高强钢焊接工艺规范

1高强钢焊接工艺规范Q/XZJ13005-2010工艺技术部2010年8月30日修改内容：增加了焊前准备、焊前检查等内容修改了定位焊接内容；修改了预热内容；修改了焊接内容；修改了焊后处理内容；增加了部分焊缝质量检验内容；高强钢焊接工艺规范31范围：本标准规定了高强钢（屈服强度＞460MPa的低合金高强钢）材料焊接施工过程的规范和要求。本标准适用于公司及外协厂家高强钢焊接的工艺设计及生产现场焊接操作。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T3375焊接术语JB/T5943-1991工程机械焊接件通用技术条件Q/XZJ13004焊接操作规范Q/XZJ15004焊缝质量与检验Q/XZJ13010焊接缺陷修补3术语和定义GB/T3375确立的术语和定义适用于本标准。高强钢焊接工艺规范44焊接工艺规范

4.1焊接方法：用熔化极气体保护焊（MAG）。

4.2保护气体：采用80%Ar+20%CO2混合气体。

4.3焊接材料：4.3.1焊接Q550钢：选用焊丝SLD-60或等强度工艺匹配焊材。4.3.2焊接DOMEX650MC钢：选用焊丝SLD-70或等强度工艺匹配焊材。4.3.3焊接20Mn2钢：选用焊丝SLD-70或等强度工艺匹配焊材。4.3.4焊接WELDOX700钢及DOMEX700MC钢：选用焊丝SLD-70或等强度工艺匹配焊材。4.3.5焊接WELDOX900钢及S890G1QL钢：选用焊丝UnionX90或GM120或等强度工艺匹配焊材。4.3.6焊接WELDOX960钢：选用焊丝UnionX90或GM120或等强度工艺匹配焊材。4.3.7焊接WELDOX1100钢：选用焊丝UnionX90或GM120或等强度工艺匹配焊材。高强钢焊接工艺规范54.4焊接准备除按Q/XZJ13004《焊接操作规范》相关规定执行外，特别要求如下：4.4.1清除待焊区域及到焊缝边缘表面25mm范围内的水（潮湿）、氧化皮、锈、油污、油漆等，并将灰尘杂物清除干净（见图1）。4.4.2焊材符合性和品质要求4.4.2.1焊丝表面应无油污，无锈蚀、镀铜层完好无损，表面光滑无毛刺，无明显打弯或扭曲现象，自由状态下松驰直径大于380mm，翘距小于25mm。4.4.2.2焊接同类别材料时，选用焊材与母材强度匹配应符合工艺和设计要求。遵循等强或低强匹配原则。4.4.2.3焊接不同类别材料时，应以低强材料作为选用焊材依据，同样遵循等强或低强匹配原则。高强钢焊接工艺规范64.4.3气体检查4.4.3.1气体流量控制在15-25L/min：气体流量过小，气体对熔池的保护不够，气体流量过大，会加大熔池的冷却速度，相当于加速冷却焊缝，对组织影响较大；4.4.3.2检查气体管路各处有无扭曲或压瘪等而影响供气现象。同时消除在焊接过程因移动管路而影响供气因素：4.4.3.3检查喷嘴处气体强弱均匀程度，是否因喷嘴内部存在飞溅或异物及联接不牢或边缘缺失而造成明显堵气、漏气的现象：高强钢焊接工艺规范7焊接用混合气体标准:原料气氩气纯度99.99%，水分含量≤10ppm（公司内部露点仪检测，其余项目氮、氧、氢等不定期委外检测）；原料气二氧化碳优等品纯度99.9%（L型二氧化碳测定仪），不能有液态水和油，水分含量≤

35ppm（露点仪检测）；混合气配比后分别检测气站配比柜和车间终端的混合气配比度和水分含量，二氧化碳含量20%（红外线气体分析仪检测），配置允差在含量的±10%以内，水分含量≤15ppm，如不符合标准要求需进行整改；高强钢焊接工艺规范84.4.4送丝性检查4.4.4.1清除送丝机运转部位的杂质并检查各联接件牢固和运转的稳定状态，调节送丝机构送丝压力和送丝稳定性。

包括清理送丝轮凹槽；4.4.4.2每班交接时需检查或采用压缩空气(不亦清除时可采用柴油浸泡半小时以上，柴油易燃，专用区域使用)清除干净送丝管内部，检查各处不允许存在折断错位现象。选用筒装焊丝时，外部送丝管应保证最小位置的弯曲半径大于300mm且不得同时存在两处。

检查送丝性：可在送丝时，用手握紧焊丝，查看焊丝是否能正常出丝；4.4.4.3喷嘴和导管应无油污、锈蚀，导电嘴无磨损并安装正确且紧固牢固。高强钢焊接不建议在喷嘴上涂硅油，主要是硅油涂抹过多，在焊接时有进入焊缝的危险，

自动喷硅油装置时雾状喷到喷嘴上，控制效果要略好。高强钢焊接工艺规范4.4.5参数调整和试焊4.4.5.1明确对所焊工件材料材质、板厚、坡口尺寸、接头形式、焊缝要求，并按工艺规范要求在废料上调整试焊。4.4.6工具准备：毛刷、钢丝刷、磨(抛)光机、剪丝钳、测温仪、焊接夹具、手锤、防护用具、手电筒等。

预热时一定要测量温度，把温度控制在要求的范围内；4.4.7焊接操作者须具备岗位资格且持证上岗，焊前的体质和精神状态应能够满足焊接要求。4.4.8焊前熟知工艺图纸要求4.4.9焊接作业区的光照度、周围环境和焊接防护用具能够满足焊接过程观察和防护需要。

周围环境没有影响焊工操作和影响焊缝内外部质量的因素。9高强钢焊接工艺规范104.5焊前检查4.5.1高强钢焊接坡口加工原则上应采用机械加工工艺方法获取。如采用热切割方法，坡口表面应无明显割痕（割痕深度不大于0.2mm），坡口表面不得有裂纹、夹层等缺陷，坡口面应无氧化层，坡口面应无明显凸凹不平，坡口边缘无挂渣，坡口角度应均匀，坡口钝边尺寸偏差和顶部棱边直线度波动应控制±0.5mm范围内，否则应采用磨光机进行修磨。4.5.2拼焊组对间隙不应大于2mm（1.5-2mm为最佳），

定位焊接在某种意义上比正式焊接更重要，决不能轻视它的重要性；定位焊接（拼箱时的点焊）应采用ER50-6焊丝进行定位焊接；

定位焊缝长度应大于40mm（如是短小焊缝，因为起头和收尾部位很接近，所以容易产生始端未焊透，收尾部分有裂缝的缺陷）

间距宜为500-600mm，且不存在气孔、裂纹、弧坑等缺陷和氧化物，否则应打磨清除干净后重焊；高强钢焊接工艺规范

定位焊应该避免在焊件的端、角等应力集中的地方进行；4.5.3焊接件组对偏移量应符合：钢板（或型材）对接偏移量≤0.1t（t为最薄板厚）且不大于2mm。4.5.4施焊前，焊工应检查焊接部位的组装和表面清理质量，如不符合要求，应修磨补焊合格并清理干净后方能焊接。4.5.5焊缝位置施焊空间不应影响正常焊接对焊枪角度和操作观察的要求，否则应调整拼焊顺序或要求设计部门予以更改。

焊枪的焊接姿态、角度和观察的视线直接影响焊接质量，不能良好的控制这些因素必然会形成焊接缺陷；11高强钢焊接工艺规范124.5.6当被焊工件表面潮湿或被雨淋、有冰雪覆盖时，不允许进行焊接。否则需经技术人员同意，应采取加热去湿除潮措施，在确定烘干后方可进行焊接。加热时不允许采用急火高温或某一位置长时间进行局部加热；热源匀速运动，温度控制在100℃左右；

此种特殊情况，需要生产与技术部门共同控制过程，掌握施焊过程以便于出现问题进行有效分析；4.5.7焊接设备是否完好运转正常。包括电焊机参数显示正常、地线接触良好、送丝轮旋转稳定、焊枪线缆抖动小，送丝平稳，导电嘴与焊丝接触良好，可产生稳定的电弧；4.5.8环境要求4.5.8.1环境相对湿度大于60%，应进行适当的焊前预热处理，如大于90%，则停止焊接。

采用温湿仪进行测量；

湿度过大会影响焊缝的扩散氢含量；高强钢焊接工艺规范4.5.8.2作业区风速应控制在2M/S以内（按蒲福风力等级标准划分，风速2M/S陆面判定：即常说二级风力，烟示风向，树叶微动，人面有感觉。），否则应采取防护措施。4.5.8.3环境温度低于20℃时，应采取适当的预热方法。4.5.8.4当环境温度低于0℃时不允许进行焊接。否则须在采取预热并保温措施的前提下，并由技术员确认及指导条件下方能进行施焊。

如果环境温度低于0℃，可对施焊现场进行遮挡保温，只要保证焊接区域在0℃即可；4.5.8.5焊接作业区应避免明显扬尘存在，否则应采取必要的防护措施。

尘土影响熔池的纯净度，影响焊缝质量；4.5.8.6避免周围焊接弧光对焊工造成干扰而应采取的必要防护措施。

确保良好的焊接视线；13高强钢焊接工艺规范144.6预热4.6.1采用氧-乙炔（丙烷）燃烧方式（或专用火焰加热器）进行加热，预热温度用测温计测量，预热区域在焊缝左右150mm区域内。

对于热量大小不同的加热器，要使用测温计严格控制预热的温度；

4.6.2预热按照图2所示进行加热和测量温度，在反面进行预热，预热后待温度均匀后，在正面测量温度。如不能在反面预热，也可在正面预热，但必须清除加热过程中在焊缝及焊缝周围25mm内产生的积碳；高强钢焊接工艺规范4.6.3同钢种进行焊接，所需预热和层间温度取决于最大厚度的钢板。

主要是钢板越厚，所需要的预热温度越高，如WELDOX960的10mm板和20mm钢板焊接，预热温度取决于20mm厚度的钢板；4.6.4不同钢种进行焊接，所需预热和层间温度由需要最高预热和层间温度的钢板决定。

主要是一般钢板强度级别越高，所需要的预热温度越高，如WELDOX700和WELDOX960钢板焊接，预热温度取决于WELDOX960钢板；1516材料牌号板厚（mm）3-66-1010-1515-2020-3030-4040-5050-6060-7070-8080-9090-130预热和层间温度（℃）WELDOX700室温75100WELDOX900室温75100超出尺寸范围WELDOX960室温75100超出尺寸范围WELDOX1100室温75125超出尺寸范围WELDOX1300室温100超出尺寸范围表1.预热和层间温度表高强钢焊接工艺规范4.6.5在焊接高强钢时，必须按照下列规范选择预热温度和层间温度，见表1。温湿度计测量环境温度低于5℃或环境相对湿度超过60%时，则表内所给温度应增加25℃。如果被焊接工件属刚性固定或焊接坡口角度及间隙增大时，则按表内温度相应增加25-50℃。174.6.6在其它条件不变时，T形接头应比对接接头的预热温度高25℃，若T形接头两侧角焊缝同时焊接时应按对接接头确定预热温度。

4.6.7对于拘束度或熔敷量较大的部位，为避免出现焊接裂纹，焊后可以立即采用石棉进行保温处理，保温时间按复合板厚每25mm不小于0.5小时，且总保温时间不得小于1小时来确定，达到保温时间后应缓冷到常温。亦可以在技术人员指导下，增加后热工序进行消氢处理，采用火焰加热器等进行加热，加热温度控制在200-250℃。

4.6.8预热温度检测须在检测部位停止加热后进行测量。高强钢焊接工艺规范注意：1、表中的数值均适用于非合金和低合金焊材。2、同一钢种不同厚度钢板焊接的预热和层间温度取决于厚度最大的钢板。3、不同钢种钢板焊接的预热和层间温度，由需要最高的预热和层间温度的钢板决定。4、表中数值为最低预热和层间温度值。预热温度值不应高于层间温度值。5、对于板厚25mm，应在停止加热2min后进行测量，对于板厚12.5mm，应在停止加热1min后进行测量，以此类推。6、室温（约为20℃）。184.6.9高强钢焊接层间温度值参照表1，上限值见表2。材料牌号WELDOX700EWELDOX900WELDOX960WELDOX1100WELDOX1300层间温度上限300℃300℃300℃200℃200℃表2.高强钢焊接层间温度上限4.7焊接4.7.1焊接顺序4.7.1.1对于对接接头、T形接头和十字接头坡口焊接，在工件放置允许条件或易于翻转的情况下，宜采用双面坡口对称顺序焊接。一般焊接，应从约束端向自由端焊接，由焊件的中心或焊缝的中心向外侧焊接；双面坡口焊缝相比单面角焊缝，可有效的控制焊接变形，并且填充量要小，焊工更加节省劳动时间，节省填充金属；高强钢焊接工艺规范

一般横向的收缩比纵向的收缩要大，所以先焊接横向焊缝，再焊接纵向焊缝；4.7.1.2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。4.7.1.3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。多层多道焊接方法遵循本标准4.7.5规定。19焊接时，焊缝的端部和尾部易产生未焊透和裂纹等缺陷，所以像端部和拐角的位置不能作为焊缝的起弧和收弧的；20高强钢焊接工艺规范4.7.1.4对于长焊缝宜采用分段退焊法或与多人对称焊接法同时运用。4.7.1.5宜采用跳焊法，避免工件局部加热集中。21高强钢焊接工艺规范224.7.2焊缝位置4.7.2.1应确保焊缝处于水平或船形位置时进行焊接，同时考虑熔池重力影响流动方向的因素，要合理调整焊枪摆角角度。不正确的焊接位置极易产生焊接缺陷，尽量采用水平位置焊接4.7.3焊枪倾角和摆角4.7.3.1焊枪倾角应控制在70°-80°之间，多层多道焊接时应对焊枪摆角进行控制，保证焊丝直对焊接面，特别是进行坡口面位置焊接时，保证焊丝尽可能直对焊接坡口面。（具体示意见图3）高强钢焊接工艺规范234.7.4焊接要点4.7.4.1开始焊接时应距焊缝端部10-20mm区域进行引弧,不断弧返回端部后,再进行正常方向焊接。焊缝的起弧和收弧位置要进行重点的检查，对于焊缝中断接头处应采用超声波或射线的方式进行检查。4.7.4.2不允许在弧坑位置进行引弧，同样应距其10-20mm，然后将电弧引向弧坑，待与原焊缝相熔后再按正常方向焊接。在焊缝的弧坑处直接引弧会出现未熔合、焊缝凸起等缺陷。高强钢焊接工艺规范4.7.4.3高强钢焊接过程应严格控制焊接速度和喷嘴距工件的距离。焊接干伸长保证在20mm。

收弧时，焊枪也应保持在正常焊接距离直至焊丝返烧熄弧，过早地移开焊枪，使熔池失去保护，易产生焊缝缺陷；4.7.4.4焊接过程禁止采取摆动的焊接方法。横向摆动焊接速度慢，热输入较大；

对于间隙较大的焊缝，可采用月牙式的摆动方式焊接；4.7.4.5禁止在工件端部或拐角部位置收弧，应距离其位置20mm以上。4.7.4.6如果不同强度级别的钢进行焊接，焊接材料要按较低强度级别的钢进行选择。但焊接工艺参数和操作规范则按较高强度级别的钢材要求制定。示例：WELDOX960钢与Q550钢焊接，焊丝采用SLD-70；DOMEX700MC钢与Q345钢焊接，焊丝采用ER50-6。24高强钢焊接工艺规范4.7.5多层多道焊接4.7.5.1高强度钢与高强度钢焊接且板厚≥8mm时，应采用多层多道焊接。4.7.5.2第一层打底焊接必须采用低强焊材（如ER50-6）进行焊接，在保证熔透情况下，尽可能采取小电流和电压及高焊接速度，减少热输入和焊缝厚度，焊缝厚度控制在总焊缝厚度1/5内但不大于6mm。第二层及以后都应使用规定的焊丝。4.7.5.3一条焊缝分段焊接时，搭接重叠尺寸应不低于15mm，多层多道焊缝每一道焊缝接口位置应错开而不应在一条垂直线上，每层道焊缝起收弧位置应错开尺寸40-60mm。

多层焊接为避免产生未焊透、夹渣，要特别注意坡口两侧的熔合情况，中间焊道与坡口间不宜形成“峡谷”。高强钢焊接工艺规范4.7.5.4多层道焊接应连续施焊，每一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，应清除后方可再焊。

4.7.5.5连续焊接过程中应控制焊接区母材温度，使层间温度的下限不低于预热温度，符合焊接温度控制要求。4.7.5.6多层焊时出现中断焊接，应采取适当后热、保温措施，再次焊接时重新预热，温度应高于初始预热温度。

断弧位置重新焊接前，应使用钢丝刷或角磨机打磨干净焊瘤和氧化物，避免出现缺陷；4.7.5.7塞焊和槽焊时，每层熔渣冷却凝固后，必须清除方可重新焊接。高强钢焊接工艺规范274.7.6高强钢焊接工艺规范按表3进行。

表3.高强钢焊接工艺规范厚度（mm）焊层焊接速度(cm/min)电流(A)电压(V)送丝速度(m/min)气体流量（L/min）4～6125～30170～19020～226～815-188～101～228～36240～26024～267～818-20121～328～36240～28024～287～818-20152～438～45260～28026～288～920-22183～532～42260～28026～288～920-2220～224～628～40260～28026～288～920-22256～726～44260～28026～288～920-22307～826～44260～28026～288～920-2235～408～1028～47280～30028～299～1022-25说明：1、焊接材料选用实丝焊丝，直径1.2mm。

2、焊接工艺参数选定基于对热输入值的控制和焊缝成形系数的要求。高强钢焊接工艺规范284.7.7焊接注意事项4.7.7.1焊后短时间内应尽可能避免吊转翻动或敲击焊件。4.7.7.2焊接增加引弧板，焊后应采用气割去除引弧板并预留打磨余量，将边缘修磨平齐，不得采用锤击等具有冲击方式去除引弧板。4.7.7.3组对间隙较大时，不得采用填塞焊条或铁块等不正确方法。

填塞焊条或铁块会引起根部未焊透，对于根部间隙较大的焊缝个增加钢衬垫或采用三点法焊接。高强钢焊接工艺规范4.7.7.4引弧部位应在焊缝区域且不应在焊缝端部，绝不允许在非焊缝区域进行引弧，否则增加引弧板。同时应避免电弧擦伤母材。4.7.7.5焊接收弧时忌留下弧坑，而应将弧坑填平。4.7.7.5尺寸超出允许偏差：对焊缝长度、宽度、厚度不足，中心线偏移，弯折等偏差，应严格控制焊接部位的相对位置尺寸，合格后方准焊接，焊接时精心操作。4.7.7.6焊后不准撞砸接头，不准往刚焊完的接头或钢材上浇水、油或以风冷方式进行快速降温。低温环境下应采用石棉或火焰加热器进行缓冷保护措施。4.7.7.7低温环境下焊接不准立即清渣，应等焊缝降温后进行。4.7.7.8隐蔽部位的焊缝必须验收合格后，方可进行下道工序。29高强钢焊接工艺规范304.7.7.9定位焊必须由持有相应岗位合格证的焊工进行施焊。定位焊焊缝应与最终焊缝有相同的质量要求。4.7.7.10严格按照要求进行预热和层间温度的控制，并保证焊接参数符合工艺规范要求。4.7.7.11焊工技能应定期进行评定，对于关键焊缝，应首先安排技能较高的焊工进行焊接，严禁安排学员进行高强钢的焊接。

4.8焊后处理4.8.1为保证焊缝表面、内在质量和检测需要，应进行焊渣、飞溅的清除和焊接缺陷的修补。4.8.2除非必要（即按照Q/XZJ15004标准，检验不合格时），应避免对焊缝本身或母材进行打磨。4.8.3焊接过程中可用锤尖敲击中间焊层，以减少后焊缝的收缩应力，防止裂纹产生。不应对焊缝根部、表面焊缝及焊缝边缘的母材锤击。4.8.4调整焊接变形有以下方法：4.8.4.1应采用改善焊接工艺参数、调整焊接顺序和焊前反变形等手段减小焊后变形和焊接拘束应力。高强钢焊接工艺规范314.8.4.2一般焊后不允许机械矫正和焊后热处理，除非特殊许可或设计规则有特殊说明。4.8.4.3如不得不采用机械的方法、加热控制改变变形的方法，必须有焊接工程师的现场指导。且加热温度在550℃以下，绝不允许超过550℃。4.8.4.4大型及厚板构件应采用刚性固定法增加结构焊接时刚性，但应确保刚性固定可靠。但绝不允许采用强制固定的方法.4.8.4.5大型结构宜采取分部组装焊接、分别矫正变形后再进行总装焊接或连接的施工方法。

高强钢焊接工艺规范4.8.5焊缝缺陷修补除按照Q/XZJ13010中的相关规定外，还应按照以下要求：4.8.5.1重要焊缝处不应采取碳弧刨、氧-乙炔切割等热切割的方法清除有缺陷的部分，避免渗碳或降低组织性能，应采取刨、磨、钻等冷加工方法清除有缺陷的部分。4.8.5.2对焊缝进行补焊时应比本规程4.6.3和4.7.3要求预热和控制层间温度相应增加。4.8.5.3补焊采用与正常焊接时一致的焊丝。4.8.5.4返修部位应连续焊成。4.8.5.5同一位置焊缝返修次数最多不能超过二次。返修前通知技术和品控部门并制定返修方案，返修作业要比正常焊接更加严格控制，不能随意操作。高强钢焊接工艺规范335焊缝质量检验