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5 钢结构二氧化碳气体保护焊焊接施工工艺标准要点


5 钢结构二氧化碳气体保护焊焊接施工工艺标准
5.1 适用范围
本标准规定了碳钢和低合金钢的二氧化碳气体保护焊焊接施工的 施工要求、方法和质量标准,适用于工业与民用建筑中桁架或网架(壳) 结构、多层或高层框架结构等钢结构的焊接施工。
5.2 编制依据的标准、规范 GB985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与寸 GB50205 钢结构工程施工质量验收规范 GB/T8110 气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢钢丝 JGJ81 建筑钢结构焊接技术规程
5.3 术语和符号 5.3.1 术语
1 母材 被焊接的材料统称。 2 焊缝金属 构成焊缝的金属,一般是熔化的母材和填充金属凝固形成的那部分 金属。 3 层间温度 多层焊时,停焊后继续焊之前,其相邻焊道应保持的最低温度。 4 余高 高出焊趾连线部分的焊缝高度。 5 定位焊缝
1

焊前为装配和固定焊接接头的位置而施焊的短焊缝。 6 船形焊 T 形、十字形和角接接头处于平焊位置进行的焊接。 5.3.2 符号 1 t—板厚 2 B—焊缝宽度 3 hf—焊脚尺寸
5.4 施工准备 5.4.1 技术准备
1 构件制作前,施工单位应按设计图纸及相关规范的要求进行焊接 工艺评定试验。
2 根据工艺评定试验的结果和钢结构技术规范规程、设计技术文件 的有关要求编制焊接作业指导书,进行施工技术交底。 5.4.2 材料准备
1 钢材及焊接材料的选用应符合设计技术的要求,并具有质量合格 证明书或检验报告,其成分、性能等应符合国家现行标准规定。如无质 量合格证明书或对其质量有怀疑时,须经理化性能检验合格后方可使 用。
2 钢材复验应符合有关工程质量验收标准的规定。大型、重型及特 殊钢结构的主要焊缝采用的焊接填充材料应按生产批号进行复验。
3 焊丝应符合 GB/T8110《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢丝》、 GB/T14957《熔化焊用钢丝》及 GB/T10045《碳钢药芯焊丝》、GB/T17493 《低合金钢药芯焊丝》的规定。
4 焊丝的存放场所应干燥、通风,无油污、锈蚀等,镀铜层完好无 损,使用前按规定进行烘干。
5 所用的二氧化碳气体应符合 HG/T2537《焊接用二氧化碳》的规定, 大型、重型及特殊钢结构工程中主要构件的重要焊接点采用的二氧化碳 气体质量应符合该标准中优等品的要求,即其二氧化碳含量(V/V)不 得低于 99.9%,水蒸气含量(m/m)不得高于 0.005%,并不得验出液态 水。
2

5.4.3 施工机具准备

表 5.4.3.1 焊接用机械设备

设备名称

设备型号

数量

设备能力

CO2 焊机

NBC-500S

2

500A

焊接滚轮架

HGZ—5A

1

5t

翼缘矫正机

YTJ—50

1

50mm

表 5.4.3.2 工厂加工检验设备、仪器、工具

设备名称

设备型号 数量

设备能力

超声波探伤仪

ECHOPE220

1

10~500mm

数字温度仪

RKCDP—500 1

0~1300℃

数字钳形电流表

2003

1

2000A,1000V

温湿度仪

WHM5

1

温 10~40℃,湿 0~100%

焊缝检验尺

D53

1

磁粉探伤仪

DA—400S

1

游标卡尺

0~150mm

1

0~150mm

钢卷尺

50m

1

50m

5.4.4 作业条件准备

1 作业区风速超过 2m/s 时,应设防风蓬或采取其他防风措施。

2 焊接作业区的相对湿度不得大于 90% 。

3 焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时,应采取去湿除潮措施。

4 环境温度低于 0℃时,应将构件焊接区周围不小于 100mm 范围内

的母材,加热到 20℃以上方可施焊,焊接过程中不应低于这一温度。

5 构件组装工序已结束,并经检验合格。

5.5 施工工艺

5.5.1 施工工艺流程

5.5.2 操作工艺

1 施工准备 1)坡口加工 ---坡口形式和坡口尺寸应按设计文件或焊接工艺卡规定要求进

3

行。 ---不等厚对接焊件坡口加工应符合 GB50205《钢结构工程施工质量
验收标准》规定要求。
施工准备

质量记录

焊口检查清理 焊接
校正

检查

不符合

清理施工现场

结束
图 5.5.1 施工工艺流程图
---坡口加工宜采用机械方法,也可采用等离子切割、氧乙炔切割等 热加工方法。在采用热加工方法加工坡口后,应除去坡口表面的氧化皮、 熔渣及影响接头质量的表面层,并将凹凸不平处打磨平整。
---坡口加工后应进行外观检查,坡口表面不得有裂纹、分层等缺陷。 若设计有要求时,进行磁粉或渗透检验。
2)组对
4

---焊件组对前应将坡口及其内外侧表面不小于 10mm 范围内的油、 漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净。
---焊件接头线对时,应严格控制错边量,错边量的选取按设计文件 或相应标准规范要求。
---焊件组对时应垫置牢固,并应采取措施防止焊接和热处理过程 中产生附加应力和变形。
3)定位焊 ---定位焊的焊接材料、焊接工艺、焊工和预热温度等应与正式施焊 要求相同。 ---定位焊缝的长度、厚度和间距,应能保证焊缝在正式施焊过程中 不致开裂。 ---定位焊后立即对定位焊缝进行检查,如有缺陷应立即清除,重新 定位焊。 ---在定位焊时需与母材焊接的组对工卡具,其材质宜与母材相同或 为同一类别号。拆除工卡具时不应损伤母材,拆除后应将残留焊疤打磨 修至与母材表面齐平。 2 焊口检查清理 1)焊接坡口可用焊接检验尺检查。当缺棱为 1-3mm 时,应修磨平 整;缺棱超过 3mm 时,应用不大于 3.2mm 的低氢型焊条补焊,并修磨平 整。当用机械方法加工时,坡口表面不应有台阶。 2)当坡口角度、钝边、组对间隙的允许偏差不符合规范和设计要 求时,应经修磨补焊合格后方可施焊。 3) 施焊前,应对焊接部位进行清理,去除油污、锈迹等,焊接部 位应干燥 4)T 形接头、十字接头、角接接头和对接接头主焊缝两端、主焊道 两端,应设置引弧板和熄弧板,其材质和被焊母材相同,宽度应大于 50mm,长度宜为板厚的 1.5 倍且不小于 30mm,厚度不应小于 6mm。焊缝 引出长度应大于 25mm。 3 焊接 1)根据板厚的不同选择焊丝直径,参见表 5.5.2.1。为减少杂质含
5

量,尽量选择直径较大的焊丝。焊接电流和电弧电压的选择参见表 5.5.2.2 。

焊丝直径 (mm) 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0

表 5.5.2.1 焊丝直径的选择

母材厚度

≤4

>4

焊丝直径

Φ 0.5~Φ 1.2

Φ 1.0~Φ 2.5

表 5.5.2.2 常用焊接电流和电弧电压的范围

短路过渡

细颗粒过渡

电流(A) 电压(V) 电流(A)

电压(V)

30~60

16~18

30~70

17~19

50~100

18~21

70~120

18~22

90~150

19~23 160~400

25~38

140~200 20~24 200~500

26~40

200~600

27~40

300~700

28~42

500~800

32~44

2)半自动焊时,焊速不应超过 0.5m/min 。 3)二氧化碳气体保护焊必须采用直流反接。 4)焊接过程中,应随时检查焊丝是否在焊道的中心位置上,严禁 焊丝过偏。 5)焊接电压随焊接过程而变化,焊接过程中随时注意调整电压。 6)焊接过程中应随时检查焊件的炽热状态,一般约在 800℃(樱红 色)以上时熔合良好;当不足 800℃时,应调整焊接工艺参数,适当增加 焊道内焊接总热输入量。 7)在组装好的构件上施焊,应严格遵循焊接工艺规定的参数以及 焊接顾序,以控制焊后构件变形。
6

8)定位焊应采用正式的焊接工艺,其焊缝与最终焊缝有相同的质 量要求,发现气孔或裂纹时,必须清除后重焊。
9)因焊接而变形的构件,可用机械(冷矫)或在严格控制温度的 条件下加热(热矫)的方法进行矫正。热矫正时,同一部位加热不得超 过 2 次,并应缓慢冷却,不得用水骤冷。
10)焊接完成后,应用火焰切割去引弧板和引出板,并修磨平整。 不得用锤击落引弧板和引出板。
11)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。 4 焊缝检查 1) 焊缝外观检验 ----焊缝表面成型良好,焊缝边缘应圆滑过渡到母材,焊缝表面不 允许有裂纹、气孔、未熔合等缺陷。焊缝外形尺寸和表面缺陷应符合设 计文件或相应标准规定的要求。 ----焊缝外观不合格的焊缝,不允许进行其它项目的检查,或进行焊 接热处理。 2) 焊缝的无损检验 ----焊缝的无损检验按设计文件或相应标准规定和本工艺标准的要 求执行。 5.5.3 关键要求 1 材料的关键要求 1) 所用钢材及焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产 品标准和设计要求。发生材料代用时,需征得原设计单位的认可。 2) 重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验,复验结果应符合 现行国家产品标准和设计要求。 3) 焊丝不应有明显锈蚀和弯曲。 2 技术关键要求 焊工应严格按照焊接工艺文件及技术操作规程施焊。发现按照工艺 评定规范焊接质量不稳定时,应报告技术负责人重做工艺评定,以使质 量稳定。 3 质量关键要求
7

焊接质量检查应由取得质量检查员岗位证书的专业技术人员进行
5.6 质量控制 5.6.1 主控项目
1 焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家标准和设计要求。 检查数量:全数检查。 检验方法:检查焊接材料的质量合格证明文件、中文标志及检验报 告等。 2 重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验,复验结果应符含现 行国家产品标准和设计要求。 检查数量:全数检查。 检验方法:检查复验报告. 3 焊丝、熔嘴等焊接材料与母材的匹配应符合设计要求和国家现行 行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》的规定,使用前应按其产品说明 书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放。 检查数量:全数检查。 检验方法:检查质量证明书和烘焙记录。 4 焊工必须经考试合格并取得合格证书。持证焊工必须在其考试合 格项目极其认可范围内施焊。 检查数量:全数检查。 检验方法:检查焊工合格证及其认可范围、有效期。 5 施工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.应进行焊接工艺评定,并应根据评定报告确定焊接工艺。 检查数量:全数检查。 检验方法:检查焊接工艺评定报告。 6 设计要求全熔透的一、二级焊缝应采用超产波探伤进行内部缺陷 的检验,超声波探伤不能对缺陷作出判断时,应采用射线探伤,其内部 缺陷分级及探伤方法应符含现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法 和探伤结果分级法》GB1l345 或《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分 级》GB3323 的规定。
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一级、二级焊缝的质量等级及缺陷分级应符合表 5.6.1.1 的规定。 检查数量:全数检查。 检验方法:检查焊缝探伤报告。

表 5.6.1.1 一级、二级焊缝的质量等级及缺陷分级

焊缝质量等级

一级

二级

内部缺陷超声波探 伤

评定等级 检验等级 探伤比例

Ⅱ B级 100%

Ⅲ B级 20%

评定等级





内部缺陷射线探伤

检验等级

AB 级

AB 级

探伤比例

100%

20%

注: 探伤比例的记数方法应按以下原则确定:(1)对工厂制作焊缝,应按每条

焊缝计算百分比,且探伤长度应不小于 200mm;当焊缝长度不足 200mm 时,应对整

条焊缝进行探伤;(2)对现场安装焊缝,应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计

算百分比,探伤长度应不小于 200mm,并应不小于 1 条焊缝。

7 焊缝表面不得裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑等缺陷。一级、二级焊

缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷;且一级焊缝不

得有咬边、末焊满、根部收缩等缺陷。

检查数量:每批同类构件抽查 10%,且不应少于 3 件;被抽查构件

中,每一类型焊缝按条数抽查 5%,且不应少于 l 条,每条检查 1 处,

总抽查数不应少于 10 处。

检验方法:观察检查或使用放大镜、焊缝量规和钢尺检查;当存在

疑义时,采用渗透或磁粉探伤检查。

8 T 形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接组合焊缝,其

焊角尺寸不应小于 t/4;设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似构件的腹

板与上翼缘连接焊缝的焊脚尺寸为 t/2,且不应大于 10mm。焊脚尺寸

的允许偏差为 O~4mm。

检查数量:资料全数检查;同类焊缝抽查 10%,且不应少于 3 条。

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检验方法:观察检查,用焊缝量规抽查测量。

5.6.2 一般项目

1.焊剂不应受潮结块

检查数量:按量抽查 1%,且不应少于 10 包。

检查方法:肉眼观察。

2 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

温度应符合国家现行有关标准的规定或通过工艺试验确定。预热区在焊

道两侧,每侧宽度均应大于焊件厚度的1.5 倍且不小于100mm;后热处

理应在焊后立即进行,保温时间根据板厚按每25mm 板厚1h 确定。

检查数量:全数检查。

检验方法:检查预、后热施工记录和工艺试验报告。

3 二级、三级焊缝外观质量标准应符合表 5.5.2.1 的规定。三级对

接焊缝应按二级焊缝标准进行外观质量检验。 检查数量:每批同类构件抽查 10%,但不应少于 3 件,每一类型焊

缝应按条数各抽查 5%,但不应少于 1 条;每条检查 1 处,总抽查处不应

少于 1O 处。

检验方法,观察检查或使用放大镜、钢尺和焊缝量规检查。

表 5.6.2.1 二级、三级焊缝外观质量标准(mm)

项目

允许偏差

缺陷项目

二级

三级

未焊满(指 ≤0.2+0.02t,且≤1.0

≤0.2+0.04t,且≤2.0

不满足设计 要求)

每 100.0 焊缝内缺陷总长≤25.0

根部收缩

≤0.2+0.02t,且≤1.0

≤0.2+0.04t,且≤2.0 长度不限

咬边

≤0.05t,且≤0.5;连续长度≤100, ≤0.1t,且≤1.0,长度

两侧咬边总长度≤总抽查长度的 10%

不变

弧坑裂纹



允许存在个别长度≤5.0 的弧坑裂纹

电弧擦伤



允许存在个别电弧擦伤

10

接头不良

缺口深度 0.05t,且≤0.5

缺口深度 0.1t,且≤1.0

每 1000.0 焊缝不应超过 1 处

表面夹渣



深≤0.2t,长≤0.5t,且≤20.0

表面气孔

每 50.0 焊缝长度内允许直径≤0.4t, —
且≤3.0 的允许 2 个,孔距≥6 倍孔径

注:t 为连接处较薄的扳厚。

4.焊缝尺寸允许偏差应符合表 5.6.2-1 的规定。

表 5.6.2-1 焊缝尺寸允许偏差

序号

项目

一、二级

允许偏差

三级

1 对接焊缝余高

B<20:0-3.0 B≥20:0-4.0

B<20:0-4.0 B≥20:0-5.0

2 对接焊缝错边

<0.15t 且≤2.0

<0.15t 且≤3.0

3 焊脚尺寸

hf≤6: 0-1.5 ht>6: 0-3.0

4 角焊缝余高

hf≤6: 0-1.5 ht>6: 0-3.0

检查数量:每批同类构件抽查 10%,但不应少于 3 件,被抽查构件

中,每种焊缝按数量抽查 5%,但不应少于 1 条;每条检查 1 处,总抽

查处不应少于 10 处。

检验方法,用焊缝量规检查。

5 焊成凹形的角焊缝,焊缝金属与母材间应平缓过渡;加工成凹形

的角焊缝,不得在其表面留下切痕。

检查数量:每批同类构件抽查 10%,且不应少于 3 件。

检验方法:观察检查。

6 焊缝感观应达到:外形均匀,成型良好,焊道与焊道、焊道与基

本金属间过渡平滑,焊渣和飞溅物清除干净。

检查数量:每批同共构件抽查 10%,但不应少于 3 件;被抽查构

件中,每种焊缝按数量各抽查 5%,总抽查处小应少于 5 处。

检验方法:观察检查。

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5.7 成品保护 5.7.1 构件焊接后,应对变形进行矫正,一般采用热矫正,加热温度不 宜大于 650℃。 5.7.2 构件上的焊瘤、毛刺及飞溅物清理干净。 5.7.3 构件应按图纸及相关规定要求做好编号及代码标识等。 5.7.4 构件制作完成后的尺寸偏差应符合《钢结构工程施工质量验收规 范》和设计图纸的规定。 5.7.5 钢构件宜一次运送到安装场所,尽量避免二次倒运。 5.7.6 工厂制作的构件,验收合格后才能包装。包装应保护构件不受损 坏,并符合交通运输管理部门的有关规定。
5.8 环保及安全措施 5.8.1 环保措施
1.原材料、半成品、成品按规格、品种堆放整齐,设有标志牌。 2.对施工人员进行文明施工教育,加强文明施工意识。 3.成品应及时采取防护措施,减少污染。 4.废料及时清理,并在指定地点堆放。 5.施工区的强噪声设备尽可能远离居民区设置,并避免夜间施工。 5.8.2 安全措施 1.认真贯彻执行国家有关安全生产法规和施工安全规程,树立“安 全第一”的思想,坚持预防为主的方针,定期开展安全教育和安全检查。 2.临时用电专人负责,保证安全用电。电动工具应具有漏电保护措 施。 3.所有人员必须戴安全帽。高空作业必须系安全带,并严禁上下抛 掷物品。 4.施工设备应专人负责,按规定规程使用管理,保证设备的安全性 能。 5.做好防暑降温、防风防雨及劳动保护工作。 6.搞好现场消防防火工作。
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5.9 质量记录 本标准应形成以下质量记下录:
04-B1019 技术交底记录 04-B1048 焊工持有效证件上岗登记表 G1004-04 原材料、钢构件、配件进场检查验收记录 G1008-04 焊接材料(焊条、焊丝、焊剂)烘焙记录 G1009-04 另、构件(后)热处理记录 G2001-04 钢结构制作(安装)焊接分项工程检验批质量验收记 录表 G3001-04 钢结构制作(安装)焊接分项工程检验批质量验收检查、 测试及允许偏差记录 (一、二及三) 以上质量记录按陕西省建筑工程施工质量验收配套表格中的表样 填写,当建设工程监督单位另有要求时,可按规定执行。
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