天钢桁架焊接作业指导书教学提纲.docx

1、天钢桁架焊接作业指导书教学提纲天钢桁架焊接作业指导书钢结构焊接作业指导书1.目的： 为了规范焊接作业，确保焊接质量，编制本作业指导书。2.适用范围： 一般工业与民用建筑安装工程中手工电弧焊、气焊及二氧化碳气体保护焊焊接工程。3.工程概况： 工程名称：天津钢铁集团有限公司炼铁原料系统综合封闭治理项目 建设单位：天津钢铁集团有限公司 设计单位：中冶华天南京工程技术有限公司 监理单位：天津冶金规划设计院 封闭料棚跨度165m，长度630m，高约47m。165m跨采用两端铰支的拱桁架，拱桁架为三角形立体桁架，桁架宽度4.5m，跨中厚度约4.5m、拱脚附近最厚处约6m。为减小拱脚推力，在满足斗轮机操作空

2、间的前提下，在25.954m标高附近处，设置平衡钢索，平衡钢索距拱脚23.454m。为保证拱桁架稳定，在拱桁架面，内设置了11道纵向桁架及刚性系杆和面内支撑系统。拱脚支座采用成品球铰支座，标高2.5m。东西侧抗风桁架为三管立体桁架，承担山墙重量及水平荷载。上端与主桁架连接，下端与基础短柱铰接。主体结构采用圆钢管，屋顶檩条及山墙檩条采用C/Z型钢或高频焊H型钢。4.编制依据： 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001钢结构工程施工规范 GB50775-2012焊缝符合表示法 GB/T324-2008钢结构设计规范 GB50017-2003低合金高强度结构钢 GB/T1591-2008

3、气体保护电弧焊用钢丝 GB/T8110-2008 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-2001 钢结构焊接规范 GB 50661-2011 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 GB/T11345-20135.施工准备：应严格按施工图和经批准的焊接工艺要求进行焊接。焊接操作人员必须经过专业培训，并取得相应资格证书方可进行操作。5.1焊工：5.1 CO2气体保护焊技术要求：5.1.1 焊工应熟悉所用焊机的使用性能，正确掌握各开关、旋钮的作用，以便正确操作.5.1.2 焊工必须经过安全技术教育培训，取得安全操作证方可上岗.5.1.3 经项目考核合格后发工作牌在其考核合格项目范围内施焊。

4、 5.2 焊接：5.2.1 焊前准备5.2.1.1 认真熟悉焊件有关图样、工艺文件和技术要求.5.2.1.2 根据焊接位置、接头形式等选择合适的焊接辅助装置.5.2.1.3 应对焊机及附属设备进行检查，确保电路、气路及机械装置的正常运行.5.2.1.4 焊前应将焊件坡口及其两侧1020mm范围内的表面油污、铁锈、水分和涂料等清理干净. 5.2.1.5 焊前应检查焊件的坡口及装配间隙是否符合图样和工艺文件的要求，若不符合应予以调整.坡口形式及尺寸可参考选用. 5.3 焊接材料：5.3.1 电焊条的选用5.3.1.1建筑钢结构用钢材及焊接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

5、质量证明书或检验报告，5.3.1.2焊材选用原则5.3.1.3本工程设计图纸中未提及到焊接材料的品牌但应满足钢结构焊接规范GB50661-2011第7.2条焊接材料要求的规定。5.3.1.4但本工程使用的焊条为天津大桥焊材集团有限公司生产的，牌号为THY-51B型药芯焊丝，直径为1.2mm。牌号为E5016-G焊条，直径为4mm。 5.3.2 电焊条的使用5.3.2.1 焊工应当熟悉焊条的技术标准，了解焊条使用说明书及焊条标签中的内容，以便合理地、正确地使用。5.3.2.2 为保证焊接质量，在焊接之前，应将焊条进行烘培。酸性焊条烘培温度为75-150，时间为1-2h；碱性低氢型焊条的烘培温度为

6、350-380，时间为1.5-2h；烘干的焊条应放在110-120的保温箱中存放备用；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。5.3.2.3 焊剂应符合下述要求： 1 使用前应按制造厂家推荐的温度进行烘焙；已潮湿或结块的焊剂严禁使用。5.3.2.4 焊丝表面和电渣焊的熔化或非熔化导管应无油污、锈蚀。5.3.2.5 鉴别焊条是否受潮的方法1. 将若干根焊条在手掌滚动，若焊条相互碰撞时发出清脆的金属声，则焊条药皮干燥可用；若发出低低的沙沙声，则表明药皮已受潮不能使用。2. 将焊条在焊接回路中短路数秒钟，若焊条表面

7、出汗，出现颗粒状斑点，则表明焊条受潮不能使用。3. 焊芯上有锈痕，则焊条已受潮不能用。4. 将厚药皮焊条缓慢弯成120，若药皮大块脱落或表面无裂纹，都是受潮焊条。干燥焊条在缓慢弯曲时，有小的脆裂声，弯至120焊条受拉面出现小裂口。5. 焊接时焊条药皮成块脱落，产生大量水蒸气等都表明焊条已受潮。5.3.3 电焊条的保管5.3.3.1 各类焊条必须保存在通风良好、干燥的地方，焊条贮存库内应设置温度计，温度计库内温度不低于5，相对空气湿度低于60%。5.3.3.2 焊条不宜放在地上，应存放在专用架子上或柜子里，也可以放在保温筒内，焊条包装要随用随启封，以免受潮。5.3.3.3 搬运和堆放焊条时要小心

8、轻放，防止药皮受振脱落。不同类别和型号焊条要分别存放，以免混在一起造成使用错焊条。5.3.3.4 如发现焊条受潮，首先将焊条在自然条件下晾干或在专用的烤箱里以低温（80左右）烘干，时间为3-10小时，然后再在250-300下烘干，时间为1-2小时。5.4 焊接设备5.4.1 焊接用主要机具：电动空压机、直流焊机、CO2保护焊机、磨光机等。5.4.2 施焊前应检查全部焊接设备，以确保其处于良好的运行状况。5.5 作业人员 5.5.1 焊接技术责任人员必须受过专门的焊接技术培训，并有1年以上焊接生产或施工实践经验。 5.5.2 焊接质检人员必须经过专门的技术培训，有一定的焊接实践经验和技术水平，并

9、具有质检人员上岗资质证书。5.5.3 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，并按考核合格项目及权限从事焊缝无损检测和审核工作。5.5.4 焊工应按规定考试合格并取得资格证书后方可上岗作业，其施焊范围不得超越资格证书的规定。5.5.5 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。5.5.6 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。5.6作业环境5.6.1焊接区应保持干燥，不得有油、锈、水、氧化皮和其他污物。 5.6.2焊条、焊剂使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和烘焙温度进行烘焙。低氢型焊条烘干后

10、必须存放在保温箱(筒)内，随用随取。焊条由保温箱(筒)取出到施焊的时间不宜超过2h(酸性焊条不宜超过4h)。不符上述要求时，应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不宜超过2次。 5.6.3焊接作业区风速超过8m/s、气体保护电弧焊及药芯焊丝电弧焊超过2ms时，应设防风棚或采取其他防风措施。也应按以上规定设挡风装置。焊接作业区的相对湿度不得大于90，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。5.6.4 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两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的构造

11、特点、钢材类别及质量等级和焊接性能、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定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。 5.6.5施焊前，焊工应复核焊接件的接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的处理情况。当发现有不符合要求时，应修整合格后方可施焊。 5.6.6焊前应对焊丝仔细清理，去除铁锈和油污等杂质。 5.6.7焊丝的盘绕应整齐紧密，没有硬碎弯、锈蚀和油污。焊丝盘上的焊丝量最少不得少于焊一条焊缝所需焊丝量。 5.6.8所有焊机的各部件应处于正常工作状

12、态。 5.6.9保证电源的供应和稳定性，避免焊接中途断电和电压波动过大。 6. 施工工艺： 1操作工艺 (1)焊接参数的选择对于1.2mm直径的焊丝来说，在二氧化碳气体保护焊中，采用较低的电弧电压，较小的焊接电流焊接时，焊丝熔化所形成的熔滴把母材和焊丝连接起来，呈短路状态称为短路过渡。1.2mm的焊丝主要采用短路过渡，(2)焊接电流与电弧电压是关键的工艺参数。为了使焊缝成形良好、飞溅减少、减少焊接缺陷，电弧电压和焊接电流要相互匹配，通过改变送丝速度来调节焊接电流。飞溅最少时的典型工艺参数和生产所用的工艺参数范围详见表.CO2气体保护焊稳定短路过渡时不同焊丝直径的电流范围焊丝直径（mm）允许电流

13、（A）最佳电流（A）1.29026090175(3)在小电流焊接时，电弧电压过高，金属飞溅将增多；电弧电压太低，则焊丝容易伸人熔池，使电弧不稳。在大电流焊接时，若电弧电压过大，则金属飞溅增多，容易产生气孔；电压太低，则电弧太短，使焊缝成形不良。(4)气体流量：二氧化碳气体流量与焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等有关。气体流量应随焊接电流的增大、焊接速度的增加和焊丝伸出长度的增加而加大。一般二氧化碳气体流量的范围为825L/min。如果二氧化碳气体流量太大，由于气体在高温下的氧化作用，会加剧合金元素的烧损，减弱硅、锰元素的脱氧还原作用，在焊缝表面出现较多的二氧化硅和氧化锰的渣层，使焊缝

14、容易产生气孔等缺陷；如果二氧化碳气体流量太小，则气体流层挺度不强，对熔池和熔滴的保护效果不好，也容易使焊缝产生气孔等缺陷。(5)焊接速度:随着焊接速度的增大，则焊缝的宽度、余高和熔深都相应地减小。如果焊接速度过快，气体的保护作用就会受到破坏，同时使焊缝的冷却速度加快，这样就会降低焊缝的塑性，而且使焊缝成形不良。反之，如果焊接速度太慢，焊缝宽度就会明显增加，熔池热量集中，容易发生烧穿等缺陷。(6)焊丝伸出长度：指焊接时焊丝伸出导电嘴的长度。焊丝伸出长度增加，则使焊丝的电阻值增加，造成焊丝熔化速度加快，当焊丝伸出长度过长时，因焊丝过热而成段熔化，结果使焊接过程不稳定、金属飞溅严重、焊缝成形不良和气

15、体对熔池的保护作用减弱；反之，当焊丝伸出长度太短时，则焊接电流增加，并缩短了喷嘴与焊件之间的距离，使喷嘴过热，造成金属飞溅物粘住或堵塞喷嘴，从而影响气流的流通。焊丝伸出长度为1020mm。(7)直流回路电感：在焊接回路中，为使焊接电弧稳定和减少飞溅，一般需串联合适的电感。当电感值太大时，短路电流增长速度太慢，就会引起大颗粒的金属飞溅和焊丝成段炸断，造成熄弧或使起弧变得困难；当电感值太小时，短路电流增长速度太快，会造成很细颗粒的金属飞溅，使焊缝边缘不齐，成形不良。再者，盘绕的焊接电缆线就相当于一个附加电感，所以一旦焊接过程稳定下来以后，就不要随便改动。(8)焊接电流：焊接电压既电弧电压：提供焊接

16、能量。电弧电压越高，焊接能量越大，焊丝熔化速度越快，焊接电流越大。焊弧电压等于焊机输出电压减去焊接回路的损耗电压，可用下列公式表 U电弧=U输出-U损 (9) 如果焊机安装符合安装要求，损耗电压主要指电缆加长所带来的电压损耗，电焊机电缆需要加长，调节输出电压时可参考下表：焊接电流电缆长度100A200A300A400A500A10M约1V约1.5V约1V约1.5V约2V15M约1V约2.5V约2V约2.5V约3V20M约1.5V约3V约2.5V约3V约5V25M约1V约4V约3V约4V约5V7、焊接要求：7.1一般要求7.1.1主管对接必须加衬环，焊缝等级为一级。主管和球对接必须加衬环，焊缝等

17、级为一级。次管和主管连接脚趾处为二级、侧面和过度区为二级、脚跟为三级，其余相贯处为三级。7.1.2桁架地面组装之前，必须对构件端部清理打磨干净后再对接，不能有氧化铁及其他东西粘在构件端部。7.1.3桁架组装完后焊工开始施焊，施焊之前应把所有桁架坡口焊缝打遍底，再有桁架上弦从中间往两边施焊保证在焊接过程中减少构件焊接变形。7.1.4如果桁架在组装时坡口之间顶死无间隙，那就要采取碳弧气刨把两面破口往外再扩大到45度左右，保证坡口有足够间隙是焊条摆动不受影响。7.1.5主管对接之前管壁内必须加衬管，两管间隙控制在3-5毫米，焊接之前对坡口两边用钢丝刷清理杂质、铁锈等，按7.1.6条要求施焊。7.1.

18、6在桁架焊接时第一遍打底一定要保证根部的熔透情况，不易焊的过厚也不能焊穿，第二遍以上要考虑坡口两边的熔合情况，左右摆动为月牙形在两边稍停一会往上走不易过快，盖面之前填充焊缝要低于坡口2毫米左右，便于盖面时能够看清坡口边，注意两边咬边，电流不易过大注意焊缝的饱满度及平整度。7.1.7坡口焊缝决不允许一遍成型，至少三遍以上根据坡口及板厚来确定增加填充。如遇比较大的间隙，填充物不允许加钢筋及钢板等之内的材料。7.1.8在进行填充焊接前应清除首层焊道上的凸起部分及引弧造成的多余部分，清除粘连在坡壁上的飞溅物及粉尘，检查坡口边缘有无未熔合及凹陷夹角，如有，必须用角向磨光机除去。7.1.9面层焊接直接关系

19、到该焊缝外观质量是否符合质量检验标准，开始焊接前应对全焊缝进行修补，消除凹凸处，尚未达到合格处应先予以修复，保持该焊缝的连续均匀成型。面层焊缝应在最后一道焊缝焊接时，注意防止边部出现咬边缺陷。7.1.10管口焊缝整条焊好后，焊工要自检，自检合格后用磨关机把焊缝两边飞溅打磨干净，在焊缝零度上方管表面打上自己的钢印工号。7.2 冬季施工 7.2.1 在负温度下焊接时，钢管的预热温度可试验确定。一般环境温度预热温度为100-150。焊接完毕后要采取保护措施，使焊缝缓慢冷却，冷却速度不大于10/min。7.2.2 在负温度下对构件焊接时，焊接的起点和终点必须设引弧板和熄弧板，引弧板和熄弧板的材料应和母

20、材一致，严禁在母材上引弧。7.2.3 负温度下厚度大于9毫米的钢管应分多层焊接，焊缝应由仰焊开始往上逐层堆焊，为了防止温度降得太低，原则上一条焊缝要一次焊完，不得中断，再次施焊时应先进行处理，清除焊接缺陷合格后方可继续施焊。7.3 控制焊接变形的工艺措施7.3.1 采用合理的焊接顺序控制变形7.3.2对于大管径接头，在工件防止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；7.3.3 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，7.3.

21、4 宜采用反变形法控制角变形。7.4 熔化焊缝缺陷返修7.4.1 焊缝表面缺陷超过相应的质量标准时，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。7.4.2 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、返修前应编写返修方案。2、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，必要时用渗透

22、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。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重新制定返修方案，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。7

23、.5 碳弧气刨应符合下列规定：7.5.1碳弧气刨工必须进过培训合格后方可上岗操作；7.5.2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。8. 焊接质量检查8.1 一般规定8.1.1 质量检查人员应按照规范及施工图纸和本技术文件要求，对焊接质量进行监督和检查。8.1.2质量检查人员的主要职责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照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、规范标准及本规程

24、要求进行验收检验。8.2 外观检查8.2.1 所有焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查，、类钢材的焊缝应以焊接完成24h后检查结果作为验收依据。8.2.2 外观检查一般采用目测，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。8.2.3 焊缝外观质量应符合下列规定：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8.2.3的有关规定。三级焊缝的外观质量应符合表8.2.3的有关规定表8.2.3 焊缝外观质量允许偏

25、差 焊接质量等级二级三级检查项目未焊满0.2+0.02t且1mm，每100mm长度焊缝内未焊满累计长度25mm0.2+0.04t且2mm，每100mm长度焊缝内未焊满累计长度25mm根部收缩0.2+0.02t且1mm，长度不限0.2+0.04t且2mm，长度不限咬边0.05t且0.5mm，连接长度100mm，且焊缝两侧咬边总长10%焊缝全长0.1t且1mm，长度不限裂纹不允许允许存在长度5mm的弧抗裂纹电弧擦伤不允许允许存在个别电弧擦伤接头不良缺口深度0.05t，且0.5mm，每1000mm长度焊缝内不得超过1处缺口深度0.1t，且1mm，每1000mm长度焊缝内不得超过1处表面气孔不允许每5

26、0mm长度焊缝内允许存在直径0.4t且3mm的气孔2个，孔距应6倍孔径表面夹渣不允许深0.2t，长0.5t且20mm8.2.4焊缝尺寸应符合下列规定：1、焊缝坡口形状尺寸应符合下表的规定2、焊缝余高及错边应符合下表的规定表8.2.4-2 焊缝余高和错边允许偏差序号项目示意图允许偏差（mm）一、二级三级1对接焊缝余高（C）B20时， C为0-3； B20时， C为0-4B50-100(mm)T( C)Akv(J)抗拉强度 b(MPa)屈服强度 s(MPa)延伸度 5(%)冲击功 27J时试验温度（ C）Q235A375-460235205-E4303420330220B2027E4303、 E4328 、E4315 、E4316 、0C027-20D-2027-30Q295A390-570295235-E4303420330220B2034E4315、 E4316、-30E4328-20Q345A470-630345275E5003490390200B2034E5003、E5015、 E5016、E5018 22-30C034E5015、 E5016、 E5018、D-2034E-4027钢 材手工电弧焊焊条牌号等级抗拉强度 b（MPa）屈服强度 s(MPa)冲击功型号示例熔敷金属性能 16(mm) 50-100(mm)T( C)Akv(J)抗拉强度 b(MPa