焊接作业指导书1资料讲解.docx
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焊接作业指导书1资料讲解
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焊接作业指导书
工程项目PROJECTNAME：
工艺文件
发送部门
份数
编制：
文件名称
生产部
审核：
焊接作业指导书
技术
批准：
技监
日期DATE：
年月日
供应
工程略号：
REVNO：
项目部
设计院
业主
合计
一、母材准备
1、母材上待焊接的表面和两侧应均匀、光洁，且无毛刺、裂纹和其他对焊缝质量有不利影响的缺欠。
待焊接的表面及距焊缝位置50mm范围内不得有影响正常焊接和焊缝质量的氧化皮、锈蚀、油脂、水等杂质。
2、坡口精度要求
项目
允许偏差
坡口角度
±5°
坡口钝边
±1.0mm
坡口面割纹深度
0.3mm
局部缺口深度
1.0mm
3、钢材轧制缺欠的检测和修复应符合下列要求：
1）焊接坡口边缘上钢材的夹层缺欠长度超过25mm时，应采用无损检测方法检测其深度，如深度不大于6mm，应用机械方法清除；如深度大于6mm时，应用机械方法清除后焊接填满；若缺欠深度大于25mm时，应采用超声波测定其尺寸，当单个缺欠面积（axd）或聚集缺欠的总面积不超过被切割钢材总面积（BxL）的4%时为合格，否则该板不宜使用；
2）钢材内部的夹层缺欠，其尺寸不超过第1款的规定且位置离母材坡口表面距离大于或等于25mm时不需要修理；如该距离小于25mm则应进行修补；
3）夹层缺欠是裂纹时（见下图），如裂纹长度（a）和深度（d）均不大于50mm，须对母材进行修补；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。
图夹层缺欠示意
二、焊材准备
1、焊接材料熔敷金属的力学性能应不低于相应母材标准的下限值或满足设计文件要求。
2、焊接材料应储存在干燥、通风良好的地方，由专人保管、烘干、发放和回收，并有详细记录。
3、低氢型焊条的烘干应符合下列要求：
1）焊条使用前在300~430℃温度下烘干1.0~2h，或按厂家提供的焊条使用说明书进行烘干。
焊条放入时烘箱的温度不应超过最终烘干温度的一半，烘干时间以烘箱到达最终烘干温度后开始计算；
2）烘干后的低氢焊条应放置于温度不低于120℃的保温箱中存放、待用；使用时应置于保温筒中，随用随取；
3）焊条烘干后放置时间不应超过4h，用于Ⅲ、Ⅳ类结构钢的焊条，烘干后放置时间不应超过2h。
重新烘干次数不应超过2次。
4、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；
2）用于Ⅲ、Ⅳ类结构钢的焊剂，烘焙后在大气中放置时间不应超过4h。
5、焊丝表面和电渣焊的熔化或非熔化导管应无油污、锈蚀。
6）栓钉焊瓷环保存时应有防潮措施。
受潮的焊接瓷环使用前应在120～150℃烘干2h。
7）常用结构钢钢材的焊接材料可按下表的规定选配。
表7.2.7典型钢材的焊接材料匹配推荐表
母材
焊接材料
GB/T700和GB/T1591
标准钢材
GB/T19879
标准钢材
GB/T714
标准钢材
GB/T4171和GB/T4172
标准钢材
GB/T7659钢材
SMAW
GMAW
FCAW
SAW
Q235
Q255
Q275
Q295
Q235GJ
Q235q
Q235N
Q295NH
Q295GNH
ZG275-485H
GB/T5117：
E43XX
E50XX
GB/T5118：
E50XX-X
GB/T8110
ER49-XER50-X
GB/T17493：
E43XTX-X
E50XTX-X
GB/T5293：
F4XX-H08A；
GB/T12470：
F48XX-H08MnA
Q345
Q390
Q345GJ
Q390GJ
Q345q
Q370q
Q355NH
Q345GNH
Q345GNHL
Q390GNH
——
GB/T5117：
E5015、16
GB/T5118：
E5015、16-X
*E5515、16-X
GB/T8110
ER50-X*ER55-X
GB/T17493：
E50XTX-X
GB/T12470：
F48XX-H08MnA
F48XX-H10Mn2
F48XX-H10Mn2A
注：
1.当设计或被焊母材有冲击要求规定时，熔敷金属的冲击功应不低于设计规定或母材规定；
2.当所焊接的接头板厚≥25mm时，手工焊条电弧焊应采用低氢焊条焊接；
3.表中XX、-X、X为对应焊材标准中的焊材类别。
*仅适用于Q345q厚度不大于16mm时及Q370q厚度不大于35mm时；**仅适用于Q420q厚度不大于16mm时。
三、焊接接头的装配要求
组装后坡口尺寸允许偏差应符合下表规定。
表坡口尺寸组装允许偏差
序号
项目
背面不清根
背面清根
1
接头钝边
±2mm
不限制
2
无钢衬垫接头根部间隙
±2mm
+2mm
-3mm
3
带钢衬垫接头根部间隙
+6mm
-2mm
不适用
4
接头坡口角度
+10°
-5°
+10°
-5°
5
根部半径
+3mm
-0mm
不限制
2、严禁在接头间隙中填塞焊条头、铁块等杂物。
3、坡口组装间隙超过上表允许偏差规定但不大于较薄板厚度2倍或20mm（取其较小值）时，可在坡口单侧或两侧堆焊，使其达到规定的坡口尺寸要求。
4、对接接头的错边量严禁超过接头中较薄件厚度的1/10，且不超过3mm。
当不等厚部件对接接头的错边量超过3mm时，较厚部件应按不大于1:
2.5坡度平缓过渡。
5、T型接头的角焊缝及部分焊透焊缝连接的部件应尽可能密贴，两部件间根部间隙不应超过5mm；当间隙超过5mm时，应在板端表面堆焊并修磨平整使其间隙符合要求。
6、T型接头的角焊缝连接部件的根部间隙大于1.5mm,且小于5mm时，角焊缝的焊脚尺寸应按根部间隙值而增加。
7、对于搭接接头及塞焊、槽焊以及钢衬垫与母材间的连接接头，接触面之间的间隙不应超过1.5mm。
四、定位焊
1、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焊缝的焊接材料相当。
2、定位焊附近的母材表面应符合7.1节规定。
3、定位焊焊缝厚度应不小于3mm，对于厚度大于6mm的正式焊缝，其定位焊缝厚度不宜超过正式焊缝厚度的2/3。
4、定位焊缝的长度应不小于40mm，定位焊缝间距宜为300～600mm。
5、钢衬垫焊接接头的定位焊宜在接头坡口内焊接；定位焊焊接时预热温度应高于正式施焊预热温度20～50℃；定位焊缝与正式焊缝应具有有相同的焊接工艺和焊接质量要求；定位焊焊缝若存在裂纹、气孔、夹渣等缺欠，要完全清除。
6、对于要求疲劳验算的动荷载结构，应制定专门的定位焊焊接工艺文件。
五、焊接环境
1、焊条电弧焊和自保护药芯焊丝电弧焊，其焊接作业区最大风速不宜超过8m/s、气体保护电弧焊不宜超过2m/s，否则应采取有效措施以保障焊接电弧区域不受影响。
2、当焊接作业处于下列情况下应严禁焊接：
1）焊接作业区的相对湿度大于90%；
2）焊件表面潮湿或暴露于雨、冰、雪中；
3）焊接作业条件不符合《焊接安全作业技术规程》规定要求时。
3、焊接环境温度不低于-10℃。
低于0℃时，应采取加热或防护措施，确保焊接接头和焊接表面各方向大于或等于2倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材温度不低于20℃，且在焊接过程中均不应低于这一温度。
4、当焊接环境温度低于－10℃时，必须进行相应焊接环境下的工艺评定试验，评定合格后方可进行焊接，否则严禁焊接。
六、预热和道间温度控制
1、预热温度和道间温度应根据钢材的化学成分、接头的拘束状态、热输入大小、熔敷金属含氢量水平及所采用的焊接方法等因素综合考虑确定或进行焊接试验以确定实际工程结构施焊时的最低预热温度。
2、常用结构钢材采用中等热输入焊接时，最低预热温度宜符合下表
常用结构钢材最低预热温度要求
常用钢材牌号
接头最厚部件的板厚t（mm）
t＜20
20≤t≤40
/
/
/
Q235、Q295
/
/
/
/
/
Q345
/
40
/
/
/
Q390、Q420
20
60
/
/
/
Q460
20
80
/
/
/
注：
1“/”表示可不进行预热；
2当采用非低氢焊接材料或焊接方法焊接时，预热温度应比该表规定的温度提高20℃；
3当母材施焊处温度低于0℃时，应将表中母材预热温度增加20℃，且应在焊接过程中保持这一最低道间温度；
4中等热输入指焊接热输入约为15～25kJ/cm，热输入每增大5kJ/cm，预热温度可降低20℃；
5焊接接头板厚不同时，应按接头中较厚板的板厚选择最低预热温度和道间温度；
6焊接接头材质不同时，应按接头中较高高强度、较高碳当量的钢材选择最低预热温度。
7本表各值不适用于供货状态为调质处理的钢材；控轧控冷（热机械轧制）钢材最低预热温度可下降的数值由试验确定。
3、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；但板厚大于60mm时，宜对引弧区域的母材预热且不低于50℃。
4、焊接过程中，最低道间温度应不低于预热温度；静载结构焊接时，最大道间温度不宜超过250℃；周期性荷载结构和调质钢焊接时，最大道间温度不宜超过230℃。
5、预热及道间温度控制应符合下列规定：
1）焊前预热及道间温度的保持宜采用电加热法、火焰加热法和红外线加热法等加热方法进行，并采用专用的测温仪器测量；
2）预热的加热区域应在焊缝坡口两侧，宽度应为焊件施焊处板厚的1.5倍以上，且不小于100mm；预热温度宜在焊件受热面的背面测量，测量点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处；当采用火焰加热器预热时正面测温应在加热停止后进行。
6、Ⅲ、Ⅳ类钢材及调质钢的预热温度、道间温度的确定应符合钢厂提供的指导性参数要求。
七、焊后消除应力处理
1、设计或合同文件对焊后消除应力有要求时，需经疲劳验算的结构中承受拉应力的对接接头或焊缝密集的接点或构件，宜采用电加热器局部退火和加热炉整体退火等方法进行消除应力处理；如仅为稳定结构尺寸，可选用振动法消除应力。
2、焊后热处理应符合国家现行相关标准的规定。
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）以外构件两侧宜用保温材料适当覆盖；
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。
4、用振动法消除应力时，应符合国家现行相关标准的规定。
八、引弧板、引出板和衬垫
1、引弧板、引出板和钢衬垫板的钢材应符合规范和设计的要求，其屈服强度不大于被焊钢材标称强度，且焊接性相近；
2、在焊接接头的端部设置焊缝引弧板、引出板，使焊缝在提供的延长段上引弧和终止。
焊条电弧焊和气体保护电弧焊焊缝引弧板、引出板长度应大于25mm，埋弧焊引弧板、引出板长度应大于80mm。
3、引弧板和引出板宜采用火焰切割、碳弧气刨或机械等方法去除，不得伤及母材并将割口处修磨焊缝端部平整。
严禁锤击去除引弧板和引出板。
4、可采用金属、焊剂、纤维、陶瓷等作为衬垫。
5、当使用钢衬垫时，应符合下述要求：
1）保证钢衬垫与焊缝金属熔合良好；
2）钢衬垫在整个焊缝长度内应连续；
3）钢衬垫应有足够的厚度以防止烧穿。
用于手工焊条电弧焊、气体保护电弧焊和药芯焊丝电弧焊焊接方法，衬垫板厚度应不小于4mm；用于埋弧焊方法的衬垫板厚度应不小于6mm；用于电渣焊方法的衬垫板厚度应不小于25mm；
4）钢衬垫应与接头母材金属贴合良好，其间隙不应大于1.5mm。
九、焊接工艺技术要求
1、焊接工艺的制定，应包括但不限于下列要素：
1）焊接方法或焊接方法的组合；
2）母材的规格、牌号、厚度及限制范围；
3）填充金属的规格、类别和型号；
4）焊接接头形式、坡口形状、尺寸及其允许偏差；
5）焊接位置；
6）焊接电源的种类和极性；
7）清根处理；
8）焊接工艺参数（焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊层和焊道分布）；
9）预热温度及道间温度范围；
10）焊后消除应力处理工艺；
11）其它必要的规定。
2、对于SMAW、GMAW、FCAW和SAW焊接方法，每一道焊缝金属的横截面，无论是深度还是最大宽度，不应超过该道焊缝表面的宽度。
见下图。
图深度和宽度超过焊缝表面宽度的焊道
3、除用于坡口焊缝的加强角焊缝外，如果满足设计要求，应采用最小角焊缝尺寸，最小角焊缝尺寸应符合下表的要求。
4、对于焊条手工电弧焊、半自动实心焊丝气体保护焊、半自动药芯焊丝气体保护或自保护焊和自动埋弧焊焊接方法，最大根部焊道厚度、最大填充焊道厚度、最大单道角焊缝尺寸和最大单道焊焊层宽度宜符合下表的规定。
经焊接工艺评定合格验证除外。
最大单道焊焊缝尺寸推荐表
焊道类型
焊接位置
焊缝
类型
焊接方法
SMAW
GMAW/FCAW
SAW
单丝
串联
双丝
多丝
根部焊道
最大厚度
平焊
全部
10mm
10mm
无限制
横焊
8mm
8mm
立焊
12mm
12mm
不适用
仰焊
8mm
8mm
填充焊道
最大厚度
全部
全部
5mm
6mm
6mm
无限制
单道焊
最大宽度
单道角焊缝最焊脚大尺寸
平焊
角焊缝
10mm
12mm
无限制
横焊
8mm
10mm
8mm
8mm
12mm
立焊
12mm
12mm
不适用
仰焊
8mm
8mm
单道焊最大焊层宽度
所有（立焊除外）
（用于SMAW、GMAW和FCW）
坡口焊缝
如坡口根部间隙＞12mm
或焊层宽度＞16mm，
采用分道焊技术
不适用
平焊和横焊
（用于SAW）
坡口焊缝
不适用
焊层宽度＞16mm，
采用分道焊技术
焊层宽度＞25mm，
采用分道焊技术
5、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欠时，应清除后方可再焊。
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；
6、塞焊和槽焊可采用焊条手工电弧焊、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。
7、严禁在调质钢上采用塞焊和槽焊焊缝。
十、焊接变形的控制
1、在进行构件或组合构件的装配和部件间连接时，以及将部件焊接到构件上时，采用的工艺和顺序应使最终构件的变形和收缩最小。
2、根据构件上焊缝的布置，可按下列要求采用合理的焊接顺序控制变形：
1）对接接头、T形接头和十字接头，在工件放置条件允许或易于翻身的情况下，宜双面对称焊接；有对称截面的构件，宜对称于构件中和轴焊接；有对称连接杆件的节点，宜对称于节点轴线同时对称焊接；
2）非对称双面坡口焊缝，宜先焊深坡口侧、然后焊满浅坡口侧、最后完成深坡口侧焊缝，特厚板宜增加轮流对称焊接的循环次数；
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，避免工件局部热量集中。
3、构件装配焊接时，应先焊预计有较大收缩量的接头，后焊预计收缩量较小的接头，接头应在尽可能小的拘束状态下焊接。
4、对于预计有较大收缩或角变形的接头，可通过计算预估焊接收缩和角变形量的数值，在正式焊接前采用预留焊接收缩裕量或预置反变形方法控制收缩和变形。
5、对于组合构件的每一组件，应在该组件焊到其它组件以前完成拼接；多组件构成的复合构件应采取分部组装焊接，分别矫正变形后再进行总装焊接的方法降低构件的变形。
6、对于焊缝分布相对于构件的中和轴明显不对称的异形截面的构件，在满足设计计算要求的情况下，可采用增加或减少填充焊缝面积的方法或采用补偿加热的方法使构件的受热平衡，以降低构件的变形。
十一、返修焊
1、焊缝金属或母材的缺欠超过相应的质量验收标准时，可采用砂轮打磨、碳弧气刨、铲凿或机械等方法彻底清除。
返修焊接之前，应清洁修复区域的表面。
对于焊缝尺寸不足、咬边、弧坑未填满等缺陷应进行焊补。
2、对于不合格的焊缝缺欠，返修或重焊的焊缝应按原检测方法和质量标准进行检测验收。
3、对焊缝进行返修，宜按下述要求进行：
1）焊瘤、凸起或余高过大：
采用砂轮或碳弧气刨清除过量的焊缝金属；
2）焊缝凹陷或弧坑、焊缝尺寸不足、咬边、未熔合、焊缝气孔或夹渣等应在完全清除缺陷后进行补焊；
3）焊缝或母材的裂纹应采用磁粉、渗透或其它无损检测方法确定裂纹的范围及深度，用砂轮打磨或碳弧气刨清除裂纹及其两端各50mm长的完好焊缝或母材，修整表面或磨除气刨渗碳层后，并用渗透或磁粉探伤方法确定裂纹是否彻底清除，再重新进行补焊。
对于拘束度较大的焊接接头上焊缝或母材上裂纹的返修，碳弧气刨清除裂纹前，宜在裂纹两端钻止裂孔后再清除裂纹缺陷；
4）焊接返修的预热温度应比相同条件下正常焊接的预热温度提高30～50℃，并采用低氢焊接方法和焊接材料进行焊接；
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。
厚板返修焊宜采用消氢处理
6）焊接裂纹的返修，应通知专业焊接工程师对裂纹产生的原因进行调查和分析，制定专门的返修工艺方案后按工艺要求进行；
7）承受动荷载结构的裂纹返修以及静载结构同一部位的两次返修后仍不合格时，应对返修焊接工艺进行工艺评定，并经业主或监理工程师认可后方可实施；
8）裂纹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。
十二、焊件矫正
1、因焊接而变形超标的构件应采用机械方法或局部加热的方法进行矫正。
采用加热矫正时，调质钢的矫正温度严禁超过最高回火温度，其它钢材严禁超过800℃。
加热矫正后宜采用自然冷却，低合金钢在矫正温度高于650℃时严禁急冷。
因焊接而变形的构件允许局部加热矫正构件。
但应避免超过使钢的性能起不良影响的规定温度。
规范规定的最高矫正温度足够低于金属的转变温度是为了防止材质发生变化。
在一定温度之上避免激冷，是为了防止淬硬组织的产生。
十三、焊缝清根
1、全焊透焊缝的清根应清除根部至正面完整的焊缝金属，清根后的刨槽应形成侧面角不小于10°的单面U形坡口轮廓。
熔透焊缝的反面清根对于保证焊缝焊透的质量非常重要。
清根不彻底或清根后坡口形状不合理容易造成焊缝未焊透和焊接裂纹的产生。
2、碳弧气刨清根应符合下列规定：
1）碳弧气刨工应经过培训，方可上岗操作；
2）碳弧气刨后表面应光洁，无夹碳、粘渣等缺欠；
3）III、IV类及调质钢在碳弧气刨后，当采用碳弧气刨应使用砂轮打磨刨槽表面，去除渗碳淬硬层及残留熔渣后方可进行焊接。
碳弧气刨作为缺陷清除和反面清根的主要手段，碳刨操作工艺对焊接的质量有相当大的影响，碳刨时应避免夹碳、夹渣等缺陷的产生。
十四、临时焊缝
1、临时焊缝的焊接工艺和质量要求与正式焊缝相同。
临时焊缝清除时应不伤及母材，并将临时焊缝区域修磨平。
对于Ⅲ、Ⅳ类钢材及厚板大于60mm低合金钢，临时焊缝清除后，应采用磁粉或渗透探伤方法对母材进行检测，不允许存在裂纹等缺陷。
2、需经疲劳验算结构中受拉部件或受拉区域严禁设置临时焊缝。
临时焊缝清除和打磨平整后，应采用磁粉或渗透探伤方法对临时焊缝所对应的母材区域进行检测。
十五、引弧和熄弧
1、不应在焊缝区域外的母材上引弧和熄弧。
母材的电弧擦伤应打磨光滑；Ⅲ、Ⅳ类钢材还应进行磁粉或渗透检测，不允许存在裂纹等缺陷。
在非焊接区域母材上进行起弧和熄弧时，由于焊接的起弧热量不足和迅速冷却，可能导致母材的硬化、形成弧坑局部裂缝和气孔，可能成为引发断裂的潜在部位。
应避免上述情况产生。
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