钢结构埋弧自动焊焊接技术施工工艺

一、工艺流程

制定焊接工艺--反变形、焊接收缩量确定--检查构件--安装引弧板、引出板及垫板--预热处理--调整工艺参数--焊接--焊后处理--检查验收

1制定焊接工艺

1.1施工前应由焊接施工单位根据焊接工艺评定结果编制焊接工艺文件，并向有关操作人员进行安全技术交底，施工中应严格遵守工艺文件的规定。焊接工艺文件应包括下列内容：

a焊接方法或焊接方法的组合；b母材的牌号、厚度及其他相关尺寸和适用范围；焊接材料型号、规格和类别；g火d焊接接头形式、坡口形状、尺寸及允许偏差；e夹具、定位焊、衬垫的要求；f焊接位置；g焊接电源的种类和电流极性；h焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层次、清根要求、焊接顺序等焊接工艺参数规定；j预热温度及层间温度范围；k后热、焊后消除应力处理工艺；m检验方法及合格标准。

1.2埋弧自动焊工艺参数的选择应符合下列要求，

a焊丝直径根据现行《钢结构焊接规范》GB的规定，针对不同直径焊丝选择合适的焊接电流；

b电弧电压要与焊接电压相匹配；3符合不开坡口留间隙双面埋弧自动焊工艺参数要求。

2反变形、焊接收缩量确定

2.1控制焊接变形，可采取反变形措施，其反变形可参考焊接反变形经验数值或据焊接工艺试验确定。

2.2对反变形的构件，应事先在胎具上进行压制，通过试验检验其变形正确与否，成功后再大批制作。

2.3焊接后在焊缝处发生冷却收缩时，其收缩量按照工艺试验的收缩量确定。

3检查构件

3.1施焊前，应复核焊件外形尺寸、接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的情况，发现不符合要求时，应修整。

3.2构件摆放应当平整、贴实。定位焊接应与原焊接材料相同，并由焊工按工艺要求操作。

3.3定位焊必须由持相应合格证的焊工施焊，所用焊接材料应与正式施焊相当。定位焊焊缝应与最终焊缝有相同的质量要求。钢衬垫的定位焊宜在接头坡口内焊接，定位焊焊缝厚度不应小于3mm,且不宜超过设计焊缝厚度的2/3,定位焊缝长度不应小于40mm,间距宜～mm,并应填满弧坑。定位焊预热温度应高于正式施焊预热温度20～50℃。当定位焊焊缝上有气孔或裂纹时，必须清除后重焊。

4安装引弧板、引出板及垫板

4.1T形接头、十字接头、角接接头和对接接头主焊缝两端，必须配置引弧板和引出板，其材质应和被焊母材相同，坡口形式应与被焊焊缝相同，禁止其他材料充当引弧板和引出板。

4.2埋弧自动焊焊缝引出长度应大于80mm,其引弧板和引出板宽度应大于80mm,长度宜为板厚的2倍且不小于mm,厚度应不小于10mm。

4.3钢衬垫板应与接头母材密贴连接，其间隙不应大于1.5mm,并应与焊缝金属充分熔合。埋弧焊焊接时，钢衬垫板厚度不应小于6mm。

5预热处理

5.1板厚与最低预热温度应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB的规定，实际操作时，尚应符合下列规定：

a根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件约束条件确定预热温度。焊接坡口角度及间隙增大时，应相应提高预热温度；

b根据接头热传导条件选择预热温度。在其他条件不变时，T形接头应比对接接头的预热温度高25～50℃。但T形接头两侧角焊缝同时施焊时应按对接接头确定预热温度；

c根据施焊环境温度确定预热温度。操作地点环境温度低于常温(高于0℃)时，应提高预热温度15～25℃。

5.2采用中等热输入焊接时，对于板厚不大于20mm的I、Ⅱ类钢材和板厚大于20mm且不大于40mm的I类钢材，其焊接环境温度在0℃以上时，可不采取预热措施。

6调整工艺参数

6.1焊接前应按工艺文件要求调整焊接电流、电弧电压、焊接速度、送丝速度等参数，合格后方可正式施焊。

6.2不开坡口留间隙双面埋弧自动焊、对接接头埋弧自动焊、厚壁多层埋弧自动焊、搭接接头埋弧自动焊、T形接头单道埋弧自动焊，船形位置T形接头单道埋弧自动焊焊接参数按照工艺评定报告调整或参见《钢结构焊接规范》GB的规定。

7焊接

7.1不应在焊缝以外的母材上打火引弧。

7.2厚度12mm以下板材，可不开坡口，采用双面焊，正面焊电流稍大，熔深达65%～70%,反面达40%～55%。厚度大于12～20mm的板材，单面焊后，背面清根，再进行焊接。厚度较大板，开坡口焊，一般采用手工打底焊。

7.3在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。

7.4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。

7.5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。

7.6T形接头、十字接头、角接接头和对接接头主焊缝两端，必须配置引弧板和引出板，其材质应与被焊母材相同，坡口形式应与被焊焊缝相同，禁止用其他材料充当。

7.7埋弧自动焊焊缝引出长度应大于80mm,其引弧板和引出板宽度应大于80mm,长度宜为板厚的2倍且不小于mm,厚度应不小于10mm。

7.8填充层总厚度低于母材表面1～2mm,稍凹，不得熔化坡口边。

7.9盖面层使焊缝对坡口熔宽每边3mm±1mm,调整焊速，使余高为0～3mm。

7.10焊接完成后，应用火焰切割去除引弧板和引出板，不得用锤击。

8焊后处理

8.1因焊接而变形的构件，可用机械(冷却)或在严格控制温度条件下局部加热的方法进行矫正。

8.2碳素结构钢在环境温度低于一16℃、低合金结构钢在环境温度低于-12℃时，不应进行冷矫正和冷弯曲。碳素结构钢和低合金结构钢在加热矫正时，加热温度不应超过℃,低合金结构钢在加热矫正后应自然冷却。

8.3当零件采用热加工成型时，加热温度应控制在～0℃;碳素结构钢和低合金结构钢在温度分别下降到℃和℃之前，应结束加工；低合金结构钢应自然冷却。

8.4设计文件或合同文件对焊后清除应力有要求时，常采用加热退火法、振动法、锤击法。

a需经疲劳验算的动荷载结构中承受拉应力的对接接头或焊缝密集的节点或构件，宜采用电加热器局部退火和加热炉整体退火的方法；

b仅为稳定结构尺寸时，可采用振动法。振动时效工艺参数选择及技术要求，应符合现行国家标准的有关规定；

c采用锤击法消除中间焊层应力时，应使用圆头手锤或小型振动工具进行，但不应对根部焊缝、盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。

9检查验收

9.1按规范要求在外观检查合格的基础上进行无损探伤检查。

9.2所有承受静荷载结构焊缝质量的检验应冷却到环境温度后进行外观检查，Ⅲ、IV类钢材及焊接难度等级为C、D级时，应以焊接完成24h后检查结果作为验收依据；钢材标称屈服强度不小于MPa或供货状态为调质状态时，应以焊接完成48h后的检查结果作为验收依据。

9.3需要疲劳验算结构的焊缝质量检查，I、Ⅱ类钢材及焊接难度等级为A、B级时，应以焊接完成24h后的检测结果作为验收依据；Ⅲ、IV类钢材及焊接难度等级为C、D级时，应以焊接完成48h后的检查结果作为验收依据。

9.4有下列情况之一应进行表面检测：

a外观检查发现裂纹时，应对该批中同类焊缝进行%的表面检测：b外观检查怀疑有裂纹时，应对怀疑的部位进行表面检测；c设计图纸要求进行表面检测时；d质量检查人员认为有必要时。

二、质量标准

1主控项目

1.1焊丝、焊剂与母材的匹配应符合设计要求及国家现行标准《钢结构焊接规范》GB的规定。焊剂在使用前，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。

1.2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及其认可范围内施焊。严禁无证焊工施焊。

1.3施工单位应按照现行国家标准《钢结构焊接规范》GB的规定进行焊接工艺评定，根据评定报告确定焊接工艺，编写焊接工艺文件并进行全过程质量控制。

1.4设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声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，其焊缝质量等级及缺陷分级参见钢结构手工电弧焊焊接技术施工工艺相关内容。

1.5T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接和角对接组合焊缝，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的焊脚尺寸不应小于t/2,且不应大于10mm。其焊脚尺寸允许偏差为0～4mm。

2一般项目

2.1焊剂不应受潮结块。

2.2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倍以上，且不应小于mm;后热处理应在焊后立即进行，保温时间应根据板厚按每25mm板厚1h确定。

2.3无疲劳验算、有疲劳验算的焊缝外观质量要求参见钢结构手工电弧焊焊接技术施工工艺相关内容。

2.4无疲劳验算、有疲劳验算的对接焊缝与角焊缝外观尺寸允许偏差应参见钢结构手工电弧焊焊接技术施工工艺相关内容。

三、成品保护

1焊接成形的成品应当自然冷却，不准浇水冷却。

2低温环境下焊接后应采取保温缓冷措施。

3未完全冷却时，不准用锤敲击焊缝清渣。

四、质量问题

1应严格控制焊接材料、母材和焊接工艺的质量。

2应有防止层状撕裂的工艺措施。

3在T形、十字形及角接接头中，当翼缘板厚度等于、大于20mm时，为防止翼缘板产生层状撕裂，宜采取下列节点构造设计：

a采用较小的焊接坡口角度及间隙，并满足焊透深度要求；b在角接接头中，采用对称坡口或偏向于侧板的坡口；c采用双面坡口对称焊接；d在T形或角接接头中，板厚方向承受焊接拉应力的板材端头伸出接头焊缝区：e在T形、十字接头中，采用过渡段，以对接接头取代T形、十字接头。

4确保焊材及母材质量要求，对有特殊要求的部位，可选用Z向延性性能好的钢材。

5为防止内部夹渣，需层间清理彻底，每层焊后发现咬边夹渣必须清除修复。

6为防止焊缝表面成型出现中间凸起而两边凹陷，应提高药粉圈，去除粘渣，使焊剂覆盖高度达30～40mm。

五、安全施工

1施焊场地周围应清除易爆易燃品。

2焊机外壳应接零或接地，焊工操作时应穿绝缘鞋戴绝缘手套。

3构件在反转吊运过程中应稳吊稳放。