高层建筑钢结构焊接工艺设计要点

1、-. z.工程项目 PROJECT NAME：工艺文件PROCEDURE发送部门份数编制：文件名称 FILE NAME：生产部1审核：焊接工艺技术1批准： 技监1日期： 供应1工程编号：文件编号PROCEDURE NO：REV NO项目1YD/12010试验合计61应用围本工艺用于*钢结构的焊接指导。2采用的标准和规（1）施工图纸、设计总说明、业主方技术要求。（2）钢结构工程施工质量验收规GB50205-2001（3）建筑钢结构焊接规程JGJ81-2002焊接施工应按施工图纸、焊接工艺及有关技术规等正确地焊接和验收；制作过程中，工艺未涉及和包含的部分另行补充。施工中应严格遵守安全生产规则和安全

2、技术操作规程，确保生产安全；严格按质量管理体系进行管理，确保施工质量。3焊接方法和焊接设备焊接方法焊接设备电流和极性单弧或多弧手工或机械手工电弧焊直流电源直流反接单弧手工CO2气体保护焊ER50-6直流反接单弧半自动埋弧自动焊Z*5-1250（1000）直流反接单弧及双弧半自动、机械栓钉焊直流电源直流正接单弧半自动4焊工资格 从事本工程焊接工作的焊工，必须为按照建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-2002)经业主见证考试合格的焊工（包括定位焊、补焊），并需具有对应的资质等级。5焊接材料5.1焊接材料的选用（1）手工焊钢材材质焊条规牌号（直径）使用场所Q235GB/T5117 E5015CHE5

3、0（3.2mm，4.0mm）定位焊、焊接修补Q345GB/T5117 E5015CHE50（3.2mm，4.0mm）定位焊、焊接修补（2）CO2气保护焊（半自动焊）钢材材质焊丝规牌号（丝径）使用场所Q235,Q345GB/T8110 ER50-6CHW-50C8（1.2mm）对接，角接（3）埋弧自动焊钢材材质焊材规焊丝（丝径）/焊剂使用场所Q235,Q345GB/T5293-1999H08MnAGB/T12470-2003F48A2-H10Mn2 ？CHW-S3？（4、5mm）/SJ101对接，角接5.2焊接材料的保管（1）焊接材料根据材质、种类、规格分类堆放在干燥室，焊条不得有锈蚀、破损、脏

4、物，焊丝不得有锈蚀、油污，焊剂不得混有杂物；（2）焊工应按工程要求从保管室领取合格的焊材，领取的焊条置于保温筒中，随用随取。5.3材料的烘焙和使用焊接材料在使用前应按材料说明书规定的温度和时间要求或下表要求进行烘焙和储存，焊条烘焙的次数不得多于2次；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温度使用前烘焙时间使用前存放条件容许在大气中暴露时间E5015/E5515低氢型350-4002小时120204小时SJ101烧结型300-3502小时120204小时瓷环若受潮可在100150温度下烘焙2小时6焊接条件6.1焊接预热、层间温度 焊前，母材的最小预热温度和层

5、间温度应按下表要求执行； 母材厚度母材牌号 t25mm25t40mm40t60mm6080mm备注Q235/6080100Q345/6080100140-注：（1） 表中温度值为最低预热和层间温度，实际预热和层间温度应不小于最低预热温度，且最大不超过230；（2） 当环境温度低于0，应将为施焊部位及其附近两侧各相当于板厚但不小于100mm的区域预热21以上，焊接期间应保持上表规定的最低预热温度以上；当使用焊条直径小于3.2mm时，预热温度提高21，温度上限不变；（3）预热可采用电加热或火焰预热，火焰预热应注意均匀加热防止烧熔母材，预热温度的检测采用测温表 (笔式)或紫外线测温仪，离焊缝76mm

6、的地方测量；（4）当定位焊焊缝最后被埋弧焊焊缝重新熔合时，该定位焊的预热不是强制的。6.2 焊接环境 焊接工作宜在室进行，当焊接处于下述情况时，不应进行焊接，除非采取有效措施进行改善：（1）当环境温度低于-18时；（2）被焊表面处于潮湿状态，或暴露在雨、雪和高风速条件下；（3）焊接操作人员处于恶劣条件下时；（4）当空气的相对湿度大于90%时。6.3 焊接防风对CO2气体保护焊，环境风速大于2m/s时，焊接处应设防风装置；对其它焊接方法，环境风速大于8m/s时，焊接部位应有防风装置。7装焊工艺71接头的准备（1）采用自动或半自动方法切割的母材的边缘应是光滑的和无影响焊接的割痕缺口；切割边缘的检查

7、和粗糙度应符合制作工艺规定的要求。（2）结构的焊接接缝必须在装配或焊接前进行清理，其清理要求如下：a. 接缝清理围为拼接端面和沿接缝两侧各宽20-30mm的表面。在接缝的焊前清理围，必须清除水、锈、氧化物、油污、泥灰、毛刺及熔渣，如果有影响焊接质量的涂料，也应进行清理；b.焊接拼制件待焊金属表面的轧制铁鳞应用砂轮打磨清除；也可采用板式抛丸机抛丸处理。c.采用碳弧气刨加工坡口的焊缝，如坡口中有粘碳，则应将粘碳处刨净。（3）接缝的间隙、坡口尺寸及碳弧气刨加工坡口的槽形和深度，必须符合制作和焊接工艺规定。对影响焊接操作和焊接质量的严重超差，应在焊前进行修正。焊前按照焊接接头装配质量所规定要求检查接头

8、装配质量，合格后方能施焊。+1序号项目名称示意简图允 许公差+1坡口角度（+1）-51 +5-51 +5f+f12坡口钝边（f+f1）有衬板时：-1.0 f1 +1.0mm无衬板时：-2.0 f1 +2.0mmR+R1R3根部间隙（R+R1）3-1 无衬垫板时：1) 手工焊或CO2气体保护焊： 0 R 2.0mm2) 埋弧自动焊： 0 R 1.0mm3-2 有衬垫板时：0 R1 3.0mmststt4接头错边量（S）S2.0mmee5装配间隙（e）5-1 衬垫板间隙0 e 1.5mm5-2 T接装配间隙e 1.5mm，当e 1.5mm时，采用填片或封底焊，并增加焊高尺寸e。72定位焊 （1）定

9、位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；不熔入最终焊缝的定位焊缝必须清除，清除时不得使母材产生缺口或切槽； （3）当定位焊焊缝最后被埋弧焊缝重新熔合时，该定位焊焊缝在定位焊焊接时，预热不是强制规定； （4）定位焊缝不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷；对于开裂的定位焊缝，必须先查明原因，然后再清除开裂焊缝，并在保证杆件尺寸正确的条件下补充定位焊； （5）定位焊缝距设计焊缝端部10mm以上，定位焊的焊脚尺寸不应大于焊缝设计尺寸的2/3，不宜小于4mm，定位焊缝间距及长度按下表规

10、定执行：母材厚度定位焊焊缝长度( mm )焊缝间距( mm )手工焊自动、半自动( mm )t2040-5050-60300-400204050-6060-70300-40073 引弧和熄弧板 对接接头、T接接头和要求全焊透的角部焊缝，应在焊缝两端配置引弧板和引出板，其材料及接头应与母材相同。手工焊引板长度不应小于60mm，埋弧自动焊引板长度不应小于150 mm，引焊到引板上的焊缝长度不应小于引板长度的2/3。焊后用气割割除，磨平割口。74工艺的选用（1）不同板厚的接头焊接时，按较厚板的要求选择焊接工艺；（2）不同材质间的板接头焊接时，应按强度较高材料选用焊接工艺要求，焊材应按强度较低材料选配

11、。75 焊接操作及清理（1）严禁在焊接区以外的母材上打弧熄弧；（2）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；（3）采用碳刨、凿子等清理焊缝时，清理部分的深度不得大于该部分的宽度；（4）每一焊道熔敷金属的深度或熔敷的最大宽度不应超过焊道表面的宽度；同一焊缝应连续施焊一次完成；不能一次完成的焊缝应注意焊后缓冷和重新焊接前的预热；（5）加筋板、连接板的端部焊接应采用不间断围角焊，引弧和熄弧点位置应距端部大于10mm,弧坑应填满； （6）焊接过程中，尽可能采用平焊位置进行焊接，尽可能采用自动焊方法进行焊接和盖面；焊道不在同一平面

12、时，应由低向高填充；多道焊的接头应错开，多层焊应在端部作出台阶，焊缝结构应从坡口侧面开始焊接；7.6 焊后处理 （1）焊缝焊接完成后，应清理焊缝表面的熔渣和金属飞溅物，焊工先自行检查焊缝的外观质量，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； （2）焊工自行检查焊缝外观合格后，在焊缝附近打上焊工钢印。8焊缝质量检验8.1焊缝质量分级及检测方法 （1）所有构件拼接焊缝、节点区域截面组合焊缝，除注明外，均采用坡口全熔透焊缝，焊缝质量等级为一级，需进行100超声波检测及100磁粉检测；（2）除注明外，节点区域之外截面组合焊缝采用部分熔透焊缝，焊缝质量等级为二级，需

13、进行20超声波检测及20磁粉检测；（3）焊角高度大于12mm的角焊缝质量等级为三级，但外观质量需符合钢结构工程施工质量验收规二级焊缝的规定，需进行20超声波检测及20磁粉检测；（4）其余角焊缝需进行10磁粉检测；（5）焊缝外观质量检查所有焊缝焊后冷却至室温后，应进行100%外观（VT）检查，质量标准应符合GB50205-2001有关规定要求。焊缝外观质量标准应符合GR50205-2001有关规定及下表要求：序号检查容图例容许公差hhhhchCB1对接焊缝加强高（C）一、二级焊缝：B20时，0C3 B20时，0C4三级焊缝： B6时，0C3.0 0h3.0sTT3T接坡口焊缝加强高（s）S t/

14、4,但10 mmee4焊缝咬边（e）一级焊缝：不允许。二级焊缝：0.05T且0.5mm,连续长度100mm，且焊缝两侧咬边总长10的焊缝全长。三级焊缝：0.1T且1mm5焊缝错边(d) dT一、二级焊缝：d0.1T且2mm三级焊缝：d0.15T且3mm6焊缝过溢907表面裂缝、接头不良、未焊满/不允许8表面气孔及密集气孔/不允许9表面飞溅/基本清除干净10表面夹渣、电弧擦伤焊瘤/基本清除干净8.2 无损检测标准（1）超声波探伤按 GB11345-89要求检验，一级焊缝评定等级为B类级,二级焊缝评定等级为B类= 3 * ROMANIII级； （2）低合金钢的无损探伤应在焊接完成24 小时后进行；

15、 （3）局部探伤的焊缝，如发现有存在不允许的缺陷时，应在缺陷的两端延伸探伤长度，增加的长度为该焊缝长度的10%，且不小于200mm如仍发现有不允许的缺陷时，则应对该焊缝进行100%的探伤。 （4）磁粉检测符合国家现行标准焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕的分级（/T 6061）的规定。9缺陷的修复工艺9.1 裂缝：采用UT或MT以及其它合适的方法，确定裂纹的长度和走向后，碳刨刨除裂纹及裂纹两端各50mm长度，然后补焊，修补焊缝进行原规定探伤方法的100%的检查；9.2 焊缝尺寸不足、凹陷、咬边超标：应用砂轮打磨对应表面干净后补焊，对补焊缝进行100%的外观检查；9.3 超标夹渣、气孔、未焊透：用UT或

16、RT确定不连续性的尺寸大小、深度、及方位，用碳刨刨除不连续性及两端各50mm焊缝后，修补焊缝进行原规定探伤方法的100%的检查；9.4 焊缝过溢或焊瘤：用砂轮打磨或碳刨刨除后，用砂轮打磨焊缝至与母材圆滑过渡；9.5 补焊可采用与母材匹配的低氢焊条进行焊接，焊条直径不大于4.0mm，或采用原焊接方法及工艺规定补焊，并比焊缝的原预热温度提高50；9.6 返修焊缝应按原焊缝质量要求检验；同一部位的返修焊不宜超过两次；9.7 因焊接而产生变形的构件，可用机械方法或火焰加热法进行矫正，应按制作工艺规定控制加热区的温度，不宜在同一部位多次重复加热，火焰加热矫正后应自然冷却至室温，不允许浇水冷却，严禁锤击钢

17、料。10.典型构件的焊接说明10.1 BH钢柱的焊接A. H型钢本体的焊接（1）翼、腹板按加工草图规定的尺寸，放加工余量和焊接收缩余量后进行下料和工艺规定的焊接坡口加工；（2）BH翼板和腹板长度拼接必须在BH组装前进行，接板长度应满足规要求，接缝应采用埋弧自动焊进行焊接，UT检查和矫正合格后方可投入拼装；（3）BH组立前应去除焊接接触面的铁锈、油污等有害物质，去除围为接触面两侧各75mm；（4）BH拼装时，翼板和腹板的拼缝在BH装配时应按规要求错开，并避开眼孔和筋板；（5）拼装时应使翼板的侧弯方向设置在同侧，避免扭曲；（6）高大BH断面的拼装在胎架上进行，BH的腹板应放置在经过测平的平台上，然

18、后装配翼板，翼板下方不得腾空；（7）高度较大的BH，应加装合适的临时工艺筋板作支撑，以防止BH的变形及保证吊运的安全，并焊接临时角向及水平支撑；（8）检查，定位焊；（9）BH纵缝的焊接应采用埋弧自动焊，纵缝焊接时应先焊下翼的两条纵缝，并采用船型焊，焊接顺序如下图：34 1 2 （10）长的BH纵缝焊接时采用分段退焊的方法，以减少焊接变形，厚板深坡口焊缝，焊接中应增加翻身次数对称施焊并随时检查变形情况，必要时须进行过程中的火焰矫正减少BH成型后的焊接变形；（11）矫正焊后变形。B.焊接要求说明10.2 十字柱的焊接A.十字柱的制作过程：（1）制作两个BH，本体焊缝用埋弧焊焊接，之后探伤、矫正；（

19、2）将其中一个BH腹板剖切成两个T型钢，矫正之后与BH组装成十字型；（3）完成十字节点焊缝焊接，对全熔透部位进行无损检测；（4）组装节点区域加劲板、牛腿等零件，焊接之后无损检测； （5）矫正。B.焊接变形的控制：（1）下料、装配时，根据制造工艺要求，予留焊接收缩余量，予置焊接反变形；（2）装配前，必须矫正每一构件的变形，保证装配符合制作装配公差的要求；（3）使用必要的装配和焊接胎架、工装夹具、工艺隔板及撑杆；（4）在同一构件上焊接时，应尽可能采用热量分散，对称分布的方式施焊；使热量尽可能均布分散，对于较长的焊缝，可采用分段退焊方式施焊；（5）构件焊接时，从部件相互之间相对固定的位置朝向彼此间有更大的相对运动自由的那些位置， 先焊会有明显收缩的接头，后焊会有较小收缩的接头，应在尽可能小的拘束下焊接；（6）当节点复杂时，对于牛腿等零部件应采用拆大为小、化繁为简的原则分别进行小组装、焊接，最后校正合格后再整体组装；（7）此部分十字柱均为90mm厚钢板焊接而成，焊接前必须预热到140以上；（8）需采用多层多道焊接，应严格控制层间温度，防止钢板收缩过大，导致变形量增大。十字型纵缝的焊接顺序示意图：说明：图中数