钢结构焊接施工工艺

1、钢结构焊接施工工艺目录1.前言错误!未泄义书签。2. 焊接工艺流程23. 焊接施工工艺与技术措施33.1焊前准备33. 2焊接材料的选择33. 3焊接预热43. 4焊接环境53. 5焊接工艺描施53.6厚板焊接工艺要点93. 7焊接应力控制123. 8焊接质量检査124. 焊接质量控制措施145. 钢结构焊接注意事项175. 1防风措施175. 2防雨措施171 / 17钢结构焊接施工工艺1.焊接工艺流程钢结构焊接施工工艺3. 焊接施工工艺与技术措施3.1焊前准备焊接区操作脚手平台搭设良好，平台高度与宽度应有利于 焊工操作舒适、方便，并应有防风措施。由于CO气体保护焊 焊枪线较短，考虑将焊机与

2、送丝机宜于操作平台上。操作平台 是针对节点焊接而专门设计，具体详见安全设施一节。焊工配置一些必要的工具，比如：凿子、焊工专用榔头、 刷子以与砂轮机等。焊把线应绝缘良好，如有破损处要用绝缘 布包裹好，以免拖拉焊把线时与母材打火。焊接设备应接线正确、调试好，正式焊接前宜先进行试焊, 将电压、电流调至合适的范囤。检查坡口装配质量。应去除坡 口区域的氧化皮、水份、油污等影响焊缝质量的杂质。如坡口 用氧一乙块切割过，还应用砂轮机进行打磨至露出金属光泽。3. 2焊接材料的选择根据钢材化学成分、力学性能，对Q345C级钢的焊材选配, 见下表1所示:钢结构焊接施工工艺表1:焊材选择母材牌号手工焊条CO2保护焊

3、埋弧焊焊丝焊剂Q235 + Q235?Q235? +Q345CE4315E4316ER50-G（实芯）E501T1-1（药芯）H08AHOSMnAF4A0Q345C+ Q345CE5015E5016H10In2HOSMnAF 1SA2Q345GJC+Q345GJCE5015E5016H10Mn25 1SA23. 3焊接预热预热是防止低合金高强钢焊接氢致裂纹的有效措施，可以 控制焊接冷却速度，减少或避免热影响区（HAZ）中淬硬马氏体 的产生，降低HAZ硬度，同时还可以降低焊接应力，并有助于 氢的逸出。预热温度的确左与钢材材质、板厚、接头形式、环 境温度、焊接材料的含氢量以与拘束度都有关系。根据母

4、材性 能结合我们以往一些工程的施工经验，对于Q345钢材，40 60mm的板厚，预热温度80100°C左右：6080mm的板厚，预 热温度为1209。预热主要采用电加热和氧-乙块火焰加热方法，预热范囤为 坡口与坡口两侧不小于板厚的1. 5倍宽度，且不小于100mm。 测温点应距焊接点并方向上不小于焊件的最大厚度值，但不得 小于75mm处。4 / 17钢结构焊接施工工艺3. 4焊接环境当焊接处于下述情况时，不应进行焊接。3.4. 1室温低于-18°C时。被焊接而处于潮湿状态，或暴露在雨、雪和髙风速 条件下。采用手工电弧焊作业（风力大于5m/s）和CO气保 护焊（风力大于2 m

5、/s）作业时，未设垃防风棚或没有措施的 部位前情况下。3. 4. 4焊接操作人员处于恶劣条件下时。3. 5焊接工艺措施3. 5.1接头的准备采用自动或半自动方法切割的母材的边缘应是光滑和无影 响焊接的割痕缺口：切割边缘的粗糙度应符合GB50205-2005 规范规世的要求。被焊接头区域附近的母材应无油脂、铁锈、 氧化皮与其它外来物：接头的装配应符合下表要求。3. 5. 2定位焊3. 5. 2.1定位焊焊缝所采用的焊接材料与焊接工艺要求应 与正式焊缝的要求相同。3. 5. 2. 2泄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。5 / 1

6、7钢结构焊接施工工艺3. 5. 2. 3泄位焊尺寸参见下表2要求执行。表2：左位焊焊缝长度与间距母材厚度(mm)定位焊焊缝长度(mm)焊缝间距(mm)手工焊自动、半自动tW2040 5050 6030040020tW4050 6050 60300400t>4050 6060 703004003. 5. 2. 4泄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,但不应小于4mm。3. 5. 2. 5泄位焊焊缝有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，必须 淸除后重新焊接，如最后进行埋弧焊时，弧坑、气孔可不必淸 除。3. 5. 3引弧和熄弧板重要的对接接头和T接头的两端应装焊引弧板和熄弧板，

7、 其材料与接头原则上应与母材相同，其尺寸为：手工焊、半自 动一50X30X6mm；自动焊一100X50X8mm：焊后用气割割除, 磨平割口。3. 5. 4焊缝淸理与处理3. 5. 4. 1多层和多道焊时，在焊接过程中应严格淸除焊逍 或焊层间的焊渣、夹渣、氧化物等，可采用砂轮、凿子与钢线 刷等工具进行淸理。6 / 17钢结构焊接施工工艺3. 5. 4. 2从接头的两侧进行焊接完全焊透的对接焊缝时， 在反面开始焊接之前，应采用适当的方法（如碳刨、凿子等） 淸理根部至正而完整焊缝金属为止，淸理部分的深度不得大于 该部分的宽度。3. 5. 4. 3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

8、面的宽度。3. 5.4. 4同一焊缝应连续施焊，一次完成；不能一次完成 的焊缝应注意焊后的缓冷和重新焊接前的预热。3. 5. 4. 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100mm,弧坑应填满。3. 5. 4. 6焊接过程中，尽可能采用平焊位置或船形位置进 行焊接。3. 5. 5工艺的选用3. 5. 5.1不同板厚的接头焊接时，应按较厚板的要求选择 焊接工艺。3. 5. 5. 2不同材质间的板接头焊接时，应按强度较髙材料 选用焊接工艺要求，焊材应按强度较低材料选配。3. 5. 5. 3焊接要领：对接焊接是本次焊接工作中的重中之重，必须从组装、校 正、检验、

9、预留焊接收缩疑、焊接眾位、焊前防护、淸理、焊 接、焊后后热、质量检验等工序严格控制，才能确保接头焊后 质量全而达到标准。7 / 17钢结构焊接施工工艺组装：组对前将坡口内1015mm仔细去除锈蚀。坡口外自 坡口边1015mm范用内也必须仔细驱除锈蚀与污物：组对时, 不得在接近坡口处上引弧点焊夹具或硬性敲打，以防母材受到 破坏：同时对接接头错口现象必须控制在规范允许范围之内。 注意必须从组装质量开始按I级标准控制。根部焊接：根部施焊应自下部超始出处超越中心线10mm 起弧，与立位焊接接头处应前行10mm收弧，再次始焊应在泄位 焊缝上退行10mm起弧，在顶部中心处熄弧时应超越中心线至少 15mm并

10、填满弧坑；期一半焊接前应将前半部始焊与收呱处修磨 成缓坡状并确认无未熔合即为非熔透现象后在前半部焊缝上引 弧。次层焊接：焊接前剔除首层焊道上的凸起部分与引弧收弧 造成的多余部分，仔细检查坡口边沿有无未熔合与凹陷夹角， 如有必须除去。飞溅与雾状附着物，采用角向磨光机时，应注 意不得伤与坡口边沿。此层的焊接在仰焊部分时采用小直径焊 条，仰爬坡时电流稍调小，立焊部位时选用较大直径焊条，电 流适中，焊至爬坡时电流逐渐增大，在平焊部位再次增大，英 余要求与首层相同。填充层焊接：填充层的焊接工艺过程与次层完全相同，仅 在接近而层时，注意均匀流出1.52mm的深度，且不得伤与坡 边。而层的焊接：而层焊接，直

11、接关系到接头的外观质量能否8 / 17钢结构焊接施工工艺满足质疑要求，因此在而层焊接时，应注意选用较小电流值并 注意在坡口边熔合时间稍长，接头重新燃弧动作要快捷。焊后淸理与检査：上、下弦主管焊后应认真出去飞溅与焊 渣，并认真采用量规等器具对外观几何尺寸进行检查，不得有 低凹、焊瘤、咬边、气孔、未熔合、裂纹等缺陷存在。经自检满足外观质量标准的接头应鉴上焊工编号钢印，并 采用氧块焰调整接头上、下部温差。处理完毕立即采用不少于 两层石棉布紧裹并用扎丝捆紧。上、下弦接头焊接完毕后，应待冷却至常温后24h进行UT 检验，经检验合格后的接头质量必须符合GB11345-89的I级焊 缝标准。经确认达到设汁标

12、准的接头方可允许拆去防护措施。3. 6厚板焊接工艺要点3. 6.1厚板焊接t8/5值与焊接规范控制3. 6. 1.1厚板焊接存在的一个重要问题是焊接过程中，焊 缝热影响区由于冷却速度较快，在结晶过程中最容易形成粗晶 粒马氏体组织，从而使焊接时钢材变脆，产生冷裂纹的倾向增 大。因此在厚板焊接过程中，一立要严格控制t8/5。即控制焊 缝热影响区尤英是焊缝熔合线处，从800C冷却到500°C的时 间，即t8/5值。过于短暂时，焊缝熔合线处硬度过高，易岀 现淬硬裂纹：t8/5过长，则熔合线处的临界转变温度会升高，9 / 17钢结构焊接施工工艺降低冲击韧性值，对低合金钢，材质的组织发生变化。出

13、现这 两种情况，皆直接影响焊接接头的质量。3. 对于手工电弧焊，焊接速度的控制：在工艺上规 泄不冋直径的焊条所焊接的长度，规定焊工按此执行，从而确 保焊接速度，英它控制采用电焊机控制，从而达到控制焊接线 能量的输入，达到控制厚板焊接质量之目的。3. 6. 2厚板预热方法厚板焊接预热，是工艺上必须采取的工艺措施，对于本工 程现场钢结构焊接施工采用氧乙烘预加热的方法。3. 6. 3层间温度控制3. 6. 3.1厚板为防止岀现裂纹采取加热预热后，在焊接过 程中应注意的一个重要问题，就是焊缝层间温度控制措施。如 果层间温度不控制，焊缝区域会出现多次热应变，造成的残余 应力对焊缝质量不利，因此在焊接过程

14、中，层间温度必须严格 控制。3. 6. 3. 2层间温度一般控制在200°C250°C之间。为了保 持该温度，厚板在焊接时，要求一次焊接连续作业完成。3. 6. 3. 3当构件较长（L>10米）时，在焊接过程中，厚板 冷却速度较快，因此在焊接过程中一直保持预加热温度，防止 焊接后的急速冷却造成的层间温度的下降，焊接时还可采取焊 后立即盖上保温板，防止焊接区域温度过快冷却。3. 6. 4焊接过程控制10 / 17钢结构焊接施工工艺3. 6. 4. 1泄位焊：泄位焊是厚板施工过程中最容易岀现问 题的部位。由于厚板在左位焊时，定位焊处的温度被周用的'冷 却介质”很快

15、冷却，造成局部过大的应力集中，引起裂纹的产 生，对材质造成损坏。解决的措施是厚板在立位焊时，提髙预 加热温度，加大左位焊缝长度和焊脚尺寸。3. 6. 4. 2手工电弧焊的引弧问题：有些电焊工有一种不良 的焊接习惯，当一根焊条引弧时，习惯在焊缝周围的钢板表而 四处敲击引弧，而这一引弧习惯对厚板的危害最大，原理同上。 因此在厚板焊接过程中，必须''严禁这种不规范”的行为发生。3. 6. 4. 3多层多道焊：在厚板焊接过程中，坚持的一个重 要的工艺原则是多层多道焊，严禁摆宽道。这是因为厚板焊缝 的坡口较大，单道焊缝无法填满截面内的坡口，而一些焊工为 了方便就摆宽道焊接，这种焊接造成的

16、结果是，母材对焊缝拘 束应力大，焊缝强度相对较弱，容易引起焊缝开裂或延迟裂纹 的发生。而多层多道焊有利的一而是：前一道焊缝对后一道焊 缝来说是一个“预热”的过程；后一道焊缝对前一道焊缝相当 于一个“后热处理”的过程，有效地改善了焊接过程中应力分 布状态，利于保证焊接质疑。4焊接过程中的检查：厚板焊接不同于中薄板，需 要几个小时乃至几十小时才能施焊完成一个构件，因此加强对 焊接过程的中间检査，就显得尤为重要，便于与时发现问题， 中间检查不能使施工停止，而是边施工、边检査。如在淸渣过11 / 17钢结构焊接施工工艺程中，认真检查是否有裂纹发生。与时发现，与时处理。3. 6. 5层状撕裂控制措施3.

17、 6. 5. 1坡口的选择：在深化设计过程中，对于厚板焊接 坡口形式的选择尤为重要，厚板开坡口时一般应避开厚板的中 心区域。3.6. 5.2母材的选择：厚板，一般S>40nmi,重要结构中 必须考虑Z向性能。在订货时就必须向钢厂提岀Z向性能的指 标要求，具体Z向性能根据设计规泄的要求执行。3. 7焊接应力控制采用合适的焊接坡口，减少焊接填充量：构件安装时不得 强行装配，避免产生初始装配应力：采用合理的焊接顺序，如 对称焊、分段焊：先焊收缩量大的接头，后焊收缩量小的接头, 应在尽可能小的拘朿下焊接：预先合理设巻收缩余量：同一构 件两端不得同时焊接：保证预热，对层间温度进行有效控制， 降低焊

18、接接头的拘朿度，以减少焊接热影响区范弗I，可降低焊 接接头的焊接残余应力：采取髙效的C02焊接方法，可减少焊 接道数，降低焊接变形和残余应力：通过有效的工艺和焊接控 制，防止或降低焊接接头的返修，也可避免焊接接头应力增加: 采取焊后缓冷，使接头在冷却时能有足够的塑性和宽度方向均 匀消除焊接收缩，降低残余应力峰值和平均值，达到降低焊接 残余应力目的。3. 8焊接质虽:检査12 / 17钢结构焊接施工工艺焊接质量检查包括外观和无损检测：外观检査按照JGJ81-2002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，二级焊缝按要求抽检20%,并 且在焊接完成后24

19、小时进行检测。13 / 17钢结构焊接施工工艺4. 焊接质量控制措施4. 1从事钢结构种焊接工作的焊工，应按现行国家标准 建筑钢结构焊接规程JGJ81的规定经考试并取得合格证后, 方可进行操作。4. 2制作单位对其首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、 焊后热处理等，应进行焊接工艺评左，并应根据评左报告确定 焊接工艺。4. 3钢结构的焊接工作应根据焊接工艺评左合格的试验结 果和数据，编制焊接工艺文件指导施工。4. 4低氢型焊条在使用前必须按照产品说明书的规左进行 烘焙。烘焙后的焊条应放入恒温箱备用，恒温温度控制在 80C100C。烘焙合格的焊条外露在空气中超过4h的应重新 烘焙。焊条反复烘焙次数

20、不宜超过2次。4. 5焊剂在使用前应按其产品说明书的规左进行烘焙。焊 丝应除净锈蚀、油污与英他污物。4. 6二氧化碳气体纯度不应低于99. 5% （体积法），含水率 不应大于0. 005% （重量法），若使用瓶装气体，瓶内气体压力 低于lHPa时停I匕使用。4. 7采用气体保护焊时，场地风速在lm/S以上时，应设程 挡风装置，对焊接现场进行防护。4. 8焊接前应复査组装质量、泄位焊质量和焊接部位的淸理情况。若不符合要求，应修正后方准施焊。钢结构焊接施工工艺4. 9对接接头、T型接头和要求全熔透的角部焊缝，应在焊 缝两端配置引呱板和收呱板，英材质应与焊件相同或通过试验 选用。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150mm引焊到引板上的焊缝长度不得小于引板长度的 2/3。4. 10引弧应在焊道处进行，严禁在焊道区域以外的母材上 打火引弧。4. 11对于需要进行焊前预热或焊后热处理的焊缝，其预热 温度或后热温度应符介国家现行有关标准的规定或通过工艺试 验确泄。预热区在焊道两侧，每侧宽度均应大于焊件厚度的1. 5 倍以上，且不应小于lOOmrn：后热处理应在焊后立即进行，保 温时间应根据板厚按每25mm板厚lh确左，然后使焊件缓慢冷 却至常温。4. 12要求焊透的双而焊焊缝，正