关键工序―钢结构焊接

天津轧一搬迁改造工程钢结构焊接作业设计第1页共9页1.工程概况天津轧一搬迁改造工程钢结构制作焊接主要为对接坡口焊缝、角焊缝等焊接形式，对接焊缝形式在钢柱、吊车梁、屋面梁等重要结构中，为一级焊缝要求全部进行探伤试验，其余为角焊缝。钢结构安装屋面梁与柱头连接采用双面单坡口对接焊缝，为一级焊缝要求全部进行探伤试验。因工程工期较长，考虑到冬季及雨季焊接施工质量，必须做好焊前、焊后的准备工作，制定详细可行的预热、缓冷措施及合理的施焊工艺，根据《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104－97）、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81－2002）有关要求特编制此方案，进行施工指导。2．施工准备2．1作业人员从事焊接作业的焊工应经过培训，取得合格证后方可上岗，上岗时编制焊工编号便于质量跟踪。2.2施工设备及材料2.2.1根据设计所选用结构钢的类型，制作施工焊机选型为埋弧自动焊MZ-1000X-500、ZX-500和CO2气体保护焊机；安装施工焊机选型为BX-500、ZX-500和CO2气体保护焊机，焊接电流根据焊缝位置及现场的实际情况进行调整。2.2.2母材与焊材的匹配按下表进行：焊材选用表母材材质CO2气体保护焊手工电弧焊埋弧自动焊天津轧一搬迁改造工程钢结构焊接作业设计第2页共9页Q235ER50-6E4303/E4315H08A+HJ431/SJ301Q345ER50-6E5015/E5016H10Mn2+HJ431/SJ3013焊接工艺及焊接方法3.1施焊前要清理干净对接部位的毛刺、油污等，必要时要用磨光机进行打磨清理，使焊接部位坡口露出金属光泽方可施焊。3.2焊接H型钢主角焊缝的焊接宜采用埋弧自动焊，其他焊缝和其他构件采用CO2气体保护焊或手工电弧焊。3.3对接口焊接时必须在第一道焊缝的反面清根，用碳弧气刨清根后，刨槽表面不应残留夹碳或夹渣，必要时采用角向砂轮打磨干净，方可继续施焊。所有对接焊缝的两端应设置引弧板及熄弧板，引熄弧板的坡口型式，材质均与构件相同，引弧板、熄弧板长度:手工焊时大于30mm,埋弧焊时大于100mm。引弧板的宽度：手工焊时大于50mm，埋弧焊时大于80mm。施焊后采用气割去除，不得用捶击断。3.4当施工环境温度条件为常温时，对接口焊缝需采用气割枪或火焰加热器进行加热，预热区域为焊接坡口两侧100-120mm范围，对钢材焊前最低预热温度要求如下（采用表面测温仪进行控制）：钢材牌号接头部最厚部件的厚度（mm）﹤25≥25~≤40﹥40~≤60﹥60~≤80﹥80Q235--60℃80℃100℃Q345-60℃80℃100℃140℃3.5构件焊接宜采用对称焊接法，施焊时由双数焊工同时进行。长天津轧一搬迁改造工程钢结构焊接作业设计第3页共9页焊缝采用由中间向两端的分中焊接法及分中步退焊法，也可由数名焊工分区同时进行。厚板坡口焊接采用多道多层焊，不得采用阔焊道法。3.6对接焊缝全部满焊，焊角高度符合规范要求，且必须保证焊透，不得有气孔、夹渣、裂纹等缺陷，外观平缓、流畅，咬肉不大于0.5mm。3.7及时检查焊接质量，如出现焊瘤、余高过大等缺陷时需用砂轮打磨或碳弧气刨清除缺陷，必要时要进行补焊，焊缝正、反面各作为一个部位，同一部位的返修次数不宜超过两次。3.8多层焊时为了防止产生未焊透等缺陷，第一层焊缝宜采用直径为3.2ｍｍ的焊条，一般情况下可根据焊件厚度选择焊条直径。焊条直径与焊件厚度的关系焊件厚度≤2mm3-4mm5-12mm＞12mm焊条直径2mm3.2mm4-5mm≥5mm3.9焊接层数视焊件厚度而定，一般都采用多层焊，原则上每层焊缝的厚度不应大于4-5mm。焊缝应尽量采用连续焊接，保证焊缝的均匀连续性。3.10焊接电流的大小应根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头形式、焊缝空间位置及焊接层次等因素来决定，其中最主要的是焊条直径和焊缝空间位置。焊接工艺参数的选择焊接方法板厚或焊脚mm焊丝（条）直径焊接电流A电弧电压V焊接速度(m/min)埋弧焊δ≤8Φ4正440-480反480-53032-3430-32天津轧一搬迁改造工程钢结构焊接作业设计第4页共9页8δ≤20Φ4正530-700反590-75032-3633-3820δ≤36Φ4700-85034-38K≤6Φ4600-70032-34K6Φ4650-80034-38手工焊所有Φ4180-250所有Φ5220-300注：手工焊时，立、仰、横位置比平位置电流小约10%。4.“质量通病”防治、处理、控制措施对工程中常见的质量通病的防范、处理、控制作出具体的安排。质量通病防范、处理、控制措施见下表：分项现象产生的原因防范、处理、控制措施钢结构焊接焊缝表面缺陷1气孔2夹渣3咬边4熔宽太大5未焊透6焊瘤7凸起太大8波纹粗1、焊条未烘干，或烘干温度、时间不足；焊口潮湿，有锈、油污等。2、电流太小，熔池温度不够。3、电流太大4、电压过高5、电流太小6、电流太小7、电流太大，焊速太慢8、焊速太快1、按焊条使用说明要求烘干，用钢丝刷和布清理干净，必要时用火焰烤，减小弧长2、加大电流3、减小电流4、减小电压5、加大电流6、加大电流7、加快焊速8、减慢焊速天津轧一搬迁改造工程钢结构焊接作业设计第5页共9页5.具体技术保障措施1.焊接材料使用前按规定进行烘干，焊条经烘干后存放在恒温箱内随用随取。2.施焊前，熟悉施工图及工艺的要求，并对装配区和焊缝区域50mm范围内进行检查。严禁有水、锈、油污等。如不符合要求，待修整合格后方可进行施焊。焊完后及时清除金属飞溅，并在焊缝附近打上焊工钢印代号。3.多层焊接应连续施焊，并在每层焊完后及时清理焊渣，如有缺陷用碳弧气刨清4.焊缝的外观检查，应在冷却后进行，焊缝表面应均匀、平滑、无折皱、间断和未焊满，并与母材平缓过渡，严禁有裂纹、夹渣、弧坑、气孔等缺陷。5.所有拼接焊缝均采用全熔透焊缝，无特殊说明时，板材采用X型坡口，型材采用V型坡口双面焊（带加强板的工字钢加强板覆盖部分V型坡口单面焊）坡口角度（双面）为55º~70º除彻底，并用磨光机将渗碳层打磨干净后重焊。6.埋弧自动焊接时可采用水平位置或船型位置焊。7.焊缝出现裂纹，焊工不得擅自处理，应上报有关技术人员查清原因，并制定出措施后方可返修，同一处的返修不得超过两次。8.严禁在焊缝以外的母材上打火引弧，对接、T型接头施焊要在其两端设置的引（熄）弧板上起（落）弧。9.埋弧自动焊时应配置引弧版，且焊后应割除，严禁击落；手工天津轧一搬迁改造工程钢结构焊接作业设计第6页共9页焊应连续绕角施焊。10.接料焊缝及主贴角焊缝须设置与母材同材质、同坡口形式的引熄弧板。11.组合截面柱采用埋弧自动焊、船形位置焊。焊接时层间温度应控制在70℃~100℃之间为宜，焊缝等级应符合二级焊缝质量标准。12.吊车梁上、下翼缘板及腹板的工厂对接焊缝，应符合一级焊缝质量标准，上翼缘板与腹板T形焊透焊缝（焊缝宽度应等于二倍腹板厚度）、下翼缘板的直角焊缝应采用自动焊接。并符合二级焊缝质量标准。13．吊车梁支座加劲板的下端应刨平，在与梁焊接连接时，必须保证支座加劲板与腹板的垂直度和支座加劲下端刨平的水平度。吊车梁的横向加劲肋的上端应与翼缘刨平顶紧后焊接。14.吊车梁的直角焊缝表面应做成直线型或凹型。焊接时应避免咬肉和弧坑等缺陷。焊接加筋肋的直角角焊缝的始末端，应采用回焊等措施避免坑弧。回焊长度不小于二倍直角焊缝的焊脚尺寸。中间加劲肋靠近下翼缘的直角在焊缝未端应严格避免弧坑和咬肉。15．吊车梁上翼缘板对接焊缝的上表面，下翼缘板对接焊缝的上、下表面及所有引弧、熄弧板割去处均应用机械加工（砂轮打磨或刨削）使之主体金属平整。16．吊车梁的上下翼缘板或腹板，均不得焊接本设计图之外的任何零件，在制作或安装过程中也不得焊接临时固定件等，并不得在母天津轧一搬迁改造工程钢结构焊接作业设计第7页共9页材上引弧或打火。17.定位焊缝所用焊条应与正式焊缝相同，但焊条直径不应超过4mm。18定位焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3且不应大于8mm，焊缝长度不宜小于25mm定位焊缝间距控制在300-400mm之间。19.定位焊缝在构件的起始端应离开端部20-30mm之间。20.成为焊缝的一部分的定位焊缝，要满足最终焊缝的质量要求，不成为焊缝一部分的定位焊缝在正式施焊前应去除掉。21.定位焊后应及时清理并检查，若发现有裂纹等影响焊缝质量的缺陷时应及时清除掉。22.部分熔透焊缝用手工焊打底时，采用小直径焊条。23.风速达到或超过9m/s时，需在施焊区域周围设置围障等防护措施，以保证焊接质量，六级以上大风或雨雪天气禁止露天焊接作业6．安全保障措施1.进入现场应穿戴好劳动保护用品。并对作业人员进入现场前应进行三级教育。2.高空作业应系好安全带，打锤、钻孔不能戴手套。3.吊车指挥人员应站在司机容易看到的地方指挥信号明晰准确。4.吊车司机应听从指挥人员指挥，并严格遵守“十不吊”原则。5.吊车所用吊卡具及起吊重量应与所吊构件相对应，吊卡具与构件固定牢固，重心准确。按规定定期对起重设备进行维护检查，确保设备正常运转。天津轧一搬迁改造工程钢结构焊接作业设计第8页共9页6.严禁在起吊构件下站人。7.冬季施工应注意防冻、防滑，并采取相应措施。8.焊接区域及设备顶部设置防雨棚，防雨棚的搭设，以能达到正常工作为准。9.施工现场及休息场所应有防盗措施。在适当位置悬挂相适应的安全警示标志，并对危险源处进行识别。10.电焊、气焊作业时应采取防风、防潮措施。11.现场施工人员应明确、具体、到位，工种齐备，特殊工种作业人员应持证上岗。各种重要设备应在显著位置悬挂相应的操作规程。12作业平台的搭设必须符合规范要求，且以方便作业人员操作为主，安全网、安全绳设置必须牢固可靠。13高空作业时所用工具、零散件等要妥善放置,不得随意丢弃,防止坠落伤人。14焊接作业区域下方不得有易燃物品，氧气、乙炔等易燃易爆危险品必须远距离放置，距离焊接作业区域的水平距离不得小于10m。16焊接作业区域周围应设置安全警戒线，并有明显的安全警示标志，且设有专职监护人员。15施工用电必须符合“三相五线制”和“一机一闸一漏保”的用电规范要求。天津轧一搬迁改造工程钢结构焊接作业设计第9页共9页