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1、目录1.总则2.焊接连接设计3.WPS的免除评定4.评定5.制作6.检验7.螺柱焊8.现有结构的补强与修理第1页/共83页1 总则1.1适用范围 本规范包括制作和安装焊接钢结构的要求。当合同文件规定使用本规范时，除了工程师（见1.4.1）或合同文件特别修改的或允许免除的条款外，本规范的所有条款均必须遵守。第2页/共83页1.2限定 适用于厚度1/8in3、最小规定屈服强度100ksi690MPa的碳钢或低合金钢焊接结构；可能适用于控制既定目的范围外的结构制作。 工程师可以结合合同文件以评判其规范的适用性，并可针对规范范围外的应用的特殊要求，作某些必要的更改。 第3页/共83页1.3定义工程师-

2、“工程师”必须是在本规范范围内的所有事务上代理和代表用户的经正式指派的个人。承包商-“承包商”必须是任何公司，或代表一个公司的个人，其对遵守本规范的规定进行制作、安装、制造、或焊接负责。检验员-承包商检验员 监理检验员 检验员（泛指）第4页/共83页OEM-最初的设备制造商用户-规范术语-shall、should、may1.4责任 工程师的责任 承包商的责任 检验员的责任(承包商检验和监理检验)1.5认可 凡规范中提到需经认可必须理解为由具有管辖权的权威机构或工程师认可。第5页/共83页1.6焊接符号 必须为最新版本的AWS A2.4焊接、钎焊、和无损检测用符号标准中所示的符号。1.7安全防护

3、ANSI Z49.1 焊接，气割及相关作业安全关于设备和材料的制造商的安全文件其他适当的相关文件1.8标准计量单位美国惯用单位制和国际单位制(SI)D1.1:2006与D1.1M:2006第6页/共83页2 焊接的连接设计本章分为以下4 部分：A焊接连接设计的通用要求（非管材和管材部件）。B非管材连接设计的特定要求（静荷载或周期荷载） 这部分要求必须另加A 部分要求使用。C非管材连接设计的特定要求（周期荷载） 当适用时，这部分要求必须另加A 部分和B部分要求使用。D管材结构设计的特定要求（静荷或周期荷载） 当适用时，这部分要求必须另加A 部分要求使用。第7页/共83页A部分坡口焊缝： PJP-

4、接头部分熔透 CJP-接头完全熔透断续角焊缝最小长度：1-1/2in.38搭接接头中最大的焊缝尺寸：1.母材小于1/4in.6时为母材厚度2.母材等于或大于1/4in.6时为母材厚度减去1/16in.2。见图2.1第8页/共83页第9页/共83页部分 概述： B部分的特别要求连同A部分的要求应用于所有承受静载荷的非管材构件的连接。除C部分作了修订，A部分和B部分的要求也必须应用于周期荷载。第10页/共83页 坡口焊缝厚度和宽度的过渡： 对于静荷载结构，角焊缝表面的轮廓（厚度和宽度的过渡）整理不必要，当工程师要求角焊缝作表面轮廓整理时，他们应该在合同文件中规定（见图2.3）。第11页/共83页

5、搭接接头的最小搭接量： 受压的最小搭接量必须为较薄件厚度的5倍，且不小于1in.25。第12页/共83页 填充板：薄板填充厚度小于1/4in.的填充板严禁用来传递应力。见图2.9 第13页/共83页 厚板填充见图2.10第14页/共83页 断续焊缝的最大间隔： 除特定情况外，板材组焊件的断续焊缝最大纵向间隔严禁超过薄板厚度的24倍，也不得超过12in. 300；轧制型材的断续角焊缝间的最大纵向间隔严禁超过24in. 特定情况：受压部件和不涂漆耐候钢第15页/共83页C部分 适用性： 该部分仅适用于在弹性范围内承受那些频率和大小都足以引发裂纹和渐进性失效（疲劳）的周期荷载的非管材构件和连接。 其

6、条款规定了一种用在非管材的焊接结构元件上评估应力重复波动的影响的方法，它必须用来最大程度地降低疲劳失效的可能性。第16页/共83页 对接接头厚度的过渡 不大于1:2.5的斜坡，见图2.3 对接接头宽度的过渡 见图2.12 第17页/共83页 周期荷载禁止的接头和焊缝 一面施焊的坡口焊缝 平焊位置坡口焊缝(禁止用单边削斜坡口和J形坡口，可适用V形或U形) 小于3/16in.5的角焊缝 原位置保留衬垫的T形和角接CJP焊缝第18页/共83页D部分 概述-该部分的特定要求仅适用于管材连接，并必须与A部分的适用要求一并应用。 不同管材壁厚的对接接头过渡 斜切厚度；焊缝作成斜面或两种方法兼用。见图2.2

7、1第19页/共83页第20页/共83页3 WPS的免除评定 WPS-焊接工艺规程(Welding procedure specification)3.1适用范围 焊接工艺规程（WPS）的免除评定必须定义为免除本规范第4 章所要求的WPS 的评定试验。所有免除评定的WPS 必须书面成文。必须符合第3 章所有适用条款的要求，WPS 才能免除评定。不符合本章要求的WPS，可按第4 章通过试验进行评定。第21页/共83页 按免除评定的WPS 操作的焊工、自动焊工和定位焊工必须按第4 章C 进行资格评定。3.2 焊接方法3.2.1 免除评定的焊接方法 药皮焊条电弧焊(SMAW)，埋弧焊(SAW)，气体保

8、护熔化极电弧焊(GMAW)(短路过渡GMAWS除外)，和药芯焊丝电弧焊(FCAW)的WPS，只要符合第3章所有条款的要求，必须视为免除评定，无需进行该焊接方法的WPS 评定试验而认可使用。第22页/共83页3.2.2 规范认可的焊接方法 电渣焊（ESW）、电气立焊（EGW）、气体保护钨极氩弧焊（GTAW）和气体保护熔化极电弧焊（短路过渡）（GMAW-S）方法可以应用，但WPS 要符合第4 章的要求评定合格。3.2.3 其他焊接方法 3.2.1 和3.2.2 未包括的其他焊接方法，如果按第4 章规定采取适用的试验进行WPS 的评定合格，则可以应用。第23页/共83页3.2.4 FCAW和GMAW

9、电源 采用恒压(CV)电源3.3 母材/填充金属组合 只有列入表3.1 的母材和填充金属可以用于免除评定的WPS。（表3.1 所列母材和填充金属的评定以及未列入该表的母材和填充金属的评定见4.1.1） 第24页/共83页第25页/共83页第26页/共83页 下列母材和填充金属的强度关系必须与表3.1 结合使用，以决定究竟是等强度匹配填充金属还是低强度匹配填充金属。第27页/共83页3.4 最低预热温度和道间温度要求 预热温度和道间温度必须要足够防止裂纹。对于列入本规范的钢材，必须利用表3.2 以确定最低预热温度和道间温度。3.5 WPS 参数的限制 安培（送丝速度）、电压、焊接速度、保护气体流

10、量的变化超过书面WPS的规定，必须视为实质性的改变，必须编制新的或修订免除评定的WPS。3.6 免除评定的WPS必须符合表3.7的所有要求第28页/共83页 向上立焊要求 焊道宽度、深度限制(图3.1) 保护气体3.8 对平行焊丝或多丝埋弧焊的通用要求3.9 角焊缝要求 最小角焊缝尺寸见表5.83.10 PJP 和CJP 坡口焊缝的通用要求3.11 焊后热处理第29页/共83页第30页/共83页第31页/共83页4 评定4.1 范围 焊接工艺规程（WPS）和焊接人员资格的评定试验要求如下：A 通用要求 这一部分包括WPS 和焊接人员资格这两部分的通用要求。B 焊接工艺规格（WPS） 这一部分包

11、括焊接工艺规程（WPS）的评定，而不按第三章中对WPS 进行的免除评定分类。C 资格评定 这一部分包括按规范要求进行的资格评定试验，以确定焊工、焊机操作工或定位焊工加工完好焊缝的能力。D CVN试验要求 这部分包括了CVN测试的一般要求和程序，当在合同文件中有规定时照办。第32页/共83页4.2 概述 本章阐述了焊接工艺规程（WPS）和焊接人员（定义为焊工、焊机操作工和定位焊工）资格的评定试验要求。 焊接人员的资格评定 按本规范要求雇用的焊工、焊机操作工和定位焊工，并且使用弧保护焊接SMAW、SAW、GMAW、GTAW、FCAW、ESW 或EGW 方法，必须为已按本章C 部分所述用适当试验通过

12、了资格评定的人员。 根据AWS B2.1 焊接工艺和人员资格评定标准进行标准试验而评定合格的焊工和焊机操作工在本规范范围内可予承认。第33页/共83页 有效期 焊工和焊机操作工-按本规范规定所作的焊工和焊机操作工的评定必须被视为无限期有效，但有下述情况之一则失效：（1）该焊工或焊机操作工停止其已获资格评定焊接方法的操作达6个月以上。（2）因一些特定理由而对该焊工或焊机操作工的能力产生疑问。 定位焊工-定位焊工如果通过C 部分所述的考核或通过了对焊工评定所要求的考核，则必须认为其在已评定考核的位置和方法上能够无限期合格地进行定位焊操作，除非因一些特定理由对该定位焊工的能力产生怀疑第34页/共83

13、页 焊缝位置 平焊缝（F），横焊缝（H），立焊缝（V）和仰焊缝（OH）。4.3 焊接工艺规程（WPS） 由WPS 评定覆盖的产品焊接位置必须符合表4.1 的要求。 评定WPS 的试验方法和合格判据 焊缝的目检、NDT、力学试验、宏观腐蚀试验 重新试验第35页/共83页第36页/共83页第37页/共83页第38页/共83页4.4 资格评定 本规范所要求的资格评定试验系专门制订的试验，用以评定焊工、焊机操作工或定位焊工加工完好焊缝的能力。本评定试验并不打算用作实际结构的焊接或定位焊的指南。实际结构必须按WPS 执行。 评定覆盖的产品焊接位置 评定覆盖的产品厚度和直径 通过WPS 评定进行焊工和焊机

14、操作工的评定 焊工和焊机操作工重新评定试验要求第39页/共83页第40页/共83页第41页/共83页第42页/共83页第43页/共83页第44页/共83页第45页/共83页第46页/共83页5 制 作5.1 范围 由本规范认可的任何方法生产的焊接组件和结构的制作和安装，必须遵守本章所有适用条款（见3.2 和4.15）。5.2 母材 规定的母材 引弧板，引出板，衬垫板和嵌条的母材 第47页/共83页5.3 焊接材料的要求5.3.1 通则 焊条（丝）或焊丝焊剂组合的证明书 焊条类别的适配性 保护气体-AWS A5.32 焊接保护气体技术条件 贮存 状态5.3.2 SMAW 焊条 要求符合AWS A

15、5.1/A5.1MSMAW用碳钢焊条技术条件 或AWS A5.5/A5.5M SMAW用低合金钢焊条技术条件。第48页/共83页 低氢焊条贮存条件 在打开密封容器后，必须立即将焊条存放于烘箱中在至少250120保温下贮存。焊条必须进行再烘焙的次数严禁多于一次。已潮湿的焊条严禁使用。 认可的暴露大气时间 焊条暴露于大气中的时间小于表5.1 A 栏中允许值的焊条可放回保温烘箱中，在不低于250120温度下贮存，在该温度至少保温4 小时后可重新发放使用。 烘焙焊条 (1) 所有符合AWS A5.1 的低氢药皮焊条必须在500260800430 烘焙至少2 小时。 (2) 所有符合AWS A5.5 的

16、低氢药皮焊条必须在700370800430 烘焙至少2 小时。第49页/共83页 用于ASTM A514 或A517 钢的焊条限制 当用于焊接ASTM A514 或A517 钢时，E7018M 和E70XXH4R 以外，任何级别低于E100XX-X 的焊条，不管是否包装于密封容器中，使用前都必须在700 370800430 烘焙至少1 小时。5.3.3 SAW焊丝焊剂 焊丝-焊剂组合要求 焊剂状态 焊剂的回收第50页/共83页5.3.4 GMAW/FCAW焊条(丝) 焊缝金属屈服强度不大于60 ksi 415 MPa 必须符合最新版的标准AWS A5.18/A5.18M GMAW用碳钢焊条技术

17、条件或 AWS A5.20/A5.20M FCAW 用碳钢焊条（丝）技术条件。 焊缝金属屈服强度大于60 ksi 415 MPa 必须符合最新版的AWS A5.28/A 5.28M GMAW用低合金钢焊条技术条件，或 AWS A5.29/A 5.29M FCAW用低合金钢焊条（丝）技术条件，第51页/共83页5.4 WPS 参数 焊接参数必须与书面WPS 的要求相符。5.5 预热和道间温度 母材必须预热至不低于WPS 中所列的最低温度。 对于组合母材，必须将最低预热温度中的最高值作为最低预热温度。 预热范围是在焊接点周围所有方向上不得小于焊件的最大厚度值，但不得小于3 in. 75mm。 除W

18、PS 指明另有要求外，最低道间温度必须与预热温度相等。 预热温度和道间温度必须在每一焊道即将引弧施焊前加以核对。 第52页/共83页5.6 焊接和切割设备5.7 焊接环境 最大风速-气体保护焊严禁在鼓风或有风情况下操作。焊接处附近最大风速不能超过每小时5 英里每小时8 千米。 最低周围温度-严禁在下述情况下焊接： (1)周围温度低于0-20 (2)焊件表面潮湿或暴露于雨、雪中，或 (3)高的风速，或 (4)焊接人员暴露于险恶条件下。5.8 最小角焊缝尺寸 除用以加强坡口焊缝的角焊缝外，最小角焊缝尺寸必须如表5.8 中所示。第53页/共83页第54页/共83页第55页/共83页5.9 母材的准备

19、 母材上待熔敷焊缝金属的表面必须光洁、匀整，且无毛刺、撕开、裂纹和其他对焊缝质量与强度有不利影响的缺陷。 接头准备-机加工、热切割、刨槽（包括等离子弧切割和刨槽）、铲凿或打磨都可用作接头准备的加工，或用以除去不合格的工作物或金属，但氧气刨槽严禁用于调质钢和正火钢。 粗糙度要求-材料厚度3/16in.5mm，只有厚度3 in. 75mm的型材或板材、如果在矫直后和装配中、根部间隙不能足够靠近以符合这一公差的情况除外。如果间隙超过1/16 in. 2mm，则角焊缝焊脚尺寸必须按根部间隙值而增加，否则承包商必须证明已达到所要求的焊缝有效厚度。5.13.2 PJP坡口焊缝的组装第60页/共83页5.1

20、3.3 对接接头的校直（对准） 偏离值严禁超过连接的较薄件厚度10%，或1/8 in. 3mm，取两者中之较小值。 圆周焊缝对齐（管材）-相邻两环缝的距离严禁小于一个管子的直径或 3 ft 1m，取两者中之小值。相邻两管的纵向焊缝必须至少错开90，小于90要得到用户和制造商的同意。 坡口尺寸的纠正-根部间隙不大于较薄件厚度的2 倍或3/4in. 20mm（取两者中小值），可在部件焊接连接之前用焊接的方法予以纠正，以达到合适的尺寸。超过上述容许范围的根部间隙，只有得到工程师认可，才可用焊接方法修正。第61页/共83页5.14 焊接结构部件的尺寸公差5.14.1 柱和桁架的直线度 当长度 45 f

21、t 15m 时， 为3/8 in.+1/8 in.(总长的英尺数45)/10 或10mm+3mm(总长的米数15)/35.14.2 梁和大梁的旁弯 1/8 in.总长的英尺数/10 或1mm总长的米数第62页/共83页5.15 焊缝剖面外形 所有焊缝符合表 6.1 的目检合格判据，并且除了本节所允许的以外，严禁有裂纹、焊瘤和图5.4中禁止的不合格的剖面缺陷。 角焊缝 断续角焊缝的例外 凸度 坡口的或对接的焊缝-在对接接头和角接接头中，表面余高严禁超过 1/8 in. 3mm。第63页/共83页第64页/共83页第65页/共83页5.16 返修 焊缝金属或部分母材的清除可用机加工、打磨、铲凿或刨

22、槽的方法进行。调质钢上严禁使用氧气刨槽。对于任何尺寸的不足必须熔敷焊缝金属加以补偿。5.16.1 承包商选择 焊瘤，过份凸起，或余高过大-必须清除过量的焊缝金属。 过份的焊缝凹陷或弧坑，焊缝尺寸不足，咬边-必须对表面进行准备并熔敷补充的焊缝金属。 不完全熔合，过量的焊缝气孔，或夹渣-必须清除不合格部分并重焊。 焊缝或母材的裂纹-必须用酸蚀、磁粉检查、着色渗透检查或其他可靠的方法确定裂纹的范围；还必须清除裂纹和超出裂纹每一端的2 in. 50mm的完好金属并重焊。第66页/共83页5.16.2 局部加热返修的温度限制5.16.3 工程师认可5.16.4 难以返修的不合格焊缝5.17 锤击 为了控

23、制厚板焊缝中的收缩应力，可对中间焊层进行锤击，以防止开裂或变形、或同时防止两者。严禁对焊缝根部、表面焊层或焊缝边的母材进行锤击。5.18 捻缝（凿密） 捻缝（凿密）系采用机械方法使焊缝和母材表面塑性变形，以使缺陷封闭或隐没。对规定的最低屈服强度大于50ksi 345MPa 的母材禁止捻缝（凿密）。第67页/共83页 对规定的最低屈服强度等于或小于50 ksi 345MPa 的母材，可进行捻缝（凿密），但要： (1) 所有的检验已经完成且验收合格。 (2) 有必要进行捻缝（凿密）以防止涂敷（保护层）失败。 (3) 捻缝（凿密）的技术和限制获得工程师同意。5.19 电弧击伤 电弧击伤导致的裂纹或损

24、伤必须打磨成光滑外形，并作检查以保证金属完好。5.20 焊缝清理 过程中清理、完工焊缝的清理5.21 焊缝引弧板和引出板第68页/共83页6 检 验6.1 适用范围 第6 章包括对检验人员的资格评定与职责的所有要求，缺陷的验收准则，以及无损检测（NDT）工艺。6.1.1 检验人员资格评定的要求 资格评定的根据（1）符合AWS QC1 焊接检验员资格评定和证书的标准和指南规定的、由AWS 认证的、当前或以前的焊接检验员证书（CWI）：或者（2）加拿大焊接局（CWB）颁发的、符合加拿大标准协会（CSA） W178.2 焊接检验员资格评定、当前或以前的资格证明：或者（3）在金属制造、检验和测试方面经

25、过培训或有这方面经历、或两者都有的个人，能够胜任检验工作。第69页/共83页 有效期限 视力测试-检验员和助理检验员必须通过裸视或带校正视力镜片的测试，以证明其在 1217 in 300 430 mm 距离上有 Jaeger J-2 级 的近距离视力敏锐度。所有检验人员的视力测试应该每三年进行一次，必要时也可少于三年。6.1.2 检验员的责任 检验员必须查明所有的焊接制造和安装符合合同文件的要求。6.1.3 向检验员提供的项目 必须向检验员提供完整的工作图，其中标注所有焊缝的尺寸、长度、类型和部位，还必须向检验员提供合同文件中规定的与产品的制造或安装、或两者兼有的有关的材料和质量要求。第70页

26、/共83页6.2 WPS 的检验6.2.1 免除评定的WPS 承包商检验员必须确保用于施工的所有免除评定的WPS 符合第3 章、第5 章和合同文件的要求。6.2.2 经试验评定的WPS 承包商检验员必须确保所有经试验评定的WPS 符合第4 章、第5 章和合同文件的要求。6.2.3 生产中的WPS 承包商检验员必须证实所有焊接操作是按符合本规范和合同文件要求的WPS 进行的。第71页/共83页6.3 焊工、焊机操作工、定位焊工的资格评定的检验6.3.1 资格确认 检验员必须只允许按照第4 章要求通过资格评定的焊工、焊机操作工和定位焊工进行焊接操作，或必须确保每一焊工、焊机操作工或定位焊工以前已经

27、在其他认可的监督下证明这种资格并由工程师按4.1.2.1 批准。6.3.2 根据工作质量重新评定6.3.3 合格证失效后重新评定 评定合格的焊接方法中已中断操作六个月以上，则检验员必须要求他们重新进行资格评定。第72页/共83页6.4 工作检验和记录 焊缝的尺寸、长度和位置 检查范围 检查程度 检验完毕后的检验员标记 记录的保存6.5 承包商的职责 承包商必须负责目视检验，并必须根据本规范的要求对材料和工艺方面所有不足之处进行必要的纠正。第73页/共83页6.6目检 所有焊缝必须目检，且如满足表6.1 所列的条件即必须认为合格。6.11 NDT 所有NDT 方法，包括设备要求和鉴定，人员资格评定和操作方法，均必须符合第6 章的规定。验收判据必须按本章的规定。需作无损检测的焊缝必须先按6.6 规定目检合格。 要求作无损检测的焊缝，可以在完工焊缝冷却至环境温度后立即开始检测。对ASTM A514、A517 钢和A709 100 及100W 级钢，则规定必须在焊缝完工后至少48小时才能按对这些钢的验收判据作无损检测。第74页/共83页第75页/共83页第76页/共83页第77页/共83页8 现有结构的补强与修理8.1 通用要求 对现有结构的补强或修理是指符合于工程师规定的设计要求的修改。工程师必须准备