第一篇:「建筑钢结构焊接分析」建筑钢结构焊接技术规程
[建筑钢结构焊接分析]建筑钢结构焊接技术规程 摘要:本文作者结合焊接技术的重要性,主要阐述了高强钢焊接、低温焊接和厚钢板焊接施工方面的主要工艺,供大家参考借鉴。
关键词:钢结构;
焊接;
分析 Abstract: Based on the importance of welding technology, this paper mainly elaborates the high-strength steel welding, cold welding and thick steel plate welding these main construction processes, for your reference.Key words: steel structure;welding;analysis 中图分类号:TU391文献标识码:A 文章编号:2095-2104(x)随着我国经济的发展,我国在钢结构施工中,无论是技术手段还是施工材料,都取得了很大的突破,我国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就,但由于2000多年的封建制度的束缚,科学不发达,因此,长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末,我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后,钢结构的应用有了很大的发展,不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平,掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术,在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等。随着社会的进步和科学技术不断创新,建筑钢结构焊接方面的的工艺以及技术也在不断的更新和完善,近些年新的焊接技术不断的被创造和使用到工程施工中去,不仅为建筑钢结构焊接施工带来了更加简单快捷的方法,而且实现了钢结构技术在建筑领域的快速发展,以及钢结构在建筑方面的质量保证,钢结构的焊接水平提高起到了至关重要的作用。本文主要结合实际操作过程,对钢结构焊接工艺进行详细的论述。高强钢焊接的施工工艺 1.1 焊接材料的选择及匹配 1.1.1 强匹配。强节点弱杆件,即与母材规定的最低标准相比,焊接材料熔敷金属在强度、韧性、塑性等方面要明显高于标准;
并且焊接接头位置的各种基本的性能指标至少要与母材料规定的最低标准相匹配;
1.1.2 焊缝的塑性。在进行厚板焊接时,应该根据厚度效应后的强度来选择适当的焊材,通常当节点的拘束度比较大的时候,可以在1/4 板厚以后选择强度稍低的焊材;
1.1.3 满足冲击韧性的要求。对焊材韧性的选择是一项非常重要的工作,好韧性的焊材能够使焊缝以及热影响区的韧性满足钢结构的规定标准。比如在焊接无裂纹钢种的时候,可以选取低 H 或者超低 H 的焊接材料,同时在钢板厚度低于50mm 或者温度在0℃以上的时候,可以不对钢结构进行预热。这一方法的明显优势就是它的力学指标突出,尤其是在区强比的冲击性能方面更显优越;
1.2 高强钢焊接性能的评价方法 现阶段,建筑施工主要采取的评价方法有:碳当量计算评定法;
热影响区最高硬度试验评定法;
插销试验临界断裂应力评定法 1.3 确定最低预热温度的常用方法 1.3.1 通过裂纹实验来进行控制,即通过进行斜 Y 坡口试样抗裂方面的试验对最低的预热温度进行确认;
1.3.2 通过硬度控制预热温度,通常采用的方法是根据一定碳含量的钢材,其不同板厚 T形接头角焊缝热影响区硬度达到 350HV 对应的冷却速度(540℃时),查表确定焊接线能量;
1.3.3 根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温度;
1.3.4 根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线□确定最低预热温度;
1.4 对焊接质量的控制方法;
1.4.1 对热输入以及冷却速度进行控制。此方法主要是通过对焊接时的电压、电流以及焊接时的焊接速度和熔敷金属在800℃~500℃区间内的冷却时间的控制,进而完成焊接质量的控制;
1.4.2 对焊缝中各种元素的质量百分比进行必要的控制,主要是指碳、硫、磷、氢、氧等。为了达到这一目的,除了要选择质量优越的低氢焊接材料外,还要求操作人员拥有较好的操作手法,从而对熔池金属进行很好的保护;
1.4.3 应力与变形控制。选用高能量密度、低热输入的焊接方法,如气体保护焊;
用小线能量,多层多道焊接;
减小焊接坡口的角度和间隙,减少熔敷金属填充量;
采用对称坡口,对称、轮流施焊;
长焊缝应分段退焊或多人同时施焊;
用跳焊法避免变形和应力集中;
在进行高强钢的焊接作业时,应从钢材料自身的强化机理以及供货时的所处特征出发,全面考察各项性能的指标要求,从而选择适合的焊材以及评价焊接质量的试验方法。最后得到适合于生产的焊接工艺,起到相应的指导生产的要求。在进行这一钢材的焊接时,为了避免其产生冷裂现象,应该注意采取相应的措施。同时为了出现接头弱化的现象,焊接时应该对层间温度以及焊接线能量进行较为严格的筛选和控制。总的原则还是应该在较低的成本下,尽可能完成高质量的焊接任务。低温焊接时的施工工艺 2.1 焊接材料的选取 由于是在低温环境中进行焊接作业,所以为了更好的完成焊接任务,应该尽量选取氢含量较低的焊接材料,并且对焊接材料进行必要的烘焙以及保温措施。
2.2 焊接前的防护措施 为了达到尽量减少热量的损失,可以在进行焊接作业的地方构建相应的保护房,从而形成相对密闭的空间。如果条件不允许构建防护房,也可以采取其他一些措施来起到防护热量损失的作用。在进行一些气体保护焊接操作时,气瓶也要进行必要的保温措施。
2.3 对焊接质量的控制 2.3.1 预热和层间温度。相比较于常温条件下的焊接预热,低温焊接时的预热温度要稍高,并且需要预热的区域范围较大,通常情况下是焊接点周围大于等于两倍钢厚度的范围,并且这一范围不小于 100mm。焊接层的温度通常要高于预热温度,或者是不低于相应规定中的最低温度 20℃,二者之间取较高温度者;
2.3.2 采用合理的焊接方法。尽量使用窄摆幅,多层多道焊,严格控制层间温度;
2.3.3 焊接后热及保温。焊接后及时对焊接接头进行后热保温处理。利于扩散氢气的逸出,防止因冷速过快而引起的冷裂纹,同时适当的后热温度还可以适当降低预热温度;
厚钢板焊接技术 3.1 建筑钢结构中厚钢板得到最大的使用,大量钢结构工程采用厚钢板,促进了厚钢板焊接技术的发展,同时也丰富了建筑用钢的范围。
3.2 厚钢板焊接的关键是防止由于焊接而产生的裂纹和减少变形,应主要考虑以下几点 :
3.2.1 选用合理的坡口形式。如尽量选用双 u 或 X 坡口,如果只能单面焊接,应在保证焊透的前提下,采用小角度、窄间隙坡口,以减小焊接收缩最、提高工作效率、降低焊接残余应力;
3.2.2 合理的预热和层间温度;
3.2.3 后热和保温处理;
结束语 在建筑工程中,钢结构的主要连接方式就通过焊接来完成,焊接技术在建筑工程中发挥着重要的作用。随着社会的进步和科学技术不断创新,不论是在物理、化学、冶金,还是在电子、计算机等领域,新技术、新设备、新材料不断被发现和使用,作为主要的钢结构连接技术——焊接技术,在我国的建筑钢结构建设过程中发挥着不可替代的作用。根据相关的资料显示,在建筑领域一半以上的钢结构在使用前都需要进行必要的焊接处理加工,由此可见,为了实现钢结构技术在建筑领域的快速发展,以及钢结构在建筑方面的质量保证,不断提高钢结构的焊接水平就显得尤为重要。
参考文献:
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大跨度空间钢管结构的设计分析和施工技术研究[D];清华大学;x年 [4] 谭晓明.浅谈钢结构焊接安装施工工艺.中华民居,x(11).
第二篇:建筑钢结构焊接技术规程
建筑钢结构焊接技术规程
前 言
根据建设部建标[1999]309号文的要求,规程编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,对《建筑钢结构焊接规程》
(JGJ81—91)进行了全面修订,制定了本规程。
本规程的主要技术内容是:1总则;2基本规定;3材料;4焊接节点构造;5焊接工艺评定;6焊接工艺;7焊接质量检查;8焊接补强与加固;9焊工考试。
本次修订的主要技术内容是:
第一章总则,扩充了适用范围,明确了建筑钢结构板厚下限、类型和适用的焊接方法。
第二章基本规定,是新增加的内容。明确规定了建筑钢结构焊接施工难易程度区分原则、制作与安装单位资质要求、有关人员资格职责和质量保证体系等。
第三章材料,取消了常用钢材及焊条、焊丝、焊剂选配表和钢材碳当量限制,增加了钢材和焊材复验要求、焊材及气体应符合的国家标准、钢板厚度方向性能要求等。
第四章焊接节点构造,增加了不同焊接方法焊接坡口的形状和尺寸、管结构各种接头形式与坡口要求、防止板材产生层状撕裂的节点形式、构件制作与工地安装焊接节点形式、承受动载与抗震焊接节点形式以及组焊构件焊接节点的一般规定,并对焊缝的计算厚度作了修订。第五章焊接工艺评定,对焊接工艺评定规则、试件试样的制备、试验与检验等内容进行了全面扩充,增加了焊接工艺评定的一般规定和重新进行焊接工艺评定的规定。
第六章焊接工艺,取消了各种焊接方法工艺参数参照表,增加了焊接工艺的一般规定、各种焊接方法选配焊接材料示例、焊接预热、后热及焊后消除应力要求、防止层状撕裂和控制焊接变形的工艺措施。
第七章焊接质量检查,对焊缝外观质量合格标准、不同形式焊缝外形尺寸允许偏差及无损检测要求进行了修订,增加了焊接检验批的划分规定、圆管T、K、Y节点的焊缝超声波探伤方法和缺陷分级标准以及箱形构件隔板电渣焊焊缝焊透宽度的超声波检测方法。
第八章焊接补强与加固,对钢结构的焊接与补强加固方法作了修订和补充,增加了钢结构受气相腐蚀作用时其钢材强度计算方法、负荷状态下焊缝补强与加固的规定、承受动荷载构件名义应力与钢材强度设计值之比β的规定、考虑焊接瞬时热造成构件局部力学性能降低及采取相应安全措施的规定和焊缝强度折减系数等内容。
第九章焊工考试,修订了考试内容和分类,在焊工手工操作技能考试方面,增加了附加考试和定位焊考试。
本规程由建设部负责管理和对强制性条文的解释,由主编单位负责具体技术内容的解释。
本规程主编单位是:中冶集团建筑研究总院(地址:北京市海淀区西土城路33号,邮政编码:100088)
本规程参加单位是:中建一局钢结构工程有限公司宝钢股份有限公司
重庆钢铁设计研究总院
北京钢铁设计研究总院
武汉钢铁集团金属结构有限责任公司 江南重工集团有限公司 大连重工集团有限公司
深圳建升和钢结构建筑安装工程有限公司 上海宝钢冶金建设公司
中国第二十冶金建设公司钢结构制造总厂 武钢集团武汉冶金设备制造公司 北京双园咨询监理公司
目次
1总则„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2基本规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 3材料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 4焊接节点构造„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 4.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 4.2焊接坡口的形状和尺寸„„„„„„„„„„„„„„„7 4.3焊缝的计算厚度„„„„„„„„„„„„„„„„„38 4.4组焊构件焊接节点„„„„„„„„„„„„„„„„48 4.5防止板材产生层状撕裂的节点形式„„„„„„„„„52 4.6构件制作与工地安装焊接节点形式„„„„„„„„55 4.7承受动载与抗震的焊接节点形式„„„„„„„„„„63 5焊接工艺评定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„67 5.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„67 5.2焊接工艺评定规则„„„„„„„„„„„„„„„„70 5.3重新进行工艺评定的规定„„„„„„„„„„„„„73 5.4试件和检验试样的制备„„„„„„„„„„„„„„75 5.5试件和试样的试验与检验„„„„„„„„„„„„„85 6焊接工艺„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„89 6.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„89 6.2焊接预热及后热„„„„„„„„„„„„„„„„„98 6.3防止层状撕裂的工艺措施„„„„„„„„„„„„100 6.4控制焊接变形的工艺措施„„„„„„„„„„„„100 6.5焊后消除应力处理„„„„„„„„„„„„„„„101 6.6熔化焊缝缺陷返修„„„„„„„„„„„„„„„102 7焊接质量检查„„„„„„„„„„„„„„„„„„104 7.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„104 7.2外观检验„„„„„„„„„„„„„„„„„„„105 7.3无损检测„„„„„„„„„„„„„„„„„„„108 8焊接补强与加固„„„„„„„„„„„„„„„„„110 9焊工考试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„115 9.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„115 9.2考试内容及分类„„„„„„„„„„„„„„„„116 9.3手工操作技能基本考试„„„„„„„„„„„„„118 9.4手工操作技能附加考试„„„„„„„„„„„„„125 9.5手工操作技能定位焊考试„„„„„„„„„„„„131 9.6机械操作技能考试„„„„„„„„„„„„„„„133 9.7考试记录、复试、补考、重考、免试和证书„„„„138 附录A钢板厚度方向性能级别及其含硫量、断面收缩率值„„„„„„„„„„„„„„„„140
附录B建筑钢结构焊接工艺评定报告格式„„„„„„„141 附录C箱形柱(梁)内隔板电渣焊焊缝焊透宽度的
测量„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„151
附录D圆管T、K、Y节点焊缝的超声波探伤
方法及缺陷分级„„„„„„„„„„„„„„„153
附录E工程建设焊工考试结果登记表、合格证格式„„„157 本规程用词说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„160
1总则
1.0.1为在建筑钢结构焊接中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规程。
1.0.2本规程适用于桁架或网架(壳)结构、多层和高层梁/柱框架结构等工业与民用建筑和一般构筑物的钢结构工程中,钢材厚度大于或等于3mm的碳素结构钢和低合金高强度结构钢的焊接。适用的焊接方法包括手工电弧焊、气体保护焊、自保护焊、埋弧焊、电渣焊、气电立焊、栓钉焊及相应焊接方法的组合。
1.0.3钢结构的焊接必须遵守国家现行的安全技术和劳动保护等有关规定。
1.0.4钢结构的焊接除应执行本规程外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。
2基本规定
2.0.1建筑钢结构工程焊接难度可分为一般、较难和难三种情况。施工单位在承担钢结构焊接工程时应具备与焊接难度相适应的技术条件。建筑钢结构工程的焊接难度可按下表区分。
表2.0.1建筑钢结构工程的焊接难度区分原则 2.0.2施工图中应标明下列焊接技术要求:
1应明确规定结构构件使用钢材和焊接材料的类型和焊缝质量等级,有特殊要求时,应标明无损探伤的类别和抽查百分比;
2应标明钢材和焊接材料的品种、性能及相应的国家现行标准,并应对焊接方法、焊缝坡口形式和尺寸、焊后热处理要求等作出明确规定。对于重型、大型钢结构,应明确规定工厂制作单元和工地拼装焊接的位置,标注工厂制作或工地安装焊缝符号。
2.0.3制作与安装单位承担钢结构焊接工程施工图设计时,应具有与工程结构类型相适应的设计资质等级或由原设计单位认可。
2.0.4钢结构工程焊接制作与安装单位应具备下列条件: 1应具有国家认可的企业资质和焊接质量管理体系; 2应具有2.0.5条规定资格的焊接技术责任人员、焊接质检人员、无损探伤人员、焊工、焊接预热和后热处理人员;
3对焊接技术难或较难的大型及重型钢结构、特殊钢结构工程,施工单位的焊接技术责任人员应由中、高级焊接技术人员担任;
4应具备与所承担工程的焊接技术难易程度相适应的焊接方法、焊接设备、检验和试验设备;
5属计量器具的仪器、仪表应在计量检定有效期内;
6应具有与所承担工程的结构类型相适应的企业钢结构焊接规程、焊接作业指导书、焊接工艺评定文件等技术软件;
7特殊结构或采用屈服强度等级超过390MPa的钢材、新钢种、特厚材料及焊接新工艺的钢结构工程的焊接制作与安装企业应具备焊接工艺试验室和相应的试验人员。2.0.5建筑钢结构焊接有关人员的资格应符合下列规定:
1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一年以上焊接生产或施工实践经验;
2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;
3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;并应按考核合格项目及权限从事焊缝无损检测和审核工作;
4焊工应按本规程第9章的规定考试合格并取得资格证书,其施焊范围不得超越资格证书的规定;
5气体火焰加热或切割操作人员应具有气割、气焊操作上岗证;
6焊接预热、后热处理人员应具备相应的专业技术。用电加热设备加热时,其操作人员应经过专业培训。
2.0.6建筑钢结构焊接有关人员的职责应符合下列规定: 1焊接技术责任人员负责组织进行焊接工艺评定,编制焊接工艺方案及技术措施和焊接作业指导书或焊接工艺卡,处理施工过程中的焊接技术问题;
2焊接质检人员负责对焊接作业进行全过程的检查和控制,根据设计文件要求确定焊缝检测部位、填报签发检测报告;
3无损探伤人员应按设计文件或相应规范规定的探伤方法及标准,对受检部位进行探伤,填报签发检测报告;
4焊工应按焊接作业指导书或工艺卡规定的工艺方法、参数和措施进行焊接,当遇到焊接准备条件、环境条件及焊接技术措施不符合焊接作业指导书要求时,应要求焊接技术责任人员采取相应整改措施,必要时应拒绝施焊;
5焊接预热、后热处理人员应按焊接作业指导书及相应的操作规程进行作业。3材料
3.0.1建筑钢结构用钢材及焊接填充材料的选用应符合设计图的要求,并应具有钢厂和焊接材料厂出具的质量证明书或检验报告;其化学成分、力学性能和其它质量要求必须符合国家现行标准规定。当采用其它钢材和焊接材料替代设计选用的材料时,必须经原设计单位同意。
3.0.2钢材的成分、性能复验应符合国家现行有关工程质量验收标准的规定;大型、重型及特殊钢结构的主要焊缝采用的焊接填充材料应按生产批号进行复验。复验应由国家技术质量监督部门认可的质量监督检测机构进行。
3.0.3钢结构工程中选用的新材料必须经过新产品鉴定。钢材应由生产厂提供焊接性资料、指导性焊接工艺、热加工和热处理工艺参数、相应钢材的焊接接头性能数据等资料;焊接材料应由生产厂提供贮存及焊前烘焙参数规定、熔敷金属成分、性能鉴定资料及指导性施焊参数,经专家论证、评审和焊接工艺评定合格后,方可在工程中采用。
3.0.4焊接T形、十字形、角接接头,当其翼缘板厚度等于或大于40mm时,设计宜采用抗层状撕裂的钢板。钢材的厚度方向性能级别应根据工程的结构类型、节点形式及板厚和受力状态的不同情况选择。钢板厚度方向性能级别Z15、Z25、Z35相应的含硫量、断面收缩率应符合附录A的规定。
3.0.5焊条应符合现行国家标准《碳钢焊条》(GB/T5117)、《合金钢焊条》(GB/T5118)的规定。
3.0.6焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》(GB/T14957)、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》(GB/T8110)及《碳钢药芯焊丝》(GB/T10045)、《低合金钢药芯焊丝》(GB/T17493)的规定。
3.0.7埋弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国家标准《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》(GB/T5293)、《低合金钢埋弧焊用焊剂》(GB/T12470)的规定。3.0.8气体保护焊使用的氩气应符合现行国家标准《氩气》(GB/T4842)的规定,其纯度不应低于99.95%。
3.0.9气体保护焊使用的二氧化碳气体应符合国家现行标准《焊接用二氧化碳》(HG/T2537)的规定,大型、重型及特殊钢结构工程中主要构件的重要焊接节点采用的二氧化碳气体质量应符合该标准中优等品的要求,即其二氧化碳含量(V/V)不得低于99.9%,水蒸气与乙醇总含量(m/m)不得高于0.005%,并不得检出液态水。
4焊接节点构造
4.1一般规定
4.1.1钢结构焊接节点构造,应符合下列要求: 1尽量减少焊缝的数量和尺寸;
2焊缝的布置对称于构件截面的中和轴; 3便于焊接操作,避免仰焊位置施焊;
4采用刚性较小的节点形式,避免焊缝密集和双向、三向相交; 5焊缝位置避开高应力区;
6根据不同焊接工艺方法合理选用坡口形状和尺寸。4.1.2管材可采用T、K、Y及X形连接接头(图4.1.2)。
4.1.3施工图中采用的焊缝符号应符合现行国家标准《焊缝符号表示方法》(GB324)和《建筑结构制图标准》(GBJ105)的规定,并应标明工厂车间施焊和工地安装施焊的焊缝及所有焊缝的部位、类型、长度、焊接坡口形式和尺寸、焊脚尺寸、部分焊透接头的焊透深度。4.2焊接坡口的形状和尺寸
4.2.1各种焊接方法及接头坡口形状尺寸代号和标记应符合下列规定: 1焊接方法及焊透种类代号应符合表4.2.1/1规定; 2接头形式及坡口形状代号应符合表4.2.1/2规定; 3焊接面及垫板种类代号应符合表4.2.1/3规定; 4焊接位置代号应符合表4.2.1/4规定;
5坡口各部分尺寸代号应符合表4.2.1/5规定;标记示例:
手工电弧焊、完全焊透、对接、Ⅰ形坡口、背面加钢衬垫的单面焊接接头表示为MC-BⅠ-BS1。
4.2.2焊条手工电弧焊全焊透坡口形状和尺寸宜符合表4.2.2 的要求。
4.2.3气体保护焊、自保护焊全焊透坡口形状和尺寸宜符合表 4.2.3的要求。
4.2.4埋弧焊全焊透坡口形状和尺寸宜符合表4.2.4的要求。
4.2.5焊条手工电弧焊部分焊透坡口形状和尺寸宜符合表4.2.5的要求。4.2.6气体保护焊、自保护焊部分焊透坡口形状和尺寸宜符合表4.2.6的要求。4.2.7埋弧焊部分焊透坡口形状和尺寸宜符合表4.2.7的要求。4.3焊缝的计算厚度
4.3.1全焊透的对接焊缝及对接与角接组合焊缝,双面焊时反面应清根后焊接,加垫板单面焊当坡口形状、尺寸符合本规程表 4.2.2~4.2.4的要求时,可按全焊透计算。其计算厚度he应为坡口根部至焊缝表面(不计余高)的最短距离。
4.3.2开坡口的部分焊透对接焊缝及对接与角接组合焊缝,其焊缝计算厚度he(见图4.3.2)应根据焊接方法、坡口形状及尺寸、焊接位置不同,分别对坡口深度H进行折减。各种类型部分焊透焊缝的计算厚度he应符合表4.3.2的规定。V形坡口α≥60°及U、J形坡口,当坡口尺寸符合表4.2.5~4.2.7的规定时,焊缝计算厚度he应为坡口深度H。4.4组焊构件焊接节点
4.4.1塞焊和槽焊焊缝的尺寸、间距、填焊高度应符合下列规定: 1塞焊缝和槽焊缝的有效面积应为贴合面上圆孔或长槽孔的标称面积;
2塞焊焊缝的最小中心间隔应为孔径的4倍,槽焊焊缝的纵向最小间距应为槽孔长度的2倍,垂直于槽孔长度方向的两排槽孔的最小间距应为槽孔宽度的4倍;
3塞焊孔的最小直径不得小于开孔板厚度加8mm,最大直径应为最小直径值加3mm,或为开孔件厚度的2.25倍,并取两值中较大者。槽孔长度不应超过开孔件厚度的10倍,最小及最大槽宽规定与塞焊孔的最小及最大孔径规定相同;
4塞焊和槽焊的填焊高度:当母材厚度等于或小于16mm时,应等于母材的厚度;当母材厚度大于16mm时,不得小于母材厚度的一半,并不得小于16mm; 5塞焊焊缝和槽焊焊缝的尺寸应根据贴合面上承受的剪力计算确定。4.4.2严禁在调质钢上采用塞焊和槽焊焊缝。4.4.3角焊缝的尺寸应符合下列规定:
1角焊缝的最小计算长度应为其焊脚尺寸(hf)的8倍,且不得小于40mm;焊缝计算长度应为焊缝长度扣除引弧、收弧长度;
2角焊缝的有效面积应为焊缝计算长度与计算厚度(he)的乘积。对任何方向的荷载,角焊缝上的应力应视为作用在这一有效面积上; 3断续角焊缝焊段的最小长度应不小于最小计算长度; 4单层角焊缝最小焊脚尺寸宜按表4.4.3取值,同时应符合设计要求; 5当被焊构件较薄板厚度≥25mm时,宜采用局部开坡口的角焊缝; 6角焊缝十字接头,不宜将厚板焊接到较薄板上。4.4.4搭接接头角焊缝的尺寸及布置应符合下列规定:
1传递轴向力的部件,其搭接接头最小搭接长度应为较薄件厚度的5倍,但不小于25mm(图4.4.4/1)。并应施焊纵向或横向双角焊缝;
2单独用纵向角焊缝连接型钢杆件端部时,型钢杆件的宽度W应不大于200mm(图4.4.4/2),当宽度W大于200mm时,需加横向角焊或中间塞焊。型钢杆件每一侧纵向角焊缝的长度L应不小于W;
3型钢杆件搭接接头采用围焊时,在转角处应连续施焊。杆件端部搭接角焊缝作绕焊时,绕焊长度应不小于二倍焊脚尺寸,并连续施焊;
4搭接焊缝沿材料棱边的最大焊脚尺寸,当板厚小于、等于6mm时,应为母材厚度,当板厚大于6mm时,应为母材厚度减去1~2mm(图4.4.4/3);
5用搭接焊缝传递荷载的套管接头可以只焊一条角焊缝,其管材搭接长度L应不小于5(t1+t2),且不得小于25mm。搭接焊缝焊脚尺寸应符合设计要求(图4.4.4-4)。4.4.5不同厚度及宽度的材料对接时,应作平缓过渡并符合下列规定: 1不同厚度的板材或管材对接接头受拉时,其允许厚度差值(t1-t2)应符合表4.4.5的规定。当超过表4.4.5的规定时应将焊缝焊成斜坡状,其坡度最大允许值应为1∶2.5;或将较厚板的一面或两面及管材的内壁或外壁在焊前加工成斜坡,其坡度最大允许值应为1∶2.5(图4.4.5);
2不同宽度的板材对接时,应根据工厂及工地条件采用热切割、机械加工或砂轮打磨的方法使之平缓过渡,其连接处最大允许坡度值应为1∶2.5(图4.4.5e)。4.5防止板材产生层状撕裂的节点形式
4.5.1在T形、十字形及角接接头中,当翼缘板厚度等于、大于20mm时,为防止翼缘板产生层状撕裂,宜采取下列节点构造设计: 1采用较小的焊接坡口角度及间隙(图4.5.1a),并满足焊透深度要求; 2在角接接头中,采用对称坡口或偏向于侧板的坡口(图4.5.1b); 3采用对称坡口(图4.5.1c);
4在T形或角接接头中,板厚方向承受焊接拉应力的板材端头伸出接头焊缝区(图4.5.1d);
5在T形、十字形接头中,采用过渡段,以对接接头取代T形、十字形接头(图4.5.1e、f)。
4.6构件制作与工地安装焊接节点形式
4.6.1构件制作焊接节点形式应符合下列要求:
1桁架和支撑的杆件与节点板的连接节点宜采用图4.6.1/1的形式;当杆件承受拉应力时,焊缝应在搭接杆件节点板的外边缘处提前终止,间距a应不小于hf; 2型钢与钢板搭接,其搭接位置应符合图4.6.1/2的要求;
3搭接接头上的角焊缝应避免在同一搭接接触面上相交(图4.6.1/3); 4要求焊缝与母材等强和承受动荷载的对接接头,其纵横两方向的对接焊缝,宜采用T形交叉。交叉点的距离宜不小于200mm,且拼接料的长度和宽度宜不小于300mm(图4.6.1/4)。如有特殊要求,施工图应注明焊缝的位置;
5以角焊缝作纵向连接组焊的部件,如在局部荷载作用区采用一定长度的对接与角接组合焊缝来传递载荷,在此长度以外坡口深度应逐步过渡至零,且过渡长度应不小于坡口深度的4倍;
6焊接组合箱形梁、柱的纵向角焊缝,宜采用全焊透或部分焊透的对接与角接组合焊缝(图4.6.1/5)。要求全焊透时,应采用垫板单面焊(图4.6.1/5b); 10管—球结构中,对由两个半球焊接而成的空心球,其焊接接头可采用不加肋和加肋两种形式(图4.6.1-9)。
4.6.2工地安装焊接节点形式应符合下列要求: 1H形框架柱安装拼接接头宜采用螺栓和焊接组合节点或全焊节点(图4.6.2-1a、b)。采用螺栓和焊接组合节点时,腹板应采用螺栓连接,翼缘板应采用单V形坡口加垫板全焊透焊缝连接(图4.6.2-1c)。采用全焊节点时,翼缘板应采用单V形坡口加垫板全焊透焊缝,腹板宜采用K形坡口双面部分焊透焊缝,反面不清根;设计要求腹板全焊透时,如腹板厚度不大于20mm,宜采用单V形坡口加垫板焊接(图4.6.2-1e),如腹板厚度大于20mm,宜采用K形坡口,反面清根后焊接(图4.6.2-1d); 2钢管及箱形框架柱安装拼接应采用全焊接头,并根据设计要求采用全焊透焊缝或部分焊透焊缝。全焊透焊缝坡口形式应采用单V形坡口加垫板;
3桁架或框架梁中,焊接组合H形、T形或箱形钢梁的安装拼接采用全焊连接时,宜采用翼缘板与腹板拼接截面错位的形
4框架柱与梁刚性连接时,应采用下列连接节点形式:
1)柱上有悬臂梁时,梁的腹板与悬臂梁腹板宜采用高强螺栓连接。梁翼缘板与悬臂梁翼缘板应用V形坡口加垫板单面全焊透焊缝连接(图4.6.2/4a);
2)柱上无悬臂梁时,梁的腹板与柱上已焊好的承剪板宜用高强螺栓连接,梁翼缘板应直接与柱身用单边V形坡口加垫板单面全焊透焊缝连接(图4.6.2/4b); 3)梁与H型柱弱轴方向刚性连接时,梁的腹板与柱的纵筋板宜用高强螺栓连接。梁的翼缘板与柱的横隔板应用V形坡口加垫板单面全焊透焊缝连接(图4.6.2/4c)。5管材与空心球工地安装焊接节点应采用下列形式:
1)钢管内壁加套管作为单面焊接坡口的垫板时,坡口角度、间隙及焊缝外形要求应符合图4.6.2/5b要求;
2)钢管内壁不用套管时,宜将管端加工成30°~60°折线形坡口,预装配后根据间隙尺寸要求,进行管端二次加工(图
4.6.2/5c)。要求全焊透时,应进行专项工艺评定试验和宏观切片检验以确认坡口尺寸和焊接工艺参数。
6管/管连接的工地安装焊接节点形式应符合下列要求: 1)管/管对接:在壁厚不大于6mm时,可用I形坡口加垫
板单面全焊透焊缝连接(图4.6.2/6a);在壁厚大于6mm时,可用V形坡口加垫板单面全焊透焊缝连接(图4.6.2/6b);
2)管/管T、Y、K形相贯接头:应按第4.3.6条的要求在节点各区分别采用全焊透焊缝和部分焊透焊缝,其坡口形状及尺寸应符合图4.3.6/3、图4.3.6/4要求;设计要求采用角焊缝连接时,其坡口形状及尺寸应符合图4.3.6/5的要求。4.7承受动载与抗震的焊接节点形式
4.7.1承受动载时塞焊、槽焊、角焊、对接接头应符合下列规定: 1承受动载需经疲劳验算的构件上严禁使用塞焊和槽焊;
2承受动载不需要进行疲劳验算的构件,采用塞焊、槽焊时,孔或槽的边缘到开孔件邻近边垂直于应力方向的净距离应不小于此部件厚度的5倍,且应不小于孔或槽宽度的2倍;构件端部搭接接头的纵向角焊缝长度应不小于两侧焊缝间的垂直距离B,且在无塞焊、槽焊等其它措施时,距离B不应超过较薄件厚 度t的16倍(图4.7.1/1); 3严禁使用焊脚尺寸小于5mm的角焊缝; 4严禁使用断续坡口焊缝和断续角焊缝;
5对接与角接组合焊缝和T形接头的全焊透坡口焊缝应用角焊缝加强,加强焊脚尺寸应大于或等于接头较薄件厚度的1/2,但可不超过10mm;
6承受动载需经疲劳验算的接头,当拉应力与焊缝轴线垂直时,严禁采用部分焊透对接焊缝、背面不清根的无衬垫或未经评定认可的非钢衬垫单面焊缝及角焊缝; 7除横焊位置以外,不得使用L形和J形坡口;
8不同板厚的对接接头承受动载时,不论受拉应力或剪应力、压应力,均应遵守第4.4.5条的要求做成斜坡过渡。
4.7.2承受动载需经疲劳验算时,严禁使用电渣焊和气电立焊接头。4.7.3承受动载构件的组焊节点形式应符合下列要求: 1有对称横截面的部件组合焊接时,应以构件轴线对称布置焊缝,当应力分布不对称时应作相应修正;
2用多个部件组叠成构件时,应用连续焊缝沿构件纵向将其连接;
3承受动载荷需经疲劳验算的桁架,其弦杆和腹杆与节点板的搭接焊缝应采用围焊,杆件焊缝之间间隔应不小于50mm。节点板轮廓及局部尺寸应符合图4.7.3/1的要求; 4实腹吊车梁横向加劲板与翼缘板之间的焊缝应避免与吊车梁纵向主焊缝交叉,其焊接节点构造宜采用图4.7.3/2的形式。
4.7.4抗震结构框架柱与梁的刚性连接节点焊接时,应符合下列要求:
1梁的翼缘板与柱之间的对接与角接组合焊缝的加强焊脚尺寸应大于或等于翼缘板厚的1/4,但可不大于10mm;
2梁的下翼缘板与柱之间宜采用J形坡口单面全焊透焊缝,并应在反面清根后封底焊成平缓过渡形状;采用L形坡口加垫板单面全焊透焊缝时,焊接完成后应割除全部长度的垫板及引弧板、引出板,打磨清除未熔合或夹渣等缺陷后,再封底焊成平缓过渡形状; 3引弧板、引出板、垫板割除时,应沿柱/梁交接拐角处切割成圆弧过渡,且切割表面不得有深沟、不得伤及母材;
4引弧板、引出板、垫板的固定焊缝应焊在接头焊接坡口内和垫板上,不应在焊缝以外的母材上焊接定位焊缝(图4.7.4)。
5焊接工艺评定
5.1一般规定
5.1.1凡符合以下情况之一者,应在钢结构构件制作及安装施工之前进行焊接工艺评定:
1国内首次应用于钢结构工程的钢材(包括钢材牌号与标准相符但微合金强化元素的类别不同和供货状态不同,或国外钢号国内生产); 2国内首次应用于钢结构工程的焊接材料; 3设计规定的钢材类别、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施工单位所采用的焊接工艺参数、预热后热措施等各种参数的组合条件为施工企业首次采用。
5.1.2焊接工艺评定应由结构制作、安装企业根据所承担钢结构的设计节点形式、钢材类型、规格、采用的焊接方法、焊接位置等,制定焊接工艺评定方案,拟定相应的焊接工艺评定指导书,按本规程的规定施焊试件、切取试样并由具有国家技术质量监督部门认证资质的检测单位进行检测试验。
5.1.3焊接工艺评定的施焊参数,包括热输入、预热、后热制度等应根据被焊材料的焊接性制订。
5.1.4焊接工艺评定所用设备、仪表的性能应与实际工程施工焊接相一致并处于正常工作状态。焊接工艺评定所用的钢材、焊钉、焊接材料必须与实际工程所用材料一致并符合相应标准要求,具有生产厂出具的质量证明文件。
5.1.5焊接工艺评定试件应由该工程施工企业中技能熟练的焊接人员施焊。5.1.6焊接工艺评定所用的焊接方法、钢材类别、试件接头形式、施焊位置分类代号应符合表5.1.6/1~表5.1.6/4及图5.1.6/1~图5.1.6/4规定。
5.1.7焊接工艺评定试验完成后,应由评定单位根据检测结果提出焊接工艺评定报告,连同焊接工艺评定指导书、评定记录、评定试样检验结果一起报工程质量监督验收部门和有关单位审查备案。报告及表格可采用附录B的格式。5.2焊接工艺评定规则
5.2.1不同焊接方法的评定结果不得互相代替。5.2.2不同钢材的焊接工艺评定应符合下列规定: 1不同类别钢材的焊接工艺评定结果不得互相代替; 2Ⅰ、Ⅱ类同类别钢材中当强度和冲击韧性级别发生变化时,高级别钢材的焊接工艺评定结果可代替低级别钢材;Ⅲ、Ⅳ类同类别钢材中的焊接工艺评定结果不得相互代替;不同类别的钢材组合焊接时应重新评定,不得用单类钢材的评定结果代替。
5.2.3接头形式变化时应重新评定,但十字形接头评定结果可代替T形接头评定结果,全焊透或部分焊透的T形或十字形接头对接与角接组合焊缝评定结果可代替角焊缝评定结果。
5.2.5板材对接的焊接工艺评定结果适用于外径大于600mm的管材对接。5.2.6评定试件的焊后热处理条件应与钢结构制造、安装焊接中实际采用的焊后热处理条件基本相同。
5.2.7焊接工艺参数变化不超过5.3节规定时,可不需重新进行工艺评定。5.2.8焊接工艺评定结果不合格时,应分析原因,制订新的评定方案,按原步骤重新评定,直到合格为止。
5.2.9施工企业已具有同等条件焊接工艺评定资料时,可不必重新进行相应项目的焊接工艺评定试验。
5.3重新进行工艺评定的规定
5.3.1焊条手工电弧焊时,下列条件之一发生变化,应重新进行工艺评定: 1焊条熔敷金属抗拉强度级别变化; 2由低氢型焊条改为非低氢型焊条; 3焊条直径增大1mm以上。
5.3.2熔化极气体保护焊时,下列条件之一发生变化,应重新进行工艺评定: 1实芯焊丝与药芯焊丝的相互变换;药芯焊丝气保护与自保护的变换; 2单一保护气体类别的变化;混合保护气体的混合种类和比例的变化; 3保护气体流量增加25%以上或减少10%以上的变化; 4焊炬手动与机械行走的变换; 5按焊丝直径规定的电流值、电压值和焊接速度的变化分别超过评定合格值的10%、7%和10%。
5.3.3非熔化极气体保护焊时,下列条件之一发生变化,应重新进行工艺评定: 1保护气体种类的变换;
2保护气体流量增加25%以上或减少10%以上的变化; 3添加焊丝或不添加焊丝的变换;冷态送丝和热态送丝的变换; 4焊炬手动与机械行走的变换;
5按电极直径规定的电流值、电压值和焊接速度的变化分别超过评定合格值的25%、7%和10%。
5.3.4埋弧焊时,下列条件之一发生变化,应重新进行工艺评 定:
1焊丝钢号变化;焊剂型号变换; 2多丝焊与单丝焊的变化; 3添加与不添加冷丝的变化; 4电流种类和极性的变换;
5按焊丝直径规定的电流值、电压值和焊接速度变化分别超过评定合格值的10%、7%和15%。
5.3.5电渣焊时,下列条件之一发生变化,应重新进行工艺评定: 1板极与丝极的变换,有、无熔嘴的变换;
2熔嘴截面积变化大于30%,熔嘴牌号的变换,焊丝直径 的变化,焊剂型号的变换; 3单侧坡口与双侧坡口焊接的变化; 4焊接电流种类和极性变换;
5焊接电源伏安特性为恒压或恒流的变换;
6焊接电流值变化超过20%或送丝速度变化超过40%,垂直行进速度变化超过20%; 7焊接电压值变化超过10%; 8偏离垂直位置超过10°; 9成形水冷滑块与挡板的变换; 10焊剂装入量变化超过30%。
5.3.6气电立焊时,下列条件之一发生变化,应重新进行工艺评定: 1焊丝钢号与直径的变化; 2气保护与自保护药芯焊丝的变换; 3保护气类别或混合比例的变化;
4保护气流量增加25%以上或减少10%以上的变化; 5焊丝极性的变换;
6焊接电流变化超过15%或送丝速度变化超过30%,焊接电压变化超过10%; 7偏离垂直位置超过10°的变化; 8成形水冷滑块与挡板的变换。
5.3.7栓钉焊时,下列条件之一发生变化,应重新进行工艺评定: 1焊钉直径或焊钉端头镶嵌(或喷涂)稳弧脱氧剂的变换; 2瓷环材料与规格的变换;
3栓焊机与配套栓焊枪形式、型号与规格的变换; 4被焊钢材种类为Ⅰ、Ⅱ类以外的变换;
5非穿透焊(被焊钢材上无压型板直接焊接)与穿透焊(被焊钢材上有压型板焊接)的变换;
6穿透焊中被穿透板材厚度、镀层厚度与种类的变换;
7焊接电流变化超过10%,焊接时间为1s以上时变化超过0.2s或1s以下时变化超过0.1s;
8焊钉伸出长度和提升高度的变化分别超过1mm;
9焊钉焊接位置偏离平焊位置15°以上的变化或立焊、仰焊位置的变换。5.3.8各种焊接方法时,下列条件之一发生变化,应重新进行工艺评定: 1坡口形状的变化超出规程规定和坡口尺寸变化超出规定允许偏差; 2板厚变化超过表5.2.4规定的适用范围; 3有衬垫改为无衬垫;清焊根改为不清焊根;
4规定的最低预热温度下降15℃以上或最高层间温度增高50℃以上; 5当热输入有限制时,热输入增加值超过10%; 6改变施焊位置;
7焊后热处理的条件发生变化。5.4试件和检验试样的制备
5.4.1试件制备应符合下列要求:
1选择试件厚度应符合评定试件厚度对工程构件厚度的有效适用范围;
2母材材质、焊接材料、坡口形状和尺寸应与工程设计图的要求一致;试件的焊接必须符合焊接工艺评定指导书的要求。
3试件的尺寸应满足所制备试样的取样要求。各种接头形式的试件尺寸、试样取样位置应符合图5.4.1/1~图5.4.1/8的要求。5.4.2检验试样种类及加工应符合下列要求:
1不同焊接接头形式和板厚检验试样的取样种类和数量应符合表5.4.2的规定; 2对接接头检验试样的加工应符合下列规定:
1)拉伸试样的加工应符合现行国家标准《焊接接头拉伸试验方法》(GB—2651)的规定,全截面拉伸试样按试验机的能力和要求加工;
2)弯曲试样的加工应符合现行国家标准《焊接接头弯曲及压扁试验方法》(GB—2653)的规定。加工时应用机械方法去除焊缝加强高或垫板至与母材齐平,试样受拉面应保留母材原轧制表面;
3)冲击试样的加工应符合现行国家标准《焊接接头冲击试验方法》(GB—2650)的规定。其取样位置应位于焊缝正面并尽量接近母材原表面; 4)宏观酸蚀试样的加工应符合图5.4.2/1的要求。每块试样应取一个面进行检验,任意两检验面不得为同一切口的两侧面。
3)接头冲击试样的加工应符合图5.4.2/5的要求;
4)接头宏观酸蚀试样的加工应符合图5.4.2/6的要求,检验面的选取应符合本条第2款的要求。
5斜T形角接接头、管/球接头、管/管相贯接头的宏观酸条第2款的有关规定。5.5试件和试样的试验与检验
5.5.1试件的外观检验应符合下列要求: 1对接、角接及T形接头;
1)用不小于5倍放大镜检查试件表面,不得有裂纹、未焊透、未熔合、焊瘤、气孔、夹渣等缺陷;
2)焊缝咬边总长度不得超过焊缝两侧长度的15%,咬边深度不得超过0.5mm; 3)焊缝外形尺寸应符合表5.5.1/1的要求。5.5.2试件的无损检测
试件的无损检测可用射线或超声波方法进行。射线探伤应符合现行国家标准《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》
(GB—3323)的规定,焊缝质量不低于Ⅱ级;超声波探伤应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(GB—11345)的规定,焊缝质量不低于BⅠ级。
5.5.3试样的力学性能、硬度及宏观酸蚀试验方法应符合下列规定: 1拉伸试验方法
1)对接接头拉伸试验应符合现行国家标准《焊接接头拉伸试验方法》(GB—2651)的规定;
2)栓钉焊接头拉伸试验应符合图5.5.3-1的要求。2弯曲试验方法 1)对接接头弯曲试验应符合现行国家标准《焊接接头弯曲及压扁试验方法》(GB—2653)的规定。弯芯直径和冷弯角度应符合母材标准对冷弯的要求。面弯、背弯时试样厚度应为试件全厚度;侧弯时试样厚度应为10mm,试样宽度应为试件的全厚度,试件厚度超过38mm时应按20~38mm分层取样;
2)T形接头弯曲试验应符合现行国家标准《T型角焊接头弯曲试验方法》(GB—7032)的规定,弯芯直径应为4倍试件厚度;
3)十字形接头弯曲试验应符合图5.5.3/2的要求; 4)栓钉焊接头弯曲试验应符合图5.5.3/3的要求。3冲击试验应符合现行国家标准《焊接接头冲击试验方法》(GB—2650)的规定;
4宏观酸蚀试验应符合现行国家标准《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》(GB—226)的规定;
5硬度试验应符合现行国家标准《焊接接头及堆焊金属硬度试验方法》(GB—2654)的规定。
5.5.4试样检验应符合下列规定: 1接头拉伸试验
1)对接接头母材为同钢号时,每个试样的抗拉强度值应不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应不小于两种母材标准相应规定下限值的较低者;
2)十字接头拉伸时,应不断于焊缝; 3)栓钉焊接头拉伸时,应不断于焊缝。2接头弯曲试验
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及其它缺陷单个长度不大于3mm;各试样任何方向不大于3mm的裂纹及其它缺陷的总长不大于7mm;四个试样各种缺陷总长不大于24mm(边角处非熔渣引起的裂纹不计); 2)T形及十字形接头弯曲试验:弯至左右侧各60°时应无裂纹及明显缺陷; 3)栓钉焊接头弯曲试验:试样弯曲至30°后焊接部位无裂纹。3冲击试验
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
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。5硬度试验
Ⅰ、Ⅱ类钢材焊缝及热影响区最高硬度不宜超过HV350; Ⅲ、Ⅳ类钢材焊缝及热影响区硬度应根据工程实际要求进行评定。
6焊接工艺
6.1一般规定
6.1.1钢材除应符合本规程第3章的相应规定外,尚应符合下列要求: 1清除待焊处表面的水、氧化皮、锈、油污;
2焊接坡口边缘上钢材的夹层缺陷长度超过25mm时,应采用无损探伤检测其深度,如深度不大于6mm,应用机械方法清除;如深度大于6mm,应用机械方法清除后焊接填满;若缺陷深度大于25mm时,应采用超声波探伤测定其尺寸,当单个缺陷面积(a×d)或聚集缺陷的总面积不超过被切割钢材总面积(B×L)的4%时为合格,否则该板不宜使用;
3钢材内部的夹层缺陷,其尺寸不超过第2款的规定且位置离母材坡口表面距离(b)大于或等于25mm时不需要修理;如该距离小于25mm则应进行修补,其修补方法应符合6.6节的规定;
4夹层缺陷是裂纹时(见图6.1.1),如裂纹长度(a)和深度(d)均不大于50mm,其修补方法应符合第6.6节的规定;如裂纹深度超过50mm或累计长度超过板宽的20%时,该钢板不宜使用。6.1.2焊接材料除应符合本规程第3章的有关规定外,尚应符合下列规定: 1焊条、焊丝、焊剂和熔嘴应储存在干燥、通风良好的地方,由专人保管;
2焊条、熔嘴、焊剂和药芯焊丝在使用前,必须按产品说明书及有关工艺文件的规定进行烘干。
3低氢型焊条烘干温度应为350~380℃,保温时间应为1.5~2h,烘干后应缓冷放置于110~120℃的保温箱中存放、待用;使用时应置于保温筒中;烘干后的低氢型焊条在大气中放置时间超过4h应重新烘干;焊条重复烘干次数不宜超过2次;受潮的焊条不应使用;
4实芯焊丝及熔嘴导管应无油污、锈蚀,镀铜层应完好无损;
5焊钉的外观质量和力学性能及焊接瓷环尺寸应符合现行国家标准《圆柱头焊钉》(GB10433)的规定,并应由制造厂提供焊钉性能检验及其焊接端的鉴定资料。焊钉保存时应有防潮措施;焊钉及母材焊接区如有水、氧化皮、锈、漆、油污、水泥灰渣等杂质,应清除干净方可施焊。受潮的焊接瓷环使用前应经 120℃烘干2h;
6焊条、焊剂烘干装置及保温装置的加热、测温、控温性能应符合使用要求;二氧化碳气体保护电弧焊所用的二氧化碳气瓶必须装有预热干燥器。
6.1.3焊接不同类别钢材时,焊接材料的匹配应符合设计要求。
常用结构钢材采用手工电弧焊、CO2气体保护焊和埋弧焊进行焊接时,焊接材料可按表6.1.3/1~表6.1.3/3的规定选配。6.1.4焊缝坡口表面及组装质量应符合下列要求:
1焊接坡口可用火焰切割或机械方法加工。当采用火焰切割时,切割面质量应符合国家现行标准《热切割、气割质量和尺寸偏差》(ZBJ/59002.3)的相应规定。缺棱为1~3mm时,应修磨平整;缺棱超过3mm时,应用直径不超过3.2mm的低氢型焊条补焊,并修磨平整。当采用机械方法加工坡口时,加工表面不应有台阶; 2施焊前,焊工应检查焊接部位的组装和表面清理的质量,如不符合要求,应修磨补焊合格后方能施焊。各种焊接方法焊接坡口组装允许偏差值应符合表4.2.2~4.2.7的规定。坡口组装间隙超过允许偏差规定时,可在坡口单侧或两侧堆焊、修磨使其符合要求,但当坡口组装间隙超过较薄板厚度2倍或大于20mm时,不应用堆焊方法增加构件长度和减小组装间隙;
3搭接接头及T形角接接头组装间隙超过1mm或管材T、K、Y形接头组装间隙超过1.5mm时,施焊的焊脚尺寸应比设计要求值增大并应符合第4.3节的规定。但T形角接接头组装间隙超过5mm时,应事先在板端堆焊并修磨平整或在间隙内堆焊填补后施焊;
4严禁在接头间隙中填塞焊条头、铁块等杂物。6.1.5焊接工艺文件应符合下列要求:
1施工前应由焊接技术责任人员根据焊接工艺评定结果编制焊接工艺文件,并向有关操作人员进行技术交底,施工中应严格遵守工艺文件的规定; 2焊接工艺文件应包括下列内容: 1)焊接方法或焊接方法的组合; 2)母材的牌号、厚度及其它相关尺寸; 3)焊接材料型号、规格;
4)焊接接头形式、坡口形状及尺寸允许偏差; 5)夹具、定位焊、衬垫的要求;
6)焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层次、清根要求、焊接顺序等焊接工艺参数规定;
7)预热温度及层间温度范围; 8)后热、焊后消除应力处理工艺; 9)检验方法及合格标准; 10)其它必要的规定。6.1.6焊接作业环境应符合以下要求:
1焊接作业区风速当手工电弧焊超过8m/s、气体保护电弧焊及药芯焊丝电弧焊超过2m/s时,应设防风棚或采取其它防风措施。制作车间内焊接作业区有穿堂风或鼓风机时,也应按以上规定设挡风装置;
2焊接作业区的相对湿度不得大于90%;
3当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时,应采取加热去湿除潮措施;
4焊接作业区环境温度低于0℃时,应将构件焊接区各方向大于或等于二倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材,加热到20℃以上后方可施焊,且在焊接过程中均不应低于这一温度。实际加热温度应根据构件构造特点、钢材类别及质量等级和焊接性、焊接材料熔敷金属扩散氢含量、焊接方法和焊接热输入等因素确定,其加热温度应高于常温下的焊接预热温度,并由焊接技术责任人员制订出作业方案经认可后方可实施。作业方案应保证焊工操作技能不受环境低温的影响,同时对构件采取必要的保温措施;
5焊接作业区环境超出本条第1、4款规定但必须焊接时,应对焊接作业区设置防护棚并由施工企业制订出具体方案,连同低温焊接工艺参数、措施报监理工程师确认后方可实施。6.1.7引弧板、引出板、垫板应符合下列要求:
1严禁在承受动荷载且需经疲劳验算构件焊缝以外的母材上打火、引弧或装焊夹具; 2不应在焊缝以外的母材上打火、引弧;
3T形接头、十字形接头、角接接头和对接接头主焊缝两端,必须配置引弧板和引出板,其材质应和被焊母材相同,坡口形式应与被焊焊缝相同,禁止使用其它材质的材料充当引弧板和引出板;
4手工电弧焊和气体保护电弧焊焊缝引出长度应大于25mm。其引弧板和引出板宽度应大于50mm,长度宜为板厚的1.5倍且不小于30mm,厚度应不小于6mm;非手工电弧焊焊缝引出长度应大于80mm。其引弧板和引出
板宽度应大于80mm,长度宜为板厚的2倍且不小于100mm,厚度应不小于10mm; 5焊接完成后,应用火焰切割去除引弧板和引出板,并修磨平整。不得用锤击落引弧板和引出板。
6.1.8定位焊必须由持相应合格证的焊工施焊,所用焊接材料应与正式施焊相当。定位焊焊缝应与最终焊缝有相同的质量要求。钢衬垫的定位焊宜在接头坡口内焊接,定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3,定位焊焊缝长度宜大于40mm,间距宜为500~600mm,并应填满弧坑。定位焊预热温度应高于正式施焊预热温度。当定位焊焊缝上有气孔或裂纹时,必须清除后重焊。6.1.9多层焊的施焊应符合下列要求:
1厚板多层焊时应连续施焊,每一焊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。在连续焊接过程中应控制焊接区母材温度,使层间温度的上、下限符合工艺文件要求。遇有中断施焊的情况,应采取适当的后热、保温措施,再次焊接时重新预热温度应高于初始预 热温度;
2坡口底层焊道采用焊条手工电弧焊时宜使用不大于4mm的焊条施焊,底层根部焊道的最小尺寸应适宜,但最大厚度不应超过6mm。
6.1.10栓钉焊施焊环境温度低于0℃时,打弯试验的数量应增加1%;当焊钉采用手工电弧焊和气体保护电弧焊焊接时,其预热温度应符合相应工艺的要求。
6.1.11塞焊和槽焊可采用手工电弧焊、气体保护电弧焊及自保护电弧焊等焊接方法。平焊时,应分层熔敷焊缝,每层熔渣冷却凝固后,必须清除方可重新焊接;立焊和仰焊时,每道焊缝焊完后,应待熔渣冷却并清除后方可施焊后续焊道。6.1.12电渣焊和气电立焊不得用于焊接调质钢。6.2焊接预热及后热
6.2.1除电渣焊、气电立焊外,Ⅰ、Ⅱ类钢材匹配相应强度级别的低氢型焊接材料并采用中等热输入进行焊接时,板厚与最低预热温度要求宜符合表6.2.1的规定。实际工程结构施焊时的预热温度,尚应满足下列规定: 1根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件拘束条件确定预热温度。焊接坡口角度及间隙增大时,应相应提高预热温度;
2根据熔敷金属的扩散氢含量确定预热温度。扩散氢含量高时应适当提高预热温度。当其它条件不变时,使用超低氢型焊条打底预热温度可降低25~50℃。二氧化碳气体保护焊当气体含水量符合本规程3.0.8条的要求或使用富氩混合气体保护焊时,其熔敷金属扩散氢可视同低氢型焊条;
3根据焊接时热输入的大小确定预热温度。当其它条件不变时,热输入增大5kJ/cm,预热温度可降低25~50℃。电渣焊和气电立焊在环境温度为0℃以上施焊时可不进行预热;
4根据接头热传导条件选择预热温度。在其它条件不变时,T形接头应比对接接头的预热温度高25~50℃。但T形接头两侧角焊缝同时施焊时应按对接接头确定预热温度。5根据施焊环境温度确定预热温度。操作地点环境温度低于常温时(高于0℃),应提高预热温度15~25℃。
6.2.2预热方法及层间温度控制方法应符合下列规定:
1焊前预热及层间温度的保持宜采用电加热器、火焰加热器等加热,并采用专用的测温仪器测量;
2预热的加热区域应在焊接坡口两侧,宽度应各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上,且不小于100mm;预热温度宜在焊件反面测量,测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处;当用火焰加热器预热时正面测温应在加热停止后进行。6.2.3当要求进行焊后消氢处理时,应符合下列规定:
3消氢处理的加热温度应为200~250℃,保温时间应依据工件板厚按每25mm板厚不小于0.5h、且总保温时间不得小于1h确定。达到保温时间后应缓冷至常温; 4消氢处理的加热和测温方法按6.2.2条的规定执行。
6.2.4Ⅲ、Ⅳ类钢材的预热温度、层间温度及后热处理应遵守钢厂提供的指导性参数要求,或3.0.3条的规定执行。6.3防止层状撕裂的工艺措施
6.3.1T形接头、十字接头、角接接头焊接时,宜采用以下防止板材层状撕裂的焊接工艺措施:
1采用双面坡口对称焊接代替单面坡口非对称焊接; 2采用低强度焊条在坡口内母材板面上先堆焊塑性过渡层;
3Ⅱ类及Ⅱ类以上钢材箱形柱角接接头当板厚大于、等于80mm时,板边火焰切割面宜用机械方法去除淬硬层(见图6.3.1/3); 4采用低氢型、超低氢型焊条或气体保护电弧焊施焊; 5提高预热温度施焊。6.4控制焊接变形的工艺措施
6.4.1宜按下列要求采用合理的焊接顺序控制变形:
1对于对接接头、T形接头和十字接头坡口焊接,在工件放置条件允许或易于翻身的情况下,宜采用双面坡口对称顺序焊接;对于有对称截面的构件,宜采用对称于构件中和轴的顺序焊接;
2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;
3对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宜采用跳焊法,避免工件局部加热集中。
6.4.2在节点形式、焊缝布置、焊接顺序确定的情况下,宜采用熔化极气体保护电弧焊或药芯焊丝自保护电弧焊等能量密度相对较高的焊接方法,并采用较小的热输入。6.4.3宜采用反变形法控制角变形。
6.4.4对一般构件可用定位焊固定同时限制变形;对大型、厚板构件宜用刚性固定法增加结构焊接时的刚性。
6.4.5对于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。6.5焊后消除应力处理
6.5.1设计文件对焊后消除应力有要求时,根据构件的尺寸,工厂制作宜采用加热炉整体退火或电加热器局部退火对焊件消除应力,仅为稳定结构尺寸时可采用振动法消除应力;工地安装焊缝宜采用锤击法消除应力。
6.5.2焊后热处理应符合现行国家标准《碳钢、低合金钢焊接
构件焊后热处理方法》(GB/T—6046)的规定。当采用电加热器对焊接构件进行局部消除应力热处理时,尚应符合下列要求:
1使用配有温度自动控制仪的加热设备,其加热、测温、控温性能应符合使用要求; 2构件焊缝每侧面加热板(带)的宽度至少为钢板厚度的 3倍,且应不小于200mm;
3加热板(带)以外构件两侧尚宜用保温材料适当覆盖。
6.5.3用锤击法消除中间焊层应力时,应使用圆头手锤或小型
振动工具进行,不应对根部焊缝、盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。
6.5.4用振动法消除应力时,应符合国家现行标准《振动时效工艺参数选择及技术要求》(JB/T—5926)的规定。6.6熔化焊缝缺陷返修
6.6.1焊缝表面缺陷超过相应的质量验收标准时,对气孔、夹 渣、焊瘤、余高过大等缺陷应用砂轮打磨、铲凿、钻、铣等方法 去除,必要时应进行焊补;对焊缝尺寸不足、咬边、弧坑未填满 等缺陷应进行焊补。
6.6.2经无损检测确定焊缝内部存在超标缺陷时应进行返修,返修应符合下列规定: 1返修前应由施工企业编写返修方案;
2应根据无损检测确定的缺陷位置、深度,用砂轮打磨或碳弧气刨清除缺陷。缺陷为裂纹时,碳弧气刨前应在裂纹两端钻止裂孔并清除裂纹及其两端各50mm长的焊缝或母材; 3清除缺陷时应将刨槽加工成四侧边斜面角大于10°的坡口,并应修整表面、磨除气刨渗碳层,必要时应用渗透探伤或磁粉探伤方法确定裂纹是否彻底清除;
4焊补时应在坡口内引弧,熄弧时应填满弧坑;多层焊的焊层之间接头应错开,焊缝长度应不小于100mm;当焊缝长度超过500mm时,应采用分段退焊法;
5返修部位应连续焊成。如中断焊接时,应采取后热、保温措施,防止产生裂纹。再次焊接前宜用磁粉或渗透探伤方法检查,确认无裂纹后方可继续补焊;
6焊接修补的预热温度应比相同条件下正常焊接的预热温度高,并应根据工程节点的实际情况确定是否需用采用超低氢型焊条焊接或进行焊后消氢处理; 7焊缝正、反面各作为一个部位,同一部位返修不宜超过两次; 8对两次返修后仍不合格的部位应重新制订返修方案,经 工程技术负责人审批并报监理工程师认可后方可执行;
9返修焊接应填报返修施工记录及返修前后的无损检测报告,作为工程验收及存档资料。6.6.3碳弧气刨应符合下列规定:
1碳弧气刨工必须经过培训合格后方可上岗操作;
2如发现“夹碳”,应在夹碳边缘5~10mm处重新起刨,所刨深度应比夹碳处深2~3mm;发生“粘渣”时可用砂轮打磨。Q420、Q460及调质钢在碳弧气刨后,不论有无“夹碳”或“粘渣”,均应用砂轮打磨刨槽表面,去除淬硬层后方可进行焊接。
7焊接质量检查
7.1一般规定
7.1.1质量检查人员应按本规程及施工图纸和技术文件要求,对焊接质量进行监督和检查。
7.1.2质量检查人员的主要职责应为:
1对所用钢材及焊接材料的规格、型号、材质以及外观进行检查,均应符合图纸和相关规程、标准的要求;
2监督检查焊工合格证及认可施焊范围; 3监督检查焊工是否严格按焊接工艺技术文件要求及操作规程施焊; 4对焊缝质量按照设计图纸、技术文件及本规程要求进行验收检验。
7.1.3检查前应根据施工图及说明文件规定的焊缝质量等级要求编制检查方案,由技术负责人批准并报监理工程师备案。检查方案应包括检查批的划分、抽样检查的抽样方法、检查项目、检查方法、检查时机及相应的验收标准等内容。7.1.4抽样检查时,应符合下列要求:
1焊缝处数的计数方法:工厂制作焊缝长度小于等于1000mm时,每条焊缝为1处;长度大于1000mm时,将其划分为每300mm为1处;现场安装焊缝每条焊缝为1处;
2可按下列方法确定检查批:
1)按焊接部位或接头形式分别组成批;
2)工厂制作焊缝可以同一工区(车间)按一定的焊缝数量组成批;多层框架结构可以每节柱的所有构件组成批;
3)现场安装焊缝可以区段组成批;多层框架结构可以每层(节)的焊缝组成批。3批的大小宜为300~600处;
4抽样检查除设计指定焊缝外应采用随机取样方式取样。
7.1.5抽样检查的焊缝数如不合格率小于2%时,该批验收应定为合格;不合格率大于5%时,该批验收应定为不合格;不合格率为2%~5%时,应加倍抽检,且必须在原不合格部位两侧的焊缝延长线各增加一处,如在所有抽检焊缝中不合格率不大于3%时,该批验收应定为合格,大于3%时,该批验收应定为不合格。当批量验收不合格时,应对该批余下焊缝的全数进行检查。当检查出一处裂纹缺陷时,应加倍抽查,如在加倍抽检焊缝中未检查出其它裂纹缺陷时,该批验收应定为合格,当检查出多处裂纹缺陷或加倍抽查又发现裂纹缺陷时,应对该批余下焊缝的全数进行检查。
7.1.6所有查出的不合格焊接部位应按6.6节的规定予以补修至检查合格。7.2外观检验 7.2.1所有焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查,Ⅱ、Ⅲ类钢材的焊缝应以焊接完成24h后检查结果作为验收依据,Ⅳ类钢应以焊接完成48h后的检查结果作为验收依据。
7.2.2外观检查一般用目测,裂纹的检查应辅以5倍放大镜并在合适的光照条件下进行,必要时可采用磁粉探伤或渗透探伤,尺寸的测量应用量具、卡规。7.2.3焊缝外观质量应符合下列规定:
1一级焊缝不得存在未焊满、根部收缩、咬边和接头不良等缺陷,一级焊缝和二级焊缝不得存在表面气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤等缺陷;
2二级焊缝的外观质量除应符合本条第一款的要求外,尚应满足表7.2.3的有关规定; 3三级焊缝的外观质量应符合表7.2.3的有关规定。7.2.4焊缝尺寸应符合下列规定:
1焊缝焊脚尺寸应符合表7.2.4/1的规定: 2焊缝余高及错边应符合表7.2.4/2的规定。
7.2.5栓钉焊焊后应进行打弯检查。合格标准:当焊钉打弯至30°时,焊缝和热影响区不得有肉眼可见的裂纹,检查数量应不小于焊钉总数的1%。
7.2.6电渣焊、气电立焊接头的焊缝外观成形应光滑,不得有未熔合、裂纹等缺陷;当板厚小于30mm时,压痕、咬边深度不得大于0.5mm;板厚大于或等于30mm时,压痕、咬边深度不得大于1.0mm。7.3无损检测
7.3.1无损检测应在外观检查合格后进行。
7.3.2焊缝无损检测报告签发人员必须持有相应探伤方法的Ⅱ级或Ⅱ级以上资格证书。7.3.3设计要求全焊透的焊缝,其内部缺陷的检验应符合下列要求:
1一级焊缝应进行100%的检验,其合格等级应为现行国家标准《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; 2二级焊缝应进行抽检,抽检比例应不小于20%,其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》(GB11345)B级检验的Ⅲ级及Ⅲ级以上; 3全焊透的三级焊缝可不进行无损检测。
7.3.4焊接球节点网架焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合国家现行标准《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》(JG/T3034.1)的规定。7.3.5螺栓球节点网架焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合国家现行标准《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》(JG/T3034.2)的规定。7.3.6箱形构件隔板电渣焊焊缝无损检测结果除应符合第7.3.3条的有关规定外,还应按附录C进行焊缝熔透宽度、焊缝偏移检测。
7.3.7圆管T、K、Y节点焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合附录D的规定。7.3.8设计文件指定进行射线探伤或超声波探伤不能对缺陷性质作出判断时,可采用射线探伤进行检测、验证。
7.3.9射线探伤应符合现行国家标准《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》(GB3323)的规定,射线照相的质量等级应符合AB级的要求。一级焊缝评定合格等级应为《钢熔化焊对接接
头射线照相和质量分级》(GB3323)的Ⅱ级及Ⅱ级以上,二级焊缝评定合格等级应为《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》(GB3323)的Ⅲ级及Ⅲ级以上。7.3.10下列情况之一应进行表面检测:
1外观检查发现裂纹时,应对该批中同类焊缝进行100%的表面检测; 2外观检查怀疑有裂纹时,应对怀疑的部位进行表面探伤; 3设计图纸规定进行表面探伤时; 4检查员认为有必要时。
7.3.11铁磁性材料应采用磁粉探伤进行表面缺陷检测。确因结构原因或材料原因不能使用磁粉探伤时,方可采用渗透探伤。7.3.12磁粉探伤应符合国家现行标准《焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕的分级》(JB/T6061)的规定,渗透探伤应符合国家现行标准《焊缝渗透检验方法和缺陷迹痕的分级》(JB/T6062)的规定。
7.3.13磁粉探伤和渗透探伤的合格标准应符合本章中外观检验的有关规定。
8焊接补强与加固
8.0.1建筑钢结构的补强和加固设计应符合现行有关钢结构加固技术标准的规定。补强与加固的方案应由设计、施工和业主等共同确定。
8.0.2编制补强或加固设计方案时,必须具备下列技术资料:1原结构的设计计算书和竣工图,当缺少竣工图时,应测绘结构的现状图;
2原结构的施工技术档案资料,包括钢材的力学性能、化学成分和有关的焊接性能试验资料,必要时应在原结构构件上截取试件进行试验;
3原结构的损坏变形和锈蚀检查记录及其原因分析,并根据损坏及锈蚀情况确定杆件(或零件)的实际有效截面; 4现有结构的实际荷载资料。
8.0.3钢结构的补强或加固设计,应考虑时效对钢材塑性的不利影响,不应考虑时效后钢材屈服强度的提高值。在确认原结构钢材具有良好焊接性能后方可采用焊接方法。8.0.4补强与加固宜不影响生产,尽可能做到施工方便并应满足安全可靠的要求。对于受气相腐蚀介质作用的钢结构构件,当腐蚀削弱平均量超过构件厚度的25%时,应根据所处腐蚀环境按现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046)进行分类,并对钢材的强度设计值乘以下列降低系数: 弱腐蚀0.95; 中等腐蚀0.9; 强腐蚀0.85。
8.0.5钢结构的补强或加固,可采用下列两种方法:
1卸荷补强或加固:在原位置使构件完全卸荷,或将构件拆下进行补强或加固; 2负荷状态下的补强或加固:在原位置上未经卸荷或仅部分卸荷状态下进行补强或加固。8.0.6负荷状态下进行补强与加固时,应符合下列规定: 1卸除作用于结构上的活荷载;
2根据加固时的实际荷载(包括必要的施工荷载),对构件和连接进行承载力验算,尽量卸除结构上的荷载。当原有构件中际有效截面的名义应力与其所用钢材的强度设计值之间的比值β≤0.8(对承受静态荷载或间接承受动态荷载的构件),或β≤0.4(承受动态荷载的构件)时方可进行补强或加固;
3在受拉构件中,加固焊缝的方向应与构件中拉应力方向基本一致。
4用圆钢、小角钢组成的轻型桁架钢结构不宜在负荷状态下进行焊接补强和加固。5轻钢结构中的受拉构件严禁在负荷状态下进行焊接补强和加固。
8.0.7在负荷状态下用焊接方法补强或加固时,必须考虑焊接过程中因瞬时受热造成局部范围内钢材力学性能降低的因素。除结构应尽可能卸荷外,尚应根据具体情况采取下列安全措施: 1做好临时支护; 2采用合理的焊接工艺。
8.0.8对有缺损的钢构件应按钢结构加固技术标准对其承载能力进行评估,并采取相应措施进行修补。当缺损性质严重、影响结构的安全时,应立即采取卸荷加固措施。对一般缺损,可按下列方法进行焊接修复或补强:
1当缺损为裂纹时,应精确查明裂纹的起止点,在起止点钻直径为12~16mm的止裂孔,并根据具体情况采用下列方法修补:
1)补焊法:用碳弧气刨或其它方法清除裂纹并加工成侧边大于10°的坡口,当采用碳弧气刨加工坡口时,应磨掉渗碳层。应采用低氢型焊条按全焊透对接焊缝的要求进行补焊。补焊前宜按本规程第6.2.2条的规定将焊接处预热至100~150℃。对承受动荷载的结构尚应将补焊焊缝的表面磨平; 2)双面盖板补强法:补强盖板及其连接焊缝应与构件的开裂截面等强,并应采取适当的焊接顺序,以减少焊接残余应力和焊接变形。
2对孔洞类缺损的修补:应将孔边修整后采用两面加盖板的方法补强;
3当构件的变形不影响其承载能力或正常使用时,可不进行处理;否则应根据变形的大小采用下列方法处理:
1)当变形不大时,应先处理构件的其它缺陷,然后在部分卸载的情况下,宜采用冷加工法矫正;若采用热加工矫正时,其加热温度对调质钢应不大于590℃,对其它钢种应不大于650℃。钢材的加热温度高于315℃时,应在空气中自然冷却,禁止用浇水等方法加速冷却;
2)当变形较大,且难以矫正时,应采取加固措施或更换构件。8.0.9焊缝的补强与加固应符合下列要求:
1当焊缝缺陷超出容许值时,应按本规程第6.6节的规定进行返修。在处理原有结构的焊缝缺陷时,应根据处理方案对结构安全影响的程度,分别采取卸荷补焊或负荷状态下补焊;
2角焊缝补强宜采用增加原有焊缝长度(包括增加端焊缝)或增加焊缝计算厚度的方法。1)当负荷状态下采用加大焊缝厚度的方法补强时,被补强焊缝的长度应不小于50mm,同时原有焊缝在加固时的应力尚应符合下式要求:
2)补强或加固后的焊缝,其长度与厚度均应符合现行国家标准《钢结构设计规范》(GB50017)的规定。
8.0.10用于补强或加固的零件及焊缝宜对称布置。加固焊缝不宜密集、交叉布置,不宜与受力方向垂直。在高应力区和应力集中处,不宜布置加固焊缝。
8.0.11用焊接方法补强铆接或普通螺栓连接时,补强后接头的全部荷载应由焊缝承担。
8.0.12高强度螺栓连接的构件用焊接方法加固时,高强度螺栓摩擦型连接的抗滑力可与焊缝共同工作,但两种连接各自的计算承载力的比值应在1.0~1.5范围内。8.0.13补强与加固施焊前应清除待焊区域两侧各50mm范围内的灰尘、铁锈、油漆和其它杂物。
8.0.14负荷状态下焊接补强或加固施工应符合下列要求。1施工工艺的制定原则应符合下列要求:
1)对结构最薄弱的部位或构件应先进行补强或加固;
2)对能立即起到补强或加固作用,且对原结构影响较小的部位或杆件先施焊; 3)加大焊缝厚度时,必须从原焊缝受力较小部位开始施焊。每次熔敷的焊缝厚度不宜大于2mm;当需要多道施焊时,层间温度应不高于预热温度;
4)应根据结构钢材材质,选择相应的低氢型焊条,焊条直径不宜大于4.0mm; 5)焊接电流不宜大于200A;
6)应制订合理的焊接工艺,采取有效控制焊接变形的措施。施焊顺序应尽可能使输入热量对构件的中和轴平衡。
2施工单位应对施工荷载进行核算,并应严格控制,实际施工时的荷载值不得超过加固设计时所取的施工荷载值;
3焊接补强或加固的施工环境温度不宜低于10℃。
9焊工考试
9.1一般规定
9.1.1凡从事建筑钢结构制作和安装施工的焊工,应进行理论知识考试和操作技能考试,并应符合本章的各项规定。
9.1.2操作技能考试包括熔化焊手工操作技能基本考试、附加考试、定位焊考试和机械操作技能考试;取得熔化焊手工操作技能基本考试和附加考试资格的焊工,均应认定为具备相应的定位焊操作资格。
9.1.3进行资格考试的焊工应根据已经评定合格的焊接工艺参数进行焊接。9.1.4焊工资格考试的焊接工艺方法分类宜符合下列规定: 1手工操作技能 手工电弧焊;熔化极气体保护焊(包括实芯焊丝及药芯焊丝);药芯焊丝自保护焊;非熔化极气体保护焊;
2机械操作技能埋弧焊;熔化极气体保护焊;电渣焊(包括丝极、板极和熔嘴电 渣焊);气电立焊;栓钉焊。
9.1.5焊工考试应由施工企业的焊工技术考试委员会组织和管理,其组成及职责应符合下列要求:
1企业焊工技术考试委员会应由企业主管经理、技术负责人和技术管理、安全、教育、劳资等部门的代表、焊接主管工程师、中高级检验人员、考试监督人员等组成,实际操作技能考试监督人员应由熟练焊工或焊接技师担任。考试委员会可设办事机构主持日常工作; 2企业焊工技术考试委员会应报经国家主管部门授权的上级管理机构认证、审批; 3企业焊工技术考试委员会的职责应为:确定报考项目及试题;监督考试过程;评定考试结果;核实免试及延长有效期资格;提供试件焊接工艺;建立健全焊工考试档案管理制度;监督、记录焊工生产合格率并纳入焊工档案管理。
9.1.6焊工应经理论知识考试合格后方可参加操作技能考试。9.1.7除另有要求外,考试用试板在焊前、焊后均不得进行包括
热处理、锤击、预热、后热在内的任何处理。试板坡口应光洁平整并清除其表面的水、油污、锈蚀等。
9.1.8焊前试板应打上焊工代码钢印和考试项目标识。水平固定或45°固定的管子还应参照时钟位置打上焊接位置的钟点标识。
9.1.9除机械操作技能考试外,考试试板不得加引弧板、引出板;考试试板必须按考试规定的位置放置且不应刚性固定。
9.1.10考试焊工应独立进行各项操作。焊接开始后不得随意更换试板,不得改变焊接方向和焊接位置。
9.1.11考试用的焊条、焊剂应按规定烘干,随用随取。焊丝必须清除油污、锈蚀等污物。采用手工电弧焊进行定位焊时应使用直 径为3.2mm的焊条,其它考试项目焊接材料的规格应符合工艺评定的要求。9.1.12单面坡口或双面坡口且要求全焊透的焊缝,可清根和清根后打磨。9.1.13考试过程中,不得对层间和表面焊缝进行打磨或修补,但焊后应将焊渣、飞溅等清除干净。9.2考试内容及分类
9.2.1焊工资格考试包括理论知识考试和操作技能考试两部分。9.2.2理论知识考试应以焊工必须掌握的基础知识及安全知识 为主要内容,并应按申报焊接方法、类别对应出题,内容范围应符 合下列规定:
1焊接安全知识(《焊接与切割安全》GB9448);
2焊缝符号识别能力(《焊缝符号表示法》GB324、《气焊、手 工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》GB985); 3焊缝外形尺寸要求(《钢结构外形尺寸》GB10854);
4焊接方法表示代号(《金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号》GB5185); 5所报考试焊接方法的特点:焊接工艺参数、操作方法、焊接顺序及其对焊接质量的影响; 6焊接质量保证、缺陷分级(《焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级》GB/T12469);
7建筑钢结构的焊接质量要求。应符合有关钢结构施工验收规程、规范的要求; 8与报考类别相适应的焊接材料型号、牌号及使用、保管要求(《碳钢焊条》GB/T5117、《低合金钢焊条》GB/T5118、《熔化焊用钢丝》GB/T14957、《气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110、《碳钢药芯焊丝》GB10045及《低合金钢药芯焊丝》GB/T17493、《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293、《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB/T12470); 9报考类别的钢材型号、牌号标志和主要合金成分、力学性能及焊接性能; 10焊接设备、装备名称、类别、使用及维护要求。应符合一般常规型号; 11焊接缺陷分类及定义、形成原因及防止措施的一般知识(《金属熔化焊焊缝缺陷分类》GB6417);
12焊接热输入与焊接规范参数的换算及热输入对性能影响的一般关系; 13焊接应力、变形产生原因、防止措施及热处理的一般知识。
9.2.3操作技能考试应以检验焊工的操作技能为原则,以检验焊工遵循工艺指令能力及完成致密焊缝能力为主。其分类及适应认可范围应符合表9.2.3规定。
9.3.5各种焊接位置加垫板的试件可用不加垫板的坡口全焊透焊缝考试来代替,但不能反之。背面加垫板的考试试件代号应为D,不加垫板可省略。9.3.6手工操作技能基本考试代号省略,附加考试代号为建 2)焊缝边缘应圆滑平缓过渡到母材;焊缝表面不得有裂
纹、夹渣、气孔、未熔合和焊瘤;咬边和表面凹陷深度应不大于0.5mm。对接焊缝两侧咬边总长应不大于焊缝全长的10%且不大于25mm; 3)焊后试板的角变形Q应不大于3°(图9.3.10); 4)焊缝错边量应不大于10%板厚且不大于2mm。
2射线及超声波探伤:射线探伤应不低于现行国家标准《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》(GB3323)规定的Ⅱ级要求;超声波探伤应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(GB11345)规定的B1级要求; 3冷弯检验
1)弯曲条件:弯芯直径应符合母材标准的弯曲试验要求;
2)试验方法:应符合现行国家标准《焊接接头弯曲及压扁试验方法》(GB2653)的规定;对直径不大于60mm的管材试件,可进行压扁试验;
3)合格标准:试件拉伸面任意方向上不得有长度大于3mm的裂纹或其它缺陷,且单个试件裂纹及其它缺陷总长不得大于7mm。9.4手工操作技能附加考试
9.4.1手工操作技能附加考试应符合下列一般规定: 1凡从事高层、超高层钢结构及其它大型钢结构构件制作及安装焊接的焊工,应根据钢结构的焊接节点形式、采用的焊接方法和焊工所承担的焊接工作范围及操作位置要求,由工程承包企业决定附加考试类别,并报监理工程师认可;
2凡申报参加附加考试的焊工必须已取得相应的手工操作基本技能资格证书。9.4.2附加考试的焊接方法和内容应符合下列规定:
1焊接方法分类及考试合格后的认可范围应符合表9.2.3的规定;
2试件形式及尺寸应符合图9.4.2/1~9.4.2/4的要求,其认可范围只限于本类; 2检验方法
1)外观检验:宜用5倍放大镜目测;
2)无损探伤:射线探伤应符合现行国家标准《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》(GB3323)的规定,超声波探伤应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(GB11345)的规定;
3)弯曲试验:对接、角接及对接与角接组合焊缝接头弯曲试验应符合现行国家标准《焊接接头弯曲及压扁试验法》(GB2653)的规定;弯曲条件应符合母材标准的规定;试样尺寸应符合图9.4.2/1和图9.4.2/3要求。3焊缝合格标准
1)焊缝外观应符合下列要求:
试件焊缝表面无裂纹、未焊满、未熔合、气孔、夹渣、焊瘤等缺陷;焊缝咬边深度不大于0.5mm,两侧咬边总长不超过焊缝长度的10%,且不大于25mm;焊缝错边量不大于10%板厚,且不大于2mm。
2)焊缝外形尺寸应符合表9.4.3/2要求;
3)焊缝内部缺陷合格标准:射线探伤应符合Ⅱ级及Ⅱ级以上的规定;超声波探伤应符合BⅠ级的规定; 4)冷弯试验合格标准:对接与角接接头每个冷弯试样表面任意方向裂纹及其它缺陷单个长度不得大于3mm;每个试样中长度不大于3mm的缺陷总长不得大于7mm;4个试样中所有缺陷总长不得大于24mm;以上各项检验应全部合格。9.5手工操作技能定位焊考试
9.5.1定位焊只进行手工电弧焊考试,考试分类与认可范围应符合第9.3节中的有关规定。试件代号及排列方法应符合下列规定: 9.5.2试件形式和考试方法应符合下列规定: 1试件形式应符合图9.5.2/1要求;
2检验方法应符合图9.5.2/2要求,可采用任意的简便方法加载至试件断裂; 3试验结果合格标准
1)定位焊焊缝外观检验:表面应均匀,无裂纹、未熔合、气孔、夹渣、焊瘤等缺焰;焊缝咬边深度应不大于0.5mm,且两侧咬边总长应不超过焊缝长度的10%; 2)断面检验:焊缝应焊透至根部,不得有未熔合和直径大于1mm的气孔、夹渣。9.6机械操作技能考试
9.6.1考试分类与认可范围应符合下列规定: 1钢材分类代号与认可范围应符合表9.3.1的规定;
2焊接材料分类及认可范围:机械操作技能考试所用焊接材料、保护介质应根据被焊钢材种类按焊接工艺文件选配,焊工考试不做规定; 3焊接方法分类及认可范围应符合表9.2.3的规定;
4钢材厚度、管材外径的分类及认可范围应符合表9.6.1/1和9.6.1/2的规定;
9.6.2考试试件尺寸及坡口形式应符合下列规定:
1埋弧焊及熔化极气体保护焊操作技能考试试件尺寸应符合图9.6.2/1要求;对于管径小于600mm管材的考试试件尺寸
可根据产品形式和焊接工艺指导书要求由考试单位自行确定; 2电渣焊、气电立焊操作技能考试试板尺寸及试样取样位置应符合图9.6.2/2要求。焊接试件应根据焊接工艺要求加引弧板、收弧板;
3栓钉焊考试试件及试样尺寸应符合图9.6.2/3要求。9.6.3检验项目、方法与合格标准应符合下列规定: 1考试试板的检验项目应符合表9.6.3/1规定; 3)弯曲、宏观及拉伸试验
对接接头冷弯试样制备应符合图9.6.2/1(a)、图9.6.2/2的要求,弯曲试验应符合现行国家标准《焊接接头弯曲及压扁试验法》(GB2653)的规定,试样冷弯至规定角度后,试样表面任意方向的裂纹及其它缺陷单个长度应不大于3mm,且单个试样裂纹及其它缺陷总长应不大于7mm;角接焊缝弯曲试样的制备应符合图9.6.2/1(b)的要求,弯曲试验可以简便的方法持续加载或重复加载,使焊缝根部受力,直至试样断裂或压弯到两板平贴。
宏观试验应符合现行国家标准《钢的低倍组织及缺陷腐蚀试验法》(GB226)的规定;栓钉焊接头弯曲试样、拉伸试样制取应符合图9.6.2/3(b)的要求。试样打弯到30°后,焊接区应无裂纹(图9.6.3/1);试样拉伸至破坏后,不应在焊缝处断裂(图9.6.3/2)。
9.7考试记录、复试、补考、重考、免试和证书 9.7.1焊工考试宜按附录E/1记录考试结果。
9.7.2每一考试项目中仅有一个试样不合格时,可进行复试。复试时,应重新焊接一块试板进行全部试验,试样检验应全部合格该项目方为合格,否则为不合格。同一焊工每次考试复试次数应不超过一次。
9.7.3按本章规定进行考试的焊工,应由企业焊工技术考试委
员会审核其合格项目,并报上级管理机构审批颁发焊工合格证书。焊工合格证有效期为3年,样式和内容宜符合附录E/2的要求。9.7.4焊工资格认可的合格证有效期终止前应重新进行考试、换证。重考应符合下列规定:
1重考应进行理论知识及操作技能考试。应对合格证认可资格科目中最难的科目进行操作技能重新考试;
2重考合格后应由企业焊工技术考试委员会审核并持原合格证上报,由原发证的上级管理机构核发新的焊工合格证;
3重考时持有合格证的焊工亦可申请参加比原认可资格更难的资格考试,考试合格后上报、核发新的资格合格证,考试不合格则该焊工必须参加原合格证中最难科目的重考; 4持续中断焊接操作时间超过半年的原合格焊工重新参加焊接工作时,必须进行原认可资格科目的重新考试。该重考可免去理论知识考试,考试试件可不进行冷弯项目检验。9.7.5合格证有效期满后免试应遵守下列规定:
持证焊工在规定的认可范围内工作并在合格证的有效期内,焊接质量一贯优良,探伤合格率保持在射线探伤不小于90%、超声波探伤不小于98%时,可经焊工所在企业的技术管理、质量检验两个部门的主管签字认可,由企业焊工技术考试委员会核准后报原发证的上级管理机构予以免试,准予免试的焊工资格证 书有效期延长不得超过3年,且不得连续免试。9.7.6合格证注销应符合下列规定:
1焊工在生产过程中施焊焊缝质量一贯低劣,经质量检查部门提出,由企业焊工技术考试委员会核准可注销其合格证,同时应报上级管理机构备案。被注销合格证的焊工可重新申请参加焊工考试,合格后方可允许在规定的认可范围进行焊接工作;
2有伪造经历、弄虚作假、涂改合格证或超越合格证认可范围施焊者,企业焊工技术考试委员会可取消其考试资格或注销其资格证书,并应报上级管理机构备案。
附录C箱形柱(梁)内隔板电渣焊焊缝
焊透宽度的测量
C.0.1应采用垂直探伤法以使用的最大声程作为探测范围调整 时间轴,在被探工件无缺陷的部位将钢板的第一次底面反射回波 调至满幅的80%高度作为探测灵敏度基准,垂直于焊缝方向从
焊缝的终端开始以100mm间隔进行扫查,并对两端各50+t1范围进行全面扫查(图C.0.1)。
C.0.1应采用垂直探伤法以使用的最大声程作为探测范围调整时间轴,在被探工件无缺陷的部位将钢板的第一次底面反射回波调至满幅的80%高度作为探测灵敏度基准,垂直于焊缝方向从焊缝的终端开始以100mm间隔进行扫查,并对两端各50+t1范围进行全面扫查(图C.0.1)。
C.0.2焊接前必须在面板外侧标记上焊接预定线,探伤时应以该预定线为基准线。C.0.3应把探头从焊缝一侧移动至另一侧,底波高度达到40%时的探头中心位置作为焊透宽度的边界点,两侧边界点间距即为焊透宽度。C.0.4缺陷指示长度的测定应符合下列规定:
1焊透指示宽度不足将按第C.0.3条规定扫查求出的焊透指示宽度小于隔板尺寸的沿焊缝长度方向的范围作为缺陷指示长度;
2焊透宽度的边界点错移将焊透宽度边界点向焊接预定线内侧沿焊缝长度方向错位超过3mm的范围作为缺陷指示长度;
3缺陷在焊缝长度方向的位置以缺陷的起点表示。
附录D圆管T、K、Y节点焊缝的 超声波探伤方法及缺陷分级
D.0.1本附录适用于支管管径不小于150mm、壁厚不小于6mm、板厚外径之比在13%以下的圆钢管分支节点焊缝的超声波探伤。
D.0.2本附录未述及的内容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》(GB11345)的规定。
D.0.3本附录所用术语应符合下列规定:
(图D.0.3)交叉角θ———主管和支管相交的角度; 相贯角ψ———从主管轴与支管轴组成的平面与支管母线形成的沿支管圆周方向的角度; 偏角θB———支管表面母线和焊缝纵截面的法线或和探伤方向所成的角度。
D.0.4探头应采选用小芯片(如6mm×6mm)、短前沿、高频率(5~6MHz)及尽可能大的折射角(或K值),且应能完成1跨距范围内整个焊缝截面的检测。
本规程用词说明
一、为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度 不同的用词说明如下:
1表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”; 2表示严格,在正常情况均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”; 3表示允许稍有选择,在条件许可时首先这样做的: 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
表示有选择,在一定条件下可这样做的,采用“可”。
二、条文中指明应按其它有关标准执行的写法,为“应符合 „„的规定”或“应按照„„执行”。
第三篇:JGJ81-2002建筑钢结构焊接技术规程
中华人民共和国行业标准
建筑钢结构焊接技术规程
JGJ81—2002 J218—2002
2002北京
前言
根据建设部建标[1999]309号文的要求,规程编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,对《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81—91)进行了全面修订,制定了本规程。
本规程的主要技术内容是:1总则;2基本规定;3材料; 4焊接节点构造;5焊接工艺评定;6焊接工艺;7焊接质量检查; 8焊接补强与加固;9焊工考试。
本次修订的主要技术内容是:
第一章总则,扩充了适用范围,明确了建筑钢结构板厚下 限、类型和适用的焊接方法。
第二章基本规定,是新增加的内容。明确规定了建筑钢结构 焊接施工难易程度区分原则、制作与安装单位资质要求、有关人 员资格职责和质量保证体系等。
第三章材料,取消了常用钢材及焊条、焊丝、焊剂选配表和 钢材碳当量限制,增加了钢材和焊材复验要求、焊材及气体应符 合的国家标准、钢板厚度方向性能要求等。
第四章焊接节点构造,增加了不同焊接方法焊接坡口的形状 和尺寸、管结构各种接头形式与坡口要求、防止板材产生层状撕 裂的节点形式、构件制作与工地安装焊接节点形式、承受动载与 抗震焊接节点形式以及组焊构件焊接节点的一般规定,并对焊缝 的计算厚度作了修订。
第五章焊接工艺评定,对焊接工艺评定规则、试件试样的制 备、试验与检验等内容进行了全面扩充,增加了焊接工艺评定的 一般规定和重新进行焊接工艺评定的规定。
第六章焊接工艺,取消了各种焊接方法工艺参数参照表,增 加了焊接工艺的一般规定、各种焊接方法选配焊接材料示例、焊 接预热、后热及焊后消除应力要求、防止层状撕裂和控制焊接变 形的工艺措施。第七章焊接质量检查,对焊缝外观质量合格标准、不同形式 焊缝外形尺寸允许偏差及无损检测要求进行了修订,增加了焊接 检验批的划分规定、圆管T、K、Y节点的焊缝超声波探伤方法 和缺陷分级标准以及箱形构件隔板电渣焊焊缝焊透宽度的超声波 检测方法。
第八章焊接补强与加固,对钢结构的焊接与补强加固方法作 了修订和补充,增加了钢结构受气相腐蚀作用时其钢材强度计算 方法、负荷状态下焊缝补强与加固的规定、承受动荷载构件名义 应力与钢材强度设计值之比β的规定、考虑焊接瞬时受热造成 构件局部力学性能降低及采取相应安全措施的规定和焊缝强度折 减系数等内容。
第九章焊工考试,修订了考试内容和分类,在焊工手工操作 技能考试方面,增加了附加考试和定位焊考试。
本规程由建设部负责管理和对强制性条文的解释,由主编单 位负责具体技术内容的解释。
本规程主编单位是:中冶集团建筑研究总院(地址:北京市 海淀区西土城路33号,邮政编码:100088)
本规程参加单位是:中建一局钢结构工程有限公司
宝钢股份有限公司 重庆钢铁设计研究总院 北京钢铁设计研究总院
武汉钢铁集团金属结构有限责任公司 江南重工集团有限公司 大连重工集团有限公司
深圳建升和钢结构建筑安装工程有限公司 上海宝钢冶金建设公司
中国第二十冶金建设公司钢结构制造总厂 武钢集团武汉冶金设备制造公司 北京双园咨询监理公司
目次
1总则„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2基本规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 3材料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 4焊接节点构造„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 4.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 4.2焊接坡口的形状和尺寸„„„„„„„„„„„„„„„7 4.3焊缝的计算厚度„„„„„„„„„„„„„„„„„38 4.4组焊构件焊接节点„„„„„„„„„„„„„„„„48 4.5防止板材产生层状撕裂的节点形式„„„„„„„„„52 4.6构件制作与工地安装焊接节点形式„„„„„„„„55 4.7承受动载与抗震的焊接节点形式„„„„„„„„„„63 5焊接工艺评定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„67 5.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„67 5.2焊接工艺评定规则„„„„„„„„„„„„„„„„70 5.3重新进行工艺评定的规定„„„„„„„„„„„„„73 5.4试件和检验试样的制备„„„„„„„„„„„„„„75 5.5试件和试样的试验与检验„„„„„„„„„„„„„85 6焊接工艺„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„89 6.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„89 6.2焊接预热及后热„„„„„„„„„„„„„„„„„98 6.3防止层状撕裂的工艺措施„„„„„„„„„„„„100 6.4控制焊接变形的工艺措施„„„„„„„„„„„„100 6.5焊后消除应力处理„„„„„„„„„„„„„„„101 6.6熔化焊缝缺陷返修„„„„„„„„„„„„„„„102 7焊接质量检查„„„„„„„„„„„„„„„„„„104 7.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„104 7.2外观检验„„„„„„„„„„„„„„„„„„„105 7.3无损检测„„„„„„„„„„„„„„„„„„„108 8焊接补强与加固„„„„„„„„„„„„„„„„„110 9焊工考试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„115 9.1一般规定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„115 9.2考试内容及分类„„„„„„„„„„„„„„„„116 9.3手工操作技能基本考试„„„„„„„„„„„„„118 9.4手工操作技能附加考试„„„„„„„„„„„„„125 9.5手工操作技能定位焊考试„„„„„„„„„„„„131 9.6机械操作技能考试„„„„„„„„„„„„„„„133 9.7考试记录、复试、补考、重考、免试和证书„„„„138 附录A钢板厚度方向性能级别及其含硫量、断面收缩率值„„„„„„„„„„„„„„„„140
附录B建筑钢结构焊接工艺评定报告格式„„„„„„„141 附录C箱形柱(梁)内隔板电渣焊焊缝焊透宽度的
测量„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„151
附录D圆管T、K、Y节点焊缝的超声波探伤
方法及缺陷分级„„„„„„„„„„„„„„„153
附录E工程建设焊工考试结果登记表、合格证格式„„„157 本规程用词说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„160
1总则
1.0.1为在建筑钢结构焊接中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规程。1.0.2本规程适用于桁架或网架(壳)结构、多层和高层梁/柱 框架结构等工业与民用建筑和一般构筑物的钢结构工程中,钢材厚 度大于或等于3mm的碳素结构钢和低合金高强度结构钢的焊接。适 用的焊接方法包括手工电弧焊、气体保护焊、自保护焊、埋弧焊、电渣焊、气电立焊、栓钉焊及相应焊接方法的组合。
1.0.3钢结构的焊接必须遵守国家现行的安全技术和劳动保护 等有关规定。
1.0.4钢结构的焊接除应执行本规程外,尚应符合国家现行有 关强制性标准的规定。
2基本规定
2.0.1建筑钢结构工程焊接难度可分为一般、较难和难三种情 况。施工单位在承担钢结构焊接工程时应具备与焊接难度相适应 的技术条件。建筑钢结构工程的焊接难度可按下表区分。表2.0.1建筑钢结构工程的焊接难度区分原则 2.0.2施工图中应标明下列焊接技术要求:
1应明确规定结构构件使用钢材和焊接材料的类型和焊缝 质量等级,有特殊要求时,应标明无损探伤的类别和抽查百分 比;
2应标明钢材和焊接材料的品种、性能及相应的国家现行 标准,并应对焊接方法、焊缝坡口形式和尺寸、焊后热处理要求 等作出明确规定。对于重型、大型钢结构,应明确规定工厂制作 单元和工地拼装焊接的位置,标注工厂制作或工地安装焊缝符 号。
2.0.3制作与安装单位承担钢结构焊接工程施工图设计时,应 具有与工程结构类型相适应的设计资质等级或由原设计单位认 可。
2.0.4钢结构工程焊接制作与安装单位应具备下列条件: 1应具有国家认可的企业资质和焊接质量管理体系;
2应具有2.0.5条规定资格的焊接技术责任人员、焊接质 检人员、无损探伤人员、焊工、焊接预热和后热处理人员; 3对焊接技术难或较难的大型及重型钢结构、特殊钢结构 工程,施工单位的焊接技术责任人员应由中、高级焊接技术人员 担任;
4应具备与所承担工程的焊接技术难易程度相适应的焊接 方法、焊接设备、检验和试验设备;
5属计量器具的仪器、仪表应在计量检定有效期内; 6应具有与所承担工程的结构类型相适应的企业钢结构焊 接规程、焊接作业指导书、焊接工艺评定文件等技术软件; 7特殊结构或采用屈服强度等级超过390MPa的钢材、新钢 种、特厚材料及焊接新工艺的钢结构工程的焊接制作与安装企业 应具备焊接工艺试验室和相应的试验人员。
2.0.5建筑钢结构焊接有关人员的资格应符合下列规定: 1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一年以上焊接生产或施工实践经验; 2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; 3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;并应按考核合格项目及权限从事 焊缝无损检测和审核工作;
4焊工应按本规程第9章的规定考试合格并取得资格证书,其施焊范围不得超越资格证书的规定;
5气体火焰加热或切割操作人员应具有气割、气焊操作上 岗证;
6焊接预热、后热处理人员应具备相应的专业技术。用电 加热设备加热时,其操作人员应经过专业培训。
2.0.6建筑钢结构焊接有关人员的职责应符合下列规定: 1焊接技术责任人员负责组织进行焊接工艺评定,编制焊 接工艺方案及技术措施和焊接作业指导书或焊接工艺卡,处理施 工过程中的焊接技术问题;
2焊接质检人员负责对焊接作业进行全过程的检查和控制,根据设计文件要求确定焊缝检测部位、填报签发检测报告; 3无损探伤人员应按设计文件或相应规范规定的探伤方法 及标准,对受检部位进行探伤,填报签发检测报告; 4焊工应按焊接作业指导书或工艺卡规定的工艺方法、参 数和措施进行焊接,当遇到焊接准备条件、环境条件及焊接技术 措施不符合焊接作业指导书要求时,应要求焊接技术责任人员采 取相应整改措施,必要时应拒绝施焊;
5焊接预热、后热处理人员应按焊接作业指导书及相应的 操作规程进行作业。
3材料
3.0.1建筑钢结构用钢材及焊接填充材料的选用应符合设计图 的要求,并应具有钢厂和焊接材料厂出具的质量证明书或检验报 告;其化学成分、力学性能和其它质量要求必须符合国家现行标 准规定。当采用其它钢材和焊接材料替代设计选用的材料时,必 须经原设计单位同意。
3.0.2钢材的成分、性能复验应符合国家现行有关工程质量验 收标准的规定;大型、重型及特殊钢结构的主要焊缝采用的焊接 填充材料应按生产批号进行复验。复验应由国家技术质量监督部 门认可的质量监督检测机构进行。
3.0.3钢结构工程中选用的新材料必须经过新产品鉴定。钢材 应由生产厂提供焊接性资料、指导性焊接工艺、热加工和热处理 工艺参数、相应钢材的焊接接头性能数据等资料;焊接材料应由 生产厂提供贮存及焊前烘焙参数规定、熔敷金属成分、性能鉴定 资料及指导性施焊参数,经专家论证、评审和焊接工艺评定合格 后,方可在工程中采用。
3.0.4焊接T形、十字形、角接接头,当其翼缘板厚度等于或 大于40mm时,设计宜采用抗层状撕裂的钢板。钢材的厚度方向 性能级别应根据工程的结构类型、节点形式及板厚和受力状态的 不同情况选择。
钢板厚度方向性能级别Z15、Z25、Z35相应的含硫量、断面 收缩率应符合附录A的规定。
3.0.5焊条应符合现行国家标准《碳钢焊条》(GB/T5117)、《低合金钢焊条》(GB/T5118)的规定。
3.0.6焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》(GB/T 14957)、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》(GB/T 8110)及《碳钢药芯焊丝》(GB/T10045)、《低合金钢药芯焊丝》(GB/T17493)的规定。
3.0.7埋弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国家标准《埋弧焊用碳 钢焊丝和焊剂》(GB/T5293)、《低合金钢埋弧焊用焊剂》(GB/T12470)的规定。
3.0.8气体保护焊使用的氩气应符合现行国家标准《氩气》(GB/T4842)的规定,其纯度不应低于99.95%。3.0.9气体保护焊使用的二氧化碳气体应符合国家现行标准 《焊接用二氧化碳》(HG/T2537)的规定,大型、重型及特 殊钢结构工程中主要构件的重要焊接节点采用的二氧化碳气体质量应符合该标准中优等品的要求,即其二氧化碳含量(V/V)不得低 于99.9%,水蒸气与乙醇总含量(m/m)不得高于0.005%,并不得检出液态水。
4焊接节点构造
4.1一般规定
4.1.1钢结构焊接节点构造,应符合下列要求: 1尽量减少焊缝的数量和尺寸;
2焊缝的布置对称于构件截面的中和轴; 3便于焊接操作,避免仰焊位置施焊;
4采用刚性较小的节点形式,避免焊缝密集和双向、三向相交; 5焊缝位置避开高应力区;
6根据不同焊接工艺方法合理选用坡口形状和尺寸。
4.1.2管材可采用T、K、Y及X形连接接头(图4.1.2)。4.1.3施工图中采用的焊缝符号应符合现行国家标准《焊缝符 号表示方法》(GB324)和《建筑结构制图标准》(GBJ105)的规定,并应标明工厂车间施焊和工地安装施焊的焊缝及所有焊缝 的部位、类型、长度、焊接坡口形式和尺寸、焊脚尺寸、部分焊 透接头的焊透深度。
4.2焊接坡口的形状和尺寸
4.2.1各种焊接方法及接头坡口形状尺寸代号和标记应符合下 列规定:
1焊接方法及焊透种类代号应符合表4.2.1/1规定; 2接头形式及坡口形状代号应符合表4.2.1/2规定; 3焊接面及垫板种类代号应符合表4.2.1/3规定; 4焊接位置代号应符合表4.2.1/4规定; 5坡口各部分尺寸代号应符合表4.2.1/5规定;
标记示例:
手工电弧焊、完全焊透、对接、Ⅰ形坡口、背面加钢衬垫的 单面焊接接头表示为MC-BⅠ-BS1。
4.2.2焊条手工电弧焊全焊透坡口形状和尺寸宜符合表4.2.2 的要求。
4.2.3气体保护焊、自保护焊全焊透坡口形状和尺寸宜符合表 4.2.3的要求。
4.2.4埋弧焊全焊透坡口形状和尺寸宜符合表4.2.4的要求。4.2.5焊条手工电弧焊部分焊透坡口形状和尺寸宜符合表4.2.5的要求。
4.2.6气体保护焊、自保护焊部分焊透坡口形状和尺寸宜符合 表4.2.6的要求。
4.2.7埋弧焊部分焊透坡口形状和尺寸宜符合表4.2.7的要求。
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
4.3焊缝的计算厚度
4.3.1全焊透的对接焊缝及对接与角接组合焊缝,双面焊时反 面应清根后焊接,加垫板单面焊当坡口形状、尺寸符合本规程表 4.2.2~4.2.4的要求时,可按全焊透计算。其计算厚度 he应为坡口根部至焊缝表面(不计余高)的最短距离。
4.3.2开坡口的部分焊透对接焊缝及对接与角接组合焊缝,其 焊缝计算厚度he(见图4.3.2)应根据焊接方法、坡口形状及尺寸、焊接位置不同,分别对坡口深度H进行折减。各种类型部分焊透焊缝的计算厚度he应符合表4.3.2的规定。V形坡口α≥60°及U、J形坡口,当坡口尺寸符合表4.2.5~4.2规定时,焊缝计算厚度he应为坡口深度H。
.7的
31 32 33 34 35 36 37 38
4.4组焊构件焊接节点
4.4.1塞焊和槽焊焊缝的尺寸、间距、填焊高度应符合下列规 定:
1塞焊缝和槽焊缝的有效面积应为贴合面上圆孔或长槽孔 的标称面积;
2塞焊焊缝的最小中心间隔应为孔径的4倍,槽焊焊缝的 纵向最小间距应为槽孔长度的2倍,垂直于槽孔长度方向的两排 槽孔的最小间距应为槽孔宽度的4倍;
3塞焊孔的最小直径不得小于开孔板厚度加8mm,最大直
径应为最小直径值加3mm,或为开孔件厚度的2.25倍,并取两 值中较大者。槽孔长度不应超过开孔件厚度的10倍,最小及最 大槽宽规定与塞焊孔的最小及最大孔径规定相同;
4塞焊和槽焊的填焊高度:当母材厚度等于或小于16mm 时,应等于母材的厚度;当母材厚度大于16mm时,不得小于母 材厚度的一半,并不得小于16mm;
5塞焊焊缝和槽焊焊缝的尺寸应根据贴合面上承受的剪力 计算确定。
4.4.2严禁在调质钢上采用塞焊和槽焊焊缝。4.4.3角焊缝的尺寸应符合下列规定:
1角焊缝的最小计算长度应为其焊脚尺寸(hf)的8倍,且不得小于40mm;焊缝计算长度应为焊缝长度扣除引弧、收弧 长度;
2角焊缝的有效面积应为焊缝计算长度与计算厚度(he)的乘积。对任何方向的荷载,角焊缝上的应力应视为作用在这一 有效面积上;
3断续角焊缝焊段的最小长度应不小于最小计算长度; 4单层角焊缝最小焊脚尺寸宜按表4.4.3取值,同时应符 合设计要求;
5当被焊构件较薄板厚度≥25mm时,宜采用局部开坡口的 角焊缝;
6角焊缝十字接头,不宜将厚板焊接到较薄板上。
4.4.4搭接接头角焊缝的尺寸及布置应符合下列规定: 1传递轴向力的部件,其搭接接头最小搭接长度应为较薄件厚度的5倍,但不小于25mm(图4.4.4/1)。并应施焊纵向或 横向双角焊缝;
2单独用纵向角焊缝连接型钢杆件端部时,型钢杆件的宽
度W应不大于200mm(图4.4.4/2),当宽度W大于200mm时,需加横向角焊或中间塞焊。型钢杆件每一侧纵向角焊缝的长度L应不小于W;
3型钢杆件搭接接头采用围焊时,在转角处应连续施焊。杆件端部搭接角焊缝作绕焊时,绕焊长度应不小于二倍焊脚尺 寸,并连续施焊;
4搭接焊缝沿材料棱边的最大焊脚尺寸,当板厚小于、等
于6mm时,应为母材厚度,当板厚大于6mm时,应为母材厚度 减去1~2mm(图4.4.4/3);
5用搭接焊缝传递荷载的套管接头可以只焊一条角焊缝,其管材搭接长度L应不小于5(t1+t2),且不得小于25mm。搭接焊缝焊脚尺寸应符合设计要求(图4.4.4-4)。
4.4.5不同厚度及宽度的材料对接时,应作平缓过渡并符合下 列规定:
1不同厚度的板材或管材对接接头受拉时,其允许厚度差值(t1 -t2)应符合表4.4.5的规定。当超过表4.4.5的规定时 应将焊缝焊成斜坡状,其坡度最大允许值应为1∶2.5;或将较厚 板的一面或两面及管材的内壁或外壁在焊前加工成斜坡,其坡度 最大允许值应为1∶2.5(图4.4.5);
2不同宽度的板材对接时,应根据工厂及工地条件采用热 切割、机械加工或砂轮打磨的方法使之平缓过渡,其连接处最大 允许坡度值应为1∶2.5(图4.4.5e)。4.5防止板材产生层状撕裂的节点形式
4.5.1在T形、十字形及角接接头中,当翼缘板厚度等于、大 于20mm时,为防止翼缘板产生层状撕裂,宜采取下列节点构造 设计:
1采用较小的焊接坡口角度及间隙(图4.5.1a),并满足 焊透深度要求;
2在角接接头中,采用对称坡口或偏向于侧板的坡口(图 4.5.1b);
3采用对称坡口(图4.5.1c);
4在T形或角接接头中,板厚方向承受焊接拉应力的板材端头伸出接头焊缝区(图4.5.1d);
在T形、十字形接头中,采用过渡段,以对接接头取代 形、十字形接头(图4.5.1e、f)。.6构件制作与工地安装焊接节点形式
.6.1构件制作焊接节点形式应符合下列要求:
桁架和支撑的杆件与节点板的连接节点宜采用图4.6.
/1
5T4411 的形式;当杆件承受拉应力时,焊缝应在搭接杆件节点板的外边 缘处提前终止,间距a应不小于hf;
2型钢与钢板搭接,其搭接位置应符合图4.6.1/2的要求; 3搭接接头上的角焊缝应避免在同一搭接接触面上相交(图4.6.1/3);
4要求焊缝与母材等强和承受动荷载的对接接头,其纵横两方向的对接焊缝,宜采用T形交叉。交叉点的距离宜不小于200mm,且拼接料的长度和宽度宜不小于300mm(图4.6.1/4)。如有特殊要求,施工图应注明焊缝的位置;
5以角焊缝作纵向连接组焊的部件,如在局部荷载作用区 采用一定长度的对接与角接组合焊缝来传递载荷,在此长度以外 坡口深度应逐步过渡至零,且过渡长度应不小于坡口深度的4倍; 6焊接组合箱形梁、柱的纵向角焊缝,宜采用全焊透或部
分焊透的对接与角接组合焊缝(图4.6.1/5)。要求全焊透时,应采用垫板单面焊(图4.6.1/5b);
48
10管—球结构中,对由两个半球焊接而成的空心球,其焊 接接头可采用不加肋和加肋两种形式(图4.6.1-9)。
4.6.2工地安装焊接节点形式应符合下列要求: 1H形框架柱安装拼接接头宜采用螺栓和焊接组合节点或
全焊节点(图4.6.2-1a、b)。采用螺栓和焊接组合节点时,49
第四篇:钢结构焊接
(一)施工准备 1.材料
(1)电焊条:所选用焊条必须严格按照设计要求,并具有出厂合格证明。如须改动焊条型号,必须征得设计部门同意。严禁使用过期或药皮脱落、焊芯生锈的焊条。焊接前应将焊条进行烘焙处理。常用焊条选用依据:
1)焊接3号钢时:对塑性、韧性、抗裂性较高的重要结构,如重级工作制吊车梁或类似结构时宜采用低氢焊条 T426、T427,对其它结构可采用 T420--T425。
2)焊接16锰钢时:对塑性、韧性、抗裂性较高的重要结构;如重级工作制吊车梁或类似结构时宜用低氢焊条 T506、T507,对其它结构宜采用 T502、T503焊条。
(2)托板:当采用平坡口对接时,如需用托板,材料可用3号钢。2.作业条件
(1)审阅施工图纸,拟定焊接工艺。(2)准备好所需施焊工具,焊接电流。(3)在空旷地区施焊时,应采取挡风挡雨措施。
(4)焊工应经过考试,并取得合格证后才可上岗,如停焊超过半年以上时,应重新考核。
(5)施焊前焊工应复查组装质量和焊缝区的处理情况,如不符合要求,应修整合格后方能施焊。(二)操作工艺
1.焊条使用前,必须按照质量证明书的规定进行烘熔,低氢型焊条经过烘焙后,应放在保温箱内随用随取。
2.首次采用的钢种和焊接材料,必须进行焊接工艺性能和物理性能试验,符合要求后才可采用。
3.普通碳索结构钢厚度大于14mm和低合金结构钢厚度大于或等于30mm,应进行预热,其焊接预热温度及层间温度宜控制在100—150℃,预热区应在焊接坡口两侧各80--100mm范围内。
4.多层焊接应连续施焊,其中每一层焊道焊完后应及时清理,如发现有影响焊接质量的缺陷,必须清除后再焊。
5.要求焊成凹面的贴角焊缝,可采用船位焊接使焊缝金属与母材间平缓过渡。
6.焊缝出现裂纹时,焊工不得擅自处理,应申报焊接技术负责人查清原因,订出修措施后才可处理。低合金结构钢在同一处的返修不得超过两次。
7.严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧。在坡口内起弧的局部面积应熔焊一次,不得留下弧坑。
8.重要焊缝接头,应在焊件两端配置起弧和收弧板,其材质和坡口型式应与焊件相同。焊接完毕用气割切除并修磨平整,不得用锤击落。
9、要求等强度的对接和丁字接头焊缝,除按设计要求开坡口外,为了确保焊缝质量,焊接前宜采用碳弧气刨刨焊根,并清理根部氧化物后才进行焊接。10.为了减少焊接变形与应力必须采取如下措施:
(1)焊接口才尽量使焊缝能自由变形,大型构件的焊接要从中间向四周对称进行。
(2)收缩量大的焊缝先焊接。
(3)对称布置的焊缝应由成双数的焊工同时焊接。(4)长焊缝焊接可采用分中逐步退焊法或间跳法焊接。
(5)采用反变形法,在焊接前,预先将焊件在变形相反的方向加以弯曲或倾斜,以抵消焊后产生的变形,从而获得正常形状的构件。(6)采用刚性固定法:用夹具夹紧被焊零件能显著减少焊件的残余变形及翅曲。
(7)锤击法:锤击焊缝及其周围区域,可以减少收缩应力及变形。11.焊接结构变形的矫正。
(1)机械矫正:用机械力的作用去矫正变形,可用锤击焊缝法,也可用压力机械矫正变形。
(2)火焰矫正:又叫“人工矫正”。利用金属局部受火焰加热后的收缩所引起的新的变形去抵消已经产生的焊接变形,常用的气体火焰是氧—乙炔焰,对低碳钢和普通低合金钢的结构加热温度可控制在700—850℃范围内。
12、产品保护
产品验收后,在装运或包装前堆放在成品库。成品雄放应防止失散和变形。
(1)堆放场地应平整干燥,并备有足够的垫木、垫块,使构件得以放平、放稳。
(2)侧向刚度较大的构件可水平堆放,当多层叠放时,必须使各层垫木在同一垂线位置。
(3)衍架应立放、紧靠立柱绑扎牢固。
(4)大型构件的小零件,应立放在构件的空挡内,用螺栓或铁丝固定在构件上。
(5)同一工程的构件应分类堆放在同一地区以便发运。
(三)质量标准
1、保证项目
(1)焊条的型号、接头所用钢材型号、质量均应符合设计要求和钢结构焊接的专门规定。
(2)焊工必须经考试合格,有相应施焊条件的合格证,考核日期必须有效。
(3)承受拉或压与母材等强度的焊缝必须经超声波,X射线探伤检验,其结果必须
符合设计要求、施工规范和钢结构焊接的专门规定。
(4)焊缝表面严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、针状气孔和熔合性飞溅等缺陷,气孔,咬边必须符合施工规范规定。2.基本项目
(1)钢结构的焊接质量检验分三级,普通碳素结构钢应在焊缝冷却到工作地点温度以后,低合金结构钢应在焊后14小时进行检查。(2)焊缝外观检查质量标准应焊波均匀、焊渣和飞溅物清除干净。
(四)施工注意事项 1.避免工程质量通病
(1)焊缝尺寸不符合技术要求,如焊缝长度、宽度、厚度不均匀,中心线偏移、弯曲等。
造成原因:未熟练掌握焊接规范,焊前未有了解技术要求,焊工技术差。
(2)焊缝出现裂纹。
造成原因有:选用焊条不恰当,焊件刚性大或四周固定太紧而焊接次序不正确,冷却速度太快,都易使焊缝产生裂纹.防止裂纹的产生:应选用优质焊条(碱性低氢焊条抗裂性能比酸性焊条强),选择合理的焊接顺序,必要时需焊前预热,焊后回火处理。(3)焊缝气孔。
造成原因是:电弧太长,焊接操作不当,焊条烘干处理不当,焊接接头表面的油污、铁锈等杂质未清理干净。(4)焊缝咬边。
造成原因是焊接电流太大,电弧太长,焊条摆动不正确。(5)焊缝夹渣。
造成原因是:焊件边缘经气割或碳弧气刨后未将残留氧化铁清除干净;点焊、多层焊时焊渣未清理干净,焊工技术不熟练。(6)焊缝未焊透。造成原因是:装配间隙太小,坡口角度太小,坡口边缘不整齐,另外,焊接电流太小,电压不稳,电弧太长,焊工操作不熟练也会产生未焊透。
(7)焊接变形过大。
造成原因是:焊接次序不当,焊后调正未按规范要求。
(五)主要安全技术措施(1)防止触电
1)焊接设备外壳必须有效地接地或接零。
2)焊接电缆、焊钳及连接部分,应有良好的接触和可靠的绝缘。3)装拆焊接设备与电力网连接部分时,必须切断电源。
4)焊工工作时必须穿戴防护用品,如工作服、手套、胶鞋、并应保证干燥和完整。
5)焊机前应设漏电保护开关,即一机一制一漏电开关。(2)防止弧光辐射
1)焊工必须戴防护面罩(内镶滤光玻璃)2)在公众场所焊接,须装置活动挡光屏。
3)焊接工作场所应该有良好的通风、排气装置,有良好的照明。4)焊接工作场所周围5m以内不得存在有易燃、易爆物品。
5)焊工高空作业时要戴安全带,随身工具及焊条均应放在专门皮袋中。
第五篇:钢结构焊接规范
钢结构焊接规范
钢结构从下料、组对、焊接、检验等工艺
钢结构手工电弧焊焊接施工工艺标准
依据标准:
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001 《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345 《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323
《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/T3034.1 《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/T3034.2 《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ811、范围
本工艺标准适用于一般工业与民用建筑工程中钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工程。
2、施工准备
2.1材料及主要机具
2.1.1电焊条:其型号按设计要求选用,必须有质量证明书。按要求施焊前经过烘焙。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。设计无规定时,焊接Q235钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条;焊接16Mn钢时宜选用E50系列低合金结构钢焊条;焊接重要结构时宜采用低氢型焊条(碱性焊条)。按说明书的要求烘焙后,放入保温桶内,随用随取。酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。
2.1.2引弧板:用坡口连接时需用弧板,弧板材质和坡口型式应与焊件相同。
2.1.3主要机具:电焊机(交、直流)、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉条、测温计等。
2.2作业条件
2.2.1熟悉图纸,做焊接工艺技术交底。
2.2.2施焊前应检查焊工合格证有效期限,应证明焊工所能承担的焊接工作。
2.2.3现场供电应符合焊接用电要求。
2.2.4环境温度低于0℃,对预热,后热温度应根据工艺试验确定。
3、操作工艺
3.1工艺流程:
作业准备→电弧焊接(平焊、立焊、横焊、仰焊)→焊缝检查。
3.2钢结构电弧焊接:
3.2.1平焊
3.2.1.1选择合格的焊接工艺,焊条直径,焊接电流,焊接速度,焊接电弧长度等,通过焊接工艺试验验证。
3.2.1.2清理焊口:焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求,定位焊是否牢固,焊缝周围不得有油污、锈物。
3.2.1.3烘焙焊条应符合规定的温度与时间,从烘箱中取出的焊条,放在焊条保温桶内,随用随取。
3.2.1.4焊接电流:根据焊件厚度、焊接层次、焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素,选择适宜的焊接电流。
3.2.1.5引弧:角焊缝起落弧点应在焊缝端部,宜大于10mm,不应随便打弧,打火引弧后应立即将焊条从焊缝区拉开,使焊条与构件间保持2~4mm间隙产生电弧。对接焊缝及时接和角接组合焊缝,在焊缝两端设引弧板和引出板,必须在引弧板上引弧后再焊到焊缝区,中途接头则应在焊缝接头前方15~20mm处打火引弧,将焊件预热后再将焊条退回到焊缝起始处,把熔池填满到要求的厚度后,方可向前施焊。
3.2.1.6焊接速度:要求等速焊接,保证焊缝厚度、宽度均匀一致,从面罩内看熔池中铁水与熔渣保持等距离(2~3mm)为宜。
3.2.1.7焊接电弧长度:根据焊条型号不同而确定,一般要求电弧长度稳定不变,酸性焊条一般为3~4mm,碱性焊条一般为2~3mm为宜。
3.2.1.8焊接角度:根据两焊件的厚度确定,焊接角度有两个方面,一是焊条与焊接前进方向的夹角为60~75°;二是焊条与焊接左右夹角有两种情况,当焊件厚度相等时,焊条与焊件夹角均为45°;当焊件厚度不等时,焊条与较厚焊件一侧夹角应大于焊条与较薄焊件一侧夹角。
3.2.1.9收弧:每条焊缝焊到末尾,应将弧坑填满后,往焊接方向相反的方向带弧,使弧坑甩在焊道里边,以防弧坑咬肉。焊接完毕,应采用气割切除弧板,并修磨平整,不许用锤击落。
3.2.1.10清渣:整条焊缝焊完后清除熔渣,经焊工自检(包括外观及焊缝尺寸等)确无问题后,方可转移地点继续焊接。
3.2.2立焊:基本操作工艺过程与平焊相同,但应注意下述问题:
3.2.2.1在相同条件下,焊接电源比平焊电流小10%~15%。
3.2.2.2采用短弧焊接,弧长一般为2~3mm。
3.2.2.3焊条角度根据焊件厚度确定。两焊件厚度相等,焊条与焊条左右方向夹角均为450;两焊件厚度不等时,焊条与较厚焊件一侧的夹角应大于较薄一侧的夹角。焊条应与垂直面形成600~800角,使角弧略向上,吹向熔池中心。
3.2.2.4收弧:当焊到末尾,采用排弧法将弧坑填满,把电弧移至熔池中央停弧。严禁使弧坑甩在一边。为了防止咬肉,应压低电弧变换焊条角度,使焊条与焊件垂直或由弧稍向下吹。
3.2.3横焊:基本与平焊相同,焊接电流比同条件平焊的电流小10%~15%,电弧长2~4mm。焊条的角度,横焊时焊条应向下倾斜,其角度为700~800,防止铁水下坠。根据两焊件的厚度不同,可适当调整焊条角度,焊条与焊接前进方向为700~900。
3.2.4仰焊:基本与立焊、横焊相同,其焊条与焊件的夹角和焊件厚度有关,焊条与焊接方向成700~800角,宜用小电流、短弧焊接。
3.3冬期低温焊接:
3.3.1在环境温度低于0℃条件下进行电弧焊时,除遵守常温焊接的有关规定外,应调整焊接工艺参数,使焊缝和热影响区缓慢冷却。风力超过4级,应采取挡风措施;焊后未冷却的接头,应避免碰到冰雪。
3.3.2钢结构为防止焊接裂纹,应预热、预热以控制层间温度。当工作地点温度在0℃以下时,应进行工艺试验,以确定适当的预热,后热温度。
4、质量标准
4.1一般规定
4.1.1本章适用于钢结构制作和安装中的钢构件焊接和焊钉焊接的工程质量验收。
4.1.2钢结构焊接工程可按相应的钢结构制作或安装工程检验批的划分原则划分为一个或若干个检验批。
4.1.3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以后,进行焊缝探伤检验。
4.1.4焊缝施焊后应在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。
4.2钢构件焊接工程
I主控项目
4.2.1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《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81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。
检查数量:全数检查。
检验方法:检查质量证明书和烘焙记录。
4.2.2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认可范围、有效期。
4.2.3施工单位对其首次采用的钢材、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。
检查数量:全数检查。
检验方法:检查焊接工艺评定报告。
4.2.4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《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345或《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323的规定。
焊接球节点网架焊缝、螺栓球节点网架焊缝及圆管T、K、Y形节点相关线焊缝,其内部缺陷分级及探伤方法应分别符合国家现行标准《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/T3034.1、《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/T3034.2、《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。
一级、二级焊缝的质量等级及缺陷分级应符合表4.2.4的规定。
检查数量:全数检查。
检验方法:检查超声波或射线探伤记录。
表4.2.4 一、二级焊缝质量等级及缺陷分级
焊缝质量等级 一级 二级
内部缺陷超声波探伤 评定等级 Ⅱ Ⅲ
检验等级 B级 B级
探伤比例 100% 20%
内部缺陷射线探伤 评定等级 Ⅱ Ⅲ
检验等级 AB级 AB级
探伤比例 100% 20%
注:探伤比例的计数方法应按以下原则确定:(1)对工厂制作焊缝,应按每条焊缝计算百分比,且探伤长度应不小于200mm,当焊缝长度不足200mm时,应对整条焊缝进行探伤;(2)对现场安装焊缝,应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算百分比,探伤长度应不小于200mm,并应不少于1条焊缝。
4.2.5T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(图4.2.5a、b、c);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(图4.2.5d),且不应大于10mm。焊脚尺寸的允许偏差为0~4mm。
检查数量:资料全数检查;同类焊缝抽查10%,且不应少于3条。
检验方法:观察检查,用焊缝量规抽查测量。
图4.2.5焊脚尺寸
4.2.6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: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。
Ⅱ一般项目
4.2.7对于需要进行焊前预热或焊后热处理的焊缝,其预热温度或后热温度应符合国家现行有关标准的规定或通过工艺试验确定。预热区在焊道两侧,每侧宽度均应大于焊件厚度的1.5倍以上,且不应小于100mm;后热处理应在焊后立即进行,保温时间应根据板厚按每25mm板厚1h确定。
检查数量:全数检查。
检验方法:检查预、后热施工记录和工艺试验报告。
4.2.8二级、三级焊缝外观质量标准应符合本规范附录A中表A.0.1的规定。三级对接焊缝应按二级焊缝标准进行外观质量检验。
检查数量: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。
4.2.9焊缝尺寸允许偏差应符合本规范附录A中表A.0.2的规定。
检查数量:每批同类构件抽查10%,且不应少于3件;被抽查构件中,每种焊缝按条数各抽查5%,但不应少于1条;每条检查1处,总抽查数不应少于10处。检验方法:用焊缝量规检查。
4.2.10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。
检查数量:每批同类构件抽查10%,且不应少于3件。
检验方法:观察检查。
4.2.11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。
检查数量:每批同类构件抽查10%,且不应少于3件;被抽查构件中,每种焊缝按数量各抽查5%,总抽查处不应少于5处。
检验方法:观察检查。
钢结构制作(安装)焊接工程质量检验标准
项目 序号 项目 允许偏差(mm)检 验 方 法
主控项目 1 焊接材料品种、规格 第4.3.1条 检查产品合格证明文件、中文标志及检验报告(全数检查)焊接材料复验 第4.3.2条 检查复试报告(全数检查)材料匹配 第5.2.1条 检查质量证明书和烘焙记录(全数检查)焊工证书 第5.2.2条 检查焊工合格证及其认可范围、有效期(所有焊工)5 焊接工艺评定 第5.2.3条 检查焊接工艺评定报告(全数检查)内部缺陷 第5.2.4条 检查焊缝探伤纪录(全数检查)组合焊缝尺寸 第5.2.5条 观察检查、焊缝量规抽查测量(资料全数检查,同类焊缝抽查10%,且≥3处)焊缝表面缺陷 第5.2.6条 观察检查或使用放大镜、焊缝量规和钢尺检查,必要时,采用渗透或磁粉探伤检查
—般项目 1 焊接材料外观质量 第4.3.4条 观察检查(按量抽查1%,且≥10包)2 预热和后热处理 第5.2.7条 检查试验报告(全数检查)焊缝外观质量 第5.2.8条 观察检查或使用放大镜、焊缝量规和钢尺检查(第5.2.8条)焊缝尺寸偏差 第5.2.9条 观察检查第(5.2.9条)凹形角焊缝 第5.2.10条 观察检查(同类构件抽查10%,且≥3件)6 焊缝感观 第5.2.11条 观察检查(第5.2.11条)
5、成品保护
5.1焊后不准撞砸接头,不准往刚焊完的钢材上浇水。低温下应采取缓冷措施。
5.2不准随意在焊缝外母材上引弧。
5.3各种构件校正好之后方可施焊,并不得随意移动垫铁和卡具,以防造成构件尺寸偏差。隐蔽部位的焊缝必须办理完隐蔽验收手续后,方可进行下道隐蔽工序。
5.4低温焊接不准立即清渣,应等焊缝降温后进行。
6、应注意的质量问题
6.1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。
6.2焊缝裂纹:为防止裂纹产生,应选择适合的焊接工艺参数和施焊程序,避免用大电流,不要突然熄火,焊缝接头应搭接10~15mm,焊接中不允许搬动、敲击焊件。
6.3表面气孔:焊条按规定的温度和时间进行烘焙,焊接区域必须清理干净,焊接过程中选择适当的焊接电流,降低焊接速度,使熔池中的气体完全逸出。
6.4焊缝夹渣:多层施焊应层层将焊渣清除干净,操作中应运条正确,弧长适当。注意熔渣的流动方向,采用碱性焊条时,必须使熔渣留在熔渣后面。
7、质量记录
7.1焊接材料质量证明书。
7.2焊工合格证及编号。
7.3焊接工艺试验报告。
7.4焊接质量检验报告、超声波、射线探伤记录。
7.5设计变更、洽商记录。
7.6隐蔽工程验收记录。
7.7其它技术文件。
8、安全环保措施
8.1电焊机外壳,必须接地良好,其电源的装拆应由电工进行。
8.2电焊机要设单独的开关。开关应放在防雨的闸箱内,拉合时应戴手套侧向操作。
8.3焊钳与把线必须绝缘良好。连接牢固,更换焊条应戴手套。在潮湿的地点工作,应站在绝缘胶板或木板上。
8.4严禁在带压力的容器或管道上施焊,焊接带电的设备必须先切断电源。
8.5焊接贮存过易燃、易爆、有毒物品的容器或管道,必须清除干净.并将所有孔口打开。
8.6在密闭金属容器内施焊时,容器必须可靠接地,通风良好,并应有人监护。严禁向容器内输入氧气。
8.7焊接预热工件时,应有石棉布或档板等隔热措施。
8.8把线、地线,禁止与钢丝绳接触,更不用钢丝绳或机电设备代替零线。所有地线接头必须连接牢固。
8.9更换场地转动把线时,应切断电源,并不得手持把线爬梯登高。
8.10清除焊渣、采用电弧气刨清根时,应戴防护眼镜或面罩,防止铁渣飞溅伤人。
8.11多台焊机在一起集中施焊时,焊接平台或焊件必须接地。并应有隔光板。
8.12钍钨极要放置在密闭铅盒内,磨削钍钨极时,必须戴手套、口罩,并将粉尘及时排除。
8.13二氧化碳气体预热器的上壳应绝缘,端电压不应大于36伏。
8.14雷雨时,应停止露天焊接作业。
8.15施焊场地周围应清易燃易爆物品,或进行覆盖、隔离。
8.16必须在易燃易燃气体或液体扩散区施焊时,应经有关部门检试许可后。方可施焊。
8.17工作结束,应切断焊机电源并检查操作地点,确认无起火危险后,方可离开。