Q420高强钢焊接作业指导书

1、Q420高强钢焊接作业指导书1范围本指导书适用于车间的 Q420高强钢及 Q420高强钢与其他低级别钢材的焊接。 本指导书适用于焊条电弧焊( SMAW)、熔化极气体保护焊( GMA)W 各典型焊接工艺卡的具体适用范围如表 1 所示。表 1 典型工艺卡的适用范围焊接 方法典型焊 接工艺 卡编号对应焊接工艺 评定报告编号评定 厚度 mm适用厚 度范围 mm接头 形式适用焊 缝形式焊接 位置清根 要求SMAWS1PQR-S.BF-0264.512(B)B平焊不限制S2PQR-S.BH-0264.512(B)B横焊不限制S3PQR-S.TF-0264.512(T)B+F、F平焊清根S4PQR-S.BF

2、-011410.528(B)B平焊不限制S5PQR-S.BH-011410.528(B)B横焊不限制S6PQR-S.TF-011410.528(T)B+F、F平焊清根S7PQR-S.TC-011410.528(T)F平焊不限制GMAWG1PQR-G.BF-0164.512(B)B平焊不限制G2PQR-G.BH-0164.512(B)B横焊不限制G3PQR-G.TF-0164.512(T)B+F、F平焊清根G4PQR-G.BF-021410.528(B)B平焊不限制G5PQR-G.BH-021410.528(B)B横焊不限制G6PQR-G.TF-021410.528(T)B+F、F平焊清根备注：

3、 1焊接方法： SMAW焊条电弧焊； GMAWCO2气体保护焊。2 接头和焊缝形式： (B) 对接接头； (T) T 形接头； B坡口焊缝； BF对接角接组合焊缝； F角焊缝。2制定依据根据国家电网公司在输电线路铁塔中推广应用 Q420高强钢的工作安排， 依据 JGJ 812002 建筑钢结构焊接技术规程的规定，并结合本单位作业环境及本单位技术能力等因素对焊接 质量的影响，编制本作业指导书，确保铁塔的制造质量。引用的技术规范包括：JGJ 812002建筑钢结构焊接技术规程JB/T3223 94焊接材料质量管理规程GB/T1591 94低合金高强度结构钢GB/T529399埋弧焊用碳钢用焊丝和焊

4、剂GB1134589钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB/T124702003埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂GB502052001钢结构工程施工质量验收规范HG/T2537焊接用二氧化碳Q420高强钢焊接工艺评定报告输电线路铁塔用 Q420角钢采购技术条件3一般规定3.1 焊接人员焊接 Q420高强钢的焊工，必须由取得 Q420焊接资格的合格焊工按工艺要求进行操作。3.2 焊接设备 焊接设备及辅助设备的容量应满足焊接规范参数的要求，并处于正常工作状态，用于参数 记录的仪表、气体流量计等应校准。SMAW焊接电源的容量及特性应根据焊接工艺方法、焊接电流大小来选择； GMAW焊接设备主要由焊枪、送

5、丝机构和电源等组成。采用平特性直流电源，焊接时要求送 丝均匀，保证焊接过程的稳定；3.3 材料3.3.1 钢材入厂 Q420钢材必须复验，复验结果应符合标准 GB/T1591及输电线路铁塔用 Q420角钢采 购技术条件的规定。在焊接加工前应对 Q420钢材质保书和原材料的复核和检验进行确认。3.3.2 焊接材料3.3.2.1 焊接材料（焊条、焊丝、焊剂、 CO2 气体等）的化学成分和力学性能应与 Q420钢相当， 焊接工艺性能良好，可按标准 JGJ81中表 6.1.3-16.1.3-3 的规定选配，质量应符合表 2 所示 的标准要求。接上3.3.2.2 焊接材料入厂时应同时提供产品质量证明书

6、（包括熔覆金属化学成分、 力学性能保证值、 推荐的焊接工艺参数等） 。表 2 焊接材料符合标准材料焊条焊丝CO2气体符合标准GB/T 5118AWS A5.5GB/T8110AWS A5.28HG/T 25373.3.2.3 Q420与其他低级别钢材焊接时， 焊接材料宜选用成分与钢材级别低的一侧相配的或成分 介于两者之间的焊丝或焊条。3.3.2.4 物供部对焊接材料进行管理，管理按照标准 JB/T3223 的规定。对焊接材料从采购、进 货检验、入库存放、领用发放、跟踪使用、回收以及过期或失效的处理，进行全过程控制，保 证焊材的可追溯性。3.3.2.5 焊条、焊剂在使用前按照说明书的要求进行烘培

7、， 重复烘培不得超过两次。 受潮的焊条 不应使用。3.3.2.6 焊丝在使用前应清除锈、垢、油污。3.4 施焊环境Q420高强钢以及 Q420高强钢与其他低级别钢材焊接时，作业区的环境温度不得低于 5， 相对湿度不得大于 90，否则应采取预热措施。预热要求按本作业指导书 5.1.1 条规定。 4焊前准备4.1 坡口加工4.1.1 焊接接头的形式应按照设计文件的规定选用，焊缝坡口应按照施工图纸的要求加工。4.1.2 坡口制备宜采用机械加工的方法。如采用热加工方法（如火焰切割、等离子切割）下料， 切口部分应留有机械加工余量。4.1.3 坡口修整时，要使用角向砂轮机等工具，对坡口表面进行磨平，坡口内

8、及边缘20mm内母材不得有裂纹、分层、夹杂、毛刺等缺陷。4.2 焊件组对4.2.1 焊件在组对前应彻底清除坡口内及其两侧 1015mm范围内氧化皮、 油污、铁锈等杂物， 直 至露出金属光泽。4.2.2 各种焊接方法坡口组装允许偏差值要符合典型工艺卡坡口尺寸公差要求。4.2.3 严禁在接头间隙中填塞焊条头，铁块等杂物。4.3 定位焊4.3.1 SMAW和 GMAW定位焊由持相应资格证的焊工施焊，所用焊接材料、焊接工艺应与正式焊接 的材料、工艺相同。4.3.2 定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的 2/3 ，推荐的定位焊长度为 3050mm，间隔为 100600mm。定位焊接时，严禁在焊缝以外的母

9、材上引弧，熄弧时应将弧坑填满。5焊接工艺5.1 基本要求5.1.1 如需要预热， 可采用火焰加热局部预热的方式， 并采用专用的测温仪测量。 预热温度控制 在 50 80，在焊接过程中均处于这一温度范围， 预热宽度从对口中心开始， 每侧不少于焊件 厚度的 3倍，且不少于 100 mm。5.1.2 按照工艺卡来布置焊层、 焊道的顺序， 每层每道焊缝焊接完毕后， 应用砂轮机或钢丝刷等 将焊渣、飞溅等杂物清理干净后（尤其注意中间接头和坡口边缘） ，方可焊接下一层。5.1.3 要求焊透的双面焊，单侧焊接后应用碳弧气刨或砂轮进行背面清根。如用碳弧气刨清根， 清根后应用砂轮修整刨槽。5.2 SMAW焊接工艺

10、 SMAW坡口形状、尺寸允许偏差和焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层次、焊接顺序等 相关工艺参数详见附表 1表 7。5.3 GMAW焊接工艺 引弧时，先将焊枪喷嘴与工件保持正常的距离，且使焊丝端头距工件表面24mm，随后按动开关，完成送气，供电和送丝。焊接结束收弧时，释放开关，同时保持焊枪到工件距离不变，待停气后，再移开焊枪。 GMAW坡口形状、尺寸允许偏差和焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层次、焊接顺序等 相关工艺参数详见附表 8表 13。6质量检验6.1 一般规定 质量检查人员应根据设计图纸的要求行外观检验和无损检验，无损检验检查应在焊后 24h 后进行。6.2 外观检验6.2.1 焊

11、缝的外观质量要符合下列规定：1）一级焊缝不得存在未焊满、根部收缩、咬边、接头不良、表面气孔、夹渣、裂纹和电弧 擦伤等缺陷；2）二级焊缝和三级焊缝的外观质量应满足标准 JGJ81 中表 7.2.3 的有关规定。6.2.2 焊缝外观质量等级和焊脚尺寸允许偏差应符合标准 JGJ81中表 7.2.4-17.2.4-2 的有关规 定。6.3 无损检验 设计要求全焊透的一、二级焊缝要采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能 对缺陷作出判断时， 应采用射线探伤，其内部缺陷分级及探伤方法应符合标准 GB11345或 GB3323 的规定。7焊缝返修外观检验和无损检验不合格的焊接接头，应按标准 JGJ8

12、1 中 6.6 节规定进行缺陷返修 8焊接技术文件8.1 焊接技术文件应及时存档8.2 技术文件包括：1）焊工、焊接质量检验人员的资质证明；2）焊接作业指导文件（包括每层、道的设计图、设计工艺参数等） ；3）焊接工艺程序控制记录表；4）焊接质量检验报告。母材钢号焊接材料焊条Q420规格生产厂焊接方法SMAW焊接设备预热温度（）焊后热处理（/h）接头及坡口尺寸道 次 1 2 焊接工艺参技 术 措 施6mm 牌号符合 3.2 的要求/层间温度 （ ）焊接方法SMAWSMAW焊接材料型号(mm)E5515-GE5515-G焊前清理 除锈、油污其它： /3.23.2供货状态类型E5515-G焊接位置电

13、源及极性300环境温度（）焊接顺序图焊接电流A80110100130热轧烘干温度（ h） 备注3502 h/平焊直流反接（ DC- ）后热温度（） 及时间（ min）电弧电压V22262226层间清理焊接速度 mm/min100150100150备注母材钢号Q420规格6mm焊接材料生产厂牌号焊条/保护气体/焊接方法SMAW焊接设备符合 3.2 的要求预热温度（）/层间温度（ ）焊后热处理（/h）/接 头 及 坡 口 尺 寸 图焊接工艺参数道次焊接 方法焊接材料型号(mm)1SMAWE5515-G 3.22SMAWE5515-G 3.23SMAWE5515-G 3.2技术措施焊前清理除锈、油污

14、背面清根其它： /供货状态热轧类型烘干温度（ h）备注E5515-G350 2 h/焊接位置横焊电源及极性直流反接（ DC）300后热温度（） 及时间（ min）/环境温度（）/焊接顺序图电流 A电压 V焊接速度mm/min备注801102226100150/901302226120170/901302226150190/层间清理用钢丝刷或砂轮机清 理不清根母材钢号Q420 规格6mm供货状态热轧焊接材料生产厂牌号类型烘干温度（ h）备注焊条/E5515-G350 2 h/焊接方法SMAW焊接位置平焊焊接设备符合 3.2 的要求电源及极性直流反接（ DC）预热温度（）/层间温度 （ ）300后

15、及热时温间度（min）/焊后热处理（/h）/环境温度（）/接头及坡口尺寸图焊接顺序图焊接工艺 参数 技术措道次焊接 方法焊接材料电流 A电压 V焊接速度mm/min备注型号(mm)1SMAWE5515-G 3.2901102226100150/2SMAWE5515-G 3.21001302226100150/3SMAWE5515-G 3.21001402226100150/焊前清理除锈、油污层间清理其它：焊趾圆滑过渡，具体焊脚尺寸根据工程实际图纸确定母材钢号Q420规格焊接材料生产厂14mm牌号焊条保护气体供货状态类型E5515-G/热轧烘干温度（h）350 2 h备注焊接方法SMAW焊接位置

16、平焊焊接设备符合 3.2 的要求电源及极性直流反接（ DC）预热温度（）焊后热处理（/h）/层间温度 （ ）300后热温度（） 及时间（ min）环境温度（）接 头 及 坡 口 尺 寸 图道次 123 焊接工艺参数焊接方法焊接材料牌号技 术 措 施SMAWSMAWSMAW SMAWE5515-GE5515-GE5515-GE5515-G(mm)3.2 3.2 3.2 3.2焊前清理 除锈、油污背面清根其它： /电流A电压V焊接速度mm/min备注901101101401101401101402226222622262226层间清理不清根100150100150100150100150/母材钢号

17、Q420规格焊接材料生产厂14mm牌号供货状态类型热轧焊条焊接方法E5515-G烘干温度（h）350 2 h备注/SMAW焊接位置横焊焊接设备预热温度（）焊后热处理（/h）接头及坡口尺寸图道次焊2-34-567-9符合 3.2 的要求电源及极性直流反接（ DC）/层间温度 （ ）300环境温度（）后热温度（） 及时间（ min）技 术 措 施焊接方法SMAWSMAWSMAWSMAW SMAW焊前清理背面清根 其它：焊接材料型号（mm）E5515-GE5515-GE5515-GE5515-GE5515-G除锈、油污 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2焊接顺序图电流A电压V9011011014

18、0110140100130100130焊接速度mm/min备注22262226222622262226层间清理不清根90130120170150200130180130180/母材钢号Q420 规格14mm供货状态热轧焊接材料生产厂牌号类型烘干温度（ h）备注焊条/E5515-G350 2 h/焊接方法SMAW焊接位置平焊焊接设备符合 3.2 的要求电源及极性直流反接（ DC）预热温度（）/层间温度 （ ）300后及热时温间度（min）/焊后热处理（/h）/环境温度（）/焊 接 顺 序 图焊 接 工 艺 参 数焊接方法焊接材料型号1234SMAWSMAWSMAW SMAWE5515-GE551

19、5-GE5515-GE5515-G(mm) 3.2 3.2 3.2 3.2电流A电压V焊接速度mm/min备注901201201401201401201402226222622262226100150100150100150100150/焊前清理背面清根除锈、油污层间清理用钢丝刷或砂轮机清理碳弧气刨后用砂轮打磨刨槽表面其它：焊趾圆滑过渡，具体焊脚尺寸根据工程实际图纸确定母材钢号Q420 规格14mm供货状态热轧焊接材料生产厂牌号类型烘干温度（ h）备注焊条/E5515-G350 2 h/焊接方法SMAW焊接位置平焊焊接设备符合 3.2 的要求电源及极性直流反接（ DC）预热温度（）/层间温度

20、（ ）300后热温度（） 及时间（ min）/焊后热处理（/h）/环境温度 （）/接 头 及 坡 口 尺 寸 图焊接顺序图焊接工艺参数道 次焊接 方法焊接材料电流 A电压 V焊接速度mm/min备注型号(mm)1SMAWE5515-G 3.2110130222690140/2SMAWE5515-G 3.21101302226100150/技术措施焊前清理除锈、油污层间清理用钢丝刷或砂轮机清 理背面清根/其它：焊趾圆滑过渡，具体焊脚尺寸 hf 根据工程实际图纸确定焊丝ER55-G烘干温度（h）/备注保护气体99.99%CO2焊接方法GMAW焊接位置平焊焊接设备符合 3.2 的要求电源及极性直流正

21、接（ DC）预热温度（）层间温度 （）300后热温度（） 及时间（ min）焊后热处理（/h）环境温度（）接 头 及 坡 口 尺 寸 图焊接工艺参数道 次焊接 方法焊接材料保护 气体保护气 流量 L/min电流 A电压 V焊接速 度 mm/min备注型号 (mm)1GMAWER55-G1.2CO2152090-1201820150180/2GMAWER55-G1.2CO21520150-1802123200230/焊前清理除锈、油污层间清理用钢丝刷或砂轮机清 理技 术 措 施背面清根其它：不清根母材钢号Q420规格6mm供货状态热轧焊接材料生产厂牌号类型烘干温度（ h）备 注焊丝/ER55-G

22、/保护气体99.99%CO2/焊接方法GMAW焊接位置横焊焊接设备符合 3.2 的要求电源及极性直流正接（ DC）预热温度（）/层间温度 （ ）300后热温度（） 及时间（ min）/焊后热处理（/h ）/环境温度（）/接头及坡 口尺寸图焊接顺序图焊接工艺 参数道次焊接 方法焊接型号材料(mm)保 护 气 体保护气流量L/min电流 A电压 V焊接速度mm/min备 注1GMAWER55-G1.2CO2152090-1301820130-180/2GMAWER55-G1.2CO21520130-17019-21250-330/3GMAWER55-G1.2CO21520130-17019-212

23、70-330/技术措施焊前 清理除锈、油污 层间清理 用钢丝刷或砂轮机清理背面 清根不清根其它： /焊丝ER55-G保护气体99.99%CO2焊接方法GMAW焊接位置平焊焊接设备符合 3.2 的要求预热温度（）层间温度 （ ）焊接顺序图焊后热处理（/h）接头及坡 口尺寸图电源及极性直流正接（ DC）焊接工艺参数技术措施300/后热温度（）及时间（ min ）环境温度（）道次焊接 方法焊接材料保 护 气 体保护气流量L/min电流 A电压 V焊接速度mm/min备 注型号(mm)1GMAWER55-G1.2CO2152090-1401820150200/2GMAWER55-G1.2CO21520

24、150-1802123150200/3GMAWER55-G1.2CO21520150-1802123150200/焊前 清理 背面 清根除锈、油污层间清理用钢丝刷或砂轮机清理碳弧气刨后用砂轮打磨刨槽表面其它：焊趾圆滑过渡，具体焊脚尺寸hf 根据工程实际图纸确定母材钢号Q420 规格14mm供货状态热轧焊接材料生产厂牌号类型烘干温度（ h）备注焊丝/ER55-G/保护气体99.99%CO2/焊接方法GMAW焊接位置平焊焊接设备符合 3.2 的要求电源及极性直流正接（ DC）预热温度（）/层间温度 （ ）300后热温度（） 及时间（ min ）/焊后热处理（/h ）/环境温度 （）/焊 接工艺参数

25、 技术措道 次焊接 方法焊接材料保护 气体保护气流 量 L/min电流 A电压 V焊接速 度 mm/min备注型号 (mm)1GMAWER55-G1.2CO21520901301820140170/2GMAWER55-G1.2CO215201602102123170200/3GMAWER55-G1.2CO215201602102224130160/4GMAWER55-G1.2CO215201902402224130160/除锈、油污层间清理用钢丝刷或砂轮机清理焊前清理背面清根 其它：不清根焊丝保护气体 焊接方法 焊接设备预热温度（）焊后热处理（/h）接头及坡口尺寸图焊接工艺参数次 1 2 3

26、道 12399.99%CO2/GMAW符合 3.2 的要求/层间温度 （ ）焊接方法GMAW焊接材料型号ER55-G(mm)1.2保护气体GMAW ER55-GGMAW ER55-GGMAW ER55-G1.21.21.2CO2CO2CO2CO2技 术 措 施ER55-G/焊接位置电源及极性300环境温度（）焊接顺序图保护气L/min热轧 烘干温度（ h） /横焊备注直流正接（ DC）后热温度（） 及时间（ min）/电流A电压V焊接速度 备注 mm/min1520 120150 1922 170190 /152015201520150200 2123180220 21232702902002

27、30焊前清理除锈、油污层间清理用钢丝刷或砂轮机清 理背面清根不清根160210 2123 230270710 GMAW ER55-G 1.2CO21520 150190 2123 320360 /其它：/母材钢号Q420 规格14mm供货状态热轧焊接材料生产厂牌号类型烘干温度（ h）备注焊丝/ER55-G/保护气体99.99%CO2/焊接方法GMAW焊接位置平焊焊接设备符合 3.2 的要求电源及极性直流正接（ DC）预热温度 （）/ 层间温度 /（ ）300后热温度（） 及时间（ min）/焊后热处理（/h）/环境温 度（）/接 头焊接顺序图道 次焊接 方法焊接材料保护 气体保护 气流 量 L

28、/min电流 A电压 V焊接速度mm/min备 注型号 (mm)1GMAWER55-G1.2CO2152090-1401820130180/2GMAWER55-G1.2CO21520150-2002123150200/3GMAWER55-G1.2CO215201502002123100150/4GMAWER55-G1.2CO215201902302325100150/除锈、油污层间清理用钢丝刷或砂轮机清 理焊接工艺参技术措焊前清理背面清根碳弧气刨后用砂轮打磨刨槽表面其它：焊趾圆滑过渡，具体焊脚尺寸 hf 根据工程实际图纸确定Q420高强钢热加工作业指导书1 适用范围本作业指导书适用于铁塔及其他

29、钢结构用 Q420高强钢的热矫正及热变形加工。2 引用标准本作业指导书所引用的标准：GB/T1591-94 低合金高强度结构钢GB/T8923-1988 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB/T50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范3 钢材检验3.1 入厂 Q420 钢材的检验项目主要包括钢材的外观质量、规格尺寸及允许偏差 等，检验结果要符合国家标准 GB/T1591-94低合金高强度结构钢 和设计要求， 进口钢材的检验结果应符合设计及合同规定的采用标准的要求。3.2 钢材的检查数量和方法按 GB/T50205-2001钢结构工程施工质量验收规范 的规定进行。3.3 钢材的外观质量除

30、应符合有关标准及设计要求外，尚应符合下列规定：3.3.1 当钢材的表面有锈蚀、 麻点或划痕等缺陷时， 其深度不得大于该钢材厚度 负允许偏差值的 1/2 ；3.3.2 钢材表面的锈蚀等级应符合现有国家标准 GB/T8923-1988涂装前钢材表 面锈蚀等级和除锈等级规定的 C 级及 C 级以上；3.3.3 钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。4 热矫正工艺4.1 基本要求4.1.1 碳素结构钢在环境温度低于 16，低合金结构钢在环境温度低于 12时，不能进行冷加工，应采用适当的方法进行热加工。4.1.2 热变形加工前需按照图样等技术工艺文件对工件进行确认，制定工艺方4.1.3 Q235及Q3

31、45材料的槽形板厚度大于或等于 12,及 Q420材料的槽形板 厚度大于或等于 10时, 应采用热变形加工。4.1.4 U 形板的弯曲应采用热弯曲工艺，在专用模具上作业 , 热弯温度控制在 800-950, 然后自然冷却。4.1.5 热变形加工时应采用专用设备和工装模具。4.1.6 对钢板，当弯曲线方向与轧纹垂直时， 热变形加工时的最小曲率半径为 1.5 倍板厚，当弯曲线方向与轧纹平行时，最小曲率半径为 2 倍板厚；对角钢，加工 后边厚最薄处不得小于原厚度的 75%；对钢管，加工时的最小曲率半径为钢管直 径的 2 倍，并采取适当措施防止钢管失圆。4.1.7 热变形加工温度应控制在 900 10

32、00, 温度过高会造成晶粒粗大 , 温 度过低会造成加工硬化及残余应力。4.1.8 热弯曲后工件在空气中自然冷却， 严禁用水使其骤冷。 对需要较平的工件 应加平锤垫，不直接用锤敲打，以免产生凹凸不平的锤眼，造成应力集中，降低 强度。4.1.9 钢材热变形加工方法不当， 温度掌握不好， 操作不善， 监控不严等会导致 钢材及零件的加工及组装尺寸达不到的精度， 影响组装、 拼装的质量。 因此钢材 及工件加工、成形应严格控制外形、尺寸、平面度、垂直度。4.2 加热方法4.2.1 加热时应采用专用煤炉进行加热，不得采用氧 - 燃气火焰进行局部加热。4.2.2 钢管应根据弯曲要求限定加热区域。4.3 加热温度当零件采用热加工成型时，加热温度应控制在 9001000，碳素结构钢和 低合金结构钢在温度分别下降到 700 和 800之前，应结束加工。4.4 冷却方式碳素结构钢可以采用水冷的方式