钢结构焊接工艺评定20151121

一．工程概况 1.1概述

厦门市金佳鼎进出口有限公司厂房建设及配套由厦门市华旸建筑工程设计有限公司设计，厦门市住总监理有限司负责监理，福建省万桥市政园林有限公司承建。工程位于同安区工业集中区

厦门市金佳鼎进出口有限公司厂房构建筑面积4256.922）采用方钢，楼面梁采用H型

钢梁和方钢，联接方式为高强，螺栓连接＋焊接，楼面采用压型板现浇混凝土；

二、焊接工艺

2．１一般规定

2．１．１钢材除应符合本规程的相应规定外，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，其修补方法应符合规定；

４、夹层缺陷是裂纹时（见图1．１．１），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。

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１．１．２焊接材料除应符合本规程有关规定外，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。

图 1.1.1 夹层缺陷示意

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

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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。 2．１．３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2．１．３／１～表2．１．３／３的规定选配。 表2.1.3-1 常用结构钢材手工电弧焊接材料的选配 钢材 屈服强度③σ冲击功③ s(Mpa) 抗拉强抗拉牌型号示δ＞ 等级 δ≤ T 号 σb 例 50～Akv16(m（(MPa) 100(m（J） m) ℃） m) E4303① ③手工电弧焊焊条 熔敷金属性能 屈服延伸冲击功≥27J时试验温度(℃) 强度率δσ5(﹪s(Mp) a) 0 0 强度σb(MPa) A B Q23C 5 D 460 375～235 205④ — 20 0 -20 — 27 E4303①、27 27 E4316 E4303① E4315、E4328、E4315、420 330 22 -20 -30 A Q295 B 390～295 570 235 — — 0 -30 420 20 34 E4316、E4328 330 22 -20 3

A E5003① E5003①、E5015、20 0 B Q345 C 470～345 630 275 20 34 E5016、E5018 490 390 22 E5015、E5016、-30 0 34 D -20 34 E5018 E -40 27 ② ② 续表 钢材 屈服强度③冲击功③ σs(MPa) 抗拉强抗拉度牌号 等级 σ16(mb(MPa) m) mm) ) A B Q390 C D 650 490～390 330 0 -234 E5515-D3、540 34 -G、 440 17 — — 20 34 E5015、 490 E5016 -30 390 22 a ） 100() J) b(MPas(MP（﹪(℃) ③ 手工电弧焊焊条 熔敷金属性能③ 屈服强度σ延伸冲击功≥率 27J时试δ5验温度δ＞δ≤50～℃v(σT(Ak型号示例 强度4

0 E5516-D3、-G -4E 0 A B C 520～Q420 D 680 0 -4E 0 C 0 34 E6015-D1、-G -2D Q460 720 -4E 0 注：①用于一般结构；②由供需双方协议；③表中钢材及焊材熔敷金属力学性能的单值均为最小值；④为板厚δ＞60～100mm时的σs值 表2.1.3-2 常用结构钢材CO2①气体保护焊实芯焊丝的选配 钢材 焊丝型号示屈服强牌号 等级 例 抗拉强度 度 延伸率 T Akv 冲击功 熔敷金属性能 27 ② ② 550～460 400 0 -G 34 E5516-D1、590 490 15 -30 27 ② ② 420 360 -234 -G — — E5515-D3、20 34 -G、 0 34 E5516-D3、540 440 17 -30 27 ② ② 5

A ER49-1 B Q235 C ER50-6 D ER49-1 A ER49-6 Q295 ER50-3 B ER50-6 A B Q345 C ER50-2 D E A B Q390 C D E A B ER55-D2 Q420 C D E Q460 C ③ ER55-D2 550 ③ 470 17 -29 ③ 27 550 470 17 -29 27 ER50-2 ③ 500 420 ③ 22 -29 ③ 27 ER50-3 500 420 22 -18 27 ③ ③ ③ 500 420 22 -29 27 ER49-1 ER50-3 490 500 372 420 20 22 常温 -20 47 27 500 420 22 -18 27 490 372 20 常温 47 500 420 22 -18 -29 27 490 372 20 常温 47 6

D E ③ ③ ③ 注：①含Ar-CO2混合气体保护焊； ②用于一般结构，其它用于重大结构 ③按供需协议 ④表中焊材熔敷金属力学性能的单值均为最小值 表2.1.3-3 常用结构钢埋弧焊焊接材料的选配 钢材 焊剂型号-焊丝牌号示例 牌号 等级 A、B、C F4A0-H08A ① ② ③ Q235 D A Q295 B A F5014-H08A①、F5014-H08MnA② F5004-H08A①、F5004-H08MnA②、F5004-H10Mn2② F5015-H08A、F5015-H08MnA、F5018-H08MnA F5014-H10Mn2 B F5011-H08A、F5016-H08MnA、F5011-H10Mn2② F5024-H08A①、F5024-H08MnA②、F5024-H10Mn2② Q345 C F5021-H08A①、F5021-H08MnA②、F5021-H10Mn2② F5034-H08A①、F5034-H08MnA②、F5034-H10Mn2② D F5031-H08A①、F5031-H08MnA②、F5031-H10Mn2② E Q390 A、B F5041③ F5011-H08MnA①、F5011-H10Mn2②、F5011-H08MnMoA② F4A2-H08A F5004-H08A①、F5004-H08MnA② 7

C D E A、B C Q420 D E C Q460 D E F5021-H08MnA①、F5021-H10Mn2②、F5021-H08MnMoA② F5031-H08MnA①、F5021-H10Mn2②、F5021-H08MnMoA② F5041③ F6011-H10Mn2②、F6011-H08MnMoA② F6021-H10MN2②、F6021-H08MnMoA② F6031-H10Mn2②、F6031-H08MnMoA② F6041③ F6021-H08MnMoA② F6031-H08Mn2MoVA② F6041③ 注：①薄板I形坡口对接；②中、厚板坡口对接；③供需双方协议 2．１．４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规定。但8

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。 2．１．５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。

１．１．６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；

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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。

2．１．７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；

３、Ｔ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。

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2．６．１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。

2．６．２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。

2．６．３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；

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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。

三、焊接质量检查

3．１一般规定

3．１．１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。

3．１．２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。 3．１．３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。 3．１．４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；

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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。

3．１．５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。

3．１．６所有查出的不合格焊接部位应按规定予以补修至检查合格。 3．２外观检验

3．２．１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。

3．２．２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。 3．２．３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3．２．３的有关规定；

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３、三级焊缝的外观质量应符合表3．２．３的有关规定。 3．２．４焊缝尺寸应符合下列规定： １、焊缝焊脚尺寸应符合表3．２．４／１的规定： ２、焊缝余高及错边应符合表3．２．４／２的规定。 表3.2.3 焊缝外观质量允许偏差 焊接 质量 等二级 级 检验 项目 ≤0.2+0.02t且≤1mm,每100mm未焊满 长度焊缝内未焊满累积长度≤25mm ≤0.2+0.02t且≤1mm,长度不根部收缩 限 ≤0.05t且≤0.5mm,连续长度咬边 ≤100mm,且焊缝两侧咬边总长≤10﹪焊缝全长 裂纹 电弧擦伤 不允许 不允许 缺口深度≤0.05t且≤0.5mm，缺口深度≤0.1t且≤1mm,每接头不良 每1000mm长度焊缝内不得超过1000mm长度焊缝内不得超过1处 1处 每50mm长度焊缝内允许存在直表面气孔 不允许 径＜0.4t且≤3mm的气孔2个；允许存在长度≤5mm的弧坑裂纹 允许存在个别电弧擦伤 ≤0.1t且≤1mm,长度不限 ≤0.2+0.04t且≤2mm,长度不限 ≤0.2+0.04t且≤2mm,每100mm长度焊缝内未焊满累积长度≤25mm 三级 19

孔距应≥6倍孔径 表面夹渣 表3.2.4-1 焊缝焊脚尺寸允许偏差 序号 项目 一般全hf≥(t/4)0+4 1 焊透的且≤10 角接与 需经疲劳验算的全焊hf≥(t/2)0+4 2 透角接且≤10 与对接组合焊缝 角焊缝及部分hf≤6焊透的3 角接与1.5 对接组合焊缝 3.0 时0～时0～hf＞6示意图 允许偏差( mm ) 不允许 深≤0.2t，长≤0.5t且≤20mm 注：1 hf＞8.0mm的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值1.0mm,但总长20

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