钢结构工程焊接施工常见问题禁忌分析.ppt

钢结构工程焊接施工常见问 题禁忌分析 主讲人：陈建国 l焊缝基本知识 u焊缝等级：一级、二级、三级。一、二级 焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、 电弧擦伤等缺陷。且一级焊缝不得有咬边 、未焊满、根部收缩等缺陷 u焊缝接头形式：T形接头、十字接头、角接 接头等 u焊缝熔透分类：全熔透焊缝、部分熔透焊 缝、非坡口焊角焊缝 l二级、三级焊缝外观质量标准 项目允许偏差 缺陷类型二级三级 未焊满 0.2+0.02t且1.00.2+0.04t且2.0 每100焊缝内缺陷总长25 根部收缩 0.2+0.02t且1.00.2+0.04t且2.0 长度不限 咬边0.05t且0.5；连续长 度100且 焊缝两边总长 10%焊缝总长 0.1t且1.0 长度不限 弧坑裂纹允许存在个别长度5.0弧坑裂纹 电弧擦伤允许存在个别电弧擦伤 表面夹渣深0.2t，长0.5 t且2.0 表面气孔每50焊缝长 度内允许直径0.4t,且 3.0的气孔，孔距6倍孔径 l对接焊缝及完全熔透组合焊缝允许尺寸 偏差 项目 允许偏差 一、二级三级 对接焊缝余高 B20:03 B20:04 B20:04 B20:05 对接焊缝错边d0.15t且2.0d0.15t且3.0 1、焊接施工不注意选择最佳电压 l现象、危害性 焊接时无论是打底，填充、盖面，不管坡口尺寸大小，均选择同一电 弧电压。这样有可能达不到要求的熔深、熔宽，产生咬边、气孔、飞 溅等缺陷。 l防治措施 电弧电压（即工作电压）系电弧长决定，电弧长，则电弧电压高；电 弧短，则电弧电压低。在焊接过程中，焊条端头至工件间的距离称弧 长，在正常工作时一般所用焊条直径称为正常弧，小于焊条直径称为 短弧，一般在25V左右，在焊接时力求在正常弧或短弧范围内操作。 在使用酸性焊条焊接时为了预热待焊接部位或降低熔池温度，有时将 电弧稍微拉长进行焊接，即长弧焊；但焊接电弧不宜过长，这样会使 电弧燃烧不稳定，飞溅增加，熔深减小，而且外部空气容易侵入，造 成气孔等缺陷。一般针对不同情况应该分别选择相应长弧或短弧能得 到较好的焊接质量和工作效率，如打底焊接时为了能得到较好的熔深 应该采用短弧操作；填充焊或盖面焊接时为了得到较高的效率和熔宽 可以适当加大电弧电压。 2、施焊时不注意控制电弧长度 l现象、危害性 施焊时不根据坡口形式、焊接层数、焊接形式、焊条型号等适当调整 电弧长度。由于焊接电弧长度使用不当，较难得到高质量的焊缝。 l防治措施 操作人员应该了解电弧长短对焊缝质量的影响，长弧焊接时电弧燃烧 不稳定，所获得的焊缝质量较差，焊缝表面鱼鲮纹不均匀。由于长弧 焊接时容易左右摆动，电弧的热量不能集中地作用于熔池上，而散失 在空气中，因此获得的熔深较浅而熔池较宽；其次由于电弧长，气体 保护不完善，当焊条的熔滴金属向熔池过渡时，容易混入气体而产生 气孔。熔池的飞溅也较严重，耗用的焊材多。短弧的操作费事，难以 掌控，因自由度小，速度受影响，易疲劳，反过来影响质量。为了保 证焊缝质量，施焊时一般多采用短弧操作，但可以根据不同的情况选 用合适的弧长以获得最优的焊接质量，如V形坡口对接、角接的第一 层应使用电弧短些，以保证焊透，且不发生咬边现象；第二层可以稍 长，以填满焊缝。焊缝间隙小时，宜用短弧，间隙大时电弧可稍长， 焊接速度加快。仰焊电弧应最短，以防止铁水下流；立焊、横焊时为 了控制熔池温度，也要用小电流、短弧焊接。另外无论采取什么焊接 在运动过程中，要注意始终保持弧长基本不变，以此确保整条焊缝的 熔宽和熔深一致。 3、要求熔透的接头对接或角对接组合焊缝 焊角尺寸不够 l现象、危害性 T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接或角对 接组合焊缝，其焊脚尺寸不够，或设计有疲劳验算要求的 吊车梁或类似构件的腹板与上翼板缘连接焊缝的焊脚尺寸 不够。这样，会使焊接的强度和刚度均达不到设计的要求 。 l防止措施 T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接组合焊 缝，应按照设计要求，必须有足够的焊脚要求，一般焊脚 尺寸不应小于0.25t（t为连接处较薄的板厚）。设计有疲 劳验算要求的吊车梁或类似的腹板与上翼缘连接焊缝的焊 脚尺寸0.5t, 且不应大于10MM。焊接尺寸的容许偏差为 04MM。 4、多层焊缝不清除焊渣及焊缝表面缺陷就 进行下层焊接。 l现象、危害性 厚板多层焊接时，每层焊接完成后不清除焊渣及缺 陷就直接进行下层焊接。这样易造成焊缝产生夹 渣、气孔、裂纹等缺陷，降低连接强度，同时会 引起下层焊接时的飞溅。 l防治措施 厚板多层焊接时，每层应连续施焊。每一层焊缝焊 完以后应及时清除焊渣、焊缝表面缺陷及飞溅物 ，发现有影响焊接质量的夹渣、气孔、裂纹等缺 陷应彻底清除后在施焊。 5、焊接不控制焊接电流 l现象、危害性 焊接时，为了抢进度，对于中厚板对接焊缝采取不开坡口 。对于厚板的全熔透角焊缝坡口钝边也采取超过6MM以上 ，焊时采用较大的电流输入，使焊缝的热影响区达到红热 状态。这样虽然无损探伤检验焊缝质量可达到合格标准， 但焊缝的力学性能试验，强度指标下降，甚至达不到标准 要求，弯曲试验时出现裂纹，这样会使焊缝接头性能不能 保证，对结构安全构成潜在危害。 l防治措施 焊接时要按工艺评定中的焊接电流控制，允许有10%-15% 浮动。坡口的钝边尺寸不宜超过6MM。对接时，板厚超过 6MM时，要开坡口进行焊接。 6 多层焊不连续施焊，不注意控制层间温 度 l现象、危害性 厚板多层焊接时，不注意层间温度控制，如层间间隔时间 过长，不重新预热就施焊就容易在层间产生冷裂纹；如过 间隔时间过短，层间温度过高（超过900度），对焊缝及 热影响区的性能也会产生影响，会造成晶粒粗大，致使韧 性及塑性下降，会对接头留下潜在隐患。 l防治措施 厚板多层焊接时，应加强对层间温度的控制，在连续施焊 过程中应检验焊接的母材温度，使层间温度尽量能与预热 温度保持一致，对层间的最高温度也要加以控制。焊接时 间不应过长，如遇有焊接中断的情况时应采取适当的后热 、保温措施，再次施焊时，重新预热温度应适当高于初始 预热温度。 7、焊接不注意控制焊接变形 l现象、危害性 焊接时不注意从焊接顺序、人员布置、坡口形式、焊接规范选用及操 作方法等方面控制变形，从而导致焊接后变形大、矫正困难、增加费 用，尤其是厚板及大型工件，矫正难度大，用机械矫正易引起裂纹或 层状撕裂。用火焰矫正成本高且操作不好易造成工件过热。对精度要 求高的工件，不采取有效控制变形措施，安装尺寸达不到使用要求， 甚至造成返工或报废。 l防治措施 1）采用合理的焊接顺序：对于对接接头、T形接头和十字接头坡口焊 接，在工件放置条件允许或工件易于翻身的情况下，宜采用双面坡口 对称焊接；对于有对称截面和焊缝对称布置的构件，宜采用对称于构 件中性轴顺序焊接，并宜由两人分布在工件对称两侧，采用相同的焊 接规范，沿相同的方向同时施焊。 对双面非对称坡口焊接，宜采用 先用焊坡口深侧的部分焊缝，后焊坡口浅侧，最后焊完深坡口侧焊缝 的顺序。对长焊缝宜采用分段退焊法或多人对称焊接法。对桁架 宜先焊下弦，后焊上弦，先由跨中向两侧对称施焊，后焊两端。对 H型钢要求焊后成一直线的，其焊接顺序应交错进行。实腹吊车梁的 H型部件焊后要求上拱，则应先焊下弦，后焊上弦（如下图B)。对 长形焊缝宜采用跳焊法，避免工件局部加热集中。 2)选用合适的焊接规范和操作方法： 选用合适的焊接工艺参数，尽量采用焊接工艺系数小的方法施焊。 先焊接变形较大的焊缝；对焊缝不多的节点采取一次施焊完毕。 焊接长焊缝时，宜用反向逆焊法或采用反向分层逆焊法，减小分段次 数，采用断续施焊。尽量采用对称焊接施焊，对大型工件更宜多焊 工同时对称施焊，自动焊可不分段焊，并采用焊缝缓冷措施。对主 要受力节点，采用分层、分段轮流施焊，焊第一遍适当加大电流，减 慢焊接速度，焊接第二遍不要过热以减小变形。构件要经常翻动， 使焊接弯曲变形相互抵消。防止随意加大焊肉，引起过大过量变形 和焊接应力集中。 3）采用反变形和刚性固定措施：对接板及位置允许采用反变形的构件 宜反变形法控制焊接变形。对角变形可用反弯法。对一般构件可用 点位焊固定，同时限制变形。对于大型厚板构件分析出施焊变形的方 向后，用加撑的方法施以拉力或撑力限制与减小变形。对大型H型 钢翼板在焊接角缝前，可以预压反变形，以减小焊接变形量。 8、焊接在接头间隙中塞焊条头或铁块 l现象、危害性 当工件组装坡口间隙很大时，焊工图省事，采用在间隙中塞焊条头或铁 块等杂物焊接。造成原因是零件加工尺寸太小，为凑足尺寸，采用加 大间隙；或切割坡口表面凹凸太大及坡口直线度差，使间隙增大。这 种做法由于焊接时难以将焊条头或铁块与被焊件熔为一体，会造成未 熔合，未熔透等焊接缺陷，降低连接强度。如用生锈的焊条头或铁块 填充，难以保证与母材的材质一致；如用焊条头、铁块上有油污、杂 质等会使焊缝产生气孔、夹渣、裂纹等缺陷。这些情况均会使接头的 焊缝质量大大降低，达不到设计和规范对焊缝的质量要求。 l防治措施 1）当工件组装间隙很大，但没有超过规定允许使用的范围，组装间隙超 过薄板板厚2倍或大于20MM时，应用堆焊方法填平凹陷部位或减小 组装间隙。严禁在接头间隙中采用填塞焊条头或铁块补焊的方法。 2）零件加工划线时，应注意留足切割余量及切割后的焊接收缩余量，控 制好零件尺寸，不要以增加间隙来保证外形尺寸。 9、采用不同厚度及宽度的板材对接时，不 平缓过渡。 l现象、危害 采用不同厚度及宽度的板材对接时，不注意板的厚度差是否在 标准允许范围内，如不在允许范围内且不做平缓过渡处理 则这样的焊缝在高出薄板厚度出易引起应力集中和产生未 熔合等焊接缺陷，影响焊接质量。 l防治措施 不同板厚的板材或管材对接接头受拉时，其允许厚度差值（t1 -t2)应符合以下列表： 如薄板钢材厚度t259101212 允许厚度差t1-12234 当超过上表规定时应将焊缝焊成斜坡状 ，其坡度最大允许值应为1：2.5；或厚度的 一面或两面在焊接前加工成斜坡，且坡度 最大允许值为1：2.5，当直接承受动载荷且 需要进行疲劳验算的结构斜坡坡度不应大 于1：4 。不同宽度的板材对接时，应根据 工厂及工地条件采用热切割，机械加工或 砂轮打磨的方法使其平缓过渡，且其连接 处最大允许坡度值为1：2.5。 10、对有交叉焊缝的构件不注意焊接顺序 。 l现象、危害性 对有交叉焊缝的构件，不注意分析焊接应力释放和焊 接应力对构件变形的影响，以合理安排焊接顺序，而是纵 横随意施焊，结果会造成纵横缝互相约束，产生较大的温 度收缩应力，使板变形，板面凹凸不平，并有可能使焊缝 出现裂纹。 l防治措施 对有交叉焊缝的构件，应制定合理的焊接顺序。当有 几种纵横交叉焊缝施焊时，应先焊收缩变形较大的横缝， 而后焊纵向焊缝，这样焊接横向焊缝时不会受到纵向焊缝 的约束，使横缝的收缩应力在无约束的情况下得到释放， 可减少焊接变形，保证焊缝质量，或先焊接对接焊缝后焊 角焊焊缝。 11、型钢杆件搭接接头采用围焊时，在转 角处连续施焊 l现象、危害 型钢杆件与连续板搭接接头采用围焊时，采用先 焊杆件两侧焊缝，后焊端头焊缝，不连续施焊。 这样虽对减小焊接变形有利，但在杆件转角处易 产生应力集中和焊接缺陷，影响焊接接头质量。 l防治措施 型钢杆件搭接接头采用围焊时，应在转角处一次 连续施焊完成。不要焊到转角处又跑到另一侧去 焊接。 12、要求等强对接，吊车梁翼板与腹板两 端不设引弧板和引出板 l现象、危害性 在焊接对接焊缝，全熔透角焊缝，吊车梁翼板与 腹板的焊缝时，在引弧和引出处不加设引弧板和 引出板，这样在焊接起止端时，由于电流电压不 够稳定，起止点的温度也不够稳定，容易导致出 现起止端焊缝有未熔合，未熔透、裂纹、夹渣、 气孔等缺陷，降低焊缝强度，达不到设计要求。 l防治措施 在焊接对接焊缝，全熔透角焊缝以及吊车梁翼板 与腹板的焊缝时，应在焊缝两端设引弧板和引出 板，其作用是将两端易产生缺陷的部分引到工件 外后，再将缺陷部分割掉来保证焊缝的质量。 13、不注意焊接速度与焊接电流，焊条直 径协调使用 l现象、危害 焊接时不注意控制焊接速度与焊接电流；焊条直径，焊接 位置协调起来使用。如对