第六节 焊接

第10.6.1条

从事钢结构各种焊接工作的焊工,应按现行国家标准《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81)的规定经考试并取得合格证后,方可进行操作｡

第10.6.2条

在钢结构中首次采用的钢种､焊接材料､接头形式､坡口形式及工艺方法,应进行焊接工艺评定,其评定结果应符合设计要求｡

第10.6.3条

高层建筑钢结构的焊接工作,必须在焊接工程师的指导下进行,并应根据工艺评定合格的试验结果和数据,编制焊接工艺文件｡

焊接工作应严格按照所编工艺文件中规定的焊接方法､工艺参数､施焊顺序等进行｡并应符合现行国家标准《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81)的规定｡

第10.6.4条

低氢型焊条在使用前必须按照产品说明书的规定进行烘焙｡烘焙后的焊条应放入恒温箱备用,恒温温度控制在80~100℃｡

烘焙合格的焊条外露在空气中超过4h的应重新烘焙｡焊条的反复烘焙次数不宜超过2次｡

第10.6.5条

焊剂在使用前必须按其产品说明书的规定进行烘焙｡焊丝必须除净锈蚀､油污及其他污物｡

第10.6.6条

二氧化碳气体纯度不应低于99.5%(体积法),其含水量不应大于0.005%(重量法)｡若使用瓶装气体,瓶内气体压力低于1MPa时应停止使用｡

第10.6.7条

当采用气体保护焊时,焊接区域的风速应加以限制｡风速在1m/s以上时,应设置挡风装置,对焊接现场进行防护｡

第10.6.8条

焊接开始前,应复查组装质量､定位焊质量和焊接部位的清理情况｡如不符合要求,应修正合格后方准施焊｡

第10.6.9条

对接接头､T型接头和要求全熔透的角部焊缝,应在焊缝两端配置引弧板和引出板,其材质应与焊件相同或通过试验选用｡手工焊引板长度不应小于60mm,埋弧自动焊引板长度不应小于150mm,引焊到引板上的焊缝长度不得小于引板长度的2/3｡

第10.6.10条

引弧应在焊道处进行,严禁在焊道区以外的母材上打火引弧｡

第10.6.11条

焊接时应根据工作地点的环境温度､钢材材质和厚度,选择相应的预热温度,对焊件进行预热｡无特殊要求时,可按表10.6.11选取预热温度｡

表10.6.11

凡需预热的构件,焊前应在焊道两侧各100mm范围内均匀进行预热,预热温度的测量应在距焊道50mm处进行｡

当工作地点的环境温度为0℃以下时,焊接件的预热温度应通过试验确定｡

第10.6.12条

板厚超过30mm,且有淬硬倾向和约束度较大的低合金结构钢的焊接,必要时可进行后热处理｡后热处理的温度和时间可按表10.6.12选取。

表10.6.12

后热处理应于焊后立即进行｡后热的加热范围为焊缝两侧各100mm,温度的测量应在距焊缝中心线50mm处进行｡焊缝后热达到规定温度后,按规定时间保温,然后使焊件缓慢冷却至常温｡

第10.6.13条

要求全熔透的两面焊焊缝,正面焊完成后在焊背面之前,应认真清除焊缝根部的熔渣､焊瘤和未焊透部分,直至露出正面焊缝金属时方可进行背面的焊接｡

第10.6.14条

30mm以上厚板的焊接,为防止在厚度方向出现层状撕裂,宜采取以下措施:

1. 将易发生层状撕裂部位的接头设计成约束度小､能减小层状撕裂的构造形式,如图10.6.14所示｡

2. 焊接前,对母材焊道中心线两侧各2倍板厚加30mm的区域内进行超声波探伤检查｡母材中不得有裂纹､夹层及分层等缺陷存在｡

3. 严格控制焊接顺序,尽可能减小垂直于板面方面的约束｡

4. 根据母材的Ceq(碳当量)和Pcm(焊接裂纹敏感性系数)值选择正确的预热温度和必要的后热处理｡

5. 采用低氢型焊条施焊,必要时可采用超低氢型焊条｡在满足设计强度要求的前提下,采用屈服强度较低的焊条｡

第10.6.15条

高层建筑钢结构箱型柱内横隔板的焊接,可采用熔咀电渣焊或电渣焊设备进行焊接｡箱形结构封闭后,通过预留孔用两台焊机同时进行电渣焊,如图10.6.15所示｡施焊时应注意下列事项:

1. 施焊现场的相对湿度等于或大于90%时,应停止焊接;

2. 熔咀孔内不得受潮､生锈或有污物;

3. 应保证稳定的网路电压;

4. 电渣焊施焊前必须做工艺试验,确定焊接工艺参数和施焊方法;

5. 焊接衬板的下料､加工及装配应严格控制质量和精度,使其与横隔板和翼缘板紧密贴合;当装配缝隙大于1mm时,应采取措施进行修整和补救;

6. 同一横隔板两侧的电渣焊应同时施焊,并一次焊接成型;

7. 当翼缘板较薄时,翼缘板外部的焊接部位应安装水冷却装置;

8. 焊道两端应按要求设置引弧和引出套筒;

9. 熔咀应保持在焊道的中心位置;

10. 焊接起动及焊接过程中,应逐渐少量加入焊剂;

11. 焊接过程中应随时注意调整电压;

12. 焊接过程应保持焊件的赤热状态｡

第10.6.16条

栓钉焊接应符合下列要求:

1. 焊接前应将构件焊接面上的水､锈､油等有害杂质清除干净,并按规定烘焙瓷环;

2. 栓钉焊电源应与其他电源分开,工作区应远离磁场或采取措施避免磁场对焊接的影响;

3. 施焊构件应水平放置｡

第10.6.17条

栓钉焊应按下列要求进行质量检验:

1. 目测检查栓钉焊接部位的外观,四周的熔化金属以形成一均匀小圈而无缺陷为合格｡

2. 焊接后,自钉头表面算起的栓钉高度L的允许偏差为±2mm,栓钉偏离竖直方向的倾斜角度θ≤5°(图10.6.17)｡

3. 目测检查合格后,对栓钉进行冲力弯曲试验,弯曲角度为15°｡ 在焊接面上不得有任何缺陷｡

栓钉焊的冲力弯曲试验采取抽样检查｡取样率为每100个栓钉取一个,或每根柱或每根梁取一个｡试验可用手锤进行,试验时应使拉力作用在熔化金属最少的一侧｡当达到规定弯曲角度时,焊接面上无任何缺陷为合格｡抽样栓钉不合格时,应再取两个栓钉进行试验,只要其中一个仍不符合要求,则余下的全部栓钉都应进行试验｡

4. 经冲力弯曲试验合格的栓钉可在弯曲状态下使用,不合格的栓钉应更换,并经弯曲试验检验｡

第10.6.18条

焊缝质量的外观检查,应按设计文件规定的标准在焊缝冷却后进行｡由低合金结构钢焊接而成的大型梁柱构件以及厚板焊接件,应在完成焊接工作24h后,对焊缝及热影响区是否存在裂缝进行复查｡

1. 焊缝表面应均匀､平滑,无折皱､间断和未满焊,并与基本金属平缓连接,严禁有裂纹､夹渣､焊瘤､烧穿､弧坑､针状气孔和熔合性飞溅等缺陷;

2. 所有焊缝均应进行外观检查,当发现有裂纹疑点时,可用磁粉探伤或着色渗透探伤进行复查｡

设计文件无规定时,焊缝质量的外观检查可按表10.6.18的规定执行｡

表 10.6.18

焊缝外观检验的允许偏差或质量标准

第10.6.19条

焊缝的超声波探伤检查应按下列要求进行:

1. 图纸和技术文件要求全熔透的焊缝,应进行超声波探伤检查;

2. 超声波探伤检查应在焊缝外观检查合格后进行｡焊缝表面不规则及有关部位不清洁的程度,应不妨碍探伤的进行和缺陷的辨认,不满足上述要求时事前应对需探伤的焊缝区域进行铲磨和修整｡

3. 全熔透焊缝的超声波探伤检查数量,应由设计文件确定｡设计文件无明确要求时,应根据构件的受力情况确定:受拉焊缝应100%检查;受压焊缝可抽查50%,当发现有超过标准的缺陷时,应全部进行超声波检查｡

4. 超声波探伤检查应根据设计文件规定的标准进行｡设计文件无规定时,超声波探伤的检查等级按《钢焊缝手工超声波检验方法和探伤结果分级》GB11345—89标准中规定的B级要求执行,受拉焊缝的评定等级为B检查等级中的Ⅰ级,受压焊缝的评定等级为B检查等级中的Ⅱ级

5. 超声波检查应做详细记录,并写出检查报告｡

第10.6.20条

经检查发现的焊缝不合格部位,必须进行返修｡

1. 当焊缝有裂纹､未焊透和超标准的夹渣､气孔时,必须将缺陷清除后重焊｡清除可用碳弧气刨或气割进行｡

2. 焊缝出现裂纹时,应由焊接技术负责人主持进行原因分析,制定出措施后方可返修｡当裂纹界限清楚时,应从裂纹两端加长50mm处开始,沿裂纹全长进行清除后再焊接｡

3. 对焊缝上出现的间断､凹坑､尺寸不足､弧坑､咬边等缺陷,应予补焊｡补焊焊条直径不宜大于4mm｡

4. 修补后的焊缝应用砂轮进行修磨,并按要求重新进行检查｡

5. 低合金结构钢焊缝,在同一处返修次数不得超过2次｡对经过2次返修仍不合格的焊缝,应会同设计或有关部门研究处理｡