钢结构工程施工钢结构焊接方法及主要技术措施

6.1 焊接概况 16.2 焊接顺序 26.2.1 整体焊接顺序 26.3 焊接材料和焊接方法 26.3.1 焊接材料 26.3.1.1 焊丝选择 26.3.1.2 CO2气体的选择要求： 26.3.2 焊接方法 26.4 焊接工艺 36.4.1 焊接工艺流程 36.4.2 工艺参数 36.4.3 焊接工艺 46.4.4 焊接设备 46.4.4.1 主要焊接设备 46.4.4.2 焊接检测设备 56.4.4.3 焊接辅助设备 66.4.5 焊接应力应变控制措施 66.4.5.1 收缩量大的先焊接 66.4.5.2 锤击法减小焊接残余应力 66.4.5.3 特殊位置焊接 76.4.6 焊接质量控制措施 76.4.6.1 焊接质量控制流程 76.4.6.2 焊工的管理 86.4.6.3 焊前预热 96.4.6.4 防风措施 106.4.6.5 焊接引弧板、引出板和焊接衬板要求 106.4.6.6 焊缝检测质量保证制度和措施 106.4.7 焊接返修 116.4.7.1 返修方案确定 116.4.7.2 返修方法 11焊接概况焊接构件形式主要为H型钢及钢板。钢板最大板厚为65mm，钢材材质为Q420B。焊接节点为H型钢柱焊接。焊接顺序整体焊接顺序本工程钢结构焊接顺序为：H型钢柱对接就我后，第一遍先进行翼缘板对称焊接→腹板焊接→劲板焊接→牛腿和套筒焊接→栓钉焊接→最后是施工现场对接口的焊接。焊接材料和焊接方法焊接材料焊丝选择材质焊丝型号焊丝直径（mm）使用部位Q420BSLDY601Tφ1.2H型钢柱焊接Q420BER55-D2φ1.2H型钢柱焊接(定位焊）CO2气体的选择要求：项目要求组分含量（%）CO2含量（V/V）≥99.9液态水不得检出油不得检出水蒸气+乙醇量（m/m）≤0.005气味无异味焊接方法1、本工程H型钢现场对接焊缝采用CO2气体保护焊，焊丝符合3.1.1的有关规定；2、药皮手工电弧焊：手工电弧焊主要用于锚件的定位焊接。焊接工艺焊接工艺流程工艺参数焊接方法焊条电流规格范围DSE50153.2反接100～13020～25DSE50154.0反接130～16020～30焊接工艺H型钢柱，采取多层多道焊，以控制层间温度。上一层焊缝起熄弧点须与下一层起熄弧点相距30mm以上，避免引起弧熄弧时产生的缺陷积聚于一点。焊接设备主要焊接设备1、钢柱焊接2、其它辅助焊接1、钢柱焊接2、其它辅助焊接焊接检测设备焊接辅助设备用于钢柱、钢梁等部位焊接接头处的焊前预热及焊后保温。用于钢柱、钢梁等部位焊接接头处的焊前预热及焊后保温。焊接应力应变控制措施收缩量大的先焊接在焊缝较多的组装条件下焊接时，采取先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝；先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝，后焊拘束度小而能自由收缩的焊缝原则。锤击法减小焊接残余应力在每层焊道焊完后立即用圆头敲渣小锤或电动捶击工具均匀敲击焊缝金属，使其产生塑性延伸变形，并抵消焊缝冷却后承受的局部应力。但根部焊道、坡口内及盖面层与母材坡口的两侧焊道不宜捶击，以免出现溶合线和近缝区的硬化及裂纹。特殊位置焊接H型钢构件连接位置下翼缘的焊接，因焊道不能一次焊接完成，在焊接过程中需要焊工在腹板两侧分段焊接，其中当焊接到障碍位置息弧后从另外一侧接弧继续焊接，在焊接过程中应该将各个息弧点适当的错开，以避免起弧息弧点重叠造成该位置的夹渣、未溶合等缺陷。焊接质量控制措施焊接质量控制流程控制流程见下图表安装、高强度螺栓验收合格安装、高强度螺栓验收合格施工准备焊前检查焊前检查内容：1.焊接设备、焊接工具齐全有效2.CO2气路畅通3.安全措施齐全4.焊接坡口尺寸5.接火灭火器材齐全有效6.焊接配合工种、看火人到位施工准备内容:焊接操作平台焊接防风保温棚搭设完成焊前检查结果记录坡口清理、衬板检查、引弧收弧板焊前预热温度检查定位焊打底焊中间层焊接焊接过程检查：焊接电流、焊接电压、焊接速度焊道清理层间温度测量、控制气体流量、压力、纯度送丝速度及稳定性焊接层数、焊道宽度盖面层焊接按规定后热、保温焊缝外观检查填写焊接记录表超声波探伤填写正式报告工序交接合格合格缺陷记录、返修不合格不合格焊工的管理参加本工程主体结构焊接作业的焊工应按照《钢结构焊接规范》的要求进行附加考试。附加考试合格的焊工方能上岗作业，且考试合格的焊工仅允许在考试合格的范围内施工，严禁焊工在超出自己焊接考试合格范围之外的位置进行焊接作业。焊工在进行焊接作业之前焊接工程师应对其进行详细的焊接技术交底，并编制焊接工艺卡。焊工作业的过程中应该严格按照焊接工艺卡的要求进行焊接施工，每个焊工在焊接操作之前应该认真填写焊前检查记录，焊前检查合格之后才能开始焊接工作。焊工在焊接全过程中发现任何可疑的母材缺陷、焊接裂纹等缺陷，必须报告焊接工程师，由焊接工程师及总工确定处理方案之后方可继续进行焊接作业。焊工无权私自处理任何与焊接有关的裂纹等缺陷。焊前预热（1）焊接加热方法的选择母材加热可以用特质烤枪或电热板，测温器采用电子测温仪。温控箱加热板焊接预热之前将电加热板贴于焊缝两侧，加热板的宽度不小于焊接位置板厚的2倍以上，当电子加热控温仪达到指定加热温度后用测温仪进行复测，测温点在电弧经过前的焊接点处各方向至少75mm处，对T型接头应该增加板反面测温。（2）最低预热温度的要求焊接接头的预热常根据环境温度、焊接拘束度、裂纹敏感指数及碳当量的不同常常有所区别，在正式焊接之前应该根据母材的裂纹敏感指数、碳当量和拘束度计算出焊接预热温度，并通过与现场焊接条件相同的焊接工艺评定最终确定焊前预热温度。（3）焊后后热及保温焊接完成后钢板厚大于40mm的位置应该采取后热措施，后热温度为200℃-250℃，在该温度下保温时间以母材板厚每25mm保温半小时计，随后缓慢冷却，加温、测温方法与预热相同。后热采用电加热板进行加热，当温度加热到指定温度后，不要将加热板移开，直接采用电加热板进行后热保温，电加热板本身具有保温性能，直到温度缓慢冷却到环境温度为止。防风措施环境因素对焊接影响较大，主要为风的影响，因此在焊接施工时使用厚帆布搭设防风措施，并将接头区域周围封闭严实，以防止风力对焊接质量的影响。防风棚搭设如下图。焊接引弧板、引出板和焊接衬板要求（1）对接接头的全熔透焊缝的两端，必须配置引弧板和引出板，严禁在焊缝以外的母材上打火、引弧。单面坡口的焊缝需装配焊接衬板。引弧、引出板材质和坡口形式与被焊工件相同，禁止用其他钢板随意代替。（2）引弧板和引出板的引出长度应大于25mm，其厚度不应小于6mm，宽度大于50mm，长度大于30mm，宜为构件板厚的1.5倍。焊接衬板的宽度大于50mm，长度等于焊缝长度和引弧、引出板的总长，焊接衬板与焊件背面应该紧密贴合，其装配间隙应该小于1mm。（3）焊接完成超声波检查合格后，应用气割切除引弧和引出板并修磨平整，割去引弧、引出板、衬板时应该预留5-10mm，不得用捶击落。（4）双面坡口全熔透清根要求双面坡口的全熔透焊缝，均应在2-3道焊接之后在焊件的反面清根。清根采用碳弧气刨的方法，刨槽表面不应残留夹碳或夹渣，清根后用角向磨光机将清根部位打磨干净，之后方可继续施焊。焊缝检测质量保证制度和措施焊接完成后，先对节点焊缝进行外观检查，并做好记录。再使用超声波探伤仪对100%的节点进行超声波无损探伤检查，并用焊缝高度卡尺检查焊缝高度。质量标准应符合《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2020）所规定的一级焊缝的要求。钢结构安装过程中，焊接是最容易出现质量问题的分项，以下是几种常见焊接质量问题的纠正及预防措施。（1）焊缝咬边：产生的主要原因：焊接时电流过大；焊接中焊条角度不当；焊接操作的速度不当；焊接电弧过长；焊条直径选用不当。处理对策：咬边深度超过允许偏差的进行补焊；（2）未熔合：产生的主要原因：焊接电流过小；焊接速度过快；坡口形状不当；坡口未清理干净；焊接区域热量不够；处理对策：用碳弧气刨、打磨等方式将缺陷清除后进行补焊。（3）裂纹：产生的主要原因：焊条含氢量过多；在大刚度的焊接部位焊接、收弧过快，产生弧坑引起。处理对策：将裂纹处及两端各延长50mm处同时铲除，重焊。焊接返修经无损检测确定焊缝内部缺陷超标必须返修时要根据以下规定进行返修。返修方案确定返修前应由焊接工程师编制返修方案。返修方法（1）根据无损检测确定的缺陷位置、深度，用砂轮机打磨或碳弧气刨清除缺陷。缺陷为裂纹时，在碳弧气刨前应在裂纹两端钻止裂孔并应清除裂纹两端各50mm长的母材。（2）用碳弧气刨刨开焊缝时应将刨槽开成每侧边坡口面角度大于150的坡口形状，并修整理表面、磨除气刨渗碳层，必要时用渗透或磁粉探伤方法确认裂纹已经彻底清除。（3）焊接修补应在坡口内引弧，熄弧时应填满弧坑，多层焊层间应该错开接头，焊缝长度应在100mm以上，补焊长度小于500mm时，可以从中部起弧，并采用逆向焊接法。熄弧处宜超出槽边20mm，如下图所示，如长度超过500mm时应采用分段退焊法。焊接热输入应比开始焊接适当增大。（4）返修焊接部位应一次连续焊成，如因故需要中断焊接时，应采取后热、保温措施、防止产生裂纹。焊缝返修焊前预热温度和层间温度应控制在1190C~1900C，比一般预热温度高25~300C，焊接采用低氢型焊接材料（CO2焊丝本身就是低氢型焊接材料），焊后增加后热处理，并适当的将后热温度提高25~500C。（5）同一部位（焊缝正、反面各作为一个部位）焊补次数不宜超过2次。对2次返修仍不