钢结构焊接热处理工艺.docx
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钢结构焊接热处理工艺
京隆发电有限公司烟气脱硝改造工程
钢结构焊接热处理工艺施工措施
批准：
审核：
编制：
南京龙源环保有限公司京隆项目部
目
录
1、编制依据.........................................................................................................2
2、材料介绍.........................................................................................................2
3、焊接施工流程.................................................................................................3
4、焊接工艺参数的选择.....................................................................................3
5、现场焊接顺序：
.............................................................................................4
6、现场技术管理.................................................................................................9
7、作业的安全要求及措施.................................................................................9
1
内蒙京隆电厂2×600MW机组烟气脱硝工程，SCR钢架的主立柱、梁、垂直
支撑全部采用"H"型钢，母材材质为Q345（属低合金结构钢），钢架主立柱采
用分段对接方式连成一体，其中"H"型钢的腹板采用高强螺栓连接，翼缘板之间的连接采用对接焊接方式。
一、编制依据
1.1《火电施工质量检验及评定标准》（焊接篇）1996年版。
1.2《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004。
1.3《电力建设安全工作规程》（第1部分：
火力发电厂）DL5009.1—2002。
1.4《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2002。
1.5《管道焊接超声波检验技术规程》DL/T820-2002。
1.6《焊接材料质量管理规程》JB/T3223-1996。
1.7京隆电厂脱硝钢架安装相关图纸
1.8《工程建设标准强制性条文》（电力工程部分）2006版。
二、材料介绍
1.Q345化学成分如下表（%）：
元素
C≤
Mn
Si≤
P≤
S≤
Al≥
V
Nb
Ti
含量
0.2
1.0-
1.6
0.55
0.035
0.035
0.015
0.02-
0.15
0.015-
0.06
0.02-
0.2
2.Q345力学性能如下表（%）：
机械性能指标
伸长率（%）
试验温度0℃
抗拉强度MPa
屈服点MPa≥
数值
δ5≥22
J≥34
σb（470-650）
σs（324-259）
其中壁厚介于16-35mm时，σs≥325Mpa；壁厚介于35-50mm时，
2
σs≥295Mpa
3.Q345钢的焊接特点
3.1碳当量（Ceq）
Ceq=0.49%，大于0.45%，可见Q345钢焊接性能不是很好，需要在焊接时制定严格的工艺措施。
3.2Q345钢在焊接时易出现的问题
3.2.1热影响区的淬硬倾向
Q345钢在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降。
结果导致焊后发生裂纹。
3.2.2冷裂纹敏感性
Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。
三、焊接施工流程
1、坡口清理准备→点固→焊前预热→焊接→施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验（合格）焊接材料的选用
2、由于Q345钢的冷裂纹倾向较大，应选用低氢型的焊接材料，同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则，选用E5015（J507）型电焊条。
3、对于要求焊接的部位严格按图纸要求施焊，注意坡口角度、间隙及焊角高度。
4、焊接过程应注意层间清理和层间检查,确保无裂纹、气孔、夹渣等缺陷,方可继续施焊。
5、焊接过程应注意接头和收弧质量,接头应熔合良好,收弧时弧坑应填满,以防弧坑裂纹。
6、焊接工作应一气呵成,更换焊条时应迅速,中途不应无故停顿，注意层间熔化,避免出现夹沟。
焊接过程中途因故停止后重新焊接时，必须检查焊缝表面是否有裂纹、气孔、生锈、水迹等，发现问题及时处理。
3
四、焊接工艺参数的选择
1.坡口形式：
（根据图纸和设备供货）
2.焊接方法：
采用手工电弧焊（D）。
3.焊接电流：
为了避免焊缝组织粗大，造成冲击韧性下降，必须采用小规范焊接。
具体措施为：
选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺（焊接顺序如图一所示）。
焊道的宽度不大于焊条的3倍，焊层厚度不大于5mm。
第一层至第三层采用Ф3.2电焊条，焊接电流100-130A；第四层至第六层采用Ф4.0的电焊条，焊接电流120-180A。
4.预热温度：
由于Q345钢的Ceq＞0.45%，在焊接前应进行预热，预热温度T0=100-150℃，层间温度Ti≤400℃。
5.焊后热处理参数：
为了降低焊接残余应力，减小焊缝中的氢含量，改善焊缝的金属组织和性能，在焊后应对焊缝进行热处理。
热处理温度为：
600-640℃，恒温时间为2小时（板厚40mm时），升降温速度为125℃/h。
五、现场焊接顺序：
热处理材料配备计划表
序号
名称
型号（牌号）
单位
数量
备注
1
热电偶
K500
支
8
4
序号
名称
型号（牌号）
单位
数量
备注
2
加热器
ZWK-180
付
70
3
加热器
履带式
付
14
4
硅酸铝针刺毡
M2
20
1.焊前预热
预热方法采用远红外电加热。
预热宽度从对口中心线开始，每侧不少于焊
件厚度的三倍，升温速度与焊后热处理时的升温速度相同。
施焊过程中，层间温度应不低于规定的预热温度的下限，且不高于400℃。
预热应保证足够的恒温时间，保证钢板内外壁温度均匀。
钢材焊前预热温度选择见下表：
钢材种类
预热温度℃
C钢、C-Mn
C＜0.35%
≥26mm：
100~200℃
1）加热方法：
远红外加热器加热。
2）加热宽度：
从焊缝中心算起，每侧不小于钢板厚度的3倍，且不小于60mm。
3）保温宽度：
从焊缝中心算起，每侧不小于钢板厚度的5倍，以减少温度梯度。
4）升、降温速度：
一般按250×25除以钢板厚度℃/h计算，且不大于300℃/h。
降温过程中，温度在300℃以下可不控制。
5）恒温温度和恒温时间：
钢材类型
恒温温度
（℃）
厚度（mm）
≤12.5
≤12.5~25
≤25~37.5
≤37.5~50
≤50~70
恒温时间（h）
C钢、C-Mn
C＜0.35%
600~650
1.5
2
2.25
6）其它要求：
5
a、热处理过程力求两侧温度均匀，恒温时在加热范围内任意两点间的温差应低于50℃。
a、热处理的测温必须准确可靠，应采用自动温度记录。
测温点应对称布置在
焊缝中心两侧，且不少于两点。
水平管道的测点应上下对称布置。
c、异种钢热处理温度的选择按两侧钢材及所用焊接材料综合考虑；其加热温
度不得超过合金成分低的一侧钢材的下临界点（Ac1）
d、热处理施工结束经自检合格后，按标识的有关规定做好标识记录。
钢材的Ac1点见下表：
材质
下临界点Ac1（℃）
碳钢
725
7）热处理施工工艺流程图如下：
热处理控制程序
6
不合格
合格
8）热处理异常情况的处理措施
预热和热处理必须由微机自动控制其工艺过程，并有自动记录曲线，为保
证热处理不受影响，现场配备保温用具。
施工前应对热处理人员进行培训，内
容应包括设备使用、维护、热处理施工程序、异常情况的处理。
必须形成热处
理包口到焊缝硬度检查全过程施工记录，保证作为特殊过程的热处理工作的施
工过程可追溯。
施工前应编制预热或热处理过程中断（断电）的补救措施。
7
9）风、雨季施工措施
制作若干个可移动轻便遮雨挡风棚，在预热和焊接施工过程中要一直罩上
遮雨挡风棚，以备防雨或防风。
对于雨水打湿的坡口，应除去水分或焊缝表面
的浮锈。
雨天作业时，要保管好焊条和焊丝，防止雨淋潮湿，影响焊接质量。
对于热处理焊口，应在上面遮雨棚罩，防止雨淋。
10）预热、热处理施工管理及资料整理
热处理前必须编制专门的施工作业文件。
在施工作业文件中应有热处理条件、范围、方法、工艺以及过程的监督措施。
焊接技术人员负责在施工开始前完成预热和热处理施工文件的编制、审核及技术交底，并负责热处理工作持证上岗情况的审查和监督工作。
预热和热处理施工用材料如：
加热器、热电偶、保温材料等在入库前应进
行验收，并形成验收记录。
重点检查：
加热器和热电偶质量能否满足施工要求；
额定功率和尺寸与实际是否一致；热电偶测温是否准确、测温范围能否满足施工要求。
在接到预热和热处理施工任务后，由施工人员按预热和热处理工艺卡要求
进行施工，并按要求填写预热和热处理施工记录；焊接技术人员随时监督和检查预热和热处理工艺的执行情况，发现问题及时纠正。
2.焊接
2.1为了防止焊接变形，每个柱接头采用二人对称施焊，每层焊接完毕进行清理打磨，焊工进行检查。
每道焊缝应一次性焊完。
2.2两名焊工在焊接时的焊接电流、焊接速度和焊接层数应保持一致。
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焊后热处理：
焊缝焊接完成后应在12小时内进行热处理。
如不能及时进
行热处理应采取保温、缓冷措施。
在进行热处理时，应采用两根热电偶测温，热电偶点焊在焊口的里外侧。
3.Q345钢的焊接温度曲线如下图
4.焊接检验
根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求，焊口采用超声波探伤法进行检验，检验比例为100%。
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六、现场技术管理
1.编制详细的焊接施工作业指导书。
2.全过程控制焊接工艺是确保质量的核心。
每个柱接头的焊接时，应有专人监控焊接质量，如焊工不按作业指导书施工应立即终止焊接。
3.提高施工人员质量意识是贯彻焊接工艺的关键，在施工前，进行全员交底，讲解焊接工艺特点及严格控制现场焊接工艺的必要性和控制要点。
七、作业的安全要求及措施
1.施工严格执行《安全规程》要求。
2.接拆电焊机由专人负责，严禁私自进行，焊机二次线不准裸露，以防触电。
3.施工过程中，焊接线应布置合理、整齐，防止焊线损伤引起不必要触电。
4.进入施工现场必须戴安全帽,劳动防护用品齐全,不乱扔、乱丢热焊条头，防灼伤烫伤。
5.焊工使用的脚手架要牢固可靠，并经检验合格，上下架子应抓牢踩稳,高空作业系好安全带,并系于上方牢固可靠处。
6.电焊机二次线与焊机可靠连接,地线与焊件可靠接触,防止松动产生火花.严禁用钢丝绳等作为地线。
7.焊工施焊时应穿干燥工作服、绝缘鞋，防电击。
8.清理焊缝应戴防护目镜。
9.消除作业区域内易燃易爆物,必要时采取隔离措施.要有专人监护.下班时仔细检查是否有火灾隐患,确认无后方可离开。
10
10.焊工所用工具应放在工具袋内,严禁上下抛掷,防止高空坠落以防伤害他人。
11.组合架上施工防止坠落，脚下打滑等。
12.高空焊接钢梁时,必须有防止火花、焊条头、药皮坠落的措施，施工处应有石棉布防护。
强制性条文
《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004
3.3.1.1钢材材质必须符合设计选用标准的规定，进口钢材必须符合合同规定的技术条件。
钢材必须附有材质合格证书。
首次使用的钢材应收集焊接性资料和焊接、焊接热处理以及其他热加工方法的指导性工艺资料，按照DL/T868确认焊接工艺。
4.2.3焊件经下料和坡口加工后应按照下列要求进行检查，合格后方可组对：
a）淬硬倾向较大的钢材，如经过热加工方法下料或坡口制备，加工后要经
表面探伤检验合格。
b）坡口内及边缘20mm内母材无裂纹、重皮、坡口破损及毛刺等缺陷。
c）坡口尺寸符合图纸要求。
5.1.1允许进行焊接操作的最低环境温度因钢材不同分别为：
A-Ⅰ类为-10℃；A-Ⅱ、A-Ⅲ、B-Ⅰ类为0℃；B-Ⅱ、B-Ⅲ为5℃；C类不作规定。
5.3.3严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具。
5.3.15焊接接头有超过标准的缺陷时，可采取挖补方式返修，但同一位置上挖补次数一般不得超过三次，耐热钢不得超过两次，并应遵守下列规定：
a）彻底清除缺陷。
b）补焊时，应制定具体的补焊措施并按照工艺要求实施。
11
c）需进行热处理的焊接接头，返修后应重做热处理。
12
。
安全技术交底记录表
编号：
JL-ZY-××-00×
工程名称
#
交底人
交底地点
钢结构
交底日期
交底内容
制．质量．检查验收和应达到的质量标准；．作业文明施工的要求及措施
参
加
交
底
人
员
签
字
施工负
责人
姓名
职务
部门
姓名
职务
部门
施工
人员
姓名
工种
姓名
工种
姓名
工种
其它
人员
姓名
职务
部门
姓名
职务
部门
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作业指导书审批表
名称
钢结构焊接热处理工艺施工技术措施
审核·会签·批准意见
质量部
审核人：
年月日
安监部门
会签人：
年月
日
专业工程师
审核人：
年月
日
总工程师
14
总工程师：
年 月
日
15
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