钢结构焊接工艺指导书
根据我公司现有的技术和装备能力,钢结构工厂化制作焊接方法有：手工电弧焊；埋弧自动焊；二氧化碳气体保护焊。该焊接工艺指导书配合《钢结构工厂化制作工艺指导书》使用。
1、焊接材料
1.1电焊条、埋弧焊丝、二氧化碳气体保护焊丝、埋弧焊剂都应有出厂质量证明书。钢结构常用钢材所对应的焊材见附表(一)。
一般焊接材料选用附表（一）
钢材强
度等级
σ
（MPa）
钢号
手弧焊
焊条
埋弧焊
CO2气体保护焊 焊丝 焊剂 焊丝
235
Q235
(A)
Q235F
(A\F) E4303
E4301
E4316
E4315
E4310 H08A
H08MnA HJ431 H10MnSi
H08MnA
345
16Mn
16Mnq
E5016
E5015 不开坡口对接
H08A
中板开坡口对接
H08MnA
H10Mn2
H10MnSi
厚板深坡口
H10Mn2
HJ431
HJ350
H08Mn2Si 390
15MnV
15MnVq
E5016
E5015
E5516
E5515 不开坡口对接
H08A
中板开坡口对接
H10Mn2
H08Mn2Si
H10MnSi
厚板深坡口
H08MnMoA
HJ431
HJ350
HJ250
H08Mn2Si
1.2对各种焊材入库前都要进行严格的质量检查并应符合以下要求：
1.2.1气割所用氧气纯度不低于99.5%；乙炔气纯度不低于96.5；二氧化碳气体保护焊所用二氧化碳气纯度不低于99.5%，且含水量应小于0.05%，焊接重要结构时，其含水量应小于0.005%。
1.2.2电焊条的偏心度、药皮强度、药皮耐潮度等应符合要求。
1.2.3二氧化碳气体保护焊丝表面应光滑平整、焊丝的镀铜层均匀牢固、焊丝的挺度应能使焊丝均匀连续送进。
1.2.4埋弧自动焊丝表面无锈蚀、无油垢。
1.2.5埋弧自动焊剂的颗粒度、含硫、磷量、含水量、以及机械夹杂物均应符合要求。
1.3各种焊材应在干燥通风良好的焊材仓库中存放，并应按种类、牌号、批号、规格、入库时间分类堆放，每垛应有明确的标志，不得混放。
1.4发放、烘干焊条和焊剂要有专人负责，要有焊条、焊剂烘干记录、领取和发放记录，尤其不可将碳素钢埋弧焊丝、焊剂与低合金钢埋弧焊丝、焊剂搞混、发错。
1.5当天剩的焊条、焊剂应分别放入保温箱内贮存，不得露天过夜存放。
1.6使用过的焊剂回收后，必须过筛并重新烘干方可再用。
焊条分酸性和碱性焊条，碱性焊条又称低氢型焊条，这种焊条的药皮有较强的吸潮性能，空气的相对湿度高于65%以上时，药皮就开始吸潮，吸潮时间超过4h以上的焊条，在电弧的高温作用下，熔敷金属中的扩散氢升高，焊缝金属中就容易生成氢白点或气孔，因此，焊接材料应储存在湿度低于60%以下，且通风良好的仓库内，使用前应按有关规定进行烘干。但重复烘干的次数不宜过多，烘干次数过多，药皮中铁合金容易氧化，分解硅酸盐，易老化变质，影响焊接质量。焊条锈蚀、油污，在高温作用下也会分解出氢和其它气体，使焊缝产生气孔和其他缺陷。
2、焊工
2.1必须有钢结构焊接合格证的焊工施焊，并且合格证在有效期内。停焊时间达6个月及以上，应重新考核。
2.2应有良好的工艺作风，严格按照给定的焊接工艺和焊接技术措施进行焊接，严格遵守规范和公司制定的工艺细则并认真实行质量自检。
2.3焊工在施焊前应认真熟悉作业指导书，凡与作业指导书要求不符时，焊工应拒绝施焊。当出现重大质量问题时，及时报告技术人员，不得自行处理。
3、t≤8mm的构件焊缝和梁、柱的薄筋板尽量采用二氧化碳气体保护焊。
3.1.2对接焊缝和组合焊缝，应在焊缝的两端设置引弧板和收弧板，其材质和坡口型式与被焊工件相同，手弧焊引弧板和收弧板长度应>60mm,宽度应>50mm。埋弧自动焊的引弧板和引出板长度应大于150mm，宽度应大于80mm。焊接完毕后用气割割掉，并用摩光机磨平，不得用大锤硬打。
引弧和引出板是保证两端焊缝质量的重要措施，焊缝通过引弧和引出板的过渡，可提高正式焊区的焊接温度，以防止焊缝两端有未焊透、未熔合等缺陷，同时还能消除焊缝两端的弧坑和弧中的裂纹。引弧和引出板在焊接完后，要用火焰切割除去并用摩光机磨平，严禁大锤击落。这是为了保证焊缝端部完整，避免撕裂母材造成缺口形成应力集中区或撕裂源点，所以要修平整。
3.1.3焊接前要认真检查零件坡口和对接间隙是否符合要求。不合格的，不得施焊。
焊件部位的组装质量，对焊缝质量有明显的影响，甚至还会影响结构的安全度，所以必须重视焊件的组装质量。如不符合要求时，应及时修整或重新组装，绝对不允许在焊缝之间加金属填充物。加填充物的主要危害是容易造成焊不透，影响焊缝质量。
3.1.4焊接前要将焊缝及其附近泥土、油污及其杂质清理干净。
3.1.5定位点焊，定位所用焊接材料，应与正式施焊所用材料的材质相匹配。点焊高度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，点焊长度宜大于40mm，间距宜为500-600mm，如发现点焊上有气孔或裂纹，必须清除干净后重焊。
3.1.6不得在焊道以外的母材表面引弧、熄弧。在制作吊车梁、吊车桁架及设计上有特殊要求的其它重要受力构件承受拉应力的区域内，不得焊接临时支架、卡具及吊环等。
在焊缝以外的母材上打火引弧是一种不良的的操作习惯，容易烧伤母材留下缺口，导致应力集中，使钢材韧性值下降，影响疲劳强度，特别是低合金结构钢对此更为敏感。
3.1.7雨雪天时，禁止露天焊接。构件焊区表面潮湿或有水时，必须清理干净方可施焊。
3.1.8焊接时允许的最低环境温度：碳素钢-20οC，低合金钢、普通低合金钢-10οC。
3.1.9焊前预热和焊后处理
3.1.9.1厚度大于50mm的碳素结构钢和厚度大于36mm的低合金结构钢,施焊前应进行预热,焊后应进行后热.预热温度宜控制在100-150οC。
3.1.9.2在负温下焊接时:
含碳量≤0.35%的碳素钢,厚度t≥34mm,预热温度130-180οC。16Mn厚度t≥30mm,预热温度130-180οC。
3.1.9.3预热区在焊道两侧,其宽度应各为焊件厚度的2倍以上,且不小于100mm。
3.1.9.4对需要进行后热处理的的焊缝,应在焊接结束后焊缝金属没有完全冷却的时候立即进行,后热温度为200-300οC,保温时间可按板厚每30mm1h计算,但不得少于2小时。
3.1.10焊缝内部出现不允许缺陷,要用磨光机或碳弧气刨认真磨出缺陷进行返修,但焊缝同一部位返修次数不得超过二次,如超过二次必须经负责焊接的技术人员核准后,按返修工艺进行。
3.2埋弧自动焊
3.2.1H型钢制作，上下翼板与腹板焊接，全部采用船形位置单道埋弧自动焊，焊接参数见附表（二）；平板拼接的对接焊缝用埋弧自动焊时，焊接参数见附表（三）。
船形位置T型接头的单道自动焊焊接参数附表（二）
焊脚
(mm) 焊丝直径
(mm) 焊接电流
(A) 电弧电压
(V) 焊接速度
(m/min) 送丝速度
(m/min) 6 5 600-700 34-36 0.77-0.83 8 4 675-700 34-36 0.33 1.83 5 700-750 34-36 0.42 0.83-0.92 10 4 725-750 33-35 0.27 2.0 5 750-800 34-36 0.3 0.91-1 3.2.2焊接时在引弧板和收弧板上焊缝引出长度应大于50mm。,或附表（三）调整好焊接参数、焊嘴位置外，要密切观察焊接状况。辅助人员应及时清扫焊道、清扫、回收焊剂和清除药皮（焊渣）。
3.2.4检查自动焊机走道是否稳定、平直，工件放置角度是否正确、
3.2.5埋弧焊每道焊缝熔敷金属横截面的成型系数（宽度与深度之比）应大于1.2。
对接接头埋弧自动焊参数附表（三）
板厚
（mm） 焊丝直径
（mm） 接头型式
焊接
顺序 焊接参数 焊接是流
(A) 电弧电压
(V) 焊接速度
（mm/min） 8 Ф4 正
反 480-530
480-550 32-34
30-32 300-400 10 Ф4 正
反 500-580
550-650 32-34
30-32 300-400 12 Ф4 正
反 480-530
550-650 32-34
30-32 300-400 14-18 Ф4 正
反 600-650
700-750 33-36
32-35 250-300 3.3二氧化碳气体保护焊
3.3.1对于钢板厚度t≤8mm的筋板焊接及板材拼对焊接，要充分利用二氧化碳气体保护焊。
3.3.2二氧化碳气体保护焊，焊前要进行放水处理，当瓶内气体压力低于1.0MPa时,应停止使用。
3.3.3二氧化碳气体保护焊，焊缝在引弧和收弧板上的引出长度应大于20mm
3.3.4风速超过2米时应采取挡风措施（用棚布遮档）。
3.3.5二氧化碳气体保护焊的焊接参数见附表（四）。
角焊缝二氧化碳气体保护焊焊接参数附表(四)
接头型式 板厚
（mm） 焊丝直径
（mm） 焊接电流
(A) 电弧电压
(V) 焊接速度
(m/min) 气体流量
(1/min) 焊脚尺寸
(mm) 备注 水平角焊 ≥5 1.6 260-280 27-29 0.33-0.43 16-18 5-6 焊一层 ≥5 2.0 280-300 28-30 0.43-0.47 16-18 5-6 焊一层 6 1.2 230 23 0.55 10-15 6.0 6 1.6 300-320 37.5 20 5.0 6 1.6 360 39-40 0.58 20 5.0 6 2.0 340-350 35 20 5.0 8 1.6 390-400 41 20-25 6.0 12 1.2 290 28 0.50 10-15 7 12 1.6 360 36 0.45 20 8 搭接角焊 4.5 1.2 210 22 0.50 10-15 2 6 1.2 270 26 0.50 10-15 2 8 1.2 320 32 0.50 10-15 2 3.4手工电弧焊
3.4.1焊接前要对焊条进行烘干,烘干焊条时，不应将焊条突然放进高温炉内，或从高温炉中突然取出冷却。焊条、焊剂的烘干温度和时间见附表（五）。
焊条、焊剂烘干温度及时间附表（五）
名称 烘干温度(оC) 烘干时间（h） 备注
焊
条 一般焊条 100-150 1-2 恒温箱贮存温度
80-100оC 低氢型焊条 300-400 1-2
焊
剂 HJ431 250 2
恒温箱贮存温度
80-100оC HJ350 300-400 2 HJ230 250 2 3.4.2焊接时要把焊条放在保温筒中并插上电源，随用随取。焊条由保温筒取出到施焊的时间：碱性焊条不宜超过2小时；酸性焊条不宜超过4小时。否则应重新烘干后再用，但焊条烘干次数不宜超过二次。
3.4.3手工电弧焊，焊缝在引弧和收弧板上的引出长度应大于20mm。
3.4.4手工电弧焊，焊条直径与电流匹配见附表(六)
焊条直径与电流匹配附表(六)
焊条直径
(mm) Ф1.6 Ф2.0 Ф2.5 Ф3.2 Ф4.0 Ф5.0 电流
(A) 25-40 40-60 50-80 100-130 160-210 200-270 注：立、横、仰焊电流应比平焊电流小10%左右，低氢型焊条电流比普通焊条电流大10%左右。
在坡口处底层焊道规定用不大于φ3.2的焊条打底，这是对手工电弧焊提出的，因坡口根部是斜面，如果用直径较大的焊条打底，容易在尖角以上处起弧形成焊道的尺寸过大，焊缝在收缩过程中抗裂性降低，影响底层焊缝质量。用φ3.2的焊条打底就能获得较好效果。
4、碳弧气刨
4.1对接和T型接头要求熔透的组合焊缝,当采用手弧焊和手弧焊封底,自动焊盖面时,反面应使用碳弧气刨清根。碳弧气刨参数见附表（七）。
碳弧气刨工艺参数附表（七）
碳棒直径
（mm） 电孤长度
(mm) 空气压力
(MPa) 电流
(A) 气刨速度
（m/min） 极性 Ф5.0 1-2 0.39-0.59 250 0.5-1.0 直流反接 Ф6.0 1-2 0.39-0.59 280-300 0.5-1.0 直流反接 Ф7.0 1-2 0.39-0.59 300-350 1.0-1.2 直流反接 Ф8.0 1-2 0.39-0.59 350-400 1.0-1.2 直流反接 Ф10.0 1-2 0.39-0.59 450-500 1.0-1.2 直流反接 4.2碳弧气刨操作时，应先开气阀，使喷口对准刨槽，然后再引弧起刨。除按附表（七）调整参数外，碳棒与工件之间应具有合适的倾斜角度，见附表（八）。
碳弧气刨碳棒与工件适宜倾角附表（八）
刨槽深度
（mm） 2.5 3 4 5 6 7-8 碳棒倾角 25ο 30ο 35ο 40ο 45ο 50ο 4.3碳弧气刨工必须经过培训,合格后方可操作,刨削时,应根据钢材的性能和厚度,选择碳棒的直径和电流。
4.4刨削过程中，如发现“夹碳”，应在夹碳边缘5-10mm处重新起刨，深度要比夹碳处深2-3mm；“贴渣”可用砂轮打磨。
碳棒倾角过小刨的次数相应增加，倾角增大容易产生夹碳，使焊缝金含碳量升高，焊缝变脆韧性降低，影响焊接质量。
4.5露天作业时,应沿顺风方向操作。
5、焊接检验
5.1焊缝外观检查
5.1.1普通碳素结构钢应在焊接冷却到工作环境温度、低合金结构钢应在焊接24小时后方可进行外观检查。
5.1.2焊缝外观的焊波应均匀,不得有裂纹、未熔合、夹渣、焊瘤、咬边、烧穿、弧坑和针状气孔等缺陷，焊接区无飞溅残留物。焊缝外观检验质量标准见附表（九）
焊缝外观检验质量标准附表（九）
项次 项目 焊缝质量标准 一级 二级 三级 1 气孔 不允许 不允许 直径小于或等于1.0mm的气孔在100mm长度范围内不得超过5个 2 咬边 不要求修磨的焊缝 不允许 深度不超过0.5mm,累计总长度不得超过焊缝长度的10% 深度不超过0.5mm,累计总长度不超过焊缝长度的20% 要求修磨的焊缝 不允许 不允许
5.1.3焊缝的焊接尺寸应符合规范要求，非熔透组合焊缝和角焊缝见附表（十）；对接焊缝和组合焊缝见附表（十一）。
非熔透组合焊缝和角焊缝外形尺寸的允许偏差附（十）
序号 项目 示意图 允许偏差（mm） K≤6 K>6 1 焊脚
尺寸
（K）
+1.5
0
+3.0
0 2 角焊缝
余高
（C）
+1.5
0
+3.0
0
对接焊缝和组合焊缝的外形尺寸及允表(十一)
项次 项目 示意图 允许偏差(mm) 一级 二级 三级 1 焊缝余高
C b<20
1.5+0.5-1.0
1.5土1.0
2.0土1.5 b≥20
2.0-1.5+1.0 2.0土1.5
2.0+1.5-2.0 2 焊缝错边 s s<0.1t且不大于2.0mm s<0.1t且不大于2.0mm
s<0.15t且不大于3.0mm 3 焊透的组合焊缝(K)
K≥t/4+40
10≤ 4 吊车梁翼缘板和腹板的组合焊缝（K）
K≥t/2++30
10≤ 5.1.4焊缝质量等级及缺陷分级见附表（十二）
焊缝质量等级及缺陷分级附表（十二）
焊缝质量等级 一级 二级 三级 内部缺陷超声波探伤 评定等级 Ⅱ Ⅲ 检验等级 B级 B级 探伤比例 100% 20% 外
观
缺
陷
未焊满根
部收缩 不允许
不允许 ≤0.2+0.02t且≤1mm每100mm焊缝内缺陷总长≤25mm
≤0.2+0.02t且≤1mm ≤0.2+0.04t且≤2mm
每100mm焊缝内缺陷总长≤25mm
≤0.2+0.04t且≤2mm 长度不限 咬边 不允许 ≤0.05t且≤0.5mm
连续长度≤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 电弧擦伤 不允许 个别电弧擦伤允许存在 飞溅 清理干净 接头不良 不允许 缺口深度
≤0.05t且≤0.5mm
每1m焊缝不得超过1处 缺口深度
≤0.1t且≤1mm
每1m焊缝不得超过1处 表面气孔 不允许 每50mm长度焊缝内允许直径
≤0.4t且≤3mm气孔两个孔距≥6倍孔径 5.2焊缝无损探伤
5.2.1根据结构件承受载荷的特点、产生脆断倾向的大小及危害性，对接焊缝分为三级。
5.2.2建筑钢结构对接焊缝的射线探伤按<<钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级>>(GB3323)的有关规定进行.探伤的质量标准分两级:一级相当于GB3323标准中的二级;二级相当于GB3323标准中的三级;三级焊缝不进行探伤。
5.2.3建筑钢结构对接焊缝的超声波探伤,按<<钢制压力容器对接焊缝超声波探伤>>(JB1152)的有关规定进行.探伤质量标准分两级:一级相当于JB1152标准中的一级;二级相当于JB1152标准中的二级;三级焊缝不进行探伤。
5.2.4射线探伤不合格的焊缝,要在其附近再选两个检测点进行探伤.如这两个检验点中又发现1处不合格,则该焊缝必须全部进行射线探伤。
5.2.5超声波探伤的每个探测区焊缝长度不小于300mm.对超声波探伤不合格的检验区,要在其附近再选2个检验区进行探伤;如这两个检验区中又发现1处不合格,则该焊缝必须全部进行超声波探伤。
5.2.6返修后的焊缝必须进行重新探伤。
6、关于焊接缺陷和焊接通病
6.1裂纹，裂纹是危害性比较大的一种焊接缺陷，它包括热裂纹和冷裂纹两种
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