1、7 螺 柱 焊 范圍第七章包括將鋼螺柱焊於鋼材的一般要求，并規定了特定要求：（1）工藝、生產前試驗、操作人員資格評定以及應用評定試驗，如果需要，則全由承包商實施。（2）生產過程中螺柱焊接的作業、安裝和監造檢查。（3）鋼螺柱的力學性能，螺柱焊接端的評定要求，由螺柱制造商提供的所有試驗和文件。注：認可的鋼材：有關螺柱的見；有關母材的見表（I組和II組）。參見的指導。 通用要求 螺柱設計 螺柱必須合理設計，適合用自動定時的螺柱焊設備以電弧焊方式焊於鋼構件上。 螺柱的類型和尺寸必須符合圖紙、技術規定或專門條款的要求。頭部突出型螺柱，見圖。其余可選擇的頭部輪廓形狀必須通過力學性能與埋置試驗，進一步證實達

2、到足額的設計強度要求， 并取得工程師的認可。7.2.2 電弧防護 每一螺柱必須配有一耐熱陶瓷或其他合適材料的電弧防護套圈（防護環）。7.2.3 焊劑 對每一直徑等于或大于 5/16 in.(8mm)的螺柱必須提供合適的脫氧和穩弧焊劑。直徑小于5/16 in. (8mm)的螺柱，焊劑可有可無。7.2.4 螺柱的焊接端 需評定的螺柱焊接端，必須通過附錄IX所規定的試驗。必須做到只有焊接端評定合格的螺柱才能使用。按附錄IX規定，評定螺柱焊接端的費用必須由螺柱制造商承擔。 生產中所用電弧防護套必須與評定試驗所用者相同，或與制造商推薦的相同。當工程師要求時， 承包商必須提供下列資料： （1）螺柱和電弧防

3、護套的說明。 （2）螺柱制造商關于螺柱焊接端已按附錄IX要求通過評定試驗的證明。 （3）評定試驗數據。 螺柱成品 成品必須由鐓鍛、軋制或機加工制作。完工的螺柱必須具有相同的質量和均勻的狀態，無有害結疤、毛刺、縫口、裂紋、扭轉、彎曲或其他有害缺陷。如果經目檢，螺柱頭部的徑向裂紋或開裂尚未延伸到頭部周邊至柱體距離的一半，則嚴禁作為拒收的理由。抗剪螺柱或緊固螺柱的頭部容易發生裂紋或破裂，作同等對待。裂紋或開裂是指螺柱頭部周邊由于金屬的徑向分離而致突變中斷。（H-C）（見圖7.1），則嚴禁因螺柱頭部的裂紋或開裂而拒收。注：L為焊接前產品長度標準尺寸，in.柱體直徑( C )長度公差( L )頭部直徑(

4、 H )最小頭部高度（T）1/20-0.010±1/161±1/649/325/80-0.010±1/161-1/4±1/649/323/40-0.015±1/161-1/4±1/643/87/80-0.015±1/161-3/8±1/643/810-0.015±1/161-5/8±1/641/2標準尺寸，mm柱體直徑( C )長度公差( L )頭部直徑( H )最小頭部高度（T）-±±-±±-±±-±±-±

5、;±圖7.1 ¾ 標準型抗剪螺柱的尺寸和公差（見） 螺柱材料 螺柱必須由冷拔成形的棒材制成，它要符合ASTM A108 冷加工碳鋼棒材的規定，包括鋁脫氧或硅脫氧的半鎮靜鋼或鎮靜鋼，從1010到1020的標準質量級別。7.2.7 母材厚度 當（螺柱）直接焊于母材時，嚴禁母材厚度薄于螺柱直徑的1/3。當焊接穿過蓋板時，嚴禁螺柱直徑大于母材厚度的2.5倍。7.3 力學性能要求7.3.1 標準力學性能要求 螺柱力學性能必須由試驗確定，至于是用冷加工后的鋼材試驗，還是用已完工的全直徑的螺柱試驗，由制造商選擇。不論何種情況，螺柱必須符合表所示的標準性能。7.3.2 試驗 力學性能必須按

6、 ASTM A370 鋼產品力學性能試驗 適用章節進行測定。 使用類似于 圖7.2 所示的典型試驗夾具。7.3.3 工程師要求 根據工程師要求，承包商必須提供： （1）螺柱制造商對于交貨螺柱符合和有關要求的證明。 （2）螺柱制造商測試報告的副本，它包括供貨的每一種直徑規格、要求的廠內進行質量控制力學性能測試的最后全套內容。質量控制測試必須在螺柱交貨前六個月內完成。 （3）鋼材供貨商的材料試驗報告證明書（CMTR），標明直徑、化學特性和交貨的每一爐批號的等級。 缺少質量控制試驗報告 當不能得到質量控制試驗報告時，承包商必須提供符合要求的力學性能試驗報告。 力學性能試驗必須用螺柱制造商供貨的完工螺

7、柱進行。試驗數量必須由工程師規定。圖7.2 ¾ 典型的拉伸試驗夾具（見） 工程師對螺柱的選擇 為檢查螺柱是否符合和的要求，工程師可從合同規定所用的每一種類型和使用規格中挑選螺柱進行試驗。提供螺柱的費用必須由承包商負擔，試驗費用則必須由業主承擔。表螺柱力學性能要求（見）A型1B型2C型3，4拉 伸 強 度psi (最小)MPa (最小)61 00042065 00045080 000552屈 服 強 度(0.2%位移)psi (最小)MPa (最小)49 00034051 000350¾(0.5%位移)psi (最小)MPa (最小)¾¾70 000485

8、伸長率% (標距2in.) (最小)% (標距5倍直徑) (最小)17%14%20%15%¾斷面收縮率% (最小)50%50%¾注：1、用于復合梁的設計與構造的任何類型和尺寸的A型螺柱必須為一般性用途， 傳遞剪力的情況除外。2、B型螺柱必須為有突出頭部、彎曲或其他形狀者，螺柱直徑為1/2in. (12mm)、5/8 in. (16mm)、3/4 in. (20mm)、7/8 in. (22mm)和1 in. (25mm)，用作復合梁設計與構件中的基本組件。3、C型螺柱由冷作變形鋼棒材按照ASTM A496規定制成，公稱直徑相當于普通線材的直徑，每英尺的重量與變形線材相同。A

9、STM A496規定最大直徑為0.628 in. (16mm)。任何大于該直徑的供貨棒材必須具有與ASTM A496要求相同的、關于變形的物理特性。4、C型螺柱必須由規定的材料制成。7.4 工藝7.4.1 清潔度 焊接時， 螺柱必須無銹、 銹坑、 氧化鱗片、 油、 潮氣或其他影響焊接操作的有害物質。 涂層限制 焊接前螺柱焊接端嚴禁涂漆、鍍鋅或鍍鎘。 母材準備 待焊著螺柱的母材部位必須無氧化鱗片、銹、潮氣、漆皮或其他有害物質， 以得到滿意的焊縫和避免討厭的煙氣。這些部位可以用鋼絲刷擦刷、括除氧化鱗片、沖鏨或打磨的方法清理。當通過金屬蓋板焊接時應特別小心地操作。 潮氣 電弧防護屏或套圈必須保持干燥

10、。任何電弧防護套由于露、 雨而致表面潮濕時，均必須在其使用前置于烘箱中在250°F（120°C）烘焙2小時。 間距要求 抗剪螺柱(B型)彼此縱、橫間距以及到梁或大梁翼緣板的邊緣可偏離圖紙所示的位置最大達1 in. (25mm)。從螺柱焊接端的邊緣到翼緣板邊緣的最小距離必須為螺柱直徑加1/8 in. (3mm)，但最好不要小于1-1/2 in. (40mm)。7.4.6 清除電弧防護套 焊接后，必須將要埋入混凝土的螺柱上的電弧防護套敲碎，清除，而若可行，清除所有其他螺柱的防護套。 驗收標準 焊接后，螺柱必須沒有任何影響其應有功能的缺陷或殘留物，且必須在整整 360°

11、范圍內呈現飛邊。不過飛邊的焊腳處未熔合與小的收縮龜裂是允許的。圖所示角焊縫形狀的要求不適用于自動定時螺柱焊縫的飛邊。7.5 技術7.5.1 自動焊機焊接 螺柱必須以自動定時螺柱焊設備焊接，設備與合適的直流電源連接，電極 ( 螺柱)為負極。應根據過去的實踐、或螺柱 和焊接設備制造商的推薦，或綜合這二者，將焊接電壓、電流、時間和焊槍的升起與下降等設定至最佳狀態。推薦的螺柱焊接實踐也應用作技術指南。 多焊槍操作 如用同一電源操作兩把或多把焊槍，這些焊槍必須聯鎖，使得某一時刻只有一把焊槍可以操作，從而一次焊接完成后，而另一次焊接開始前，電源已完全恢復原狀。 7.5.3 焊槍運動 操作中，焊槍必須保持適

12、當位置而不移動，直至焊縫金屬凝固為止。 7.5.4 環境和母材溫度要求 母材溫度低于 0°F (-18°C) 或其表面潮濕或暴露于雨、雪中時，嚴禁焊接。當母材溫度低于32°F(0°C)時，必須按7.7.1.3 和7.7.1.4 規定的方法在每100個焊好的螺柱中取一個追加的螺柱作試驗, 但試驗角度約為15° 者除外。 這不包括在每次新的生產周期開始或改變設定的參數時先焊的兩只螺柱在內。這些設定參數的改變包括：螺柱焊槍、電源、螺柱直徑、焊槍的上升和下降、焊接電纜總長度以及焊接電流（安培）與時間大于±5的變化。7.5.5 FCAW，GMA

13、W，SMAW角焊縫選擇 承包商可以選擇免除評定的藥芯焊絲電弧焊(FCAW)，氣體保護熔化極電弧焊（GMAW）或藥皮焊條電弧焊（SMAW）方法焊接螺柱，但要滿足下述要求： 表面 待焊表面與鄰近焊縫的表面必須沒有疏松或厚的氧化皮、焊渣、銹、潮氣、油脂和其他妨礙正常焊接或產生有害煙霧的外來物質。 螺柱端部 為了角焊縫連接，螺柱端部也必須干凈。 螺柱裝配(角焊縫) 為了角焊縫連接，必須對螺柱焊接端進行加工，使該端緊貼母材。 角焊縫最小尺寸 當使用角焊縫時，最小角焊縫尺寸必須為表或表規定的較大值。表 小直徑螺柱的最小角焊縫尺寸 （見）螺柱直徑最小角焊縫尺寸in.mmin.mm1/4 7/166 113/

14、1651/2121/465/8，3/4，7/816，20，225/1681253/810 預熱要求 焊著螺柱的母材必須按表要求預熱。 SMAW焊條 用SMAW方法焊接螺柱時必須使用低氫焊條，除對直徑等于或小于 7/16 in. ()的螺柱，在不方便的位置焊接，可用較小直徑焊條外，都需使用直徑為 5/32 或 3/16 in. (或)的焊條。 目檢 用FCAW ，GMAW和SMAW方法焊接完成的螺柱，必須按作目檢。7.6 螺柱應用評定要求 當螺柱要穿過蓋板焊接時，螺柱焊接端評定試驗必須包括結構中所用蓋板的有代表性者。7.6.1 目的 在工廠或工地以平焊（向下）位置將螺柱焊於平面和水平表面上，可視

15、為符合螺柱制造商的螺柱焊接端評定試驗（附錄IX） 而免除評定，且不需要作進一步應用試驗。平焊位置的定義系指將螺柱焊於坡度在015°范圍內的平面上。本章要求試驗的非免除評定的應用系指如下情況： （1）螺柱焊於非平面的表面或以立焊位置或仰焊位置焊接於平面上 。 （2）穿過蓋板的螺柱焊接。試驗必須在對結構中使用條件有代表性的材料上進行。 （3）螺柱焊於表所列 I 組或 II 組以外的鋼材。7.6.2 試驗的責任 承包商或螺柱用戶必須負責試驗的實施。試驗可由承包商或螺柱用戶、螺柱制造商或由涉及的所有當事人認同的另一試驗機構進行。7.6.3 試樣的準備 試樣 可以使用ASTM A36鋼或表所列

16、 I 組和 II 組鋼的材料制備試樣，來評定涉及表所列 I 組和 II 組材料的應用。 記錄的資料 為評定表 所列 I 組和 II 組以外鋼材的應用，試樣材料必須為生產中所用的化學成分、力學性能和等級規格的鋼材。 試樣數量 使用推薦的工藝和參數各按照每一種直徑、焊接位置及表面幾何形狀，必須連續地焊接10個試樣。 要求的試驗 必須使用彎曲、扭轉或拉伸 等試驗方法中的一個或幾個對10個焊接試樣進行試驗。 試驗方法 彎曲試驗 焊接螺柱必須放在附錄 IX 中圖 IX1所示的典型試驗夾具中，交替地進行正、反方向 30° 的彎曲，直至折裂為止。C型螺柱，當彎曲90°時，必須在直徑為螺柱

17、直徑4倍的短軸上彎曲。或者, 也可以將螺柱從其原軸線起彎曲 90°。兩種辦法中無論哪一種，如果螺柱被彎成90°，并且斷裂發生在鋼板或型材上，或者斷在螺柱柱體上而不在焊縫上，均必須認為螺柱的應用評定合格。 7.6.6.2 扭轉試驗 必須利用扭轉試驗裝置進行焊接螺柱扭轉試驗，該裝置大體上如圖所示。如果所有試樣經扭轉破壞而均不斷裂在焊縫上，則必須認為螺柱的應用評定合格。 7.6.6.3 拉伸試驗 必須使用任何能夠提供所要求力量的機器進行焊接螺柱拉伸破壞試驗。如果試樣斷裂不發生在焊縫上，則必須認為螺柱的應用評定合格。 應用評定試驗數據 應用評定試驗必須包括如下資料： （1）表明螺柱

18、和電弧防護罩形狀和尺寸的圖紙。 （2）螺柱和母材的完整的說明以及電弧防護罩的說明(零件號)。 （3）焊接位置與參數(電流、時間)。 （4）每一次評定必須作記錄，并必須將之附于每一份合同。附錄E中有推薦用于非免除評定的WPS/PQR表格。 生產控制 生產前試驗 班前 在使用給定尺寸和類型的螺柱并用特定的裝置進行生產性焊接前，以及每天或每班生產開始時，必須先將被焊的頭兩個螺柱進行試驗。 可在一塊厚度和性能類似于產品構件的材料上進行焊接以擬定螺柱焊接技術。 如果無法滿足實際產品的厚度， 則厚度可變動±25。所有試驗用螺柱必須以產品構件所需要的相同位置進行焊接（平焊、立焊或仰焊）。 7.7.

19、1.2 產品構件選擇 除按的要求需用單獨的板件外，試驗螺柱可焊在產品構件上，以代替焊于單獨的板件。 7.7.1.3 飛邊的要求 焊接的試驗螺柱必須經肉眼檢查。整個360°必須有飛邊而沒有進入螺柱焊接端的咬邊跡象。 彎曲 除目檢外，焊接螺柱冷卻后必須進行彎曲試驗，可以 錘擊螺柱非焊端，也可將管子或空心工具套在螺柱上，用人工或機械方法彎曲螺柱，使螺柱從原軸線彎曲至約 30°。 溫度低于50°F(10°C)時，合適的做法是必須連續緩慢加載地彎曲螺柱。對于有螺紋螺柱，必須用圖所示扭轉試驗代替彎曲試驗。 7.7.1.5 斷裂事項 如經目檢發現試驗螺柱無360

20、76;飛邊，或者試驗中任一螺柱斷裂在焊縫區，則必須修正工藝， 并必須要在單獨的材料或產品構件上再焊兩個螺柱，按照 7.7.1.3 和條款的要求進行試驗。如果第二次兩個螺柱中任何一個試驗不及格， 則必須繼續在單獨的板材上補加螺柱焊接， 直至連續有兩個焊接螺柱試驗合格，然后才能在產品上進行焊接。7.7.2 產品焊接 一旦開始焊接產品，如對 中規定的焊接參數作任何改變，則必須按 和要求試驗合格后，才能恢復產品焊接。7.7.3 螺柱返修 生產中，如所焊螺柱不是整個360°都有飛邊，承包商可選擇修補，在缺少飛邊之處按照要求補加最小角焊縫。且修補焊縫需每端至少超出需返修缺陷3/8 in. (10

21、mm)長度。7.7.4 操作人員資格評定 如按 7.7.1 要求進行的生產前試驗合格， 則也必須認為該螺柱焊工資格評定合格。 如果焊工未參加按 7.7.1 要求進行的任何生產試驗， 則此焊工必須先焊兩個螺柱按照7.7.1.3 和7.7.1.4 要求進行試驗。該兩個焊成的螺柱試驗合格后，該焊工方可從事產品的螺柱焊接。 去除螺柱部位的返修 如果不合格螺柱已經從承受拉應力組件上除去，則必須將去除螺柱的部位修整光滑和平齊。如果在去除螺柱過程中該部位母材被拉出，則必須按照本規范要求使用低氫焊條采取SMAW方法填補凹坑，并將焊縫表面修整平齊。在構件受壓部位，如果螺柱斷裂，且此斷裂限于柱體或熔合區，則可在每

22、一不合格螺柱近旁焊一新螺柱，而不必返修和復原原有焊接部位（見）。如果在去除螺柱時將母材拉出，則必須按受拉部位一樣執行返修條款，但凹坑深度小于1/8 in. (3mm)或母材厚度的7者除外，此時，可以打磨該處使與鄰近母材平順，不必焊補。如果在去除部位重焊螺柱，則必須先修補母材，再焊替換的螺柱。替換的螺柱必須進行與原軸線約成 15° 的彎曲試驗，(有螺紋螺柱則應進行扭轉試驗)。 在完工的結構中凡暴露于視線之處，曾經去除螺柱的部位均必須修整光滑而平齊。試驗夾具詳圖尺寸應適合于螺柱尺寸。螺柱的螺紋必須清潔，除從制造商那里來的符合“供貨態”條件的切削/冷成形潤滑油殘留物以外，不得有其他潤滑油。測試有螺紋螺柱的試驗扭矩要求 1公稱直徑M.E.T.A.2螺紋試驗扭矩 3in.mmsq. in.no./in.螺距-mm系列磅-英尺焦耳M6ISO-7241/42820UNFUNC5/162418UNFUNCM8ISO-7243/82416UNFUNCM10ISO-7247/162014UNFUNCM12ISO-7241/22013UNFUNCM14ISO-7249/161812UNFUNC5/81811UNFUNCM16ISO-7243/41610UNFUNCM20ISO-724M22ISO-72