厂房钢结构雨棚施工钢结构现场焊接

7.1焊接对象分析 17.2钢结构节点大样图 57.3焊接工艺 57.3.1焊接方法选择和焊接工序 57.3.2焊接材料选择 67.3.3焊接参数 77.3.4焊接工艺评定 77.4焊接准备 97.4.1焊接人员 97.4.2焊接设备 97.4.3焊接技术准备 97.5焊接过程控制 107.5.1焊接质量控制 107.5.2操作环境控制 117.5.3施焊过程控制 127.5.4预热、层间温度控制和后热 137.6焊接质量保证措施 147.6.1质量保障技术措施 147.6.2焊工施工要求 147.6.2焊接检验方案 157.6.2焊接缺陷返修 187.6.3焊接施工安全管理措施 18本项目中钢结构工程为钢屋盖空间网格结构，屋面交叉节点焊接量较大；体量大、节点多，焊接工程量大；钢柱截面规格大，高空对接及焊接要求高。焊工的劳动强度高，对焊工的数量及焊接工程组织调度合理性要求高。7.1焊接对象分析钢材钢材材质要求表7.1-1 材材质序号名称材质1框架柱中钢骨Q345B2屋面网格构件、支撑斜杆Q345B3加劲肋、连接板同母材4节点区钢管、钢管封板Q345B5预埋件、锚栓Q345B6销轴、销轴节点耳板Q345B钢材性能要求钢材除具有抗拉强度、伸长率、屈服强度、屈服点和硫、磷含量的合格保证外，尚应具有碳含量、冷弯试验、冲击韧性的合格保证。钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率δ5不应小于20％。钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。1、Q235、Q345钢材质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700-2006)和《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-2008）的规定2、钢材强度设计值应符合《钢结构设计规范》（GBGB50017-2003）的规定。3、当采用其它牌号的钢材代换时，应符合有关标准的规定，并须经设计单位认可。焊接材料焊条、焊丝及焊剂牌号均为选配建议，焊条、焊丝及焊剂最终应根据焊接工艺评定确定，焊缝强度不应低于母材的强度，焊缝及热影响区冲击韧性要求同母材。焊缝金属应与主体金属强度相适应，当不同强度钢材焊接时，焊接材料强度应按强度较低的钢材选用。由焊接材料及焊接工序完成的焊缝，其机械性能不应低于原构件的等级3）焊缝质量等级各部位焊缝类型表9.1-4雨棚钢构各部位焊缝类型序号焊缝类型焊缝部位1全焊透焊缝(一)钢板、构件拼接（接长）焊缝；600mm100mm柱内设置的水平加劲隔板与柱壁板的连接焊缝；屋面钢网格构件、支承斜杆对接接头；2全焊透焊缝(二)网格构件翼缘与腹板的焊缝；构件变截面处加劲肋与翼缘、腹板的焊缝；焊接H钢柱，当腹板厚度＞25mm时，翼缘与腹板间的焊缝3全焊透对接与角接组合焊缝梁和支撑的翼缘、腹板与柱的连接焊缝；柱与柱脚底板的焊缝；悬挑梁根部，翼缘、腹板与支座或预埋件的焊缝；(加强焊脚尺寸应不小于翼缘板厚的1/4，但最大值不得超过10mm)4部分焊透的对接与角接组合焊缝14mm≤腹板厚度≤25mm翼缘、腹板的焊缝。(焊缝厚度应不小于腹板厚的1/2，且不小于14mm)5角焊缝当腹板厚度≤12mm腹板的焊缝。未注明的角焊缝的焊脚高度≥1.5t为较厚焊件厚度(mm)，且1.28mm时，同板厚。焊缝质量等级与检测方法表9.1-5 焊质等与检方法序号焊缝要求焊缝质量等级检测方法检测比例1全焊透焊缝(一)、全焊透对接与角接组合焊缝一超声波100%2全焊透焊缝(二)二超声波100%3部分焊透的对接与角接组合焊缝二超声波20%4角焊缝三磁粉检测10%一级焊缝的合格等级不应低于《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）的第8.2.4条中B级检验Ⅱ级要求。二级焊缝的合格等级不应低于《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）的第8.2.4条中B级检验Ⅲ级要求。全部焊缝均应进行100%的外观检查。焊缝应具有良好的外观质量，角焊缝应符合二级焊缝的外观要求。当超声检测结果存在疑义时，采用射线检测验证。当发现焊缝裂纹等疑点时，应采用磁粉探伤或着色渗透探伤进行复查，焊缝质量的检查及质量标准应符合《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）的要求。焊缝检测尚应符合《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》（GB11345-2013）的规定。全熔透焊缝的质量等级均为一级，并应符合与母材等强的要求。全熔透焊缝的端部应设置引弧板，引弧板的材质应与焊件相同。手工焊引弧板厚度5mm，焊缝引出长度大于或等于25mm。焊缝引出长度大于或等于80mm。焊接完毕后，必须用火焰切除被焊工件上的引弧板，并沿受力方向修磨平整，严禁用锤击落。一级焊缝检验合格等级应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法（GB11345）》B级检验的II级及II级以上要求，二级焊缝应符合B级检验的III级及III级以上要求。钢结构焊接施工要求钢梁、钢柱的结构构造，除详图注明者外，均按下述要求施工。1、钢梁a、采用的焊接工字钢，组装焊缝采用双面埋弧贴脚焊，焊缝高度为0.75tw（tw为腹板厚度）。框架梁的工地接头，全部采用高强螺栓连接。b、工字梁需要在次梁支座处设置连接板，连接板的厚度不小于被连接次梁腹板的厚度，且不小于10mm。2、梁、柱节点a、圆管柱与外伸梁或节点加劲板采用全熔透坡口焊接，采用柱贯通型连接节点。b、柱的加劲板厚度与较厚的梁翼缘等厚，材料与强度较高的梁翼缘相同，采用全熔透坡口焊接。3、钢构件板件的坡口形式及尺寸需符合现行国家标准《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》（GB/T985.1）及《埋弧焊的推荐坡口》（GB/T985.2）的规定。4、除图中注明者外，角焊缝的焊脚尺寸hf按下表所示。表7.1.7 角缝脚寸较厚焊件厚度(mm)6-1012-1618-2426-32焊脚尺寸hf6810127.2钢结构节点大样图网格梁节点处焊接 7.3焊接工艺7.3.1焊接方法选择和焊接工序1）焊接方法选择综合考虑焊接质量、焊接效率和现场焊接条件等因素，确定选用实芯焊丝二氧化碳气体保护焊(GMAW)、药芯焊丝二氧化碳气体保护焊(FCAW)和焊条手工电弧焊(SMAW)。三种焊接方法，有着操作灵活适合多种位置、移动方便、效率高、质量有保证等特点，适合大型钢结构现场焊接，根据本工程现场实际情况，采用所需的焊接方式，整个焊接工作以药芯焊丝二氧化碳气体保护焊为主，穿插采用焊条手工电弧焊。其应用情况对比见表7.3-1。表7.3-1 焊方选择焊接方法焊接部位说明GMAW钢结构的地面焊接，焊接量比较集中以及需搭设防风设施的安装焊口的焊接等（）成本低、抗风影响能力差，一般不用于仰焊FCAW主要用于打底焊、仰焊部位的焊接；以及焊接场所防风效果不好情况下应用焊丝价格相对较高，必要情况下使用SMAW打底焊、点固焊、焊接返修、零星焊接及个别半自动焊操作困难部位的焊接灵活方便，在焊接量不大或对焊接速度要求不高的情况下使用2）焊接工序焊接技术交底→填写焊接工艺卡→检查焊接材料是否合格→对口工艺检查→（焊前预热）→焊口点固→打底层焊接→填充盖面→焊工自检→工地级质量检验→质量验收评定。7.3.2焊接材料选择焊接材料的选择受许多因素的影响，主要有三个方面的因素，即焊接性、工艺性和经济性。焊接性因素主要受母材成分和性质的影响，同时也与接头尺寸、形状以及焊接工艺条件有关，在工艺方面，尚需考虑操作性能及成型性能：操作性能包括弧稳定性、飞溅、脱渣性、烟尘情况等；成型性能是指焊缝表面成型、熔透成型以及几何形状上的缺陷情况。焊接操作工艺性应能够适应焊缝空间位置的施焊要求。（来说价格较高，焊接材料的选用必须结合具体条件，切忌盲目。Q345B表9.3-2 焊材选用情况焊接方法焊材规格σbσs/σbGMAWER50-6Ф1.2500MPa0.84FCAWE501T-5Ф1.2480MPa0.83SMAWE5015Ф3.2、4.0490MPa0.82表9.3-3 焊材机械性能参数名称抗拉强度屈服强度冲击值延伸率标准E5015≥490Mpa≥400Mpa27J/－30℃22％GB/T5117-1995E501T-1≥480Mpa≥400Mpa27J/－20℃22％GB/T10045-2001ER50-6≥500Mpa≥420Mpa27J/－29℃22％GB/T8110-2008表9.3-4 焊材化学成分名称CMnSiSPNiCrMoVTiNbCuE5015--1.60.750.0350.040.30.20.30.08E501T-10.181.750.90.030.030.50.20.30.080.35ER50-60.06～0.150.9～1.40.8～1.150.0350.0250.357.3.3焊接参数焊接参数以焊接工艺评定报告为依据。现场经常采用多层多道焊接，参考参数见下表。表9.3-5 焊接参数焊接方法焊接位置电流电压焊接速度线能量GMAW(Ф1.2)平焊F200～28028～3415～30≤38.08横焊H180～26028～3415～30≤35.36立焊V160～22028～328～15≤52.8FCAW(Ф1.2)平焊F200～26028～3215～30≤33.28横焊H180～26028～3215～30≤33.28立焊V160～20028～308～15≤45仰焊O160～20028～308～15≤45SMAW(Ф3.2/4.0)平焊F120～15022～258～12≤28.125横焊H120～15022～258～12≤28.125立焊V90～11022～255～8≤33仰焊O90～11022～255～8≤337.3.4焊接工艺评定不合格重新编制指导书编制焊接工艺评定试验结果评定理化实验不合格重新编制指导书编制焊接工艺评定试验结果评定理化实验焊接试样加工编制焊接工艺指导书编制焊接工艺评定9.3.5 典型构件焊接顺序1）H，H序如图所示。图9.3-2 H型钢对接焊接顺序2）箱型钢的对接施焊：应采用两名焊工同时从中部对称等速施焊，箱型构件焊接顺序如图所示。若箱型钢截面较小时采用一名焊工逐步焊接。图7.3-3 箱型钢对接焊接顺序4）圆管柱的对接施焊：应采用两名焊工同时从中部对称等速施焊，圆管对接焊接顺序如图所示。图9.3-5 圆管对接焊接顺序7.4焊接准备7.4.1焊接人员GB50661-2011接；在焊工正式上岗之前，项目部将根据钢构件的焊接特点以及焊工所持证之有效项目，对焊工进行相应技能附加考试，考试合格的焊工方有正式施焊资格。从事现场操作的所有焊工的资格证原件由项目部统一收集管理，当焊工调离本项目时，资格证方返还给本人。7.4.2焊接设备CO2CO2个单体同时交叉作业，故现场必须配置较多的手工电弧焊。根据现场进度要求和可供操作面的最大限度，焊接设备的配置以最大灵活度和可操作性为基础。7.4.3焊接技术准备7.4.4焊机及辅助机具管理1）焊机设备应符合相应的现行国家标准，安全防护装置齐全。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。设备的各接触点和连接件必须连接牢固，在运行中不松动和脱落。应放置在干燥、通风良好的地方，并避免剧烈的振动和碰撞。焊机应保持良好的绝缘，经常打扫、保持干净。2）辅助机具焊钳、焊枪应具有良好的绝缘性能和隔热性能。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，耐热和耐腐蚀等性能。3m。严禁将电源线拖在工作地面上。2导体制成，并且连接要牢靠，绝缘要良好。严禁利用现场的金属结构及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。横穿现场通道或道路时要加遮盖，以防碾压磨损。7.5焊接过程控制7.5.1焊接质量控制焊焊工焊工焊工焊工焊工焊工焊接质检人员无损探伤人员焊接质检人员焊接技术责任人员图7.5-1焊接组织机构焊接技术责任人员：应接受过专门的焊接技术培训，取得中级以上技术职称并有两年以上焊接生产或施工实践经验。焊接质检人员：应接受过专门的技术培训，有一定的焊接实践经验和技术水平，并具有质检人员上岗资质证书。无损探伤人员：必须由国家授权的专业考核机构考核合格，其相应等级证书应在有效期内，应按考核合格项目及权限从事焊缝无损检测和审核工作。焊工：应在考核合格项目及其适用范围内按焊接作业指导书规定的工艺方法、参数和措施进行焊接。气体火焰加热或切割人员应具有气割、气焊操作上岗证。7.5.2操作环境控制本工程的焊接工作存在高空完成，焊接环境的好坏对焊接质量影响极大。焊接环境包括操作平台、环境温度、湿度以及风速等。2m/s棚或采取其它防风措施。风力对焊接质量影响很大。应设有专门人员负责对施焊场所的风速进行监测。电子风速仪见图4.2-1，焊道防护见图4.2-2，防护棚必须安全并相对舒适，有利于保证焊接质量。图7.5-2 电风仪 图7.5-3 施场防图90％，500～1000mm突发天气1.5100mm20℃度并按要求进行后热。7.5.3施焊过程控制在正式施焊之前，必须进行工序交接工作。质量检查员应对钢构件的组装质量进方可进行钢构件施焊；在无特殊要求时，要求焊透的焊口，焊口背面应设置垫板。垫板材质应与母材一6～8mm；定位焊所用焊接材料应与正式施焊相当，钢衬垫的定位宜在接头坡口内焊接，定2/3，40mm，600mm，填满弧坑；焊口组对质量应得到现场质量检验员的确认，如果焊工发现焊口存在难以处理的缺陷，应及时向焊接技术员反映。若坡口组对时间隙过小，必须对其进行修整(可采用砂轮打磨或碳弧气刨后砂轮打磨的方式)；坡口间隙过大，则应先进行堆焊然后进行砂轮打20mm9.5-4。图7.5-4 过间焊示意过大间隙(现场安装允许误差累积或者自由端收缩出现组对间隙过大)处理：焊接顺序为：红色区域①→青色区域②→蓝色区域③→黄色区域④→粉红色区域⑤厚板多层焊时应连续施焊或以层间加热进行温度控制，每道焊后清除渣及一些飞50mm新加热后方可施焊；2主要构件焊缝焊接方法与施焊要求H量。当坡口间隙较大时，可以使用药芯焊丝气体保护焊，以保证焊缝根部的焊接质量。从对坡口空间的要求来比较，焊条电弧焊对坡口空间要求最小，锥形喷嘴气体用锥形喷嘴气体保护焊、直喷嘴气体保护焊施焊，直至焊接完成。防止焊接裂纹的措施SP行复验，S、P尽量减少氢的影响。焊前预热可有效去除焊接区的水分。焊接前，必须仔细烘干焊条。彻底清除焊接区的油、锈等杂质。采用合理的焊接工艺。合理安排装配顺序、焊接顺序和焊接方向，使尽量多的焊缝在构件处于的刚度较小的情况下焊接，以减小接头拘束度；适当增加根部焊道的焊肉厚度。采用中等的焊接线能量。焊道热影响区的淬硬层软化，重新结晶；减小弧坑尺寸，保证填满弧坑，防止弧坑裂纹，重新起弧前对接弧处打磨。减小焊接应力和焊接变形的措施操作人员必须按规定的焊接顺序进行焊接，焊接现场将专设人员检查焊接工艺执行情况；在构件的焊缝呈对称结构时，尽量采取对称焊接，使焊接变形互相抵消，减小焊接变形；100mm1.550mm50mm7.5.4预热、层间温度控制和后热焊前预热、焊后后热和层间温度的保持是焊接大厚度钢材的重要技术手段。本工程所用的钢材均属于高强度，大厚度材料，因此，焊前预热、焊后后热和层间温度的保持尤显重要。使焊缝中的氢得以逸出，然后保温缓冷（氢是产生焊缝冷裂纹的重要原因；层间温度的接的全部过程。9.5-1（行焊接工艺评定）所示。表7.5-1 预温、间温、热度后时间求序号母材厚度t(mm)预热温度(℃)层间温度(℃)后热要求1Q235BQ345Bt≤20不预热≤25020＜t≤402080～250t≤30mm:可不进行后热；t≥30mm：后热温度:250～350℃；后热时间:0.5h/每25mm板厚2说明：1、在定位焊、焊接返修等局部焊接时，或构件拘束度较大时，或在气温低于0℃之下焊接时，预热温度提高25℃～50℃。2、在异种材质相焊时，预热温度取高级别的钢材预热温度7.6焊接质量保证措施7.6.1质量保障技术措施高空焊接作业时，防风装置应严密，特别是防风棚底部应密实，防止沿焊道形成穿堂风。焊接材料的保管和使用，要按各种物资管理制度，严格管理。焊条烘焙后，应放在保温箱（筒）内随用随取。焊前应认真检查构件组装质量（焊缝坡口形式与尺寸）焊接部位的清理质量，不符合要求的要及时处理达到合格要求。格按照焊接工艺规定施焊，认真执行“三检制”并作好焊前、焊中、焊后质量检查记录。7.6.2焊工施工要求焊接前检查母材是否受损，适当调整好的速度、压力、温度进行正式焊接。在焊起风、下雨等特殊天气焊接操作时，应设有专门监护人，对焊工的工作状态进行监控和判断，必要时应采取相应措施保证焊接工作的顺利进行和焊工人身安全。在下雨期间或接缝有潮气、露水、或者大风的情况下不能进行焊接，如果必须施工的话，应采取相关防风防雨棚挡风措施。5℃行预热处理钢结构焊接工程专业性很强，劳动强度大，要求焊工有较高的技术素质，焊工需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。露天焊接作业，一是要挡阳光曝晒，二是用防风防雨棚挡风，防止焊接过程风吹焊接熔池，造成焊缝氧化或产生气孔。焊后不准往刚焊完的钢材上浇水。不准随意在焊缝外母材上引弧。各种构件校正好之后方可施焊，并不得随意移动垫铁和支撑，以防影响构件的垂直度，隐蔽部位的焊接接头，必须办理隐蔽验收手续，方可进行下一道工序。7.6.2焊接检验方案量验收规范》GB50205-2012GB50661-2011样方法、检查项目、检查方法、检查时机及相应的验收标准等内容。焊接质量检验人员在实施质量检验后，出具质量检验报告；对于不合格的检验项目，项目部将组织专业人员进行处理至合格。2）外观检查24h100%Q345B、Q390B24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、陷。二级、三级焊缝外观质量标准符合下表的要求。表7.6-1 二、级缝的观量准（mm）序号缺陷类型允许偏差二级焊缝三级焊缝1（指不足设计要求≤0.2+0.02t，且≤1.0≤0.2+0.04t，且≤2.02根部收缩≤0.2+0.02t，且≤1.0≤0.2+0.04t，且≤2.03咬边≤0.05t，且≤0.5；连续长度≤100.0，且焊缝咬边总长≤10%焊缝全长≤1.0t且≤1.0，长度不限4弧坑裂纹——5电弧擦伤——6接头不良缺口深度≤0.05t，且≤0.5缺口深度≤0.1t，且≤1.0每1000.0焊缝不超过一处7表面夹渣—深≤0.2t，长≤0.5t，且≤20.08表面气孔—50.00.4t≤3.02≥6倍孔径检验方法：观察检查或使用放大镜、焊缝量规和钢尺检查。对接焊缝尺寸允许偏差符合下表的规定。表7.6-2 对焊尺允许差（mm）序号项目图例允许偏差一、二级三级1对接焊缝余高CB＜20：0～3.0B≥20：0～4.0B＜20：0～3.5B≥20：0～5.02对接焊缝错边DD＜0.15t且≤2.0D＜0.15t且≤3.0检验方法：用焊缝量规检查。焊缝感观达到：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。3、焊缝质量等级的规定及无损探伤的要求7.1-57.1-67.6-3表7.6-3 无检探流程序号焊缝无损检测1无损检测在外观检查合格的基础上进行；2进行焊缝无损检测的人员持有无损检测Ⅱ级或者Ⅱ级以上资格证书；3施焊完毕的焊缝待冷却24小时后，依照设计要求对焊缝进行相