厚板焊接工艺

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1、资料简介(钢结构厚板焊接作业指导书)一、 目的/使用范围在钢结构加工过程中，会涉及到板厚大于40mm板材的焊接，由于大于40mm的板材焊接难度较大，焊接成型后检验也较难，特制定厚板焊接作业指导书，以保证焊接质量和控制其焊接所带来的变形。本作业指导书适应于钢结构焊连接中板厚大于40mm板材焊接。二、 作业前的准备1、 人员的准备明确现场管理人员与操作者对焊接施工各工序的责任人，明确工作内容及责任范围，焊接作业前要对焊接人员进行培训，必须持证上岗，并对焊接作业人员进行必要的安全保护措施，各相关部门对作业前对质量、安全、环保方面进行技术交底。2、 材料的准备所有钢材进厂前必须附有出厂质量说明书和检验

2、报告单，分批抽取试件进行相关试验，以确定是否合格，严禁不经检验就进厂进行加工作业，对焊接过程中所使用的各种焊条、焊剂要严格按照要求之规定进行使用。（详见具体施工方案）3、 机具的准备进行焊接作业前各种焊机工作性能进行检查，防止存在安全隐患，尽量采用低噪声、低污染的焊接器具，且专门的焊机要由专人负责管理及使用。三、 操作工艺1、概述以往我们接触到的钢结构焊接件板厚一般40mm，但是有些工程中也有时会出现板厚大于40mm的情况，根据具体的工程情况特制定合理的焊接参数既满足焊接质量又应最大限度控制焊接变形。2、焊接要求、所有厚板对接要求全熔透，即国内级焊缝质量。、应极大限度地控制焊接变形，厚钢板一旦

3、变形，矫形将非常困难。3、焊接方法厚板焊接采用埋弧自动焊焊机进行，辅助采用手工电弧焊机、电弧气刨和角向磨光机等工具。4、焊接特点、40mm板要求开双面X型破口，随钢板厚度的增加，坡口增大(如厚80mm、70mm钢板坡口开到了70)、厚板焊接前必须预热100120、厚板需采用多层多道焊接，应严格控制层间温度，防止钢板收缩过大，导致变形量增大、焊接前坡口用角磨机打磨干净、为防止第一遍焊接击穿，采用3.2焊条手工打底。15 试述16Mn钢的焊接工艺。16Mn钢属于碳锰钢，碳当量为0.345%0.491%，屈服点等于343MPa（强度级别属于343MPa级）。16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前

4、一般不必预热。但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。不同板厚及不同环境温度下16Mn钢的预热温度，见表8。16Mn钢手弧焊时应选用E50型焊条，如碱性焊条E5015、E5016，对于不重要的结构，也可选用酸性焊条E5003、E5001。对厚度小、坡口窄的焊件，可选用E4315、E4316焊条。表8 焊接16Mn钢的预热温度焊件厚度 （mm）不同气温下的预热温度计（）16以上1624254040以上不低于10不预热，10以下预热100150不低于5不预热，5以下预热100150不低于0不预热，0以下

5、预热100150均预热10015016Mn钢埋弧焊时H08MnA焊丝配合焊剂HJ431（开I形坡口对接）或H10Mn2焊丝配合焊剂HJ431（中板开坡口对接），当需焊接厚板深坡口焊缝时，应选用H08MnMoA焊丝配合焊剂HJ431。16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢，用于制造焊接结构的16Mn钢均为16MnR和16Mng钢。焊接通用技术条件时间: 2004-01-12 13:37:38 | 水利电力部机械制造局局标准焊接通用技术条件SDZ018-85本标准适用于水利电力系统一般机械及钢结构产品的手工电弧焊和埋弧自动焊。凡产品图样或技术文件中无特殊要求时，均应符合本标准的规定。1 一般技术要

6、求1.1 焊接工作应配备专职的焊接技术人员、焊接检查和检验人员。1.2 焊工应经专门的技术训练，从事、类焊缝焊接的工人，需按SDZ009-84手工电弧焊及埋弧自动焊焊工考试规则或其他有关焊工考试规则进行考试，并取得第三方公证单位认可的焊工合格证。1.3 焊接原材料和焊接材料的型号、规格和订货要求应符合图样和技术文件规定，材料的代用应执行代用制度。材料进厂时，应按材料标准的规定检查验收，必要时可进行抽检复验。对无牌号、规格、无质量保证书的原材料和焊接材料，只有经过检验和鉴定，确定其规格、型号、质量状态后，方可使用。1.3.1 焊接材料的选用，应根据母材的化学成份、机械性能、焊接接头的抗裂性、焊前

7、预热、焊后热处理及使用条件等因素综合考虑。参照表1选用。表1 焊接材料的选用及预热、焊后热处理规范注：回火加热速度不大于200/小时，保温时间一般为0.04时/毫米，最低不少于两小时，以2.53/分钟的速度缓冷至300后空冷。1.3.1.1 同种钢材之间的焊接，焊接材料的选用，一般应符合下列要求：a.焊接接头的机械性能应与母材相当；b.工艺性能良好；c.低碳钢及低合金钢焊接的焊条应符合GB981-76低碳钢及低合金高强度钢焊条的要求。1.3.1.2 异种钢之间的焊接，焊接材料的选用应符合下列要求：a.两侧均非奥氏体不锈钢时，可根据合金元素含量较低(或强度等级较低)的一侧钢材选用。b.其中一侧是

8、奥氏体不锈钢时，可选用含镍、铬量比不锈钢更高的焊条(焊丝)。1.4 焊前准备。1.4.1 焊接前必须根据材料的可焊性、结构特点、设计要求、设备能力、使用条件及施工环境等因素编制合理的焊接工艺。1.4.2 首次使用的钢种以及改变焊接材料类型、焊接方法和焊接工艺，必须在施工前进行焊接工艺试验。并按有关标准进行工艺评定。1.4.2.1 工艺试验所取得的焊接位置，应包括现场作业中所有的焊接位置。当现场实际焊接作业中，存在明显的妨碍焊接过程的障碍时，应在试验中考虑设置模拟障碍。1.4.2.2 工艺试验所使用的母材及焊接材料，应与工程上使用的相同。1.4.2.3 工艺试验结果评定内容，除无损探伤、拉伸及冷

9、弯试验外，还应根据材料性质提出有关力学性能试验、金相试验、抗裂试验和化学试验等。1.4.2.4 在焊工考试和工程施焊前，必须具有合格的试验评定结果，该结果应由技术负责人验证。1.4.3 焊接材料的使用。1.4.3.1 焊条应根据说明规定进行烘干，烘干的焊条应在100150保温，随用随取。烘干的焊条位置于空气中超过四小时，重新烘干，重新烘干次数不超过两次。1.4.3.2 焊丝表面不得有油污、水、铁锈等，不得有小角度弯曲。1.4.3.3 焊剂颗粒度应符合说明书要求，焊剂使用前应烘干，烘干温度和保温时间，按说明书要求进行，烘干的焊剂要随用随取。1.4.4 钢结构焊缝分类参照表2。表2 钢结构焊缝分类

10、2 零件加工及装配2.1 零件加工坡口型式的选用，应考虑昼减少填充金属，保证焊透，防止产生裂纹及未熔等缺陷，还应考虑加工方便，焊工操作方便以及减少应力与变形等因素。具体坡口选用型式可按GB985986-80焊接接头的基本型式与尺选用，或参照SDZ008-84水工建筑物金属结构焊接技术规程中的表2选用。、类焊缝坡口的加工应采用机械加工，类焊缝则可采用热加工方法加工坡口。坡口加工完成后应进行检查，对超过规定的表面不平，局部凹凸、裂纹、夹层等缺陷应予清除和修整。2.1.1 型钢、钢板的零件，切割后的未注公差尺寸的极限偏差应符合表3的规定。2.1.2 弯曲加工的圆弧形零件，直径小于1米的，用弦长等于或

11、小于0.8直径的弧形样板进行检查，间隙不得大于1毫米，直径大于1米小于3米时，用弦长等于或不小于1米的弧形样板进行检查，间隙不得大于1.5毫米，直径大于3米时，用等于或不小于1.5米弦长的弧形样板进行检查，间隙不得大于2毫米。2.1.3 边缘刨加工的零件，其未注公差尺寸的极限偏差应符合GB1804-49公差与配合未注公差尺寸的极限偏差的Js14或js14的规定。2.1.4 零件经矫正后的形位公差应符合下列规定。2.1.4.1 型钢、钢板的平面度、垂直度、不扭曲度应符合表4的规定。2.1.4.2 钢板零件刨边后，边棱的直线度不得大于边棱长度的0.5/1000，且不大于1.5毫米。2.1.4.3

12、型钢及钢板切割后，厚度方向的垂直度偏差：当板厚10毫米时，不超过1毫米；1020毫米时，不超过1.5毫米；20毫米时不超过2毫米。切口处边缘不得有裂缝及超过1毫米的缺棱，飞刺应加以清理。2.1.4.4 钢板零件边棱之间的垂直度与平行度不得大于相应尺寸公差之半。2.1.4.5 型钢零件切割断面对其表面之垂直度，以及型钢零件切割断面之间的平行度，不得大于型钢零件切割断面之间的尺寸公差之半。2.1.4.6 气割边棱，不得有裂纹、熔渣及氧化铁皮，其割痕深度不得大于表5的规定，割痕内允许有少量高温氧化膜存在。2.1.5 在焊缝及其边缘上不宜开孔，必须要开孔时，应在1.5倍孔径范围内全部进行无损探伤。2.

13、2 零部件拼装2.2.1 拼装焊接零件时，其相互位置偏差应符合下列规定：2.2.1.1 拼装对接接头应符合表6的规定。2.2.1.2 钢板对接在宽度方向的偏差2mm(见图1)。2.2.1.3 型钢对接在高度方向的偏差1mm(见图2)。2.2.2 拼装焊接工字梁及箱形梁应符合表7的规定2.2.3 拼装型钢组合断面的结构时，应符合表8的规定。2.2.4 拼装管路时，管路中心线的同轴中应符合下列规定：a.当管壁厚度小于或等于5毫米时，向轴度小于或等于0.5毫米。b.当管壁厚度大环于5毫米时，同轴度小于或等于管壁厚度的0.1倍。c.管路的同轴度最大不得超过2.5毫米。2.2.5 设备、容相等钢板管相部

14、位节组对时，纵向之间距离应大于三倍板厚，且应小于100毫米，同一管节相邻两条纵向之间应大于500毫米。2.2.6 不同厚度钢板对象，钢的厚度且大于4毫米时，应相邻，倾斜宽度不小于4倍厚度量。焊接3.1 焊接条件3.1.1 焊件应放置稳固，以避免产生变形和附加压力。3.1.2 不许在焊接部位以外地方引弧、试电流、焊接临时支架和其他非结构件。装配时留下的焊痕，应补焊磨平，对于合金钢则应补作磁粉探伤，着色检查。3.1.3 露天施工，五级风以上或有穿堂风时应有挡风措施。凡遇雨、雪、大雾等情况，无措施不得焊接。3.2 手工电弧焊3.2.1 装配点焊时应使用与产品焊接时相同牌号的焊条，并应遵守相同的工艺条

15、件(如预热等)。焊点应有一定强度，但厚度不应超过正常焊缝的二分之一。一般厚46毫米，长3060毫米。对于冬季施工的低合金钢构件，焊点厚度可适当加大至8毫米，长80100毫米，间距不小于400毫米，并注意引弧，熄弧均应落在距焊缝端部1530毫米处。3.2.2 点焊焊缝应保证与母材两则有良好的溶合，不得有夹渣、理解纹等缺陷，否则正式焊接时必须清除重焊。对于、类焊缝，点焊应由合格焊工承担。3.2.3 大型薄板结构件应在装配位置进行焊接，并采用偶数焊工由中心向外转对称分段焊接。所有焊工同时施焊，其焊接规范(焊条直径、电流强度、焊接层次、焊接速度)及焊接方位的对称性应基本一致。3.2.4 超过1000毫

16、米以上的焊缝应采用分段退焊。3.2.5 多层多道焊时，层间接头应错开30毫米以上。3.2.6 为降低焊接应力，用跟踪锤击法，锤头半径为5毫米，锤击不应在表层和每道进行，且应避免在300500兰脆区进行。3.2.7 厚板大刚度结构件焊接，每条焊缝应连续焊接，不宜中断。必要时可采取预热、控制层间温度、缓冷和后热消氢处理等措施。后热消氢处理，目的是防止延迟裂纹，其措施如下：焊后立即加热，加热温度一般为250300，加热范围为沿焊缝两侧200毫米以内，保温时间12小时。3.2.8 低合金钢重要结构件的手工焊接，采用碱性焊条时，应按下列原则施焊：a.必须短弧操作，弧长一般控制在焊条直径的0.50.8倍之

17、间，窄焊道，直流反接。b.运条角度应垂直于坡口平面，加大在坡口两侧停留的时间，以保证良好的溶合。c.在引绵时不得拉长电弧烘烤焊缝：熄弧时应填满弧坑，防止弧坑裂纹；引弧和熄弧必须熔化在焊道内。d.焊条在焊接方向与钢板间夹角在6080之间。焊接过程不得随意挑弧，以免破电弧的保护气腔。3.2.9 允许不预热焊接的最低环境温度参考表9。表9 低合金钢允许不预热焊接的最低环境温度3.2.10 复杂的结构应分成部件拼焊，校正后进行组装。3.2.11 对于低合金钢、厚板大断面焊缝的焊接，应采用多层多道焊。低氢焊条的摆宽度不超过焊条地径的34倍。每层焊接厚度不超过焊条直径的1.5倍。3.2.12 对于要求焊透

18、的、类角焊缝，按焊透要求编制工艺并按、类焊缝质量标准进行检查。焊角要求圆滑过渡。3.2.13 、类焊缝在同一位置的返修应按返修工艺进行，返修次数不得超过两次，超过两次处理，应经单位施工负责人批准并作好记录。3.2.14 板端堆焊长肉高度不得大于板厚的二分之一，且不超过全长的15%。3.2.15 严禁向焊缝内填加异物。3.2.16 对于要求焊透的双面对接焊缝，反面施焊前应清根处理，经检查，无缺陷后方可进行。3.3 埋弧自动焊及半自动焊3.3.1 平板长缝对接焊和角焊缝应采用埋弧自动焊。焊肉厚度大于8毫米应分层分道焊。3.3.2 自动焊对接接头的点焊选用相似强度等级焊条，焊点厚度一般超过6毫米，长

19、3060毫米。两端引弧板应点焊牢固。3.3.3 自动焊引弧板厚度应与工件相同，接头处应焊透或垫以焊剂垫。无预留边的焊件引弧板的坡口应与工件相同。每块尺寸应不小于50100毫米。3.3.4 对接焊缝焊接过程中要严格保证焊条对中，沿焊缝方向应划出检查线，以便焊后检查。3.3.5 焊剂复盖要均匀一致，一般厚度为3050毫米。3.3.6 对接缝引弧，断弧均应在引弧板上，一般距端部50毫米。环形缝引弧接头应与焊缝错开100毫米以上。3.3.7 有上拱要求的梁，应先焊腹板与下翼板连接的焊缝。3.3.8 供埋弧自动焊用工业电源，一次电压波动不得大于5%，工作过程电压波不得大于5伏。交流埋弧自动焊电弧电压的波

20、动值在3伏之间，电流的波动在50安之间，直流埋弧自动焊电弧电压的波动值在2伏之间，电流波动在30安之间。超过上述范围时应停止焊接，检查送丝、导电和供电系统。3.3.9 、类焊缝埋弧自动焊焊缝的缺陷用手工电弧焊修补，应由合格焊工使用相似等级的焊条，选择正确的工艺规范进行焊补。3.3.10 大直径压力钢管环缝埋弧自动焊，应先焊接内环缝并加焊剂垫，也可用手工焊封底。4 焊接变形的矫正及焊接结构件的热处理4.1 焊接变形的矫正，可用人工或在压力机上进行，但不准在300500时进行。4.2 用气体局部加热矫正时，其加热温度可在700850之间，对普通低合金钢不宜超过900，且不准水冷。4.3 对受力复杂

21、的焊接结构件和要求焊后精加工的构件，焊后应立即消除内应力，可用高温回火，或200300局部低温回火法消除内应力。4.4 焊接结构件的热处理，按规程或工艺进行，参照表1。4.5 热处理后的焊接结构件应由质量检查部门重新检查。5 焊接件成品检验5.1 焊接件的非机械加工面和机械加工面的未注公差尺寸之极限偏差应符合GB1804-79中的Js15或js15之规定。5.2 焊接件平面之直线度在1000毫米长度内不得大于1毫米，全长不大于165/1000，且不大于6毫米，直线度应在被测平面之全长上检查。5.3 焊接件平面的平面度，应符合表10之规定。5.4 焊接件圆柱表面的圆柱度，应在有直径公差范围之内。

22、5.5 焊接件表面之间的同轴度、垂直度、平行度与对称度不得大于相应尺寸公差之半(见表11)。6 焊缝检验6.1 焊缝应符合图样、工艺文件和本标准的规定，分别进行下列项目的检验；a.用肉眼或借助5倍放大镜进行外观检查，焊缝质量应符合表12的规定。b.、类焊缝的两端，距焊缝中心50毫米处应有焊工钢号印记。6.2 工作压力小于3公斤的容器用煤油渗漏法检验焊缝的致密性。先将白烟粉涂于正面，背面刷煤油，渗透5-30分钟观察，白粉上无油渍为合格(试验温度不应低于5)。6.3 对接焊缝X光透视检验依据DJ60-79或GB3322-82；超声波检验依据JB1152-81，JB3144-82。检验应着重在焊缝接

23、头处、交叉部位，经过处理的焊缝及易出缺陷的部位。检验部位必须做好标记。检验时发现有不能允许的缺陷时，应在延伸方向可疑部位作补充检查。如补充检查仍不合格，则对该焊工在该条焊缝上所焊的全部焊缝进行检查。6.4 水压试验按下列规定进行：a.水压试验在无损探伤和热处理后进行；b.试验压力不得小于工作压力的1.5倍；c.焊接件达到试验压力时，需保持5分钟以上，焊缝处不得有汇漏和潮湿；d.试压过程中，不准修被焊缝，水压处于试验压力时，不准敲击焊缝。压力降到工作压力后，方可用铁锤轻敲焊缝附近进行检查。6.5 焊接接头的力学性能试验和金 相试验按下列规定进行；a.试验取样应在焊接材质、工艺参数与实际工程相同的试板上截取；b.焊接接头的物理性能试验按表13中有关规程进行。表12 焊缝质量外观检查标准 mm表13 焊接接头物理试验标准表14 单面焊未焊透及内凹评定标准附加说明本标准由水利电力部郑州机械设计研究所起草。本标准由水利电力部机械制造局解释。