幕墙钢支座焊接施工方案.docx
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幕墙钢支座焊接施工方案
幕墙钢支座焊接与安装施工方案
1、适用范围
适用于汇设计昆山创意设计公共服务平台外装饰工程幕墙钢结构支座制作与安装手工电弧焊焊接分项工程。
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45°；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60°～80°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70°～80°，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70°～90°。
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70°～80°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保证项目
4.1.1焊接材料应符合设计要求和有关标准的规定，应检查质量证明书及烘焙记录。
4.1.2焊工必须经考试合格，检查焊工相应施焊条件的合格证及考核日期。
4.1.3Ⅰ、Ⅱ级焊缝必须经探伤检验，并应符合设计要求和施工及验收规范的规定，检查焊缝探伤报告。
4.1.4焊缝表面Ⅰ、Ⅱ级焊缝不得有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑等缺陷。
Ⅱ级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑、裂纹、电弧擦伤等缺陷，且Ⅰ级焊缝不得有咬边、未焊满等缺陷。
4.2基本项目
4.2.1焊缝外观：
焊缝外形均匀，焊道与焊道、焊道与基本金属之间过渡平滑，焊渣和飞溅物清除干净。
4.2.2表面气孔：
Ⅰ、Ⅱ级焊缝不允许；Ⅲ级焊缝每50mm长度焊缝内允许直径≤0.4t；且≤3mm气孔2个；气孔间距≤6倍孔径。
4.2.3咬边：
Ⅰ级焊缝不允许。
Ⅱ级焊缝：
咬边深度≤0.05t，且≤0.5mm，连续长度≤100mm，且两侧咬边总长≤10%焊缝长度。
Ⅲ级焊缝：
咬边深度≤0.1t，且≤1mm。
注：
t为连接处较薄的板厚。
4.3允许偏差项目，见表5-1.
表5-1
项
次
项目
允许偏差（mm）
检验
方法
Ⅰ级
Ⅱ级
Ⅲ级
1
对
接
焊
缝
焊缝余高（mm）
b＜20
0.5～2
0.5～2.5
0.5～3.5
用
焊
缝
量
规
检
查
b≥20
0.5～3
0.5～3.5
0～3.5
焊缝错边
＜0.1t且
不大于2.0
＜0.1t且
不大于2.0
＜0.15t且
不大于3.0
2
角
焊
缝
焊角尺寸（mm）
hf≤6
0～+1.5
hf＞6
0～+3
焊缝余高（mm）
hf≤6
0～+1.5
hf＞6
0～+3
3
组合焊缝焊角尺寸
T形接头、十字接头、
角接头
＞t/4
起重量≥50t，中级工作制
吊车梁T形接头
t/2且≯10
注：
b为焊缝宽度，t为连接处较薄的板厚，hf为焊角尺寸。
5、成品保护
5.1焊后不准撞砸接头，不准往刚焊完钢材上浇水。
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、焊接技术重点、难点及控制措施
针对汇设计昆山创意设计公共服务平台外装饰工程幕墙钢结构支撑杆焊接技术的重点和难点，即焊接变形；焊接残余应力；焊接裂纹；焊接工艺评定；焊缝质量检查；钢构件制作与安装；安装焊接工艺；钢结构变形等，结合本工程实际情况（带荷焊接），特制定如下措施：
1、焊接变形的控制
1.1尽量减少焊缝的截面积，施焊量以满足连接需要即可，俗话说：
“不过焊”，（对一般的角焊缝）是按照有效焊角尺寸来决定其焊缝强度的，所以对于凸出很高的焊缝，多出的焊缝金属，按规范作用并不能提高其许可强度，反而增大了应力集中系数，消弱了坡口的综合性能。
对厚板，对接焊缝，可采用U型刨边形成U型坡口，可进一步减少焊缝金属量。
1.2焊缝的数量愈少愈好，每条焊缝尽量采用多层多道焊，厚板焊接特别要注意。
1.3焊缝尽可能对称、布置要靠近中和轴施焊（由于收缩力引起钢板变形力臂小），因此减少变形。
1.4环绕中和轴的焊缝要平衡：
应用对称施焊的原则，时一个收缩力对另一个收缩力相互平
衡的办法，也同样可以在设计和焊接工序中，有效的控制变形；
1.5采用逆向回焊法施焊。
此法：
当焊接总进程从左到右时，则每一焊的施焊却应从右到左，也就是分段侧焊法。
因为每道施焊后，沿焊缝板内侧的热量将导致该处膨胀，而使两块板暂时向外分开；但当热量在板内侧向外扩散后沿板外缘的膨胀又会使板合拢。
1.6将收缩力引至有用的方法，即采用反变形法。
施焊前采用焊件有意偏置的办法有可能较好地利用收缩力，如某些组合在焊接前先装偏一些，使其预偏量恰好可使收缩后的半间回到所需求对准位置上来。
将焊接前的部件进行弯曲或预拱，就是用机械方法产生反向力来抵消收缩力的简单例子。
1.7用反向力来平衡收缩力，,其反向力可以是：
其他的收缩力；夹具等产生的约束力各构件装配成组合件时的约束力构件重力拱度向下所产生的反力。
平衡收缩力的一种通常做法，是将同等焊接件背靠背的紧夹在一起，然后将这两个组合件焊好，待其冷却后再将夹具松开。
预弯法也可以和这种方法结合起来，即在夹紧前，在两个构件合适的地方打入契块。
1.8对小型组合或零部件，控制变形量最常用的方法多半采用夹具和卡具等装置将部件固定在一定位置上，直到全部焊好为之。
如前所述，夹具引起的约束力将使焊件内应力加大，直到焊缝金属达到屈服为止。
对低碳钢板典型焊缝来说，其屈服点很可能接近311N/㎜2.通常以为当焊好的部件从夹具上取下后，内应力会引起显著的变形，但实际上并不会出现这种情况，因为该应力引起的应变ε（单位收缩量）。
与无约束力焊接所产生的变形，相比是轻微的。
这是因为应力大于等于屈服点时，会产生微小变形从而释放应力所致。
2、施焊顺序的合理安排
一个安排的很好的施焊顺序往往有助于收缩力的相互平衡。
也就是有意安排对结构不同部位进行施焊，使某一处的收缩力和已焊的收缩力相抵消。
如对焊缝中的中和轴对两侧交错施工焊、就是其中的一个简单实例。
3、焊接时或焊接后的收缩力消除
锤击法是一种消除收缩力的方法，只是这种方法现在还有争议，这一种在焊缝上施加外力的机械另工法，它使焊缝变薄，从而变长并消除残余应力。
在进行点垂击时，常用“三点垂，三点不垂”的原则；即在一定的层面温度中锤击；在一定频率下捶击；在一定力道下锤击；焊道根部不锤；等材不锤；焊道表面不锤，会状锤击应当严格掌握。
4、焊接残余应力的控制措施
4.1减少焊缝尺寸；
4.2减小焊缝拘束度；
4.3采用合理的焊接顺序；
4.4降低焊件的刚度，创造自由收缩的条件。
5、焊接裂纹的防治措施
5.1合理选择焊接材料控制焊缝的化学成份，降低母材及焊接材料中形成低熔点共晶物即易于偏析的元素，如S、P含量；目的是防止热裂纹的产生。
5.2控制焊接工艺参数，电流和焊缝速度，使得焊道截面上不的宽度和深度比值符合工艺要求。
（称为焊缝成型系数B/H）以达到控制热量输入的目的。
5.3合理的焊前预热和焊后缓冷，能改善焊接接头的组织，控制t8/5,从而改善焊缝及HAZ的综合性能。
防止冷裂纹的产生。
6、焊接工艺评定
6.1焊接工艺评定的范围：
国内首次生产的钢材、焊材或进口钢材应用于重大、特殊钢结构工程时；设计规定的钢材类别、焊接材料和工艺、现场的焊接措施等综合条件，是该工程安装施工企业首次采用。
7、焊缝质量检查
7.1外观检查
7.1.1表面形状：
包括焊缝截面的不规则、弧坑处理情况、焊缝的连接点、焊脚不规则的形状等；
7.1.2焊缝尺寸;包括对接焊缝的余高、宽度、角焊缝的焊脚尺寸等；
7.1.3焊缝表面缺陷：
包括咬边、裂纹、焊瘤和弧坑气孔等。
8、减少焊接应力集中设计的基本措施
8.1设计时应避免不连续，不匀顺，有缺口出现；应避免焊缝的密集和交叉。
焊缝间最小距离应为100mm以上。
8.2不等厚板的对称焊接头，无论是否中心线对齐，均应将的厚板削成坡度，然后对齐。
8.2.1既定坡度≤1：
2.5
8.2.2AWS规定坡度≤1：
4
8.2.3受拉或拉压坡度≤1：
8
8.2.4对于受压接头坡度≤1.4
8.3焊缝应布置在工作最有效的地方，用最少量的焊接得到最佳效果。
8.4焊缝位置应便于焊接及检查。
8.5在焊缝的连接板根部应当有较和缓的过渡。
8.6加强筋端部的锐角应切去，板的端部应包角。
8.7焊缝布置应尽可能对称并靠近中心轴。
8.8受弯曲作用的焊缝未焊侧不要位于受拉力处。
8.9避免将焊缝布置在应力集中处，处于动载结构尤其要注意。
8.10避免将焊缝布置在载应力最大处。
8.11焊接头的正、误作了一个简单的对比表。
接头设计原则
不合理方法
改进方法
焊缝应布置在工作最有交往的地方，用最少量的焊接达到最佳效果
焊缝的位置应便于焊接及检查
在焊缝的连接板根部应有较缓和的过渡
加强肋等端部锐角应切去，板的端部应包角
焊缝不宜密集
避免焊缝交叉
焊缝布置应尽可能对称，并靠近中性轴
受弯曲作用的焊缝未焊侧不要位于受拉处
避免将焊缝布置在应力集中处，对于动载尤为重要
避免将焊缝布置载应力最大处
9.1安装焊接工艺
9.1.1一般根据结构平面图形的特点，以对称轴为界或以下通体形结构为界区，配合幕墙安装顺序进行安装焊接。
其原则为：
9.1.2焊接时，应根据结构体形特点，开始焊接构件与主梁之间的焊缝，然后向四周扩展施焊，以避免焊缝的收缩变形向一个方向积累；
9.1.3柱梁接点两侧对称的两根梁，应同时与构件相焊，减少焊接拘束度，避免焊接裂纹产生；
9.1.4由于焊缝的横向收缩和重力引起的沉降，可能使带荷钢梁产生挠度。
因此在安装焊接前，应将该钢梁下部翼缘进行加固支撑（详见加固支撑图），待整根钢梁根部构件焊接完成，焊缝自然冷却后，再转移支撑，进行下道钢梁焊接加固支撑。
附图：
钢结构加固支撑详图
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