钢结构焊接工程

监理工作手册第三分册钢结构焊接工程质量控制建设监理有限公司焊接工艺基础知识1焊接工艺评定2常见焊接缺陷的介绍和成因3焊接工程的验收4焊接工艺基础知识第一节焊接的定义第二节焊接工艺第三节焊接基本工艺参数第四节焊接辅助工艺01第一节焊接的定义焊接焊接就是指被焊工件通过加热或加压或两者并用的方式，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性的工艺过程。标题三第二节焊接工艺1.焊接坡口形式和焊缝基本符号第二节焊接工艺1.焊接坡口形式和焊缝基本符号第二节焊接工艺1.焊接坡口形式和焊缝基本符号第二节焊接工艺1.焊接坡口形式和焊缝基本符号第二节焊接工艺2、焊缝尺寸和符号第二节焊接工艺3、焊接方法代号第二节焊接工艺4、焊缝尺寸和符号第二节焊接工艺ABCD退火正火淬火回火5、常见的热处理方法及用途第二节焊接工艺第二节焊接工艺第二节焊接工艺第二节焊接工艺第二节焊接工艺6.焊缝无损检测方法（常见）第三节焊接基本工艺参数1.焊条（丝）直径焊条（丝）的直径与焊接电流和焊件厚度成正比3.送丝与运条速度焊接（自动焊）时送丝或行走速度与本次焊道厚度、宽度成反比，与焊接电流成正比2.焊接电流与电压焊接电流是最重要的工艺参数，焊接电流应随焊条（丝）的直径增大而增大焊接电压是控制焊缝成型均匀和宽度的参数第四节焊接辅助工艺ABCD焊前预热后热焊后热处理焊接应力与变形第四节焊接辅助工艺焊前预热后热焊后热处理根据材料和环境温度确定，加热温度一般为50℃~400℃，铸铁热焊可达600℃~700℃。焊接缺陷（裂纹）的出现，是与冷却速度直接相关的。对于某些材料，往往在焊后对工件进行适当加热，以降低其冷却速度。对于淬硬性较高的材料，焊接时会出现较多的淬硬组织和较大的焊接残余应力，从而增大冷裂倾向。为此，对于高强钢的重要焊接结构，往往需要在焊后进行局部或整体热处理。焊后热处理的方法有焊后正火、回火、退火、脱氢处理等。第四节焊接辅助工艺防止和减少焊接应力与变形的有关措施减少应力的措施减少变形的措施设计方面1.在保证结构有足够的强度的前提下，尽量减少焊缝的长度，合理选择坡口形式。2.对称布置焊缝。3.适当采用冲压件，以减少焊缝的长度。4.使用装卡器具装配，以提高装配质量和效率。1.合理安排装焊顺序。2.合理安排焊接顺序。3.反变形法。4.刚性固定法。5.冷却散热法。1.合理安排焊接顺序，比如：使焊缝能自由收缩、先焊收缩大的焊缝、交叉焊缝先焊横后焊纵。2.预热法、锤击法去除内应力。3.焊后热处理。焊接工艺评定第一节焊接工艺评定的目的第二节焊接工艺评定的一般程序第三节焊接工艺评定的接头代号第四节焊接工艺评定的焊接方法分类02第五节焊接工艺评定的试验项目第一节焊接工艺评定的目的焊接工艺评定就是对事前拟定的焊接工艺能否焊出合乎质量要求的焊接接头进行评价。焊接工艺评定试验不是金属材料的焊接性试验，它是在材料焊接性试验后，产品投产之前，在施焊单位的具体条件下进行的。试验要求：1.试验用的试件必须反映产品结构的特点，其形状和尺寸由国家标准统一规定；2.焊接试件所使用的工艺为准备采用的焊接工艺；3.评定的内容是对用该工艺焊接的接头的使用性能进行评定，其中主要是力学性能；4.评定接头质量的标准是国家有关法规和产品的技术要求。1.工艺层面第一节焊接工艺评定的目的《钢结构焊接规范》GB50661中第6.1.1（强制性条文）除符合本规范第6.6节规定的免予评定条件外，施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理制度以及焊接工艺参数、预热和后热措施等各种参数的组合条件，应在钢结构构件制作及安装施工之前进行焊接工艺评定。

《钢结构工程施工验收规范》GB50205中第5.2.3施工单位对其首次使用的钢材、焊接材料、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。2.规范层面第二节焊接工艺评定的一般程序15423焊接工艺评定立项通常由施工单位的设计或工艺技术管理部门根据结构、材料、接头形式、所采用的焊接方法和钢板厚度范围，提出需要焊接工艺评定的项目。下达焊接工艺评定任务书所提出的焊接工艺评定项目经过审批程序后，根据有关法规和产品的技术要求编制焊接工艺评定任务书。其内容包括：接头形式、母材金属牌号与规格、对接头性能要求、检验项目和合格标准。编制焊接工艺指导书焊接工艺指导书又称焊接工艺规程设计书，由焊接工艺工程师按照工艺评定任务书提出的条件和技术要求进行编制。试件的焊接试件的焊接应由考试合格的熟练焊工，按焊接工艺指导书规定的各种工艺参数焊接。试件的检验试件焊完后先进行外观检查，后进行无损探伤，最后进行接头的力学性能试验。若不合格，则分析原因，重新编制焊接工艺知道书，重焊试件。添加标题6编写焊接工艺评定报告所要求评定的项目经检验全部合格后，即可编写焊接工艺评定报告。焊接工艺评定报告经审批后方可实施。第三节焊接工艺评定的接头代号第四节焊接工艺评定的焊接方法分类焊接方法分类第五节焊接工艺评定试验项目检验试样种类和数量第五节焊接工艺评定试验项目试样检验合格标准应符合下列规定

1接头拉伸试验应符合下列规定：

1）接头母材为同钢号时，每个试样的抗拉强度不应小于该母材标准中相应规格规定的下限值；对接接头母材为两种钢号组合时，每个试样的抗拉强度不应小于两种母材标准中相应规格规定下限值的较低者：厚板分片取样时，可取平均值；

2）栓钉焊接接头拉伸时，当拉伸试样的抗拉荷载大于或等于栓钉焊接端力学性能规定的最小抗拉荷载时，则无论断裂发生于何处，均为合格。

2接头弯曲试验应符合下列规定：

1）对接接头弯曲试验：试样弯至180°后应符合下列规定：各试样任何方向裂纹以及其他缺欠单个长度不应大于3mm；各试样任何方向不大于3mm的裂纹及其他缺欠的总长不应大于7mm；四个试样各种缺欠总长不应大于24mm；

2）栓钉焊接弯曲试验：试样弯曲至30°后焊接部位无裂纹。第五节焊接工艺评定试验项目试样检验合格标准应符合下列规定3冲击试验应符合下列规定：焊缝中心及热影响区粗晶区各三个试样的冲击功平均值应分别达到母材标准规定或设计要求的最低值，并允许一个试样低于以上规定值，但不得低于规定值的70%。4宏观酸蚀试验应符合下列规定：试样接头焊缝及热影响区表面不应有肉眼可见的裂纹、未熔合等缺陷，并应测定根部焊透情况及焊脚尺寸、两侧焊脚尺寸差、焊缝余高等。5硬度试验应符合下列规定：

I类钢材焊缝及母材热影响区维氏硬度值不得超过HV280，II类钢材焊缝及母材热影响区维氏硬度值不得超过HV350，III、IV类钢材焊缝及热影响区硬度应根据工程要求进行评定。第五节焊接工艺评定试验项目夏比冲击功试件第五节焊接工艺评定试验项目宏观酸蚀试验图第五节焊接工艺评定试验项目维氏硬度试验第五节焊接工艺评定试验力学报告常见焊接缺陷的介绍和成因03第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因常见焊接缺陷第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因1.未焊满第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因2.根部收缩第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因3.咬边在工件上沿焊缝边缘所形成的凹陷叫咬边，如图下所示。它不仅减少了接头工作截面，而且在咬边处造成严重的应力集中。第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因4.裂纹第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因4.裂纹第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因5.电弧擦伤第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因6.弧坑裂纹第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因7.焊瘤第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因8.飞溅第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因9.夹渣焊缝中夹有非金属熔渣，即称夹渣。夹渣减少了焊缝工作截面，造成应力集中，会降低焊缝强度和冲击韧性。第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因10.熔深不达标第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因11.层状撕裂第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因12.气孔焊缝金属在高温时，吸收了过多的气体（如H2）或由于溶池内部冶金反应产生的气体（如CO），在溶池冷却凝固时来不及排出，在焊缝内部或表面形成孔穴，即为气孔。它减少了焊缝有效工作截面，降低接头强度。若有穿透性或连续性气孔存在，会严重影响焊件密封性。第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因13.角焊缝厚度不足第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因14.角焊缝焊脚不对称第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因15.未熔合熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未能完全熔化结合的部位。易造成应力集中。第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因16.烧穿烧穿是指部分熔化金属从焊缝反面漏出，甚至烧穿成洞，它使接头强度下降。第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因17.过烧第三部分常见焊接缺陷的介绍和成因18.脱碳焊接工程的验收第一节焊缝验收前应满足的条件第二节焊缝表面质量验收第三节焊缝内部质量验收04第一节焊缝验收前应满足的条件1.人员技能要求5.2.2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。检查数量：全数检查检验方法：检查焊工合格证及其范围、有效期第一节焊缝验收前应满足的条件焊接人员技能分类及适应认可范围第一节焊缝验收前应满足的条件2.材料要求5.2.1焊条、焊丝、焊剂、电渣焊熔嘴等焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准《钢结构焊接规范》GB50661的规定。焊条、焊剂、药芯焊丝、熔嘴等在使用前，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。第一节焊缝验收前应满足的条件3.工艺要求5.1.3碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成焊接24h后，进行焊缝探伤检验。5.2.3施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理等各种参数及参数的组合，应在钢结构制作及安装前进行焊接工艺评定试验。焊接工艺评定试验方法和要求，以及免予工艺评定的限制条件，应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的有关规定。5.3.1施工单位对其采用的焊钉和钢材焊接应进行焊接工艺评定，其结果应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。瓷环应按其产品说明书进行烘焙。第二节焊缝表面质量验收5.2.5T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，其焊脚尺寸不应小于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焊缝的焊脚尺寸为t/2，且不应大于10mm，焊脚尺寸的允许偏差为0~4mm。5.2.6焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。一级、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且一级焊缝不得有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。检查数量为每批同类构件抽查10%，且不应少于3件；被抽查构件中，每一类型焊缝按条数抽查5%，且不应少于1条；每条检查1处，总抽查数不应少于10处。检验方法：观察检查或使用放大镜、焊缝量规和钢尺检查，当存在疑义时，采用渗透或磁粉探伤检查。5.2.10焊成凹形的角焊缝，焊缝金属与母材间应平缓过渡；加工成凹形的角焊缝，不得在其表面留下切痕。5.2.11焊缝感观应达到：外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与基本金属间过渡较平滑，焊渣和飞溅物基本清除干净。第二节焊缝表面质量验收二级、三级焊缝外观质量标准（mm）第二节焊缝表面质量验收对接焊缝及完全熔透组合焊缝尺寸允许偏差（mm）第二节焊缝表面质量验收部分焊透组合焊缝和角焊缝外形尺寸允许偏差（mm）第二节焊缝表面质量验收第二节焊缝表面质量验收5.3.1施工单位对其采用的焊钉和钢材焊接应进行焊接工艺评定，其结果应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。瓷环应按其产品说明书进行烘焙。5.3.2焊钉焊接后应进行弯曲试验检查，焊钉根部焊脚应均匀，其焊缝和热影响区不应有肉眼可见的裂纹。检查数量：每批同类构件抽查10%，且不应少于10件；被抽查构件中，每件检查焊钉数量的1%，但不应少于1个。检验方法：焊钉弯曲30°后用角尺检查和观察检查。5.3.3焊钉根部焊脚应均匀，焊脚立面的局部未熔合或不足360°的焊脚应进行修补。检查数量：按总焊钉数量抽查1%，不少于10个。第三节焊缝内部质量验收5.2.4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，其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准《钢焊缝超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345或《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323的规