钢结构焊接施工工艺方案

钢结构焊接施工工艺方案1适用范围与编制依据1.1适用范围本方案适用于工业与民用建筑中Q235、Q345、Q390、Q420及Q460等级钢材，板厚6mm～80mm的H型、箱型、十字型、圆管及异型截面全熔透、部分熔透及角焊缝的现场焊接施工。环境温度－10℃～45℃，相对湿度≤85%，风速≤2m/s（气体保护焊）或≤8m/s（埋弧焊）。1.2编制依据GB506612011《钢结构焊接规范》GB/T198042005《焊接工艺评定》JGJ812002《建筑钢结构焊接技术规程》GB502052020《钢结构工程施工质量验收标准》NB/T470142011《承压设备焊接工艺评定》设计图纸、焊接工艺评定报告（WPS/PQR）及业主附加技术条款。2焊接工艺评定与WPS下发2.1评定范围凡首次采用的钢种、板厚、坡口形式、焊接方法、焊材组合、热处理制度，均须进行焊接工艺评定。2.2取样与试验按GB/T19804执行，每类接头取2组4个试件：1组做横向拉伸、侧弯、冲击（－20℃，KV2≥34J），1组做宏观金相与硬度（HV10≤280）。2.3WPS编制由项目焊接责任工程师依据合格PQR编制，编号规则：项目代号－钢种－厚度－方法－序号，如“HJ01Q34540SAW01”。WPS经监理、第三方、业主三方会签后下发车间，现场严禁使用未签字版。3材料管理3.1母材进场钢材须附质量证明书，现场按炉批号进行100%光谱复核，碳当量CE≤0.45%（Q460允许0.48%）。下料前24h进行UT分层检测，板厚≥40mm须达到GB/T2970Ⅰ级。3.2焊材焊条：低氢型E50151Φ4.0mm，烘干350℃×1h，恒温100℃随用随取，4h内用完。焊丝：ER506Φ1.2mm，铜层≤0.05%，含氢≤4ml/100g。焊剂：SJ101，颗粒度10×48目，烘干300℃×1h，回收焊剂添加量≤30%。3.3存放设专用焊材库，温度20℃±5℃，相对湿度≤60%，货架离地300mm，离墙500mm。库内每日8:30、16:30记录温湿度，超标立即停发并启用备用库。4设备与工装4.1焊机手工电弧焊：ZX5630硅整流，空载电压≤80V，动特性≤0.05s。CO₂气保焊：NB500I逆变，电感值0～10mH可调，收弧去球。埋弧焊：MZ1250，配AC/DC双用电源，电流稳定度±2%。4.2烘干箱YGCHX200型，热风循环，温差≤15℃，自动打印温度曲线。4.3工装H型梁翼缘液压夹持反变形台：压力0.6MPa，翼缘预放1/1000反变形。圆管法兰环缝变位机：0～135°无级翻转，承重5t，回转精度±0.2°。5坡口设计与加工5.1坡口形式全熔透T型接头：双面V形45°，钝边2mm，根部间隙0～2mm，背面清根深度≥5mm。箱型柱角接：单面V形35°，陶瓷衬垫，根部1mm错边量≤1mm。5.2加工采用1.5kW半自动火焰切割机，预热100℃，割后打磨0.3mm以上氧化皮。切割面粗糙度Rz≤50μm，局部缺口深度≤0.5mm，超标用J422Φ3.2补焊后打磨顺平。5.3坡口检验下料后2h内完成磁粉检测（MT），Ⅰ级合格；板厚≥50mm增加UT检测，不允许存在≥2mm当量的分层。6组对与定位焊6.1组对采用激光经纬仪放线，轴线偏移≤1mm；翼缘与腹板垂直度用1m角尺检查，间隙≤0.5mm。6.2定位焊长度50mm，间距500mm，焊脚尺寸0.6t且≥4mm。定位焊须由持相应项次证书的焊工施焊，起弧、收弧处磨成1:5斜坡。定位焊出现裂纹必须清除并打磨出1:10坡度后重焊。7预热与层温控制7.1预热温度Q345板厚≥36mm时80℃；Q420、Q460板厚≥25mm时100℃；预热宽度每侧≥1.5√t（t为板厚，mm）。7.2加热方式采用220V履带式陶瓷加热片，热电偶PID闭环，升温速度≤200℃/h。7.3层间温度最低≥预热温度，最高≤250℃（Q460为230℃）。超温立即中断焊接，石棉保温缓冷至允许范围。8焊接顺序与参数8.1总体顺序“先短后长、先内后外、对称跳焊”——以箱型柱为例：①内隔板4道立角焊缝→②电渣焊（隔板与翼缘）→③柱身4条纵缝（SAW，每缝分3段跳焊）→④柱端200mm范围环缝（GMAW+FCAW）。8.2典型参数手工立焊（3G）：E5015Φ4.0，电流140A，电压24V，热输入0.9kJ/mm，摆动宽度≤2.5Φ。CO₂气保焊横焊（2G）：ER506Φ1.2，电流280A，电压30V，速度45cm/min，热输入1.1kJ/mm，干伸长15mm，推角10°。埋弧焊平焊（1G）：H10Mn2Φ4.0+SJ101，电流700A，电压34V，速度55cm/min，热输入2.6kJ/mm，道间清渣用0.5MPa压缩空气+钢丝刷。9后热与消氢板厚≥40mm的低合金钢，焊后立即后热200℃×1h；若焊后48h内无法UT，则后热250℃×2h。加热片覆盖焊缝及两侧100mm，降温速度≤150℃/h。10外观与无损检测10.1外观焊缝与母材过渡平滑，咬边深度≤0.5mm，连续长度≤100mm；焊脚尺寸负偏差≤1.5mm；余高0～3mm（板厚≤20mm）或0～4mm（板厚＞20mm）。10.2UT全熔透一级焊缝100%UT，按GB/T11345B级，评定线Φ3×40mm，缺陷指示长度≥1/3板厚返修。10.3TOFD对Q460钢箱型柱纵缝增加TOFD抽检10%，图像评定按NB/T47013.10Ⅱ级。10.4返修缺陷定位后采用碳弧气刨清根，刨槽长度两端各延长50mm，坡口角度15°。同一部位返修次数≤2次，超次须由项目总工、监理、业主三方召开专题会，制定专项工艺。11焊接变形矫正11.1机械矫正H型梁旁弯＞L/1000时，采用500t液压机三点顶压，垫块硬度≥HB200，压头速度1mm/s，回弹量预留1.5mm。11.2热矫正加热温度650℃，宽度0.5B（翼缘宽），水冷禁止；同一部位加热次数≤2次。12环境与安全管理12.1环境风速＞2m/s时设移动挡风棚（防火帆布+钢管骨架），棚内再挂1mm铁皮二次挡风；相对湿度＞85%时停止气体保护焊，必要时用除湿机将局部湿度降至70%以下。12.2安全电源线架空≥2.5m，一机一闸一漏，漏电动作电流≤30mA；打磨工位设1.5kW防爆风机，粉尘浓度≤8mg/m³；配备2台35kg推车式干粉灭火器，每30m设1处。12.3动火票三级动火审批：班组长→安全员→项目副经理，审批时限≤8h，超时重新开票。13特殊工况预案13.1冬季施工－5℃以下焊接前，母材预热温度再提高20℃；焊后立即用岩棉被包裹，保温时间≥冷却至0℃所需时间的1.5倍。13.2雨季坡口切割后4h内未焊，次日焊接前用氧乙炔焰150℃烘烤10min除潮；焊丝筒开启后8h内用完，未用完回收烘干120℃×1h后方可再用。13.3高空作业面≥2m须设操作平台，护栏高度1.2m，踢脚板180mm；焊工使用防火安全带，挂点≥12kN，设双人监护。14质量记录与追溯14.1标识每根构件在距端部500mm处打钢印：炉批号－焊工号－焊接日期－检验状态（Y/N）。14.2台账建立“母材－焊材－WPS－焊工－检验”五维台账，扫码即可查询；记录保存至工程竣工验收后5年。15人员资质与培训15.1焊工按ISO96011考试，项目覆盖1G、2G、3G、4G位置，Q460钢须加做5G；证书有效期2年，到期前3个月复考。15.2检验员UTⅡ级及以上3人，TOFDⅡ级1人，MTⅡ级2人；每月参加一次第三方能力验证，不合格暂停上岗。15.3培训每月最后一个周五晚19:00～21:00组织“缺陷案例复盘”，采用VR模拟焊缺陷，培训后30min内闭卷考试，合格率≥90%。16成本控制措施16.1焊材定额按焊缝金属体积×1.25系数发料，超耗5%以内班组自负，超5%以上项目承担70%，班组30%。16.2电费埋弧焊机功率因数＞0.85，低于该值立即更换整流模块；夜班错峰焊接，0.4kV侧功率因数由0.78提至0.92，每月节省电费1.8万元。17信息化应用17.1焊接参数采集为每台焊机加装“汉神WeldCloud”模块，实时采集电流、电压、送丝速度、气体流量，异常5s内报警；数据上传阿里云，保存7年。17.2二维码追溯构件完工后自动生成二维码，扫码显示WPS、焊工、探伤报告、热处理曲线，实现“一码到底”。18交工验收18.1资料焊缝外观记录、UT/TOFD/MT报告、热处理曲线、焊材质量证明书、焊工资格证、返修记录、隐蔽工程影像资料。18.2实体抽查业主、监理、第三方共抽取5%构件进行现场复探，不合