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文檔簡介

1、最新鋼結構焊接規范講解一、 前言鋼結構焊接規范出臺的背景1、 中國經濟發展的要求(鋼結構建設的歷史回顧、鋼產量的發展勢頭、城市化進程的要求)2、 與之建設配套的技術要求(從業隊伍較年輕、技術力量缺乏、人員流動性較大、建筑發展的時效性強板、管、鑄、鍛)3、 長遠的戰略考量(節能、環保、抗災害、資源)4、 從鋼結構使用范圍的擴展考慮(將原標準JGJ81-2002建筑鋼結構焊接技術規范改編和提升為國家標準GB50661鋼結構焊接規范)隨著名稱的改變也帶來了內容、要求的相應變化二、 新老標準在結構上的差異1、 目錄JGJ81標準 GB50661標準總則 總則基本規定 術語和符號材料 基本規定焊接節點構

2、造 材料焊接工藝評定 焊接連接構造設計 焊接工藝 焊接工藝評定焊接質量檢查 焊接工藝焊接補強與加固 焊接檢驗 焊工考試 焊接補強與加固附錄A(鋼板厚度方向性能級別 附錄A(鋼結構焊接接頭及其硫含量、斷面收縮率值) 坡口形式、尺寸和標記方法)附錄B(建筑鋼結構焊接工藝評定 附錄B(鋼結構焊接工藝評定報告格式) 報告格式) 附錄C(箱形柱(梁)內隔板電渣 附錄C(箱形柱(梁)內隔板電 焊焊縫焊透寬度的測量) 焊焊縫焊透寬度的測量) 附錄D(圓管T、K、Y節點焊縫的 本規程用詞說明 超聲波探傷) 引用標準名錄 附錄E(工程建設焊工考試結果登記 附:條文說明 表、合格證格式) 本規程用詞說明三、 新標

3、準的具體章節說明與其他標準的相關性1、 總則1.01、 強調新標準在相應科研、實踐基礎上形成的(1985年發展中心開始至今)1.02、 載荷條件參照AWS等相關標準分為靜載和動載,對其他結構也能參考執行1.03、 強調安全(以人為本、吸收上海膠州路大樓、北京央視大樓失火教訓)1.04、 強調標準的互補與強制性標準的執行2、 術語和符號該章節的術語和符號相比老標準都是新增加的,術語共8個、符號29個,這里強調都是與焊接技術相關的。 檢測強調采用一定的試驗和測試處理所進行的技術操作檢查強調對材料、人員、工藝、過程或結果的核查,并確定其符合性(CNAS也有對應的機構) 2.2符號 強調在使用該標準中

4、的一些相關符號時,為了避免力學性能符號的引用混亂,建議在檢測報告中,力學性能名稱后,用括弧標出符號。3、 基本規定 3.01將碳當量的推斷公式(老公式用于含碳量較高的計算),發展和改進到對低碳鋼進行計算(因鋼結構中大量用到低碳鋼),并將鋼結構焊接難度分為A、B、C、D四個等級。見表. 含碳量0.18% CEV=C+Mn6+Cr+Mo+V5+Cu+Ni15(%) 含碳量0.070.22% Pcm=C+Si30+Mn+Cu+Cr20+Ni60+Mo15+V10+5B 3.02強調鋼結構焊接工程、設計、施工單位應具備相應的資質,強調規則游戲。 3.03對施工單位的要求有5條: 1、相應焊接質量管理體

5、系和技術標準;2、焊接技術人員、檢驗人員、無損檢測人員、焊工、熱處理人員均要有資格;3、焊接設備、檢驗和試驗設備;4、檢驗儀器、儀表的計量、檢定合格且在有效期內;5、對承接難度大的(C、D級)工程的施工單位,應具備焊接工藝試驗室(有些先施工再補試驗均為違規) 3.04對鋼結構焊接工程相關人員資格有6條規定: 1、焊接技術人員要受過專門訓練,具有實踐經驗1年以上(不是僅指職稱);2、焊接技術負責人應是中級職稱以上的、承擔C、D級焊接施工的還必須是高級職稱;3、焊接檢驗人員(主要指外觀、尺寸、拼接、電流、電壓、氣體、焊材等)要有實踐經驗并持證上崗;4、無損檢測人員持證上崗(一般為2級)、承擔難度大

6、的焊接件檢測應具備3級(人員資格和工業門類要對應許多檢測機構不符合可參照GB/T9445標準);5、焊工施焊不得超出證書的規定(FRAMATOM有嚴格規定);6、熱處理人員要經過專門培訓。 本章節強調的是一些硬性指標,設計單位、施工單位、檢測單位以及所有鋼結構焊接工程參與人員必須嚴格要求做到,指標是基本的規定,但人是關鍵因素。鑒于我國的鋼結構市場現狀,必要的第三方、第四方抽檢制度是必須的,必要的處罰也是必須的(上海鋼結構、上海建委)。 3.05對鋼結構焊接工程相關人員職責有5條規定: 1、焊接技術人員負責工藝評定、焊接工藝方案、作業指導書工藝卡等編制,負責處理施工過程中的焊接技術問題(所以對技

7、術職稱、工作經歷、實踐年限有一定的要求);2、焊接檢驗人員負責對焊接作業全過程的檢查和監控,這里強調的是過程控制從原材料開始到最終成形(不能只看質保書),甚至其工作在無損檢測后還有表面防腐及標記等(實踐證明焊接的最終質量是過程控制的結晶);3、無損檢測人員按設計文件或相應規定的探傷方法及標準,對受檢部位探傷,出具檢測報告。這里強調的是采用儀器設備的檢測,這與焊接檢驗人員的檢驗或檢查指的不是同一回事(對無損檢測除了要有儀器設備、人員資格、很重要的還是經驗判斷缺陷位置、錯位、背面反射等)(北外灘項目);4、焊工按焊接工藝施工;5、熱處理人員按熱處理作業指導書及相應操作規程進行作業。 3.06作業安

8、全和健康是強調兩方面的,一是對社會和對公眾,另一是對個人(如上海中心的大厚度焊接點的質量控制) 4、材料 4.01強調焊接材料必須有產品質量保證書或檢驗報告,因為合格的原材料才是最終焊接質量的基本保證(但不完全取決于這些,重要場合復試是必須的、主要強調進貨渠道要可靠)。 4.02強調鋼材的化學、力學性能及復驗結果應符合國家現行標準的規定。這里所指的化學成分主要是指碳當量,因為碳當量在很大程度上決定焊接質量和可焊性。 4.03要求焊接選材合理,所謂合理是指根據設計要求,保證設計強度、塑性不低于鋼材標準規定的下限值,接頭的沖擊韌性不低于母材標準規定的沖擊韌性下限值。焊接接頭與母材的匹配相當重要(不

9、能一味追求焊接接頭強度)4.044.05焊絲要符合規定、常用鋼材的屈服強度可參照表。 4.06強調對T形、十字形、角接接頭當其翼板厚度不小于40mm時,從設計上要考慮對厚度方向性能有要求的鋼板(也就是我們常說的要求對鋼板作Z向性能試驗)主要是由于這些結構中收縮應力較大、節點拘束力打在接近焊縫熱影響區或接近厚板的中心區沿軋制帶狀組織晶間產生臺階狀層狀撕裂。這種現象在國內很多重點工程中屢有發現。對這種結構用鋼板的選擇應按國家標準GB/T5313厚度方向性能鋼板有關規定來選擇。 4.07、4.08、4.09、4.10、4.11、4.12是針對焊條、焊絲、焊劑、保護氣體、栓釘及焊接瓷環使用時應符合的相

10、關國家標準: 1、碳鋼焊條GB/T5117;低碳合金鋼焊條GB/T5118 2、熔化焊用鋼絲GB/T14957;氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲GB/T8110;碳鋼藥芯焊絲GB/T10045;低合金鋼藥芯焊絲GB/T17493; 3、埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑GB/T5293;埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑GB/T12470 4、氬GB/T4842;焊接用二氧化碳HG/T2537 5、電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘GB/T10433 5、焊接連接構造設計 5.1一般規定 鋼結構設計原則:便于焊接操作、減少構件變形、減少焊接收縮應力及應力分布不均勻、避免局部應力集中。 鋼結構設計應符合下列規定: 1、宜減少

11、焊縫的數量和尺寸(預制接頭和鑄造接頭) 2、焊縫的布置宜對稱于構件截面的中性軸(形成對稱焊接造成最小的變形和最小應力) 3、節點的空間應便于焊接操作和焊后檢測(包括焊前預熱、拼接檢查等) 4、宜采用剛度較小的節點形式,宜避免焊縫密集和雙向、三向相交 5、焊縫位置應避開高應力區(包括避開翼、腹焊縫重合) 6、應根據不同焊接工藝方法選用坡口形式和尺寸(減少熱輸入量和變形量) 施工圖及細化圖中標識符號應符合國家相關標準。 鋼結構設計施工圖應明確焊接技術要求: 1、構件材料、性能應符合國家相關標準要求; 2、鋼結構相交節點的焊接部位、有效焊縫長度、焊腳尺寸、部分焊透焊縫的焊透深度(有利于超聲測熔深允許

12、有未焊透筋芯柱等) 3、焊縫質量等級,無損檢測要求及方法和檢測比例(這在執行中有很大的誤區,焊縫等級檢測等級、質量等級) 4、工廠制作單元及構件拼裝節點的允許范圍,根據工程需要提出結構設計應力圖(同時要考慮運輸及吊裝的能力) 設計圖中應標明下列焊接技術要求: 1、對所有技術要求要詳細標注; 2、坡口尺寸及襯墊尺寸(也要考慮引弧、息弧板) 3、標注工廠制作和工地安裝焊縫 4、對于大型分散安裝的分段和拼接節點,要進行結構安全審核 焊縫質量等級的選用原則: 1、承受動載荷的且需要進行疲勞驗算的構建中,凡要求與母材等強連接的焊縫應焊透(全熔透焊縫),其質量等級應符合下列規定: 1)作用于垂直于焊縫長度

13、方向的橫向對接焊縫或T形對接與角接組合焊縫,受拉時為1級,受壓時不應低于2級; 2)作用力平行于焊縫長度方向的縱向對接焊縫不應低于2級; 3)鐵路、公路橋的橫梁接頭板與弦桿角焊縫應為1級,橋面板與弦桿角焊縫、橋面板與U形肋角焊縫(橋面板側)不應低于2級; 4)重級工作制(A6A8GB50017鋼結構設計規范規定)和起重量Q50t的中級工作制(A4、A5)吊車梁的腹板與上翼緣之間以及吊車椼梁上弦桿與節點板之間的T形接頭焊縫應焊透(全熔透焊縫),焊縫形式宜為對接與角接的組合焊縫,其質量等級不應低于2級。 2、不需要疲勞驗算的構件中,凡要求與母材等強的對接焊縫宜焊透,其質量等級受拉時不應低于2級,受

14、壓時不宜低于2級; 3、部分焊透的對接焊縫、采用角焊縫或部分焊透的對接與角接組合焊縫的T形接頭,以及搭接連接角焊縫,其質量等級應符合下列規定: 1)直接承受動載荷且需要疲勞驗算的結構和吊車起重量等于大于50t的中級工作制吊車梁以及梁柱、牛腿等重要節點應不低于2級; 2)其他結構可為3級。 5.2焊縫坡口形式和尺寸 采用符號表示: 焊接位置代號: F平焊 H橫焊 V立焊 O仰焊 接頭形式代號: B對接接頭 TT形接頭 X 十字接頭 C 角接接頭 F搭接接頭 坡口形式代號: I I形坡口 VV形坡口 XX形坡口 L單邊V形坡口 KK形坡口 UaU形坡口 Ja單邊U形坡口注腳a主要用在厚度不小于50

15、mm的U形、J形坡口。 焊縫類型代號: B(G)板(管)對接焊 C角接焊縫 Bc對接與角接組合焊縫 管結構節點形式代號: TT形節點 KK形節點 YY形節點 以上所有符號的使用,應符合本規范的附錄A的規定。5.2的制定是參考了美國AWSD1.1和日本鋼結構協會焊縫坡口標準的內容,制定了三種常用焊接方法的標準焊縫坡口形式與尺寸。 5.3焊縫厚度的計算 見。焊縫厚度計算是結構設計中構件承載應力計算的依據,由于焊縫形式的不同,熔透與不熔透的差異,都存在著一個焊縫厚度的計算問題。在這一章節中,對設計者提出了明確的要求,以免在施工中引起混淆,因此,在本章中用圖示方式大篇幅進行了敘述。參照了美國AWSD1

16、.1,對于對接焊縫、對接與角接組合焊縫,其部分焊透焊縫計算厚度的折減值在第5.3.2條給出了明確規定,見表5.3.2。如果設計者應用該表中的折減值對焊縫承載應力進行計算,即可允許采用不加襯墊的全焊透坡口形式,反面不清根焊接。使用中不使用碳弧氣刨清根,對提高施工效率和作業安全有很大的好處。 同樣參照美國AWSD1.1在第條中對斜角焊縫不同兩面角()時的焊縫計算厚度計算公式及折減值,在第5.3.6條中對管材T、K、Y形相貫接頭全焊透、部分焊透及角焊縫的各區焊縫計算厚度或折減值以及相應的坡口尺寸作了規定,以供施工設計時使用。 5.4組焊構件焊接節點 為了防止母材過熱,規定了塞焊和槽焊的最小間隔及最大

17、直徑。為了保證焊縫致密性,規定了最小直徑與板厚關系。塞焊和槽焊的焊縫尺寸應按傳遞剪切力計算確定。 為了防止因焊接熱輸入量過小而使母材熱影響區冷卻速度過快而形成硬化組織,規定了角焊縫最小長度、斷續角焊縫最小長度及角焊縫的最小焊腳尺寸。采用低氫焊接方法,由于減低了氫對焊縫的影響,其最小角焊縫尺寸可以比采用非低氫焊接方法時小一些。 本條規定參照了美國AWSD1.1的內容: 為防止搭接接頭角焊縫在載荷作用下張開,規定了搭接接頭角焊縫在傳遞部件受軸向力時,應采用雙角焊縫(這在儲油罐中運用較多)。 為防止搭接節頭受軸向力時發生偏轉,規定了搭接接頭最小搭接長度。 為了防止構件因翹曲而使得貼合不好,規定了搭接

18、接頭縱向角焊縫連接構件端部時的最小焊縫長度,必要時應增加橫向角焊或塞焊(增加接觸面積)。 為了保證構件受拉力時有效傳遞載荷,構件受壓時保持穩定,規定了斷續搭接角焊縫最大縱向間距。 為了防止焊接時材料棱邊熔塌,規定了搭接焊縫與材料棱邊的最小距離。 不同厚度、不同寬度材料對接焊時,為了減小材料因截面及外形突變造成的局部應力集中,提高結構安全性,參照美國鋼結構焊接規范AWSD1.1及日本建筑施工標準鋼結構工程JASS6,規定了當焊縫承受的拉力超過設計容許拉應力的三分之一時,不同厚度及寬度材料對接時的坡度過渡最大允許值為1:2.5,以減小材料因截面及外形突變造成的局部應力集中,提高構件結構的使用安全性

19、(除此之外要防止錯位與不對稱錯位)。 5.5防止板材產生層狀撕裂的節點、選材和工藝措施 5.5.3從接頭設計、坡口形式及施焊技術、工藝上作了規定與提出了要求。在本標準的4.06章節中已規定了對材料厚度方向(Z向)性能的要求。本條主要從焊接節點形式的優化設計方面提出要求,目的是減小焊接截面和焊接受縮應力,使焊接收縮力盡可能作用于板材的軋制纖維方向,同時也給出了防止層狀撕裂的相應的焊接措施。根據我國的工程現狀,由于大厚度鋼板的使用引起層狀撕裂的現象還不少。 5.6構件制作與工地安裝焊接構造設計 對構件制作焊接節點作了10項規定;1、2、4、6、7、8、9是生產實踐中常用的,3、5引自美國AWSD1

20、.1其中第5項適用于為傳遞局部載荷,采用一定長度的全焊透坡口對接與角接組合焊縫的情況,第10項為行業標準空間網格結構技術規程JGJ7的規定,目的是為了避免焊縫交叉、減小應力集中程度、防止三向應力,以防止焊接裂紋產生,提高結構使用安全性。 對工地安裝焊接節點形式作了6項規定。1、2、4項與國家現行有關標準一致;第3項桁架或框架梁安裝節點已在國內一些大跨度工程上得到應用,它不僅可以避免焊縫立體交叉,還可以預留一段縱向焊縫最后施焊,以減小橫向焊縫的拘束度。第5項的圖5.6.2-5c為不加襯套的球管安裝焊接節點形式,管端在現場二次加工調整鋼管長度和坡口間隙,以保證單面焊透。這種焊接節點的坡口形式可以避

21、免襯套固定焊接后管長及安裝間隙不易調整的缺點。 5.7承受動載與抗震的焊接構造設計 由于塞焊、槽焊、電渣焊和氣電立焊焊接熱輸入量大,會在接頭區域產生過熱的粗大晶粒組織,導致焊接接頭韌性降低而達不到承受動載經疲勞驗算鋼結構的焊接質量要求,所以本條是強制性條文,必須嚴格執行。 對承受動載時的焊接節點做出了規定. 對承受動載構件的組焊節點形式做出了規定. 對抗震結構框架柱與梁的鋼性連接節點焊接做出了規定. 對柱連接焊縫引弧板、引出板、襯墊作了規定。 對梁柱連接處梁腹板的過焊孔作了規定。 6、焊接工藝評定 6.1一般規定 評定應在構件制作和結構安裝前進行。 免予焊接工藝評定:是指把符合本規范規定的鋼種

22、、焊接方法、焊接坡口形式和尺寸、焊接位置、匹配的焊接材料、焊接工藝參數規范化。符合這種規范化焊接工藝規程或焊接作業指導書,施工企業可不再進行焊接工藝評定試驗,而直接使用免予焊接工藝評定的焊接工藝。本條為強制性條文,必須嚴格執行。 6.1.10焊接工藝評定所用的焊接參數原則上是根據被焊鋼材的焊接性試驗結果制定的。對于焊接性已充分了解,有明確的指導性焊接工藝參數,并已在實踐中長期使用的國內外生產的成熟鋼種,一般不需要由施工企業進行焊接性試驗。對國內新鋼種或進口未經使用的鋼種,應由鋼廠提供焊接性試驗評定資料,否則施工企業應進行焊接性試驗,以作為制定焊接工藝評定參數的依據。考慮到國內施工企業的人員、設

23、備、工藝條件的變化均較大,在第6.1.9條中規定,工藝評定的有效期為5年. 6.2焊接工藝評定替代規則 不同焊接方法的評定結果不得互相替代。同種材料鋼號中,質量等級高的可替代等級低的。 不同類別鋼材的焊接工藝評定結果不得互相替代;I、II類同種鋼材高級別的可替代低級別的,III、IV類同類別鋼材中的焊接工藝評定結果不得相互替代。 6.3重新進行工藝評定的規定 不同的焊接工藝方法中,各種焊接工藝參數對焊接接頭質量產生影響的程度不同。為了保證鋼結構焊接施工質量,根據大量的試驗結果和實踐經驗并參考國外先進標準的相關規定,本章節各條款分別規定了不同焊接方法中各種參數的最大允許變化范圍。 6.5試件和試

24、樣的試驗與檢驗 本節對采用6.4規定的要求制備的試樣的檢驗做出了相應規定,在基本上采用現行行業標準建筑鋼結構焊接技術規范JGJ81的相應條款的基礎上,增加了硬度試驗的相應要求,同時根據現行行業標準JGJ81的應用情況,去掉了十字接頭、T形接頭彎曲試驗的要求,使規范更加科學、合理、可操作性強。 6.6免予焊接評定 對于一些特定的焊接方法和參數、鋼材、接頭形式和焊接材料種類的組合,其焊接工藝已經長期使用,實踐證明,按照這些焊接工藝進行焊接所得到的焊接接頭性能良好,能夠滿足鋼結構焊接的質量要求。本著經濟合理、安全適用的原則,本規范借鑒了美國鋼結構焊接規范D1.1,并充分考慮到國內施工的實際情況,對免

25、予評定焊接工藝做出了相應的規定。當然,采用免予評定的焊接工藝并不免除對鋼結構制作、安裝企業資質及焊工個人能力的要求,同時有效的焊接質量控制和監督也是必不可少的(國內新項目一般都要求焊工試塊考試)。在實際生產中,應嚴格執行規范的規定,通過免予評定焊接工藝文件編制可實際操作的焊接工藝,并經焊接工程師和技術負責人簽字后,方可使用(這與AWS規定的焊接工程師對質量監督負責的要求是一致的)。 本條規定了免予評定所適用的焊接方法、母材、焊接材料及焊接工藝,在實際應用中必須嚴格遵照執行。 7、焊接工藝 7.1母材準備 7.1.2強調了母材及接頭坡口質量是保證焊接質量的重要條件,如果坡口面的母材有分層等缺陷存

26、在或坡口面不清潔,焊接時帶入各種雜質及碳、氫等物質,是產生焊接人裂紋和冷裂紋的原因,若坡口面上存在氧化皮或鐵銹等雜物,在焊接中可能還會產生氣孔。本條給出的相應規定,與美國鋼結構焊接規范AWSD1.1、加拿大鋼結構規范W59的要求相一致。在我國相應的鋼板檢測標準中也規定了鋼板周圍50mm范圍內要進行超聲波探傷,其目的也是為了保證焊接坡口處的質量。 7.1.5熱切割的坡口表面粗糙度會影響焊接質量,特別是大厚度港版的現場切割,往往出現有許多深度缺口和凹坑,這將使焊接質量受到嚴重影響(特別是CO2氣體保護焊,不能良好融合),可通過打磨或焊接修補。 當鋼材的切割面上存在鋼材的軋制缺陷,如夾渣、夾雜物、脫

27、氧產物等時,其較淺的可以通過打磨消除,而較深和較長的缺陷應采用焊接進行修補,若存在嚴重的或較難焊接修補的缺陷,該鋼板不得使用。 7.2焊接材料要求 焊接材料對焊接結構的安全性有著極其重要的影響,其熔敷金屬化學成分和力學性能及焊接工藝性能應符合國家現行標準的規定,施工企業應采取抽樣方法進行驗證。 焊接材料的報關規定主要目的是為防止焊接材料銹蝕、受潮和變質,影響其正常使用。 由于低氫焊條一般用于重要的焊接結構,所以對低氫焊條的保管要求更為嚴格。 低氫焊條在使用前要進行高溫烘焙,去除焊條藥皮中的結晶水和吸附水,主要是為了防止焊條藥皮中的水分在施焊過程中經電弧熱分解使焊接金屬中擴散氫含量增加,而擴散氫

28、是焊接延遲裂紋產生的主要因素之一。 調質鋼、高強度鋼及橋梁結構的焊接接頭對氫致延遲裂紋比較敏感,應嚴格控制其焊接材料中的氫來源。(探傷要求24、48小時后;FRAMATOM要求焊條及時進保溫箱并要加溫) 對于埋弧焊要嚴格控制焊劑的烘焙。 實芯焊絲和藥芯焊絲的表面污物會影響焊接質量,容易造成氣孔和焊縫中的含氫量,應嚴格禁止使用有油污和銹蝕的焊絲。 栓釘焊接磁環應確保焊縫擠出后的成型,其受潮后使用會影響栓釘焊的工藝性能及焊接質量,所以焊接前應加以烘干。 7.3焊接接頭的裝配要求 焊接接頭的坡口及裝配精度是保證焊接質量的重要條件,角度大小、間隙大小均會對焊接造成直接的影響,這是裝配時要嚴格控制的。

29、7.4定位焊 定位焊縫的焊接質量對整體焊縫質量有直接的影響,應從焊前預熱、焊材選用、焊工資格及施焊工藝等各方面給予重視,避免造成正式焊縫中的焊接缺陷。 7.5焊接環境對于焊條電弧焊和自保護藥芯焊絲電弧焊,當焊接作業區風速超過8m/s時,對于氣體保護電弧焊作業區風速超過2mm/s時,焊接熔渣或氣體對熔化的焊縫金屬保護環境會遭到破壞,致使焊縫金屬中產生大量的密集氣孔。所以實際施焊過程中,應避風、避雨在焊接作業區設置保護屏障。7.5.4避開雨天施工,主要是工件潮濕和空氣中的水分造成氫的來源,導致焊縫產生延遲裂紋。 低溫會造成鋼材脆性,使得焊接過程的冷卻速度過快,易于產生淬硬組織,對于碳當量相對高的鋼

30、材焊接是不利的,尤其是對于厚板和接頭拘束力大的鋼結構影響更大。本條款對低溫條件下的施焊做出了具體規定。7.6預熱和道間(層間)溫度控制7.6.6規定最低預熱溫度和道間溫度,主要目的是控制焊縫金屬和熱影響區的冷卻速度,降低焊接接頭的冷裂紋傾向。預熱溫度越高,冷卻速度越慢,會有利于降低焊接接頭的淬硬傾向和裂紋傾向。對于調質鋼而言,不希望較慢的冷卻速度,鋼廠也不推薦如此。 本條款是根據常用鋼材的化學成分、中等結構拘束度、常用的低氫焊接方法和焊接材料以及中等熱輸入條件給出的可避免焊接接頭出現淬硬或裂紋的最低溫度。實踐經驗證明:焊接一般拘束度的接頭時,按本條規定的最低預熱溫度和道間溫度,可以防止接頭產生

31、裂紋。在實際施工過程中為了得到無裂紋、塑性良好的焊接接頭,預熱溫度和道間溫度應高于本條規定的最低溫度值。為了避免母材過熱產生脆化而降低焊接接頭的性能,對道間溫度的上限也在做出了規定。為了確保焊接接頭預熱溫度均勻,冷卻時具有平滑的冷卻梯度,本條對預熱的加熱范圍做出了規定。電渣焊、氣電立焊、熱輸入量大,焊接速度緩慢,一般對焊接預熱不作要求。 7.7焊后消氫處理 消氫處理的目的是加速焊接接頭中擴散氫的逸出,避免延遲裂紋的產生。焊后消氫處理應在焊后立即進行,處理溫度一般為200350,本規范規定250350。溫度太低消氫效果不明顯;溫度過高,若超出馬氏體轉變溫度則容易在焊接接頭中殘存馬氏體組織。如果在

32、焊后立即進行消除應力處理,則可不必進行消氫熱處理。 7.8焊后消應力處理 7.8.4消除焊接應力可以通過加熱也可以采用振動方法。其目的是為了降低焊接殘余應力或保持結構尺寸的穩定性,主要針對承受較大拉應力的厚板焊縫、承受疲勞應力的厚板或節點復雜、焊接密集的重要受力構件;局部消應力熱處理通常用于重要焊接接頭的應力消減。振動消應力處理雖然能達到消減一定應力的目的,但其效果目前學術界還難以準確界定。如果為了穩定結構尺寸,采用振動消應力法對構件進行整體處理既方便又經濟。 某些調質鋼、含釩鋼和耐大氣腐蝕(耐候鋼)進行消應力處理后,其顯微組織可能發生不良變化,焊縫金屬或熱影響區的力學性能會產生惡化,甚至會產

33、生裂紋,應慎重選擇小應力處理。 此外,還要考慮消除應力處理后可能引起構件變形。 7.9引弧板、引出板和襯墊 設置引弧板和引出板的目的是為了避免引弧時焊接熱量不足而引起焊接裂紋或息弧時產生焊縫縮孔和裂紋。 采用的引弧板、息弧板或襯墊板所用鋼材應對焊縫金屬性能不產生顯著影響,不要求與母材材質相同,但強度等級不應高于母材,焊接性不應比所焊母材差。 為確保焊縫的完整性,規定了引弧板、引出板的長度;為防止燒穿,規定了鋼襯板的厚度,并要求在全焊縫長度內連續或采用熔透焊拼接,以避免未焊的I對接接頭形成嚴重缺口導致焊縫中橫向裂紋并延伸和擴展到母材中。 采用銅塊和陶瓷作為襯墊主要目的是強制焊縫成形(巴特勒10m

34、m板無坡口一次成型,焊接效率高),同時防止燒穿,在大熱輸入焊接或在狹小的空間結構焊接(如全熔透鋼管)中經常使用,但要注意的是,不得將銅和陶瓷熔入焊縫(銅脆、渣),以免影響焊縫內部質量。 7.10焊接工藝技術要求 強調焊接施工必須在符合本規范要求的焊接工藝文件指導下進行. 規定焊條電弧焊、實心焊絲氣體保護焊、藥芯焊絲氣體保護焊和埋弧焊(SAW)焊接方法,每一道焊縫的寬深比不應小于1:1。 焊道形狀是影響焊縫裂紋的重要因素。由于母材的冷卻作用,熔融的焊縫金屬凝固沿母材金屬的邊緣開始,并向中部發展直至完成這一過程,最后凝固的液態金屬位于通過焊縫中心線的平面內。如果焊縫深度大于其表面寬度,則在焊縫中心

35、凝固前,焊縫表面可能凝固,此時作用于仍然熱的、半液態的焊縫中央或心部的收縮力會導致焊縫中心裂紋并使其擴展而貫穿焊縫縱向長度。 本條規定的最小角焊縫尺寸是基于焊接時應保證足夠的熱輸入,以降低焊縫金屬或熱影響區產生裂紋的可能性,同時與較薄的連接件(厚度)保持合理的比例。如果最小角焊縫尺寸大于設計尺寸,應按本條規定的最小角焊縫尺寸執行。 本條對不同的焊接方法規定了最大根部焊道厚度、最大填充焊道厚度、最大單道角焊縫尺寸和最大單道焊焊層寬度,主要目的是為了在焊接過程中確保焊接的可操作性和焊縫質量的穩定。實踐證明,超出上述限制進行焊接操作,對焊接的外觀質量和內部質量都會產生不利影響。施工單位應按本條規定嚴

36、格執行。 7.11焊接變形的控制 7.11.6焊接變形控制的主要目的是保證構件或結構要求的尺寸,但有時對焊接變形控制的同時會造成結構焊接應力和焊接裂紋傾向增大,因此應采取合理的焊接工藝措施、裝焊順序、平衡焊接熱輸入等方法控制焊接變形,避免采用剛性固定或強制措施控制焊接變形。本條給出的一些方法,是實踐經驗的總結,可根據實際結構情況合理采用,對控制構件的焊接變形是十分有效的。 7.12返修焊 、7.12.2對于超標的缺陷應進行返修,返修有局部和整體之分。無論哪一種返修,返修要采取有效手段和方法,爭取一次成功。因為對同一部位多次進行返修,會造成母材的熱應向區的熱應變脆化,對結構的安全有不利影響。(止

37、裂、定位、返修次數) 7.13焊件矯正 7.13.3允許局部加熱矯正焊接變形,但所采用的加熱溫度應避免引起鋼的性能發生變化。本條規定的最高矯正溫度是為了防止材質發生變化。在一定溫度之上避免急冷,是為了防止淬硬組織的產生。 7.14焊縫清根 清根的目的是為了防止未焊透和焊接裂紋. 碳弧氣刨的使用要避免積碳、夾渣,同時要嚴格控制電流大小(控制開挖深度、重要焊縫開止裂孔、挖后打磨、表面探傷) 7.15臨時焊縫 臨時焊縫不應對焊接區母材性能改變或留下焊接缺陷。因此臨時焊要求與正式焊采用相同的焊接工藝。對于Q420、Q460等級的鋼材或厚度大于40mm的低合金鋼,臨時焊縫去除后應采用磁粉或著色方法檢測,

38、以確保母材中無缺陷殘留。 7.16引弧和息弧 在非焊接區域的母材上進行引弧和息弧時,由于焊接引弧熱量不足和迅速冷卻,可能導致母材的硬化,形成弧坑裂紋和氣孔,成為導致結構破壞的潛在裂紋源。施工中要避免這種現象產生。 7.17電渣焊和氣電立焊 7.17.7電渣焊主要用于箱形構件內橫隔板的焊接。電渣焊是利用電阻熱對焊絲熔化建立熔池,再利用熔池的電阻熱對填充焊絲和接頭母材進行熔化而形成焊接接頭。調節焊接工藝參數和焊劑填加量以建立合適大小的熔池是確保電渣焊焊縫質量的關鍵。 電渣焊的焊接熱量較大,引弧時為了防止引弧塊被熔化而造成熔池建立失敗,一般采用銅制引弧息弧塊,且規定其長度不小于100mm。規定引弧槽

39、的截面與接頭的截面大致相同,主要考慮到在引弧槽中建立的熔池轉換到正式接頭時,如果截面積相差較大,將造成正式接頭的熔合不良或襯板燒穿,導致電渣焊失敗。 為了避免電渣焊時焊縫產生裂紋和縮孔,應采用脫氧元素含量充分且S、P含量較低的焊絲。 為了使焊縫金屬與接頭的坡口面完全熔合,必須在積累了足夠的熱量狀態下開始焊接。如果焊接過程因故中斷,熔渣或熔池開始凝固,可重新引弧焊接直至焊縫完成,但應對焊縫重新焊接處的上、下兩端各150mm范圍內進行超聲波檢測,并對停弧位置進行記錄。 8、焊接檢驗 8.1一般規定 焊接檢驗分類:自檢(可自己單位、也可委托)、監檢(業主或業主代表委托第三方有資質單位) 焊接檢驗包括

40、:焊前、焊中、焊后 焊前人員、材料、文件、設備、輔件 焊中焊接參數、焊接順序、清根、多道焊中的焊層、焊道布置 焊后外觀成形、幾何尺寸、無損檢測、焊接記錄及檢驗報告 焊前備齊相關資料。 焊縫抽樣規定: 1、焊縫處數的計算方法:工廠制作焊縫長度不大于1000mm時,每條焊縫應為1處;長度大于1000mm時,以1000mm為基準,每增加300mm焊縫數量應增加1處;現場安裝焊縫每條焊縫為1處。 2、確定檢驗批: (1)、制作焊縫以同一工區(車間)按300600處的焊縫數量組成檢驗批;多層框架結構可以每節柱的所有構件組成檢驗批; (2)、安裝焊縫以區段組成檢驗批:多層框架結構以每層(節)的焊縫組成檢驗

41、批。 3、抽樣檢驗除設計規定外應隨機取樣,且取樣中應覆蓋到該批焊縫中所包含的所有鋼材類別、焊接位置和焊接方法。 外觀檢測的規定: 1、焊縫應冷卻到環境溫度進行外觀檢測。 2、外觀檢測一般用目測,也可借助光線、放大鏡、測量量具(焊尺、鋼尺、卡規等)、MT、PT等。 3、栓釘焊接接頭的焊縫外觀質量應符合規范中的表-1或表6.5.1-2的要求。栓釘打彎抽樣檢查合格標準:當栓釘彎曲30時,焊縫和熱影響區不得有肉眼可見的裂紋,檢查數量應不小于栓釘總數的1%且不少于10個。 4、電渣焊、氣電立焊接頭的焊縫外觀成形應光滑,不得有未熔合、裂紋等缺陷;當板厚小于30mm時,壓痕、咬邊深度不應大于0.5mm;板厚

42、不小于30mm時,壓痕、咬邊深度不應大于1.0mm。 無損檢測人員要有資格規定2級或2級以上。 超聲波檢測的規定:A、B、C級檢驗。 抽樣檢驗按下列規定進行結果判定(合理的驗收): 1、抽樣檢驗的焊縫數不合格率小于2%時,該批驗收為合格。 2、抽樣檢驗的焊縫數不合格率大于5%時,該批驗收為不合格。 3、抽樣檢驗的焊縫數不合格率2%5%時,應加倍抽查,且必須在原不合格部位兩側的焊縫延長線各增加一處,在所有抽檢焊縫中不合格率不大于3%時,該批驗收為合格,大于3%時,該批驗收為不合格。 4、批量驗收不合格時,應對該批余下的全部焊縫進行檢驗; 5、檢驗發現1處裂紋缺陷時,應加倍抽查,在加倍抽查焊縫中未

43、再檢測出裂紋缺陷時該批驗收合格;檢驗發現多余1處裂紋缺陷或加倍抽查又發現裂紋缺陷時,該批驗收不合格,應對該批余下焊縫的全數進行檢查。 所有檢測出的不合格焊縫必須進行返修 8.2承受靜載荷結構焊縫質量的檢驗 外觀尺寸應符合如下規定: 1、對接與角接組合焊縫 2、對接焊縫與角焊縫余高及錯邊允許偏差應符合表的規定。 8.2.3無損檢測基本規定: 1、檢測時機:III、IV類鋼材及焊接難度等級為C、D級時,應在焊后24小時進行;鋼材標稱屈服強度不小于690MPa或供貨狀態為調質狀態時,應在焊后48小時進行(防止延遲裂紋寶冶鋼構)。 2、全焊透焊縫的檢驗規定: 1)1級焊縫100%檢測(等級不低于BII級) 2)2級焊縫20%(等級不低于BIII級) 3、3級焊縫根據設計要求進行相關檢測。 超聲波檢驗規定 1、檢驗靈敏度厚度(mm)判廢線(dB)定量線(dB)評定線(dB)

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