松辽平原。长春市气候宜人，素有“北国春城”的美誉。由于地理位置、地形结构与大气环流相配合的作用,具有如下基本特征：四季分明。春季较短，干燥多风；夏季温热多雨，炎热天气不多；秋季气爽，日夜温差大；冬季漫长较寒冷。季风显著，雨热同季。冬季在强大的蒙古高压控制下，气候寒冷而干燥。夏季西太平洋副热带高压常与东南移动的贝加尔湖的冷空气交汇于此，降水丰沛而集中。（2）焊接设备的选择针对本工程特点，投入二氧化碳焊机、交流弧焊机等。主要焊接设备及辅助设备介绍如下所示：二氧化碳焊机交流弧焊

4、机用途：圆钢管、箱型钢全熔透对接焊；钢梁与钢梁牛腿节点焊接；用途：预埋件安装定位焊；构件安装、校正的临时措施焊接；其它辅助焊接。二氧化碳焊枪二氧化碳流量计用途：二氧化碳焊枪与二氧化碳气体保护焊机配套使用，可拆卸，施工方便。用途：二氧化碳流量计反映二氧化碳流量，用于控制焊缝处保护气体强度和气体恒温加热。碳弧气刨枪空压机用途：碳弧气刨枪用于焊缝返修，使用碳棒正极反接。用途：配合气枪使用碳弧刨，为气刨枪提供高压空气。焊条烘箱焊条保温筒用途：可控温的焊条烘箱，根据需要调节烘培温度，保证焊条烘烤质量；专人值守，焊条领用必须进行登记。用途：便捷式焊条保温筒用于现场施焊时的焊条保温，插电后能够持续保温。红外

5、线测温仪焊缝量规用途：检测焊接预热温度、层间温度、后热温度、保温温度等。用途：检测坡口、间隙、焊高、焊脚、弧坑等。焊缝检测成套设备便捷式超声波探伤仪用途：工序验收时，检测用的成套工具。用途：钢材内部缺陷无损探伤专业仪器；由相应资质证书的专业人员操作。（3）焊接材料的选择本工程钢材主要材质为Q235B和Q345B，焊接方式有手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊。焊接材料根据设计要求采用以下匹配焊材：焊接方式焊接母材焊接材料规格备注手工焊Q235BE43153.2mm焊条Q345BE50153.2mmCO2气体保护焊Q235BER49-11.2mm焊丝（药芯）Q345BER50-31.2mm第二节 技术

6、准备1、组织项目人员认真学习有关的规范、规程或规定，在施工的过程中做到有据可依。2、施工前认真查阅结构施工图纸，在图纸会审的基础上争取将施工中可能碰到的难题在施工前解决。提前分析确定施工中的难点及需要着重注意的部分，做到目标明确，重点突出。3、收集或准备相应技术资料。4、实行三级交底制，即：技术部对项目部有关人员、分包技术人员进行方案交底；工程部对分包工长、班组长进行交底；分包工长对班组进行技术交底第三节 机械及工具准备序号设备名称型号规格数量用于施工部位备注1直流电焊机ZX7-40010焊接/2交流焊机CPXS-50030焊接/3碳弧气刨ZX5-6308气刨/4角向砂轮机JB1193-718

7、打磨/5电焊条烘箱YGCH-X-4002烘干/6焊条筒TRB系列20烘干/7空气压缩机XF2002-/8液压千斤顶-25安装/9导链3T10导链/10工具箱-2工具箱/11钢卷尺5m、30m10钢卷尺/12对讲机motorola10台联系/第四节 人员准备：工长3人，安全员3人，安装工 15人，电焊工40人，普工12人，电工2人。第四章 焊接施工方案第一节 焊接总体思路1.1总体焊接要求和思路箱形截面构件的焊缝，按照建筑抗震设计规范（GB50011-2010）中8.3.6条:梁与柱刚性连接时，柱在梁翼缘上下各500mm的范围内，柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的连接焊缝应采用全熔透坡口焊缝，H型

8、钢焊接焊缝按照焊接H型钢(YB3301-2005)执行。钢管的相贯面应根据各节点的几何尺寸采用相贯线自动切割机切割，剖口的尺寸及焊接应符合节点焊缝的设计要求。钢管相贯节点的焊接应采用部分焊透的组合焊缝，见（JGJ81-2002）4.3.6条要求。构件制作、组装、安装时应制定合理的焊接顺序，必要时采取有效技术措施，减少焊接变形及焊接应力。当变形超过现行规范规定时，必须加以矫正。焊缝应力求规整、美观，不得有凹陷、缺焊、咬肉、夹渣、气孔、未焊透等缺陷。1.2 焊接要求及思路1、焊接要求（1）梁的拼接焊缝应采用全熔透焊缝，施焊工艺及板材上的坡口尺寸应符合国家行业标准建筑钢结构焊接技术规程(JGJ 81

9、-2002)的规定。焊接工字形（或 H 型钢）截面翼板与腹板的拼接缝应错开，并避免与加劲板重合。腹板拼接缝与它平行的加劲板间距不宜小于 200mm，腹板拼接缝与上下翼缘拼接缝间距不宜小于200mm。(2）箱形截面柱的上端应设置隔板，并与柱口平齐，厚度不宜小于16mm。其边缘应与柱口截面一起刨平。在上节箱形柱安装单元的下部附近，应设置上柱隔板，其厚度不宜小于10mm；箱形截面柱在与梁翼缘对应位置设置的隔板应采用全熔透焊缝与壁板相连；柱两侧梁高不等时。柱内水平加劲肋的构造做法参见国标（01SG519）页13的有关节点。2、总体焊接思路（1）根据构件的接头形式和大量高强钢的焊接特点，本工程采用半自动

10、二氧化碳气体保护焊和手工电弧焊相接合的方式焊接。根据板厚确定焊前预热和焊后加热方式，板厚40mm时，采用电脑控温电加热方式；板厚40mm时，采用火焰加热。红外线测温仪测量控制层温，以确保焊接质量。（2）焊接过程中，对结构标高、水平度、垂直度进行监控。发现异常立即暂停，改变焊接顺序和采用加热校正措施进行特殊处理。（3）焊接完一个区域的主次杆件，再进入下一区域焊接。测量焊后收缩数据，与模拟计算结果相核对，分析差异原因。第三节 焊接工艺评定流程第四节 焊接工艺评定4.1焊接工艺评定参考参数表（1）手工电弧焊参数参考表 参数位置电弧电压（V）焊接电流（A）焊条极性层厚（）层间温度（）焊条型号平焊其它平

11、焊其它首层24262325105115105160阳34/E4315、E5015E5515GE5515-D3中间层29332930150180150160阳3485150面层25272527130150130150阳3485150（2）二氧化碳气体保护焊（平焊）参数参考表 参数位置电弧电压（V）焊接电流（A）焊丝伸出长度层厚（）焊丝极性气体流量（L/min）层间温度（）焊丝型号4040首层22241802002025303567阳4550/ER49-1ER50-3ER55-D2中间层252723025020253056阳4045100150面层2224200230202056阳35401001

12、50送丝速度：55.5mm/S气体有效保护面积：1000mm2（3）二氧化碳气体保护焊（横、立焊）参数参考表参数位置电弧电压（V）焊接电流（A）焊丝伸出长度层厚（）焊丝极性气体流量（L/min）层间温度（）焊丝型号4040首层22241802002025303567阳4550/ER49-1ER50-3ER55-D2中间层252723025020253056阳4045100150面层2225180200202056阳4045100150送丝速度：55.5mm/S气体有效保护面积：1000mm24.2 减少焊接变形与应力的主要工艺措施（1）根据构件上焊缝的布置，可按下列要求采用合理的焊接顺序控制变

13、形：1）对接接头、T形接头，在工件放置条件允许或易于翻转的情况下，宜双面对称焊接；有对称截面的构件，宜对称于构件中性轴焊接；有对称连接杆件的节点，宜对称于节点轴线同时对称焊接；2）非对称双面坡口焊缝，宜先在焊深坡口面完成部分焊缝焊接，然后完成浅坡口面焊缝焊接，最后完成深坡口面焊缝焊接。特厚板宜增加轮流对称焊接的循环次数；3）对长焊缝，可采用下图所示的方向和顺序进行焊接。采用逐步退焊法和跳焊法，使温度分布较均匀，从而减少了焊接应力和变形。2）构件装配焊接时，应先焊收缩量较大的接头，后焊收缩量较小的接头，接头应在小的拘束状态下焊接。3）对于有较大收缩或角变形的接头，正式焊接前应采用预留焊接收缩裕量

14、或反变形方法控制收缩和变形。4）多组件构成的组合构件应采取分部组装焊接，矫正变形后再进行总装焊接。5）对于焊缝分布相对于构件的中性轴明显不对称的异形截面的构件，在满足设计要求的条件下，可采用调整填充焊缝熔敷量或补偿加热的方法。6）锤击焊缝法。在焊缝的冷却过程中，采用用圆头小锤或小型振动工具均匀迅速地锤击焊缝，使金属产生塑性延伸变形，抵消一部分焊接收缩变形，从而减小焊接应力和变形，但不应对根部焊缝、盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。第五节 现场焊接顺序现场的焊接顺序即现场的安装顺序，张弦梁焊接顺序按其拼装顺序，桁架部分按其吊装顺序，现场焊接量最大也是最重要的的地方是主次梁连接部位焊接和桁架连

15、接部位焊接。第六节 现场焊接作业流程第七节 工程现场焊接方案7.1 现场焊接操作工艺序号焊接施工1厚板焊接：1.采用根部手工焊打底、半自动焊中间填充、盖面的焊接方式。2.带衬板的焊件全部采用CO2气体保护半自动焊焊接。2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。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

16、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：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。 CO2气体保护焊时，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，应留出1.52mm的深度，便于盖面时能

17、够看清坡口边。6面层焊接直接关系到焊缝外观质量是否符合质量检验标准，焊接前应对全焊缝进行修补，消除凹凸处，保持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，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

18、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、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

19、4-7-13的I级规定。10焊缝的无损检测：焊件冷至常温，进行无损检验，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。7.2 焊前准备序号准备工作1组对前，先采用锉刀、砂布、盘式钢丝刷将接头处坡口内壁1520mm处仔细清除锈蚀及污物。由于钢材的表面光洁度较差，在组对前必须把凹陷处用角向磨光机磨平，坡口表面有得不平整、锈蚀等现象，坡口清理是工艺的重点。2用千斤顶之类起重器具把接头处坡口间隙顶开，预留焊接收缩量。用钢直尺、角尺、楔尺、焊缝量规核查拼对间隙、错边状况、坡口角度是否符合要求。3对接接头定位焊采用小直径3.2mmE5515焊条，焊条按使用说明书进行烘烤，定位

20、焊的焊接长度每处50mm，焊肉厚度约为4mm。4定位焊后采用角向磨光机将始焊与终焊处磨成缓坡状。7.3 焊接施工工艺序号名称焊接施工1底层对接接头在焊接根部时，应自焊口的最低处中线10mm处起弧至构件口的最高处中心线超过10mm左右止，完成半个焊口的封底焊，另一半焊前应将前半部始焊与收尾处用角向磨光机修磨成缓坡状并确认无未熔合现象后，在前半部分焊缝上起弧始焊至前半部分结束处焊缝上终了整个管口的封底焊接。根部焊接需注意衬板与方钢管坡口部分的熔合，并确保焊肉介于33.5mm之间。2填充层在进行填充焊接前应剔除首层焊后焊道上的凸起部分与粘连在坡壁上的飞溅粉尘，仔细检查坡口边沿有无未熔合及凹陷夹角，如

21、有上述现象必须采用角向磨光机除去，不得伤及坡口边沿。焊缝的层间温度应始终控制在120150之间，要求焊接过程具有较强连续性，施焊过程中出现修理缺陷、清洁焊道所需的停焊情况造成层间温度下降，则必须用加热工具进行加热，直到达到规定值后能再进行焊接。在接近盖面时应注意均匀留出1.52mm的深度，便于盖面时能够清楚观察两侧熔合情况。3面层选用小直径焊条适中的电流、电压值并注意在坡口两边熔合时间稍长，水平固定口不采用多道面缝，垂直与斜固定口须采用多层多道焊，严格执行多道焊接的原则，焊缝严禁超宽（应控制在坡口以外22.5mm）余高保持0.53.0mm。要点：（1）在面层焊接时为防止焊道太厚而造成焊缝余高过

22、大，应选用偏大的焊接电压进行焊接。（2）为控制焊缝内金属的含碳量增加，在焊道清理时尽量减少使用碳弧气刨以免刨后焊道表面附着的高碳晶粒无法清除致使焊缝含碳量增加出现裂纹。7.4 焊后外观检查焊接完成后，认真除去飞溅与焊渣，用焊缝量规、放大镜等器具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。如不符合要求，应焊补或打磨，修补后的焊缝应光滑圆顺，不影响原焊缝的外观质量要求，并做好焊后自检记录。自检合格后，鉴上操作焊工的钢印号，外观质量检查应符合GB50221相关规定。7.5 后热及保温针对长春市地处北方，冬寒时间较长，且温度较低，昼夜温差大。焊后必须立即进行后热保温处理，后热处理主

23、要是为了消氢，从而降低留在焊缝中的氢含量，减小氢致裂纹倾向。后热应在焊缝两侧各100mm处全方位均匀加热，后热温度应为200250，经表面温度计在离焊缝80100mm处测试，温度达到后，采用不少于四层石棉布紧裹并用扎丝捆紧，保温时间不少于4小时，焊缝区域自然冷却至环境温度后方能拆除。7.6 焊后应力消减方法应力消减工艺简介应力消减工艺有很多种类，主要常用的有机械消应力法、火焰消应力法、爆炸消应力法等，根据钢结构行业施工特点，常用的消应力法为机械消减法和火焰消应力法。机械消减法机械消减法主要常用的为振动消应力法和锤击消应力法。振动消应力法主要采用超声波冲击仪等专业的消应力设备来消减焊接应力；锤击

24、法消应力主要采用小锤锤击已焊接完成的焊缝，利用锤击来消减焊接应力。火焰消减法钢构件焊接完成后，可采用后热的方式对构件消应处理。7.7 焊缝无损检测焊缝外观检查合格后，经24小时冷却，使钢材晶相组织稳定后，按设计要求对焊缝进行超声波无损检测，执行GB11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法和结果分级，规定的检验等级并出具探伤报告。为确保焊后撕裂现象的及时发现，选择具有代表性的重要承力节点跟踪复查、监测，每天检测一次，持续检测30天，汇总复检结果。7.8 焊接过程控制（1）焊接过程检查序号焊接时段检查内容1焊前焊接前都要检验构件标记并确认该构件的安装精度检验焊接材料清理现场预热2焊中保持层间温度检

25、验填充材料打底焊缝的外观清理焊道按焊接工艺焊接参数焊接3焊后清除焊渣和飞溅物焊缝外观、咬边、焊瘤、裂纹和弧坑处理冷却速度（2）定位焊1）定位焊缝所采用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（）定位焊焊缝长度（）焊缝间距（）手工焊自动、半自动t2040-5050-60300-400204050-6060-70300-4004）定位焊的焊脚尺寸不应大于焊缝设计尺寸的2/3，且不大于8mm，但不小于4mm。5）定位焊焊缝有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，

26、必须清除后重新焊接。7.9 焊缝超声波探伤工作流程序号焊缝无损检测1无损检测在外观检查合格的基础上进行。2进行焊缝无损检测的人员持有无损检测级或者级以上资格证书。3焊缝施焊完毕冷却24小时后，按设计要求对全熔透一级焊缝进行100的检测。超声波探伤的方法及评定标准按钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析（GB1231）执行。4自检合格后，由监理和业主组织第三方监督检测或抽检。7.10 现场焊接质量检验焊接质量的检验等级：构件主材的工厂拼接及工地拼接焊缝质量等级为一级焊缝，其余的熔透坡口焊缝按二级焊缝检查。角焊缝和非熔透焊缝按三级焊缝检查（外观检查二级），不合格的焊缝应铲平重焊，并重新进行检查。其

27、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级检验的级及以上；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级检验的级及级以上。焊缝形式和尺寸按照（JGJ81-2002）中4.2条规定。焊缝需返修时，在同一处返修次数不得超过2次。3）为了保证焊接质量达到相应的等级，投标人的上岗操作人员（焊工）必须达到以下标准：a.投标人在施工组织设计中分类详细列出为本工程服务的高级焊工和普通焊工的详细资料，包括持证上岗情况；b

28、.投标人应根据钢结构工程的工作量作出焊工工种的人力资源计划，应包括工厂制作和现场焊接的人员安排、高级焊工和普通焊工在相应质量等级焊接工作中的安排以及服务承诺；焊接质量检查包括外观和无损检测，外观检查按照JGJ81规范执行。无损检测（UT）按照GB11345和设计文件执行，一级焊缝100检验，二级焊缝抽检20，并且在焊后24小时检测。对UT检测有疑问，在有条件的地方辅以RT检测。焊缝打磨处理超声波检测外观检测用焊接检验尺第八节 焊接变形控制措施根据构件上焊缝的布置，可按下列要求采用合理的焊接顺序控制变形：1）对接接头、T形接头，在工件放置条件允许或易于翻转的情况下，宜双面对称焊接；有对称截面的构件，宜对称于构件中性轴焊接；有对称连接杆件的节点，宜对称于节点轴线同时对称焊接；2）非对称双面坡口焊缝，宜先在焊深坡口面完成部分焊缝焊接，然后完成浅坡口面焊缝焊接，最后完成深坡口面焊缝焊接。特厚板宜增加轮流对称焊接的循环次数；3）对长焊缝，可采用下图所示的方向和顺序进行焊接。采用逐步退焊法和跳焊法，使温度分布较均匀，从而减少了焊接应力和变形。4）构件装配焊接时，应先焊收缩量较大的接头，后焊收缩量较小的接头，接头应在小的拘束状态下焊接。5）对于有较大收缩或角变形的接头，正式焊接前应采用预留焊接收缩余量或反变形方法控制收缩和变形。6）多组件构