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1、第一章 钢结构的焊接 v 焊接钢结构被广泛应用于各类工业与民用房屋 和构筑物中，尽管建筑焊接结构种类众多、形式千 变万化，但所有类型的结构都是由最基本的受拉、 压、弯构件并通过相互连接组成的，钢结构的基本 组成单元为梁和柱。根据断面的形状，梁和柱有工 字断面和箱形断面两种形式。 v 用于制造焊接梁和柱的金属材料，一般都是选 择焊接性能良好的碳素结构钢或低合金高强度钢。 对于像桥梁、海洋钻探平台、高层建筑结构等重要 的梁和柱，可能使用具有特殊性能的金属材料。正 式制造这些梁或柱之前，应结合生产实际做焊接性 试验，其结果可作为制订焊接工艺的依据。 v 制造梁和柱的主要技术问题就是如何保证 达到技术
2、条件中提出的形状和尺寸精度要 求。准确的装配和严格的控制焊接变形常 成为梁和柱生产中的关键。 v 生产焊接梁和柱的主要环节是：备料- 装配-焊接-矫正。装配和焊接经常是 交叉进行。 v 我国适用于工业与民用建筑钢结构工程 的施工及验收规范主要有钢结构工程施 工质量验收规范GB50205-2001和建筑 钢结构焊接技术规程JGJ81-2002。 v一、材料要求 v 钢材及焊材的成分、性能复验应符合国家现行有关工 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。 v二、焊接工艺文件 v 钢结构构件制作及安装施工之前应进行焊接工艺评定 ，焊接工艺评定应
3、根据钢结构的设计节点形式、钢材类型 、规格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定焊接工艺评 定方案，并按照相应标准进行评定。 v 施工前应由焊接技术人员根据焊接工艺评定结果编制 焊接工艺文件，施工中应严格遵守工艺文件的规定。 v 焊接工艺文件应包括下列内容：焊接方法或焊接方法 的组合；母材的牌号、厚度及其它相关尺寸；焊接材料型 号、规格；焊接接头形式、坡口形状及尺寸允许偏差；夹 具、定位焊、衬垫的要求；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 ；预热温度及层间温度范围；后热、焊后消除应力热处理 工艺；检验方法及合格标准；其它必要的规定。 v三、钢结构的制作 v
4、1、放样、号料和切割 v放样前应仔细核对施工图和明确结构的加工工艺要求。重 要的节点应该放实样尺寸进行校核。 v钢材号料应用划针划线，划线宽度约为0.3mm。长的直线 段可用直径0.8mm的钢丝配合直尺和角尺进行划线。 v放样和号料，应根据加工工艺的需要预留加工裕量。在板 材上号料应标出检查基准线和孔的规孔线。号完的料上应 清楚的用油漆注明件号、数量，需要时还应标注加工方法 和材质。 v切割可采用火焰切割或用剪板机下料，切割前应将钢材表 面距切割线50mm范围清理干净。 v采用火焰切割最好将钢材置于平台上，下面垫平，切割后 应立即清除熔渣及其它附着物，切割表面不允许有裂纹和 夹层。 v机械剪切
5、的零件，剪切后剪切面上不得有裂纹、夹层和 1mm以上的缺棱。剪切表面的毛刺应清理干净。 v2、焊前准备 v构件组装前应对连接表面及焊缝边缘3050mm范 围内进行清理，应将铁锈、毛刺和油污等清除干 净。 v构件焊接焊工和焊接操作工应经过考试并取得合 格证。 v焊条、焊剂和药芯焊丝使用前，必须按照质量证 明书的规定进行干燥。低氢型焊条干燥后，应放 在保温箱内随用随取。焊丝使用前应除净油、锈 等污垢。 v施焊前，焊工应复查组装质量和焊接区域的处理 情况，对不符要求的应进行修整，合格后方可施 焊。 v3、焊接 v 1）焊接作业环境应符合以下要求 v 焊接作业区风速当焊条电弧焊超过8m/s、气体保护电
6、 弧焊及药芯焊丝电弧焊超过2m/s时，应设防风棚或采取其 它防风措施。 v 焊接作业区的相对湿度不得大于90%。 v 当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采取加热去湿除 潮措施。 v2）引弧板、引出板、垫板应符合下列要求 v 严禁在焊缝以外的母材上打火、引弧； v T形接头、十字形接头、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，禁止使用其它材质的材 料充当引弧板和引出板； v 焊条电弧焊和气体保护焊焊缝引出长度应大于25mm ，其引弧板和引出板宽度应大于50mm，长度宜为板厚的 1.5倍且不小于30mm，厚度应不小于6mm； v 焊
7、接完成后，应用火焰切割去除引弧板和引出板，并 修磨平整。不得用锤击落引弧板和引出板。 v3） 定位焊使用的焊材及焊接工艺应与构件相同，并由合格焊工 施焊，焊缝质量应与正式焊缝相同。钢衬垫的定位焊宜在接头坡 口内焊接，焊缝厚度不宜超过构件设计厚度的2/3。当定位焊缝 上有气孔或裂纹时，必须清除后重焊。 v4）对有预热和后热要求的钢材，焊接时应严格按照工艺进行。 遇有中断施焊的情况，应采取适当的后热、保温措施，再次焊接 时重新预热温度不低于初始预热温度。 v5）多层焊的施焊应符合下列要求： v 厚板多层焊时应连续施焊，每一焊道焊接完成后应及时清理 焊渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除
8、后方可 再焊。在连续焊接过程中应控制焊接区母材温度，使层间温度的 上、下限符合工艺文件要求。 v 坡口底层焊道用SMAW时宜使用4mm的焊条施焊。 v6）要求焊成凹面的角焊缝，必须采取措施保证平缓过渡，如需 要加工凹面的角焊缝不得在其表面上留下切痕。 v7）焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应报告检查及技术部 门，在查清裂纹原因、订出修补措施后，方可处理。低合金结构 钢在同一部位，返修不得超过两次。 v8）焊接完毕后应立即清除渣皮和飞溅，并在焊缝附近打上焊工 钢印。 v4、控制焊接变形的工艺措施 v 1）采用合理的焊接顺序控制变形 v 对于对接接头、T形接头和十字接头坡口焊接，在工 件放置条件
9、允许或易于翻转的情况下，宜采用双面坡口对 称顺序焊接；对于有对称截面的构件，宜采用对称于构件 中性轴的顺序焊接； v 对双面非对称坡口焊接，宜采用先焊深坡口侧部分焊 缝、后焊浅坡口侧、最后焊完深坡口侧焊缝的顺序； v 对长焊缝宜用分段退焊法或多人对称焊接法同时运用 v 采用跳焊法，避免工件局部加热集中。 v2）在节点形式、焊缝布置、焊接顺序确定的情况下，宜 采用熔化极气体保护焊或药芯焊丝自保护焊等能量密度较 高的焊接方法，并采用较小的热输入。 v3）采用反变形法控制角变形。 v4）对一般构件可用定位焊固定同时限制变形，对大型、 厚板构件宜用刚性固定法增加结构焊接时的刚性。 v 5）对于大型结构
10、采用分段组装焊接、分别矫正变形后再 进行总装焊接或连接的施工方法。 v5、焊后检验及焊缝缺陷返修 v 焊接完成后应按照相应规范的要求进行焊后检验，包括 焊缝外观检查和无损检测。 v焊缝表面缺陷超过相应的质量验收标准时，对气孔、夹渣 、焊瘤、余高过大等缺陷应用砂轮打磨、铲凿等方法去除 ，必要时应进行焊补。对焊缝尺寸不足、咬边、弧坑未填 满等缺陷应进行焊补。 v经无损检测确定焊缝内部存在超标缺陷时应进行返修，返 修应符合下列规定： v 1）清除缺陷时应将刨槽加工成四侧边斜面角大于10的 坡口，并应修整表面、磨除气刨渗碳层，必要时应用渗透 探伤或磁粉探伤方法确定裂纹是否彻底清除； v2）焊补时应在坡
11、口内引弧，熄弧时应填满弧坑；多层焊 的焊层之间接头应错开。当焊缝长度超过500mm时，应 采用分段退焊法； v3）返修部位应连续焊完，如中断焊接时，应采取后热、 保温措施，防止产生裂纹。 v4）焊接修补的预热温度应比相同条件下正常焊接的预热 温度高。 第二章 储罐的焊接 v立式圆筒形储罐是由中心轴垂直于地面的圆形罐壁、平的圆 盘形罐底和不同形式罐顶组成的罐体，以及附件（指焊到罐 体上的固定件，如梯子、平台等）和配件（指与罐体连接的 可拆部件，如装在罐体上的液面测控计量设备、消防设施） 构成的储罐。随着生产和市场经济的发展，大型立式圆筒形 储罐需求量日益增加。单台储罐容量不断增大，结构呈多样 化
12、发展，更多地使用了高强钢，这些都增加了施工的难度， 对焊接施工提出了更加严格的要求，大型储罐建造是工程建 设的重要组成部分，储罐焊接在工程焊接中占有很大的份额 。 v目前国内设计建造的立式圆筒形大型储罐施工标准采用国家 标准GB50128-2005立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收 规范，不同行业还有自己的行业标准。 v一、 储罐材料验收 v建造储罐选用的材料和配件，应具有质量合格证明 书，当无质量合格证明书或对质量合格证明书有疑 问时，应对材料和配件进行复验，复验合格的可以 使用。 v焊接材料应具有合格证明书。焊条质量合格证明书 应包括熔敷金属的化学成分和力学性能。低氢型焊 条还应包括熔敷金属
13、扩散氢含量。当无质量合格证 明书或对质量合格证明书有疑问时，应对焊接材料 进行复验。 v二、预制的一般要求 v1. 预制、组装及检验中使用的样板，应符合要求； v2. 钢板切割和加工坡口，宜采用机械加工或自动、半自动 火焰切割。罐顶板和罐底边缘板的弧形边缘，可采用手工 火焰切割。 v3. 钢板边缘加工面应平滑，不得有夹杂、分层、裂纹及熔 渣。火焰切割坡口可能产生的表面硬化层，应予磨除。 v4. 屈服点大于390MPa的钢板，当用于底圈和相邻一圈罐 壁时，应对坡口表面进行磁粉或渗透探伤。 v5. 如果图纸对焊接接头的坡口形式和尺寸无具体要求，应 按GB985及GB986规定确定。纵缝气电焊及环缝
14、埋弧焊的 焊接接头形式，按设计要求确定。 v6. 普通碳素钢工作环境温度低于-16或低合金钢工作环 境温度低于-12时，不得进行冷矫正和冷弯曲。 v7. 所有预制构件在保管、运输及现场堆放时，应采取有效 措施防止变形、损伤和锈蚀。 v三、 储罐基础检查 v 储罐安装施工前必须对储罐的基础进行检查。检查按基 础施工图及标准要求，测量基础尺寸，检查表面质量，并 核对基础施工单位提供的基础施工检验记录。基础合格方 可进行储罐安装施工。 v四. 组装的一般要求 v1. 储罐组装前，应将构件的坡口和搭接部位的泥砂、铁锈 、水及油污等清理干净。 v2. 焊接和拆除组装所需的临时构件和工卡具时，不得损伤 母
15、材，表面伤痕深度等于或大于1mm时应予焊补，残留疤 痕应予打磨修整使其平滑过渡。 v3. 借助储罐本体支承或吊装时，应采取加固措施，不应使 罐体受到损坏和造成塑性变形。 v4. 不锈钢储罐表面在施工过程中产生的伤痕、刻槽等影响 耐腐蚀性能的缺陷，应修整打磨，打磨深度不得超过钢板 的负偏差。 v5. 施工中储罐处于敞口状态时，应采取措施，防止大风等 自然灾害可能造成的储罐失稳。 v五、储罐的焊接 v1. 焊接工艺评定 v1）储罐施工前，应按国家现行的钢制压力容器 焊接工艺评定标准规定方法进行焊接工艺评定 。 v2）施工单位首次使用的钢种，应根据钢号、板厚 、焊接方法及焊接材料等，按国家现行的焊接
16、性 试验标准进行焊接性试验，以确定合适的焊接工 艺。 v3）焊接工艺评定采用对接焊缝试件及T型角焊缝 试件。 v焊接工艺评定试验应适用于各种壁板厚度的立焊 及横焊位置的对接，底圈壁板及罐底边缘板的T型 角焊也要进行评定。 v2. 焊工考核 v1）从事手工电弧焊、埋弧焊和气电立焊的焊工，应按 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范焊工考试 的有关规定进行考核，并应符合下列规定： v考试试板的接头型式、焊接方法、焊接位置及材质等， 均应与施焊的储罐一致。 v对于埋弧焊焊工除应进行埋弧焊平焊或横焊位置的考试 外，还应进行手工电弧焊平焊位置的考试。 v气电立焊焊工应通过立焊板状试板的考试。 v试板必须进行外观检查、射线探伤检查和冷弯试验。射 线探伤检查以不低于GB3323钢熔化焊对接接头射线照 相和质量分级的级为合格。 v2）按锅炉压力容器焊工考试规则考试合格并取得政 府质量监督部门颁发的相应钢材类别、组别和试件分类代 号合格证的焊
