焊评、作业指导书、焊接工艺卡

焊评、作业指导书、焊接工艺卡1.评定基本信息评定编号：PQR-2024-003评定项目：Q355B低合金结构钢GMAW+SAW对接焊缝评定评定日期：2024年3月15日评定依据：NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》、GB50661-2011《钢结构焊接规范》适用范围：适用于厚度12~60mm的Q355B低合金结构钢对接、角接焊缝，涵盖钢结构承重构件、压力管道附属支撑等工况，工作温度范围-20℃~120℃。2.母材信息母材牌号：Q355B母材标准：GB/T1591-2018厚度规格：试板厚度30mm，长度400mm，宽度150mm母材化学成分（熔炼分析，%）：C≤0.20，Si≤0.55，Mn≤1.70，P≤0.035，S≤0.035，Nb≤0.07，V≤0.15，Ti≤0.20，实际检测值：C=0.17，Si=0.32，Mn=1.42，P=0.021，S=0.018，符合标准要求。母材力学性能：屈服强度≥355MPa，抗拉强度470~630MPa，断后伸长率≥21%，常温冲击功（V型缺口）≥34J，实际检测值：屈服强度372MPa，抗拉强度540MPa，断后伸长率26%，0℃冲击功平均值42J，符合标准要求。母材组别：Fe-1-2组（低合金强度钢，抗拉强度下限值<540MPa）。3.焊材信息3.1熔化极气体保护焊（GMAW，打底层）焊材型号：ER50-6焊材标准：GB/T8110-2020焊丝直径：φ1.2mm保护气体：80%Ar+20%CO₂（混合气体纯度≥99.99%）焊材熔敷金属性能：屈服强度≥420MPa，抗拉强度≥500MPa，断后伸长率≥22%，常温冲击功≥27J，实际检测值：屈服强度445MPa，抗拉强度525MPa，断后伸长率24%，0℃冲击功平均值38J，与母材匹配。3.2埋弧焊（SAW，填充+盖面层）焊丝型号：H08MnA焊剂型号：HJ431焊丝标准：GB/T5293-2018焊剂标准：GB/T12470-2018焊丝直径：φ4.0mm焊剂烘焙要求：300~350℃烘焙2h，随烘随用，重复烘焙次数不超过2次。焊材熔敷金属性能：屈服强度≥330MPa，抗拉强度≥410MPa，断后伸长率≥22%，常温冲击功≥27J，实际检测值：屈服强度365MPa，抗拉强度510MPa，断后伸长率25%，0℃冲击功平均值35J，与母材匹配。4.坡口设计坡口形式：双面V型坡口坡口角度：正面60°，反面60°钝边高度：2±0.5mm装配间隙：4±0.5mm错边量：≤1mm（≤母材厚度的1/10，且≤3mm）坡口清理要求：坡口面及两侧各20mm范围内采用角向砂轮打磨，去除氧化皮、铁锈、油污、水分等杂质，露出金属光泽。5.焊接工艺参数5.1打底层（GMAW，正面第一层）焊接位置：平焊（1G）焊接电流：直流反接，180~200A电弧电压：28~30V焊接速度：25~30cm/min热输入：10.08~14.4kJ/cm（热输入计算公式：电流×电压×60/（焊接速度×1000），下同）保护气体流量：18~22L/min焊丝伸出长度：15~20mm层间温度：≤150℃5.2填充层（GMAW，正面第二~三层）焊接电流：直流反接，200~220A电弧电压：30~32V焊接速度：25~30cm/min热输入：12~16.896kJ/cm保护气体流量：18~22L/min焊丝伸出长度：15~20mm层间温度：≤150℃5.3清根处理：正面焊接完成后，反面采用碳弧气刨清根，清根深度8~10mm，去除根部未焊透、夹渣等缺陷，刨槽表面打磨光滑，露出金属光泽后进行反面焊接。5.4反面填充层（SAW，反面第一~三层）焊接电流：直流反接，550~600A电弧电压：32~34V焊接速度：40~45cm/min热输入：23.47~30.6kJ/cm焊剂覆盖厚度：25~35mm焊丝伸出长度：30~35mm层间温度：≤200℃5.5正面盖面层（SAW，正面第四层）焊接电流：直流反接，500~550A电弧电压：34~36V焊接速度：35~40cm/min热输入：25.5~33.94kJ/cm焊剂覆盖厚度：25~35mm焊丝伸出长度：30~35mm层间温度：≤200℃5.6反面盖面层（SAW，反面第四层）焊接参数与正面盖面层一致，焊后余高控制在0~3mm，余高差≤2mm。6.焊后热处理本评定试板厚度30mm，满足GB50661-2011中Q355B厚度≤36mm时焊后热处理非强制要求，本次评定未进行焊后热处理；若实际应用中母材厚度≥36mm，或设计要求消应力处理时，采用去应力退火工艺：升温速度≤150℃/h，保温温度600~620℃，保温时间按每25mm厚度1h计算，冷却速度≤100℃/h，冷却至300℃以下出炉空冷。7.检验检测结果7.1外观检验焊后焊缝表面无裂纹、气孔、夹渣、未熔合、飞溅等缺陷，余高0~2mm，焊缝宽度比坡口每侧宽1~2mm，咬边深度≤0.5mm，连续咬边长度≤10mm，总咬边长度≤焊缝总长的10%，符合GB50205-2020《钢结构工程施工质量验收标准》要求。7.2无损检测按NB/T47013.2-2015进行100%射线检测，检测等级AB级，焊缝质量等级Ⅱ级，无超标缺陷；按NB/T47013.3-2015进行100%超声波检测，检测等级B级，焊缝质量等级Ⅰ级，无超标缺陷。7.3力学性能试验拉伸试验：2个试样试样1：抗拉强度525MPa，断裂位置在母材，塑性断裂；试样2：抗拉强度530MPa，断裂位置在母材，塑性断裂，均符合≥470MPa的要求。弯曲试验：面弯2个，背弯2个，弯心直径4a（a为试样厚度，30mm），弯曲角度180°所有试样弯曲后受拉面无长度大于3mm的裂纹或缺陷，符合标准要求。冲击试验：V型缺口，0℃，焊缝区3个试样，热影响区3个试样焊缝区冲击功：42J、39J、40J，平均值40.3J；热影响区冲击功：45J、41J、43J，平均值43J，均≥34J的要求。硬度试验：HV10，测试点包括母材、热影响区、焊缝母材硬度平均值165HV，热影响区平均值185HV，焊缝平均值178HV，无淬硬区域，符合Q355B硬度≤235HV的要求。7.4金相检验焊缝组织为铁素体+珠光体，热影响区组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体，无淬硬马氏体组织，无裂纹、未熔合、夹渣等微观缺陷，符合要求。8.评定结论本焊接工艺评定符合NB/T47014-2011及GB50661-2011的要求，所拟定的焊接工艺参数合理，焊接接头性能满足母材及设计要求，评定合格，可用于指导后续焊接生产。1.适用范围本作业指导书适用于厚度12~60mm的Q355B低合金结构钢的熔化极气体保护焊（GMAW）、埋弧焊（SAW）焊接作业，涵盖厂房钢结构梁柱、设备支撑框架、压力管道支吊架等构件的对接、角接焊缝焊接，工作温度-20℃~120℃，抗震设防烈度≤8度的工况。本指导书基于合格评定报告PQR-2024-003编制，所有工艺参数未超出评定覆盖范围。2.引用标准NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》GB50661-2011《钢结构焊接规范》GB50205-2020《钢结构工程施工质量验收标准》GB/T8110-2020《熔化极气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T5293-2018《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》NB/T47013-2015《承压设备无损检测》3.作业人员要求3.1焊工必须持有特种设备焊接操作人员证或建筑施工特种作业人员操作资格证，合格项目覆盖本作业的焊接方法、母材组别、厚度范围、焊接位置，无证人员严禁上岗操作。3.2焊工上岗前必须参加本工艺技术交底，考核合格后方可参与作业，首次施焊前需在监理/业主见证下进行现场工艺试板焊接，检测合格后方可批量作业。3.3焊工应严格遵守工艺纪律，不得擅自更改焊接工艺参数，施焊过程中做好焊接记录，包括焊接电流、电压、焊接速度、层间温度等参数。3.4无损检测人员必须持有相应资质，RT/UT检测人员需具备Ⅱ级及以上资格，检测结果需签字确认。4.焊前准备4.1母材验收母材进场必须附带质量证明文件，核对牌号、规格、炉批号，按批次进行抽样复检，化学成分、力学性能符合GB/T1591-2018要求后方可使用。母材表面不得有裂纹、分层、折叠等缺陷，锈蚀等级不超过GB/T8923.1规定的C级，若锈蚀严重需进行抛丸处理后使用。4.2焊材验收与管理焊材进场附带质量证明文件，核对型号、规格、批号，按批次进行抽样检验，熔敷金属性能符合标准要求后方可入库。焊材库需保持干燥，相对湿度≤60%，温度≥5℃，焊材按类别、规格、批号分类存放，标识清晰。ER50-6焊丝应存放在干燥通风处，包装破损、受潮生锈的焊丝严禁使用；HJ431焊剂使用前必须按要求烘焙，烘焙后放入保温筒存放，保温温度100~150℃，现场使用时剩余焊剂需回收，经筛选、重新烘焙后使用，重复烘焙次数不超过2次。4.3坡口制备与装配坡口采用机械切割或等离子切割制备，切割面粗糙度≤Ra25μm，无毛刺、缺口、氧化渣，坡口尺寸符合设计要求，无设计要求时按本指导书双面V型坡口执行：坡口角度60°±5°，钝边2±0.5mm，装配间隙4±0.5mm。坡口清理：坡口面及两侧各20mm范围内采用角向砂轮打磨，去除氧化皮、铁锈、油污、油漆等杂质，露出金属光泽，清理完成后4h内施焊，若超过4h或坡口受潮、生锈，需重新清理。构件装配时错边量≤母材厚度的1/10，且≤3mm，定位焊采用与正式焊接相同的焊材，定位焊焊缝长度10~15mm，高度3~5mm，间距150~200mm，定位焊焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，若有缺陷需清除后重新定位焊。4.4设备检查焊接设备、气体流量表、测温仪、电流表、电压表需定期校准，在校准有效期内方可使用。GMAW焊机送丝机构运转正常，气路无漏气；SAW焊机行走机构稳定，调速均匀，焊剂输送装置通畅。焊接前进行试焊，确认设备参数显示准确、运行正常后方可正式施焊。4.5环境要求焊接作业环境温度≥5℃，风速：GMAW作业时≤2m/s，SAW作业时≤10m/s，相对湿度≤90%，雨雪天气严禁露天作业。若环境温度低于5℃，需对坡口两侧各100mm范围内进行预热，预热温度≥80℃，采用测温笔或接触式测温仪检测预热温度，确保均匀达到要求。5.焊接操作工艺5.1焊接顺序遵循“对称施焊、分散应力、减小变形”的原则，长焊缝采用分段退焊法，每段长度500~600mm；厚板焊缝采用多层多道焊，避免单道焊缝过宽过大，每道焊缝宽度≤15mm，厚度≤5mm。对接焊缝先焊正面打底层、填充层，清根后焊反面填充层，最后焊接正反两面盖面层；对称构件由两名焊工同时对称施焊，防止构件变形。5.2打底层焊接（GMAW）采用左向焊法，焊枪与焊缝前进方向夹角70°~80°，与焊件两侧夹角90°，电弧对准坡口根部，保持短弧焊接，确保熔透根部，打底层厚度控制在4~5mm，不得烧穿。施焊过程中若发现气孔、夹渣等缺陷，立即停止焊接，打磨清除缺陷后再继续。打底层焊接完成后清理表面焊渣，检查无缺陷后进行填充层焊接，层间温度控制在≤150℃，采用测温仪逐道检测。5.3填充层焊接（GMAW）填充层焊接时适当摆动焊枪，确保坡口两侧熔合良好，每层焊接完成后清理焊渣及飞溅，检查无缺陷后进行下一层焊接，填充至距离母材表面2~3mm时停止，为盖面层预留余量。多层多道焊时，相邻焊道的接头错开≥50mm，避免接头重叠。层间温度严格控制在≤150℃，若温度超过要求需待焊缝冷却至规定范围后再施焊。5.4清根处理正面填充层焊接完成后，反面采用碳弧气刨清根，碳棒直径φ8mm，电流280~320A，刨槽深度8~10mm，确保彻底清除根部未焊透、夹渣等缺陷，刨槽呈U型，宽度10~12mm。清根完成后采用角向砂轮打磨刨槽表面，去除氧化皮、渗碳层，露出金属光泽，经质检人员检查合格后方可进行反面焊接。5.5埋弧焊填充、盖面焊接焊前再次清理坡口表面，确保无杂质，焊剂按要求烘焙后装入焊剂斗，焊丝对准坡口中心，焊丝伸出长度30~35mm，焊剂覆盖厚度25~35mm。焊接前先进行引弧板焊接，引弧板材质、坡口形式与母材一致，长度≥100mm，焊接在焊缝两端，熄弧时焊到熄弧板上，避免焊缝端部产生弧坑、裂纹等缺陷，焊后切割掉引弧板，打磨平整，不得损伤母材。焊接过程中随时观察焊接电流、电压、行走速度的稳定性，若出现偏弧、焊漏等情况立即停止焊接，处理缺陷后再继续。多层焊时每层焊接完成后清理焊渣，检查无缺陷后进行下一层焊接，层间温度控制在≤200℃。盖面层焊接时调整参数，确保焊缝余高0~3mm，余高差≤2mm，焊缝宽度比坡口每侧宽1~2mm，成型均匀，无咬边、焊瘤等缺陷。5.6焊后处理焊后立即清理焊缝表面焊渣、飞溅，检查外观质量，若有表面气孔、咬边等缺陷，打磨清除后进行补焊，补焊采用与正式焊接相同的工艺。对于厚度≥36mm的构件，焊后立即进行后热处理，温度200~250℃，保温时间2h，保温后采用岩棉包裹缓冷至室温，避免产生延迟裂纹。设计要求消应力热处理的构件，按PQR规定的去应力退火工艺执行。6.质量检验要求6.1自检焊工施焊完成后100%自检，检查焊缝外观质量，记录焊接参数，填写焊接施工记录，合格后提交专检。6.2专检质检人员对焊缝外观进行100%检查，外观合格后按设计要求进行无损检测：一级焊缝100%RT/UT检测，二级焊缝20%UT抽样检测，检测结果符合NB/T47013-2015的要求，一级焊缝Ⅱ级合格，二级焊缝Ⅲ级合格。6.3不合格品处理检测发现超标缺陷时，制定返修工艺，缺陷采用碳弧气刨或砂轮打磨清除，清除范围比缺陷两端各延伸20mm，深度至缺陷完全去除，补焊采用与正式焊接相同的工艺，同一部位返修次数不超过2次，超过2次需经技术负责人审批后制定专项返修方案。返修后重新进行无损检测，合格后方可验收。7.安全文明施工要求7.1焊工作业时必须佩戴焊接面罩、绝缘手套、防护鞋、防尘口罩等劳保用品，高空作业时系好安全带，作业平台牢固可靠。7.2焊接作业区域10m范围内不得存放易燃易爆物品，配备足够的消防器材，作业完成后确认无火源隐患后方可离开。7.3碳弧气刨作业时佩戴防护面罩，防止弧光灼伤和铁渣飞溅烫伤，作业区做好通风措施，排除有害烟尘。7.4焊接设备接地良好，焊把线、地线绝缘完好，不得有破损，避免漏电伤人。7.5焊材头、废焊剂、打磨废渣集中回收处理，不得随意丢弃，保持作业区域整洁。工艺卡编号WKC-2024-007构件名称钢结构主梁母材牌号Q355B母材规格30mm厚钢板焊接方法GMAW（打底层/填充层）+SAW（填充/盖面层）接头形式对接接头坡口形式双面V型坡口坡口角度60°±5°钝边高度2±0.5mm装配间隙4±0.5mm错边量≤1mm清理范围坡口两侧各20mm焊接方法焊材型号规格焊材标准烘焙要求GMAWER50-6φ1.2mmGB/T8110-2020包装完好无锈蚀可直接使用SAWH08MnA+HJ431φ4.0mmGB/T5293-2018、GB/T12470-2018HJ431焊剂300~350℃烘焙2h，保温100~150℃存放焊道序号焊接方法焊接位置电流（A）电压（V）焊接速度（cm/min）热输入（kJ/cm）保护气体/焊剂流量/覆盖厚度层间温度（℃）1（正面打底层）GMAW平焊（1G）180~200（直流反接）28~3025~3010.08~14.480%Ar+