建筑钢结构焊接规程(JGJ81-91)

中华人民共和国国家标中华人民共和国国家标准建筑钢结构焊接规程ＪＧＪ８１－９１中华人民共和国行业标准建筑钢结构焊接规程ＪＧＪ８１—９１主编单位：湖北省建筑工程总公司批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：１９９２年９月１日关于发布行业标准《建筑钢结构焊接规程》的通知建标［１９９２］７８号根据原国家建工总局（８２）建工科字第１４号文的要求，由湖北省建筑工程总公司主编的《建筑钢结构焊接规程》，业经审查，现批准为行业标准，编号ＪＧＪ８１—９１，自一九九二年九月一日起施行。本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理，由湖北省建筑工程总公司负责解释，由建设部标准定额研究所组织出版。中华人民共和国建设部一九九二年二月二十日目次第一章总则第二章钢材及焊接材料第三章焊接构造和接头设计第四章焊接工艺第一节一般要求第二节手工电弧焊第三节埋弧焊第四节二氧化碳气体保护电弧焊第五节药芯焊丝焊接第六节管状焊条丝极电渣立焊第七节塞焊和槽焊第五章焊接工艺试验第六章焊接检查第一节一般规定第二节外观检查第三节无损检验第七章钢结构的焊接补强或加固第八章焊工考试第一节焊工考试的一般规定第二节焊工操作技能考试的内容和方法第三节试件焊缝的评定标准第四节考试成绩记录附录一手工电弧焊焊接接头基本型式与尺寸附录二埋弧焊焊接接头基本型式与尺寸附录三氧、乙炔切割工艺参数附录四氧、丙烷切割工艺参数附录五焊接反变形参考数值附录六焊接收缩余量附录七自动保护药芯焊丝型号、规格及焊接参数附录八超声波探测角焊缝和Ｔ型焊缝操作方法附录九磁粉探伤技术附录十渗透探伤试验方法附录十一焊工考试登记表附录十二焊工考试记录表附录十三焊工合格证附录十四名词对照附录十五有关的标准目录附录十六非法定计量单位与法定计量单位的换算关系附录十七本规程用词说明附加说明第一章总则第１．０．１条为在建筑钢结构焊接中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。第１．０．２条本规程适用于工业与民用建筑钢结构中普通碳素结构钢和低合金结构钢的焊接。第１．０．３条钢结构的焊接可采用下列焊接方法：一、手工电弧焊；二、自动和半自动埋弧焊；三、气体保护焊；四、电渣焊。第１．０．４条钢结构焊接，必须按施工图的要求进行，并应遵守现行《钢结构工程施工及验收规范》（ＧＢＪ２０５）的规定。第１．０．５条钢结构的焊接工作，必须遵守国家现行的安全技术和劳动保护等有关规定。第１．０．６条钢结构的焊接，除应执行本规程外，尚应符合国家现行的有关标准。第二章钢材及焊接材料第２．０．１条钢材及焊接材料，应按施工图的要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和行业标准的规定，并应具有质量证明书或检验报告。如采用其它钢材和焊接材料代换时，必须经设计单位同意，同时应有可靠的试验资料以及相应的工艺文件方可施焊。第２．０．２条常用钢材焊接所需的焊条、焊丝、焊剂的选配及强度等级宜按表２．０．２－１和表２．０．２－２的规定选用。第２．０．３条碳当量Ｃｅｇｕ小于或等于０．４５％的其它钢号，可按本规程各项规定施焊。碳当量Ｃｅｇｕ按公式（２．０．３）计算。第三章焊接构造和接头设计第３．０．１条钢结构焊接构造设计，应符合下列要求：一、减少零部件加工的工作量；二、便于焊接操作，宜选用平焊或横焊的焊接位置；三、焊缝的布置应对称于构件截面中和轴，薄壁结构中采用接触点焊，侧焊缝间增加槽焊或塞焊，以减少焊接变形；四、采用刚性较小的接头形式，避免焊缝密集和三向焊缝相交，以减少焊接应力和应力集中；五、对较厚的板件（大于２５ｍｍ），在Ｔ型接头、角接接头和十字形接头中应采取防止层状撕裂的措施；六、尽量减少焊缝的数量和尺寸，焊缝长度和焊脚尺寸应由计算确定，不得随意增大。第３．０．２条焊接接头宜采用下列型式：一、对接接头；二、搭接接头；三、Ｔ型接头；四、角接接头；五、槽焊和塞焊接头；六、接触点焊。第３．０．３条手工焊接接头的基本型式与尺寸宜按附录一选用。埋弧焊接接头的基本型式与尺寸宜按附录二选用。第３．０．４条不同厚度的钢板对接，其允许厚度差值（ｔ１—ｔ２）见表３．０．４，当超过表３．０．４规定时应将较厚板的一面或两面加工成斜坡，其坡度应小于或等于１∶４，见图３．０．４。第３．０．５条对接焊缝。一、要求全熔透的对接焊缝，应做背面清根焊接，或加垫板单面焊接。二、不焊透的对接焊缝（图３．０．５ａ、ｄ），应按角焊缝计算强度，其有效厚度ｈｅ为：Ｖ型坡口（图３．０．５ａ、ｂ、ｃ）：α≥６０°时，ｈｅ＝ｓ；α＜６０°时，ｈｅ＝０．７５ｓ。Ｕ型坡口（图３．０．５ｄ、ｅ）：ｈｅ＝ｓ式中ｓ——坡口根部至焊缝表面（不计余高）的最短距离；α——Ｖ型坡口角度。三、焊缝余高ｃ，一般为０～３ｍｍ范围内，承受动荷载的焊缝，其余高应趋于零。第３．０．６条焊缝有效厚度的确定：一、全熔透的对接焊缝，要求与母材等强时，ｈｅ＝ｓ，不计算余高；不焊透的对接焊缝，其有效厚度按３．０．５条的规定取用。第３．０．７条圆钢与平板，圆钢与圆钢之间的焊缝，其焊缝的有效厚度（ｈｅ），应按下式计算：第３．０．８条承受动荷载和要求焊缝与母材等强的对接接头，其纵横两方向的对接焊缝，可采用十字形交叉或Ｔ形交叉。当为Ｔ形变叉时交叉点的距离不得小于２００ｍｍ，且拼接料的长度和宽度均不得小于３００ｍｍ（图３．０．８）。如有特殊要求，应注明接头焊缝的位置。第３．０．９条桁架和支撑的杆件与节点板的连接构造宜采用图３．０．９的型式。第３．０．１０条受动荷载的桁架弦杆和腹杆与节点板的连接构造宜采用图３．０．１０的型式。第３．０．１１条实腹吊车梁横向加劲肋的构造宜采用图３．０．１１。第３．０．１２条型钢与钢板搭接，其搭接位置应符合图３．０．１２的要求。第３．０．１３条框架柱的安装接头构造宜采用图３．０．１３的型式。第３．０．１４条框架中柱与横梁刚性连接接头宜采用图３．０．１４的型式。第四章焊接工艺第一节一般要求第４．１．１条本规程规定的焊接工艺系为工业与民用建筑钢结构工程的通用工艺，施工单位尚应根据各自的具体情况编制详细的工艺措施，使其质量达到《钢结构工程施工及（ＧＢＪ２０５）和本规程的各项指标要求。第４．１．２条钢结构制作和安装的切割、焊接设备，其使用性能应满足选定工艺的要求。第４．１．３条火焰切割前应将钢材表面距切割边缘５０ｍｍ范围内的锈斑、油污等清除干净。切割宜采用精密切割，氧气纯度应达到９９．５％～９９．８％，丙烷达到国家标准纯度。氧、乙炔、丙烷切割工艺参数见附录三、四。第４．１．４条焊接坡口可用火焰切割或机械加工，但加工后的坡口型式与尺寸，应符合本规程第三章的要求。火焰切割时，切口上不得产生裂纹，并不宜有大于１．０ｍｍ的缺棱，切割后应清除边缘上的氧化物、熔瘤和飞溅物等。机械加工时，加工表面不应出现台阶。第４．１．５条切口或坡口边缘上的缺棱，当其为１～３ｍｍ时，可用机械加工或修磨平整，坡口不超过１/焊，并修磨平整。切口或坡口边缘上若出现分层性质的裂纹（图４．１．５），需用１０倍以上的放大镜或超声波探测其长度和深度。当长度ａ和深度ｄ均在５０ｍｍ内时，在裂纹的两端各延长１５ｍｍ，连同裂纹起用铲削、电弧气刨、砂轮打磨等方法加工成坡口，再用３．２的低氢型焊条补焊，并修磨平整；当其深度ｄ大于５０ｍｍ或累计长度超过板宽的２０％时，除按上述方法处理外，还应在板面上开槽或钻孔，增加塞焊。当分层区的边缘与板边的距离ｂ大于或等于２０ｍｍ时，可不做处理，但当分层的累计面积超过板面积的２０％，或累计长度超过板边缘长度的２０％时，则该板不宜使用。第４．１．６条焊条、焊丝、焊剂和粉芯焊丝均应储存在干燥、通风良好的地方，并设专人保管。焊条、焊剂和粉芯焊丝在使用前，必须按产品说明书及有关工艺文件规定的技术要求进行烘干。低氢型焊条烘干后必须存放在保温箱（筒）内，随用随取。焊条由保温箱（筒）取出到施焊的时间不宜超过２ｈ（酸性焊条不宜超过４ｈ）。不符上述要求时，应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不宜超过２次。焊丝宜采用表面镀铜，非镀铜焊丝使用前应清除浮锈、油污。第４．１．７条施焊前，焊工应检查焊件部位的组装和表面清理的质量，如不符合要求，应修整合格后方能施焊。焊接连接组装允许偏差值见表４．１．７的规定。第４．１．８条雨雪天气时，禁止露天焊接。构件焊区表面潮湿或有冰雪时，必须清除干净方可施焊。在四级以上风力焊接时，应采取防风措施。第４．１．９条常用普通低合金结构钢施焊最低温度，可按表４．１．９选用。第４．１．１０条不应在焊缝以外的母材上打火引弧。第４．１．１１条定位点焊，必须由持焊工合格证的工人施焊。点焊用的焊接材料，应与正式施焊用的材料相同。点焊高度不宜超过设计焊缝厚度的２燉３，点焊长度宜大于４０ｍｍ，间距宜为５００～６００ｍｍ，并应填满弧坑。点焊温度宜高于表４．１．９的规定。如发现点焊上有气孔或裂纹，必须清除干净后重焊。第４．１．１２条Ｔ型接头角焊缝和对接接头的平焊缝，其两端必须配置引弧板和引出板，其材质和坡口型式应与被焊工件相同。手工焊引弧板和引出极长度，应大于或等于６０ｍｍ，宽度应大于或等于５０ｍｍ；焊缝引出长度应大于或等于２５ｍｍ。自动焊引弧板和引出板长度，应大于或等于１５０ｍｍ，宽度应大于或等于８０ｍｍ；焊缝引出长度应大于或等于８０ｍｍ。焊接完毕后，必须用火焰切除被焊工件上的引弧、引出板和其它卡具，并沿受力方向修磨平整，严禁用锤击落。第４．１．１３条对非密闭的隐蔽部位，应按施工图的要求进行涂层处理后，方可进行组装；对刨平顶紧的部位，必须经质量部门检查合格后才能施焊。第４．１．１４条有组装好的构件上施焊，应严格按焊接工艺规定的参数以及焊接顺序进行，以控制焊后构件变形。控制焊接变形，可采用反变形措施，其反变形参考值见附录五。焊接收缩量参见附录六。在约束焊道上施焊，应连续进行；如因故中断，再焊时应对已焊的焊缝局部做预热处理。采用多层焊时，应将前一道焊缝表面清理干净后再继续施焊。第４．１．１５条因焊接而变形的构件，可用机械（冷矫）或有严格控制温度的条件下加热（热矫）的方法进行矫正。普通低合金结构钢冷矫时，工作地点温度不得低于－１６℃；加热矫正时，其温度值应控制在７５０～９００℃之间。普通碳素结构钢冷矫时，工作地点温度不得低于－２０℃；加热矫正时，温度不得超过９００℃。同一部位加热矫正不得超过２次，并应缓慢冷却，不得用水骤冷。第４．１．１６条碳弧气刨工必须经过培训，合格后方可操作。刨削时，应根据钢材的性能和厚度，选择适当的电源极性、碳棒直径和电流。碳弧气刨应采用直流电流，并要求反接电极（即工件接电源负极）。为避免产生“夹碳”或“贴渣”等缺陷，除采用合适的刨削速度外，并应使碳棒与工件间具有合适的倾斜角度（见表４．１．１６－１）。操作时，应先打开气阀，使喷口对准刨槽，然后再引弧起刨。如发现“夹碳”，应在夹碳边缘５～１０ｍｍ处重新起刨，深度要比夹碳处深２～３ｍｍ；“贴渣”可用砂轮打磨。露天操作时，应沿顺风方向操作；在封闭环境下操作时，要有通风措施。碳弧气刨常用工艺参数见表４．１．１６－２。第二节手工电弧焊第４．２．１条手工电弧焊焊接电流应按焊条产品说明书的规定，并参照表４．２．１选用。应适宜，以防产生裂纹。第４．２．３条要求焊透的对接双面焊缝和Ｔ型接头角焊缝的背面，可用清除焊根的方法施焊。第三节埋弧焊第４．３．１条用于埋弧焊的焊剂应按照工艺确定的型号和牌号相匹配。焊剂必须干燥，不得含灰尘、铁屑和其它杂物。第４．３．２条对接接头埋弧自动焊宜按表４．３．２选定焊接参数。第４．３．３条对厚壁焊件及线能量敏感的钢材宜采用多层埋弧焊，其典型坡口见图４．３．３。多层埋弧焊焊接时，首先用埋弧自动焊或手工电弧焊焊满背面的Ｖ型坡口，如用自动埋弧焊时，钝边α取７．０ｍｍ；用手工电弧焊时，其钝边α取２．０ｍｍ。Ｖ型坡口焊完后，再进行正面焊缝的多层埋弧焊，其工艺参数可按表４．３．３选用。当焊件很厚时，可采用双Ｕ型坡口，进行双面多层焊，其工艺参数也可按表４．３．３。第４．３．４条搭接接头的自动焊宜按表４．３．４选定焊接参数。第４．３．５条Ｔ型接头的单道自动焊焊接参数宜按表４