厚板焊接技术方案

1、日照钢铁有限公司第一炼铁厂5#、6#高炉扩容技改工程日钢5#6#高炉技改扩容工程炉壳焊接技术方案编制： 审核： 批准： 上海宝冶集团有限公司2012年12月日钢5#6#高炉技改扩容工程炉壳焊接技术方案、工程概况 日钢5#6#高炉技改扩容工程位于山东省日照市，冬季最低温度在零度以下，最小板厚为32mm，最大板厚为50mm。为了加强过程控制，确保厚板焊接过程施工质量和作业安全，制定本施工技术方案。、适用范围 本作业指导书适用于板厚大于等于36mm的低合金结构钢及大于等于50mm的低碳结构钢的焊接作业。、编制依据 建筑钢结构焊接技术规程（JGJ812002） 钢结构工程施工质量验收规范（GB5020

2、52001） 高层民用建筑钢结构技术规程（JGJ991998） 压力容器焊接规程 （NB/T 47015-2011） 钢结构工程施工规程（企业标准）过程控制内容4.1人员资格4.1.1焊接技术责任人员应接受过专门的技术培训，有中专以上专业学历及一年以上焊接生产或施工实践经验的人员担任。4.1.2焊工必须经考试合格并取得合格证书。从事钢结构焊接的焊工应取得钢结构焊工合格证或锅炉压力容器焊工合格证。持证焊工应在合格证有效期内、在其考试合格项目认可范围内施焊。焊工同时必须持有焊接安全操作证并在有效期内，方可上岗。4.1.3焊接质检人员应具有质检人员上岗资格证。4.1.4无损探伤人员必须由国家授权的专

3、业考核机构考核合格，其相应等级证书应在有效期内；并应按考核合格项目及权限从事焊缝无损检测和审核工作。4.1.5气体火焰加热或切割操作人员应具有气割、气焊安全操作证。4.2机械、机具、设备4.2.1主要焊接设备：电焊机、焊枪、气刨枪、焊材烘箱、温控仪等电加热设备。4.2.2辅助焊接工具：防护面罩、护目镜、保温桶、打渣机、磨光机、扁铲、榔头、钢丝刷、烤枪等。4.3作业条件4.3.1作业环境4.3.1.1气体保护焊现场风速不大于 、其他焊接方法风速不大于 。4.3.1.2雨、雪天气或相对湿度大于 时，采取有效防护措施后方可施焊。4.3.1.3焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采取加热去湿除潮措施。4.3

4、.1.4焊接作业区环境温度低于 时，应在始焊处 范围内预热到以上方可施焊，且在焊接过程中层间温度均不应低于这一温度。4.3.1.5现场施焊用脚手架等临时设施安全可靠。4.3.2工艺条件4.3.2.1首次采用的钢材、焊材、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。4.3.2.2焊缝坡口表面及组装质量应符合下列要求：（1）焊接坡口应保持平整，不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷，形式和尺寸应符合相应规定。（2）坡口表面及两侧（手工电弧焊各 mm；埋弧焊、自保护焊及气体保护焊各 mm；电渣焊等自动立焊各 mm范围内）应清除净水、油锈、氧化皮及其它有害杂质。（3）背面带钢垫板的

5、对接坡口焊缝，垫板与母材间应贴紧。（4）不同厚度的板材或管材对接接头受拉时，其允许厚度差值为 。当超过规定时应将焊缝焊成斜坡状，其坡度最大允许值为 ：（图）；或将较厚件在焊前加工成斜坡，其坡度最大允许值为 ：（图）。（5）不同宽度的板材对接时，应根据工厂及工地条件采用热切割、机械加工或砂轮打磨的方法使之平缓过渡，其连接处最大允许坡度值为 ：（图 c）。 图对接接头部件厚度和宽度不同时的平缓过度要求示意图4.3.2.3引弧板、引出板、垫板设置应符合下列要求：（1） 型接头、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、板厚、坡口形式与母材、被焊焊缝相同。（2）手工电弧焊

6、和气体保护焊焊缝引弧、引出长度应大于 mm。其引弧板和引出板宽度应大于 mm，长度宜为板厚的 倍且不小于 mm。（3）埋弧焊焊缝引弧、引出长度应大于 mm。其引弧板和引出板宽度应大于 mm，长度宜为板厚的 倍且不小于 mm。（4）自动立焊（如气电立焊、电渣焊）焊缝引弧、引出长度应大于0mm。其引弧板和引出板宽度应大于80mm，长度不小于100mm。（5）焊接完成后，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。4.3.2.4组装时，应将待焊工件垫置牢固，以防止在焊接和热处理过程中产生变形和附加应力。4.3.2.5施焊前，复查组装质量、定位焊质量和焊接部位的清理情况，如

7、不符合要求，修正合格后方施焊。4.4材料4.4.1钢材4.4.1.1钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定的标准的要求。应有齐全的质量证明书，并经检查确认合格后入库。4.4.1.2标准规定需要复验的材料，应按标准要求进行复验。复验应由国家技术质量监督部门认可的质量监督检测机构进行。4.4.2焊接材料4.4.2.1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。应有齐全的质量证明书，并经检查确认合格后入库。4.4.2.2焊接材料应在干燥、通风良好的室内仓库中存放，并应按种类、牌号、批号、规格、入库时间等分类堆放，并应有明确的

8、标识，不得混放。货架距墙壁 以上，焊条累积层次不得超过三层。4.4.2.3标准规定需要复验的焊接材料，应按标准要求进行复验。4.4.2.4焊条、焊剂应在使用前开包，按规定进行烘干，当天剩余的焊条、焊剂应分别放入保温箱储存，不得露天过夜存放。4.4.2.5药芯焊丝应在烘干之前开包，不要求烘干的，则应在使用前开包。4.4.2.6焊条、焊剂应按产品说明书的规定进行烘烤。烘干焊条时，不能将焊条突然放进高温炉内，或从高温中突然取出冷却，以防止焊条因骤冷骤热而产生药皮开裂脱皮现象。烘干后的焊条存放在低温箱内。4.4.2.7烘干后的低氢型焊条在大气中放置时间超过 应重新烘干，焊材烘烤次数不超过三次。受潮的焊

9、条不应使用。4.4.2.8焊接材料不得沾染尘土、油污，焊丝宜采用镀铜焊丝。4.4.2.9焊材由专人发放，并作好发放记录。记录中包括焊条批号，施焊焊缝部位等。4.5工艺、操作要领4.5.1常用钢材常用焊接方法的焊材选用见表1。表常用钢材常用焊接方法的焊材选用4.5.2工艺流程见图。 图1 工艺流程图4.5.3一般工艺及操作要求4.5.3.1预热（）焊前应进行预热（电渣焊、气电立焊、自保护立焊除外），预热温度为 。预热范围为焊缝两侧，每侧宽度不小于板厚的 倍，且不小于 ，预热测温点在距焊缝 处。焊缝的层间温度不得低于预热温度。4.5.3.2焊后热处理当设计、规范或方案有要求时，应进行焊后消氢或消应

10、力热处理。（）消氢处理消氢处理应在焊后立即进行。可利用预热设备，将焊缝加热到 ，保温 ，然后缓冷，冷却速度应小于 。加热范围和预热要求相同。（）消应力热处理根据构件尺寸，工厂制作宜采用加热炉整体退火或电加热器局部退火。对焊件消除应力，仅为稳定结构尺寸时，可采用振动法消应力；工地安装焊缝宜采用锤击法消应力。焊后消应力热处理应符合现行国家标准碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法 的规定。常用结构钢焊后消应力热处理工艺规范见表 。当采用电加热器对焊接构件进行局部消应力热处理时，还应符合下列要求：使用配有温度自动控制仪的加热设备，其加热、测温、控温性能应符合使用要求；构件焊缝每侧面加热板（带）的宽度至

11、少为钢板厚度的 倍，且应不小于 mm；加热区以外部分应采取保温措施，防止产生有害的温度梯度。表常用结构钢焊后消应力热处理工艺规范4.5.3.3焊接顺序（）整体上应对称、同步施焊。原则上应由中间向两边或四周、由下往上、先内后外。（）同一结构上，同类焊缝焊接方向应一致。（）一条焊缝可根据具体结构形式采用分段跳焊、分段退焊等方法控制焊接变形和残余应力。4.5.3.4焊接工艺参数应符合工艺方案及焊接工艺评定的要求。同一结构上，同类焊缝焊接工艺参数应一致。4.5.3.5焊接应连续进行。4.5.4手工电弧焊工艺及操作要领4.5.4.1常用厚板手工电弧焊坡口形式有：非对称 型坡口、非对称双面 型坡口、带衬垫

12、 型坡口、非对称 型坡口。4.5.4.2根部采用较小焊条打底。可根据具体情况决定采用连弧焊或断弧焊。4.5.4.3填充层焊接采用多层多道焊；层与层、道与道间焊接接头应错开 以上。4.5.4.4引弧在焊道内进行，不能在焊道区以外的母材上起弧。4.5.4.5施焊中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满，接头应错开。4.5.4.6每道焊缝焊接完成，应仔细清渣，尤其是死角处的熔渣。4.5.4.7非带衬垫、要求熔透的焊缝，背面应气刨清根。4.5.4.8气刨清根应彻底，并打磨清除净渗碳层。4.5.4.9焊接过程中，应逐层逐道清渣，发现缺陷应及时清除。4.5.4.10最后一层填充层高度应比母材表面

13、低 .。4.5.4.11盖面层焊接前，应对填充层焊缝进行检查、修正找平，以确保焊缝外观成型美观。4.5.4.12焊后，应及时清理焊缝表面，检查焊缝质量。4.5.5埋弧自动焊工艺及操作要领4.5.5.1常用厚板埋弧自动焊坡口形式有：非对称 型坡口、非对称双面 型坡口、带衬垫 型坡口、对称 型坡口及非对称 型坡口。4.5.5.2埋弧自动焊轨道必须与焊缝平行。4.5.5.3厚板焊接采用多层多道焊。4.5.5.4焊丝应对准焊道中心，焊剂应均匀覆盖焊缝坡口。4.5.5.5施焊中，应特别注意接头的质量。焊缝的端部应设置引弧、熄弧板。4.5.5.6焊接过程中，应随时注意焊丝的对中及焊接工艺参数的稳定，包括电

14、流、电压、焊接速度、焊丝杆伸长度等。4.5.5.7焊接接头应错开 以上，并连续施焊，以减少焊接缺陷。4.5.5.8非带衬垫、要求熔透的焊缝，背面应气刨清根。4.5.5.9气刨清根应彻底，并打磨清除净渗碳层。4.5.5.10焊缝表面的熔渣应待其完全冷凝后方可清除。4.5.5.11焊接过程中，应逐层逐道清渣，发现缺陷应及时清除。4.5.5.12盖面层焊接前，应对填充层焊缝进行检查、修正找平，以确保焊缝外观成型美观。4.5.5.13焊后，应及时清理焊缝表面，检查焊缝质量。4.5.4.14焊接过程结束停机时，先关机，再停止焊车行走；按停止钮时，先停送丝，再将焊丝回抽 ，然后再断电源；最后关闭焊剂闸门。

15、4.5.6半自动熔化极气体保护焊及自保护焊工艺及操作要领4.5.6.1常用厚板半自动熔化极气体保护焊坡口形式有：非对称 型坡口、非对称双面 型坡口、带衬垫 型坡口、非对称 型坡口。4.5.6.2采用多层多道焊；层与层、道与道间焊接接头应错开 以上。4.5.6.3引弧在焊道内进行，不能在焊道区以外的母材上起弧。4.5.6.4施焊中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满，接头应错开。4.5.6.5非带衬垫、要求熔透的焊缝，背面应气刨清根。4.5.6.6气刨清根应彻底，并打磨清除净渗碳层。4.5.6.7半自动熔化极气体保护焊焊接时，先送气后起弧；熄弧时，先停送丝后停气。4.5.6.8焊接过

16、程中，发现缺陷应及时清除；自保护焊还应逐层逐道清渣。4.5.6.9最后一层填充层高度应比母材表面低 。4.5.6.10盖面层焊接前，应对填充层焊缝进行检查、修正找平，以确保焊缝外观成型美观。4.5.6.11焊后，应及时清理焊缝表面，检查焊缝质量。4.5.7动立焊（电渣焊、气电立焊及自保护立焊）工艺及操作要领4.5.7.1常用厚板自动立焊坡口形式有：对称 型坡口、单面 型坡口、型坡口。4.5.7.2轨道设置应与焊缝中心线平行。4.5.7.3机头上升区域内障碍应清除净。4.5.7.4焊缝的端部应设置引弧、熄弧板。4.5.7.5焊接时，应有人观察焊缝背面的颜色，以免烧穿。4.5.7.6焊接过程中，必

17、须确保冷却水畅通，以免损坏设备。4.5.7.7气电立焊起弧前先送气；熄弧时，先停机后停气。4.5.7.8若单道焊缝厚度大于 ，气电立焊及自保护立焊时，焊丝一般要作横向摆动。4.5.7.9电渣焊时，应密切观察熔池深度，及时添加焊剂。4.5.7.10焊接过程中，保持基本恒定的工艺参数，不得随便调整电流电压；经常调节焊丝，使之处于装配间隙中心位置。4.5.7.11焊后，应及时清理焊缝表面，检查焊缝质量。4.5.7.12焊接过程中若出现中断，接头部位必须手工处理。4.5.8焊缝返修工艺4.5.8.1焊缝返修应由经验丰富的焊工承担。4.5.8.2返修前需将缺陷清除干净，必要时可采用表面探伤检验确认。在补

18、焊部位开宽度均匀、表面平整、便于施焊的凹槽，且两端有一定坡度，用砂轮机或直线磨光机清除渗碳层，然后进行补焊。4.5.8.3焊缝返修采用手工电弧焊。厚板需要预热，预热温度较原焊缝适当提高。返修焊缝性能和质量要求与原焊缝相同。4.5.8.4焊缝同一部位的返修次数，不超过两次。4.5.8.5焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，立即上报，由技术人员查清原因、订出修补工艺后，方可处理。4.6质量要求4.6.1低碳钢焊完冷却后即可进行焊接检验，低合金结构钢焊完冷却 小时后方可进行焊接检验。4.6.2焊缝的外观及内在质量应达到设计要求的相应质量标准。4.6.3焊缝外观质量应符合表 的规定。4.6.4焊缝外形尺

19、寸允许偏差应符合表 的规定。4.6.5射线检验按 或 进行。4.6.6超声波检验按 或 进行。4.6.7隐蔽焊缝，应经检查合格后方可进行其它工序。表焊缝外观质量标准（）表焊缝尺寸允许偏差（）4.7环境影响控制焊接过程中，应做好弧光防护及排烟尘措施，以免焊工及周围作业人员受弧光伤害。焊接完毕后，应及时清理作业现场，保证作业区的整洁。回收的焊条头、焊剂及熔渣，集中处理，禁止随处乱倒，以免污染环境。4.8安全与作业人员防护由于焊接工作是特种作业之一，存在许多不安全因素，必须采取有效的安全防护措施，严格执行安全操作规程和各项安全措施。焊接作业易发生触电、弧光灼伤、火灾、爆炸、高空坠落、物体打击等安全事

20、故。4.8.1焊接管理安全要求（）焊工、气焊工、电工等特殊工种必须持有安全操作证方可上岗。（）焊工上岗前要接受安全、技术交底。4.8.2焊接设备安全要求（）焊接设备应符合相应的现行国家标准，安全防护装置齐全。（）焊接电源必须有独立而容量足够的保护装置，如自动断路装置等。保护装置应能可靠地切断设备最大额定电流，以保证安全。（）焊接设备的各接触点和连接件必须连接牢固，在动行中不松动和脱落。（）焊接设备应有保护接地或保护接零线。保护接地或保护接零线中间不得有接头。（）焊机应放置在干燥、通风良好的地方，并避免剧烈的振动和碰撞。焊机应保护良好的绝缘，经常清扫、保持干净。（）采用循环水冷却的焊接设备，其冷

21、却系统应正常。（）电加热器等预热设备布设应由电工负责，不得有裸露的电阻丝或导线。4.8.3焊接工具的安全要求（）焊钳、焊枪应有良好的绝缘性能和隔热性能。（）焊钳、焊枪与电缆连接处必须简便牢固、接触良好。且连接处不得外露，以防触电。（）焊接电缆应有良好和足够的导电截面和绝缘层。（）焊接电缆线应为多股细线组成的软线。且应具有较好的抗机械性损伤能力及耐油、耐热和耐腐等性能。（）焊机与配电盘连接的电源线长度不超过 。严禁将电源线拖在工作现场地面上。（）焊接电缆中间不应有接头。如需短线连接则接头不宜超过 个，接头应用紫铜导体制成，并且连接要牢靠，绝缘要良好。（）严禁利用厂房的金属结构、管道、轨道、爬梯及

22、其他金属物搭接起来作为导线。（）电缆不可置于电弧或炽热焊件附近，以防烫坏绝缘层。横穿车间通道或道路时要加遮盖，以防辗压磨损。（）通过焊接电缆的电流不得超过电缆线的安全载流量。4.8.4焊接工作场所安全措施（）焊接工作场所应有必要的安全通道。（）焊接工作场所的设备、工具和材料等应排列整齐。（）焊接工作场所所面积不应小于 ，地面应干燥，工作点应具有良好的自然采光或局部照明。（）室内焊接作业应通风良好。（）室外焊接作业的工作地面，应与登高作业、起重设备吊运、车辆运输等密切配合，不得相互干扰。（）在地沟、检查井、管段和半封闭地段及油漆未干的室内、油罐等处焊接时，应先判明其中有无爆炸中毒的危险性。（）作

23、业区不得有易燃、易爆物品，防止火灾等发生。在厂区作业前，应按规定办理动火证。（）作业用脚手架等临时设施应安全可靠。4.8.5作业人员防护（）焊工应穿戴好劳防用品，如：焊接工作服、绝缘鞋、皮手套等。（）进行明弧焊接作业时，须用防护面罩和防护镜。（）高空作业，须佩戴安全带。安全带应有较好的耐热性、且坚固牢靠，安全带应高挂低用。（）有 级以上大风、大雪，或雨天、雾天，停止登高焊接作业。（）患有心脏病、高血压、精神病、癫痫、洒醉者以及医生证明不能登高作业者，一律不得进行登高作业。（）施焊时不得将焊接电缆缠绕在身上。4.8.6登高焊接作业时，还应具备以下安全措施：（）在高空接近高压线、低压线或裸导线，当距离小于 时，这些导线必须停止送电，并经检查确认无触电危险后，方准焊接作业。（）登高焊接应设人监护。（）登高焊接作业其下方地面上 范围内设栏隔挡，火星飞落所及范围内应彻底清除易燃易爆物品。（）焊