第一篇：CO2焊接工藝及其在造船中的應(yīng)用

CO2焊接工藝及其在造船中的應(yīng)用

——焊接工藝及設(shè)備論文

作者：邱廣賀

周凱莉

姜興海

陳家奧

張世超

杜宗憲

分工情況：

邱廣賀：負(fù)責(zé)整體概況，及所有章節(jié)編寫。

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2014.12

CO2焊接工藝及其在造船中的應(yīng)用

摘 要：CO2氣體保護(hù)焊是利用CO2作為保護(hù)氣體的一種熔化極電弧焊方法，簡(jiǎn)稱CO2焊。該項(xiàng)技術(shù)無(wú)論在研究開發(fā)的深度方面，還是在應(yīng)用的廣度方面, 都有了很大發(fā)展。本文通過(guò)對(duì)CO2氣體保護(hù)焊的介紹，以及對(duì)CO2氣體保護(hù)焊在造船業(yè)的應(yīng)用的闡述，并通過(guò)對(duì)我國(guó)造船業(yè)焊接技術(shù)現(xiàn)狀及日本造船業(yè)焊接技術(shù)現(xiàn)狀的對(duì)比，從而展望我國(guó)船用焊接技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：CO2氣體保護(hù)焊；焊接工藝；造船

正 文：

1.CO2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)

CO2氣體保護(hù)焊是用CO2作為保護(hù)氣體,依靠焊絲與焊件之間產(chǎn)生的電弧來(lái)熔化金屬的一種電弧焊接法。CO2氣體比重大,受電弧加熱后體積膨脹大,所以在保護(hù)電弧和焊接熔池、避免有害氣體侵入方面,效果顯著。其特點(diǎn)如下: 1.CO2氣體是酒精廠的附產(chǎn)品,來(lái)源廣,價(jià)格低,而且消耗的焊接電能少,其焊接成本只有埋弧焊和手弧焊的40%～60%；

2.因使用的焊接電流密度高達(dá)100～200安/毫米2,使熔深增大,焊絲熔化率提高, 熔敷速度加快。另外, 焊后沒有焊渣,特別是在進(jìn)行多層焊時(shí),節(jié)省了清渣時(shí)間, 所以其生產(chǎn)率通常比手弧焊高1～4倍；

3.可使焊工不必在窄小艙室等惡劣環(huán)境下進(jìn)行手工仰焊；

4.CO2氣體保護(hù)焊中,熔池具有強(qiáng)烈的沸騰現(xiàn)象,有利于氣體逸出,同時(shí)由于采用了高錳硅型焊絲,使焊縫金屬的還原作用大為增加,對(duì)鐵銹的敏感性大為降低。因此, 焊縫中不易產(chǎn)生氣體,而且含氫量低,其強(qiáng)度和沖擊韌性都較高；

5.由于熔深大,工作的鈍邊也可由手弧焊的2mm到4～6mm,坡口角度可由一般的60°減少到45°,這樣也就大大減少了熔敷金屬量； 6.由于電弧熱量集中,加熱面積小,焊速快,同時(shí)CO2氣流具有較大的冷卻作用, 因此焊接熱影響區(qū)和焊接變形較小,特別適合于焊接薄板；

7.由于是明弧焊,可以看清電弧和熔池,能隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題而加以調(diào)整。同時(shí),CO2半自動(dòng)焊具有手弧焊的靈活性,特別適宜于全位置焊接。CO2氣體保護(hù)焊還易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；

8.CO2氣體保護(hù)焊也存在一些不容忽視的問(wèn)題,如:飛濺較大,焊縫表面形成較差；不能在有風(fēng)的地方施焊,否則容易出現(xiàn)氣孔；很難用交流電焊接,焊接輔助設(shè)備較多。

2.CO2氣體保護(hù)焊的焊接工藝參數(shù)的選擇

合理地選擇焊接工藝參數(shù)是獲得優(yōu)良焊接質(zhì)量和提高焊接生產(chǎn)率的主要條件。

2.1 焊絲直徑的選擇

焊絲直徑應(yīng)根據(jù)焊件厚度、焊接位置及生產(chǎn)率的要求來(lái)選擇。當(dāng)焊接薄板或中厚板的立橫、仰焊時(shí),多采用直徑在1.6mm以下的焊絲；在平焊位置焊接中厚板時(shí),可以采用直徑1.2mm以上的焊絲。焊絲直徑的選擇可參照下表：

2.2 焊接電流

用直徑0.8～1.6mm的焊絲,短路過(guò)渡時(shí),焊接電流通常在50～230A內(nèi)；對(duì)于平板外縫和底板內(nèi)縫這種水平位置的焊縫,為了提高焊接速度,可以選取25OA以上電流,與焊絲直徑相適應(yīng)。

2.3 電弧電壓

當(dāng)焊絲直徑、電流、焊接位置一旦確定,最佳的焊接電弧電壓往往只有2V左右的變化(通常電弧電壓在17～24V范圍內(nèi)),必須仔細(xì)認(rèn)真地進(jìn)行調(diào)整,過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響焊縫成形或產(chǎn)生飛濺,或易生成氣孔,或是電弧不穩(wěn)定。

2.4 焊接速度

在一定的焊絲直徑、焊接電流和電弧電壓條件下,焊速增加,熔寬與熔深減小, 焊速過(guò)大, 容易產(chǎn)生咬邊及熔合等缺陷, 且氣體保護(hù)效果變差,可能出現(xiàn)氣孔；但焊速過(guò)低,則生產(chǎn)率下降。一般焊接速度控制在15～40m/h。

2.5 焊絲伸出長(zhǎng)度

焊絲伸出長(zhǎng)度對(duì)焊接過(guò)程的穩(wěn)定性、飛濺、焊縫的成形及氣體保護(hù)均有影響, 伸出過(guò)長(zhǎng)過(guò)短都不合適。焊絲伸出長(zhǎng)度取決于焊絲直徑,一般約等于焊絲直徑的10倍,且不超過(guò)15mm。

2.6 CO2氣體的流量

CO2氣體流量應(yīng)根據(jù)焊接電流、焊接速度、焊絲伸出長(zhǎng)度及噴嘴直徑等選擇, 細(xì)絲為5L/min～15L/min ,粗絲為2OL/min。

2.7 電源極性及電路電感值

為了減少飛濺,保證焊接電弧穩(wěn)定燃燒,一般都采用直流反接。

電路電感值應(yīng)根據(jù)焊絲直徑和電弧電壓來(lái)選擇。電感值通常隨焊絲直徑增加而增大,可通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定,若焊接過(guò)程穩(wěn)定,飛濺很少,則此電感值是合適的。

3.我國(guó)船用焊接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 3.1 我國(guó)船用焊接設(shè)備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 從圖2中分析可知，我國(guó)的機(jī)械化、自動(dòng)化焊接主要是半自動(dòng)CO 焊和埋弧自動(dòng)焊等，焊接機(jī)器人幾乎等于零,因此處于自動(dòng)化焊接的初級(jí)階段，與日本、韓國(guó)相比存在較大的差距，尤其在機(jī)器人焊接方面存在較大的發(fā)展空間。

3.2 我國(guó)船用焊接材料技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

一個(gè)國(guó)家焊接消耗材料的生產(chǎn)情況可以反映該國(guó)焊接技術(shù)的總體水平。近8年來(lái)我國(guó)產(chǎn)量增加了兩倍多。僅統(tǒng)計(jì)焊條與焊絲，1996年產(chǎn)量為62.96萬(wàn)噸，發(fā)展到2003年已達(dá)192萬(wàn)噸，如果加上進(jìn)口的焊材，總耗量超過(guò)200萬(wàn)噸，成為世界最大的焊材生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó)家。

但從不同焊材的產(chǎn)量構(gòu)成看（表4）,在我國(guó)生產(chǎn)的焊材中，手工焊的焊條產(chǎn)量一直占75%以上，而機(jī)械化、自動(dòng)化焊接需要的各種焊絲總量不足25%。按熔敷金屬計(jì)算，我國(guó)焊接機(jī)械化、自動(dòng)化率僅能達(dá)到35%左右，而世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家一般都在60%以上?？梢娢覈?guó)焊接生產(chǎn)的總體自動(dòng)化率仍比較低。埋弧焊多在船舶、壓力容器、管道和鋼結(jié)構(gòu)件的制造中使用。我國(guó)埋弧焊絲的產(chǎn)量近年來(lái)也有較大增長(zhǎng)，但是只占焊材總量的5%左右。而工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家埋弧焊絲的比例一般在8%～10%。

目前我國(guó)船廠焊接高效化率平均已達(dá)到90%以上，而且所應(yīng)用的焊接材料除小部分的專用藥芯焊絲需要進(jìn)口外，其余均已采用國(guó)產(chǎn)焊接材料，這也為降低焊接成本作出一定的貢獻(xiàn)。表5為2003年我國(guó)船廠使用的焊材比率。

4.日本船廠應(yīng)用CO2氣保護(hù)焊近況 總的說(shuō),日本造船焊接技術(shù)朝著效率更高、更機(jī)械化、更實(shí)用的方向發(fā)展。一些原有的焊接工藝更成熟,配套裝置更完善,機(jī)器人的應(yīng)用在船用管子焊接中基本過(guò)關(guān),在造船的其他工位也開始逐步應(yīng)用。

4.1 部件裝配階段的應(yīng)用

由于日本船廠目前采用的鋼板日趨大型,最大的鋼板尺寸達(dá)4.5×22m。因此, 有些船廠已開始采用單板法工藝進(jìn)行造船,即在鋼板拼板焊接前預(yù)先焊裝加強(qiáng)筋板的方法。

拼板焊接多見FCB法,機(jī)頭大多為多頭焊機(jī)。如長(zhǎng)崎造船廠在拼板工位上的埋弧焊機(jī)為三絲埋弧焊機(jī)。焊接時(shí),前絲通常采用中4.8mm焊絲,后二根絲則較祖, 均為巾φ6.4mm。焊機(jī)導(dǎo)向采用前導(dǎo)向輪在焊縫坡口內(nèi)導(dǎo)向的辦法,以減少搬運(yùn)安裝軌道的工作量。實(shí)際施工時(shí),則根據(jù)不同的板厚選擇單絲、雙絲或三絲,保證一次焊接即能完成一條捍縫。

為了提高加強(qiáng)筋板的焊接效率,日本各船廠廣泛在多頭焊機(jī)上下功夫。例如前面提到的香燒工場(chǎng)20頭CO2自動(dòng)角焊機(jī),一次可同時(shí)完成5根肋骨板的角焊, 效率極高。整個(gè)裝置較為龐大,所有的焊機(jī)、焊絲都固定在可移動(dòng)橫梁架上,而控制系統(tǒng)則負(fù)責(zé)對(duì)中、焊接工藝參數(shù)、焊接同步等的控制。另外,在香燒工場(chǎng)還見到1臺(tái)“十點(diǎn)同時(shí)點(diǎn)焊機(jī)雙,主要用以焊接“L”型加強(qiáng)筋板,目的是減少焊接工作量和焊接變形, 提高焊接效率。焊點(diǎn)的間距約為200mm,焊后的焊點(diǎn)直徑通常達(dá)25mm。由于不同于塞焊,其筋板厚度通常以小于6mm為宜。完成10點(diǎn)焊接僅需時(shí)7s。點(diǎn)焊時(shí)采用中φ1.6mmCO2氣保護(hù)焊絲進(jìn)行焊接,效率頗高。而對(duì)于大型“T”排。以及重復(fù)性較大的零件,則大都在專用的角焊裝置上進(jìn)行角接焊,盡可能減少手工操作。

4.2 船臺(tái)裝配階段的應(yīng)用

日本造船焊接的一大特點(diǎn)是盡可能多地采用單面焊接方法。船臺(tái)裝配階段CO2氣保護(hù)焊的應(yīng)用情況大致如下:(1)甲板的焊接

甲板的縱縫由于裝配條件較好,因此大都采用單絲或雙絲的FAB單面焊法,而橫接縫的焊接由于裝配間隙、板邊差、焊接位置等因素,不少部位則采用CO2氣保護(hù)單面焊接法,其反面襯墊在香燒工場(chǎng)多見新日鐵提供的SB-41襯墊。蓋面層考慮到提高焊接效率,多數(shù)采用埋弧自動(dòng)焊蓋面。

(2)舷側(cè)板的焊接

三家船廠對(duì)舷側(cè)邊板橫向?qū)涌p的焊接,均采用SB-41襯墊的CO2氣保護(hù)半自動(dòng)單面焊方法。襯墊粘貼在舷側(cè)板內(nèi)側(cè),焊工則在外側(cè)面焊接。為防止風(fēng)的干擾,焊接區(qū)局部用一矩形擋風(fēng)框。立向?qū)雍缚p所用襯墊亦同,不同的是,對(duì)于彎曲段的焊接大都見襯墊粘貼于舷側(cè)板外側(cè),即焊工在內(nèi)側(cè)面進(jìn)行焊接。平直段則采用SEGARC-2裝置的垂直自動(dòng)氣電焊(國(guó)內(nèi)部分船廠已有引進(jìn)),襯墊為KL-4GT專用襯墊,悍絲為DWS-43G。據(jù)介紹,工藝上要求坡口伺隙通常為6±2mm , 板邊差應(yīng)小于1mm。

5.我國(guó)船用焊接技術(shù)的發(fā)展前景

5.1 大力發(fā)展逆變焊機(jī)，提高逆變焊機(jī)的使用比例

電弧焊是造船廠最重要、應(yīng)用最廣泛的一種焊接工藝，在船舶建造中要獲得優(yōu)良的焊接質(zhì)量，就必須有好的焊接設(shè)備作保證。逆變式弧焊機(jī)具有良好的電氣性能和焊接工藝性能，是目前國(guó)際上公認(rèn)的最先進(jìn)的電焊機(jī)，也是最具有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N焊機(jī)。在造船廠推廣應(yīng)用IGBT逆變式CO2焊機(jī)最具有現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

5.2 大力推廣應(yīng)用藥芯焊絲

藥芯焊絲是20世紀(jì)后期飛速發(fā)展起來(lái)的一種新型焊接材料，它摒棄了焊條和實(shí)芯焊絲的缺點(diǎn)，并進(jìn)一步發(fā)展了兩者的優(yōu)越性。其特點(diǎn)是高效（熔敷效率是手工焊條的4倍，比實(shí)芯焊絲也高許多）、焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良、節(jié)能、節(jié)材、綜合成本低、焊接工藝性能好，且可與CO2焊接工藝相結(jié)合，目前船廠已普遍采用CO2氣保藥芯焊絲來(lái)焊接船舶結(jié)構(gòu)。

5.3 大力發(fā)展新工藝、新方法

重點(diǎn)推廣應(yīng)用平面分段裝焊流水線拼板工位多絲埋弧自動(dòng)焊單面焊雙面成形新工藝、新裝備。船體平面分段構(gòu)架裝焊采用半自動(dòng)或自動(dòng)氣體保護(hù)角焊工藝，船臺(tái)大合攏時(shí)的垂直對(duì)接縫（長(zhǎng)度達(dá)15～30m）采用CO2氣電垂直自動(dòng)焊工藝提高焊接速度的雙絲單面MAG焊接技術(shù)與裝備。

參考文獻(xiàn)：

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第二篇：材料熱力學(xué)在焊接中的應(yīng)用

材料熱力學(xué)在焊接中的應(yīng)用

1.材料熱力學(xué)在呂鐵異種材料連接中的應(yīng)用

鋁及鋁合金具有比強(qiáng)度大、重量輕等特性“而鋼具有高強(qiáng)度、抗腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)”因此鋁和鋼的焊接結(jié)構(gòu)具有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用前景。但對(duì)鋁/鋼異種金屬材料連接而言“兩者之間的固溶度很低”物理化學(xué)性能差異明顯“極易反應(yīng)生成一定厚度的Fe-Al金屬間化合物”，生成的金屬間化合物主要以脆性相為主, 根據(jù)二元相圖,鐵和鋁兩者相互作用可以形成Fe3Al , FeAl2 , Fe2Al5 與FeAl3等一系列金屬間化合物"。為進(jìn)一步探明鋁/鍍鋅鋼板界面反應(yīng)區(qū)的組織結(jié)構(gòu)與生成物和進(jìn)一步說(shuō)明在鋁/鋼異種金屬焊接過(guò)程中各Fe-Al金屬間化合物的生成機(jī)理，可以采用熱力學(xué)計(jì)算的方法，預(yù)測(cè)鋁/鍍鋅鋼板焊接接頭界面處各Fe-Al金屬間化合物相生成的可能性。

各種Fe-AL-金屬間化合物相的吉布斯標(biāo)準(zhǔn)自由能可表示為

純液態(tài)鐵的自由能為:

左式中的一項(xiàng)是體心立方晶格的鐵的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自

由能，第二項(xiàng)是具有磁性的鐵的吉布斯自由能，第三項(xiàng)是非磁性Bcc鐵轉(zhuǎn)化為液態(tài)鐵時(shí)的吉布斯自由能的變化

在二元組分體系中,某一組分的偏摩爾吉布斯自由能即為該組分的化學(xué)勢(shì),因此可得:

同理,可得AI的化學(xué)勢(shì)。金屬間化合物的吉布斯自由能變化計(jì)算和繪圖的結(jié)果如下圖所示：

通過(guò)計(jì)算可以得出Fe Al形成相的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能最大，當(dāng)溫度介于300~1500 K時(shí)，形成Fe Al的吉布斯自由能大于零，所以在焊接鋁和鋼的過(guò)程中Fe Al不可能生成Fe Al而其他化合物在此溫度區(qū)間內(nèi)均可形成。

另外，有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)eAl2是一種亞穩(wěn)相，因而在焊接過(guò)程中，這種化合物也不可能生成。而Fe3Al的生成吉布斯自由能在溫度低于900 K時(shí)小于零，當(dāng)溫度超過(guò)900 K時(shí)大于零。且整個(gè)溫度范圍內(nèi)幾乎接近于零，說(shuō)明在溫度小于900 K時(shí)，該化合物在鋁鐵界面上可能生成，當(dāng)溫度超過(guò)900K時(shí)，該化合物在鋁鐵界面上不可能生成。由計(jì)算還可得Fe2Al5的吉布斯自由能變化比生成FeAl3的要小得多。根據(jù)吉布斯判據(jù)，吉布斯自由能的值越負(fù)，說(shuō)明反應(yīng)的自發(fā)性越強(qiáng)，故在鋁/鍍鋅鋼板焊接接頭界面處開始形成的金屬間化合物可以認(rèn)是Fe2Al5此 外Fe2Al5相具有斜方型晶體結(jié)構(gòu)，沿C軸具有較多原子空位，AL原子容易占據(jù)此處，因此Fe2Al5長(zhǎng)大很快，在隨后的冷卻過(guò)程中Fe2Al5與多余的Al原子結(jié)合而生成層次不齊的Fe3Al相。通過(guò)上面的熱力學(xué)分析可知，在鋁/鍍鋅鋼板焊接接頭界面處可以生成Fe2Al5和FeAl3這兩種化合物相。

通過(guò)對(duì)Fe-Al金屬間化合物的熱力學(xué)計(jì)算，結(jié)果表明，在鋁/鋼異種金屬焊接界面處可以生成Fe2Al5和FeAl3兩種化合物相，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。并且由于生成的Fe2Al5的吉布斯自由能變化比生成FeAl3的要小得多，故在界面上Fe2Al5要比FeAl3優(yōu)先生成，而FeAl3相是在熔體冷卻過(guò)程中Fe2Al5與Al原子結(jié)合而生成的。

2材料熱力學(xué)在研究焊縫形成過(guò)程中的應(yīng)用

研究鈦合金電子束焊接接頭相變的熱力學(xué)特征，從熱力學(xué)角度分析鈦合金電子束焊接接頭在不同的熱處理?xiàng)l件下形成不同組織結(jié)構(gòu)的機(jī)制，可以為通過(guò)改變熱處理制度控制鈦合金電子束焊接接頭相變的方法提供理論基礎(chǔ)。通過(guò)熱力學(xué)研究鈦合金電子束焊接接頭相變的熱力學(xué)特征表明，鈦合金電子束焊接接頭的相變驅(qū)動(dòng)力來(lái)源于新相馬氏體和母相的化學(xué)自由能差，形成的馬氏體貫穿整個(gè)晶粒，并且其取向呈一定的角度；低于Ms點(diǎn)的焊后熱處理只能使馬氏體長(zhǎng)大，而高于Ms點(diǎn)的焊后熱處理不僅使馬氏體長(zhǎng)大，還使部分β相成為飽和固熔體，并殘留在馬氏體片層之間。

總之，材料熱力學(xué)在焊接中有著重要的應(yīng)用，材料熱力學(xué)是研究焊縫成型與熔渣的重要理論基礎(chǔ)。焊縫成型過(guò)程中金屬的凝固是非?？斓模谳^大溫度梯度下組織轉(zhuǎn)變必然與其他不同，但它也不可例外的符合熱力學(xué)規(guī)律，因此利用熱力學(xué)研究焊縫成型過(guò)程及產(chǎn)物是可靠的。熱力學(xué)在焊接熔渣的活度研究方面也有著重要的應(yīng)用，由于焊劑的復(fù)雜性研究各個(gè)成分的活性，從而確定各成分的作用與配比，以有助于焊接質(zhì)量的提高。利用材料熱力學(xué)的知識(shí)研究氣體夾雜等對(duì)焊縫的影響方面也是和有用的。

第三篇：超聲波探傷儀在焊接中的應(yīng)用

超聲波探傷儀在焊接中的應(yīng)用

一、無(wú)損檢測(cè)的方法: 無(wú)損檢測(cè)的常規(guī)方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗(yàn)和用射線照相探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷等儀器檢測(cè)。肉眼宏觀檢測(cè)可以不使用任何儀器和設(shè)備，但肉眼不能穿透工件來(lái)檢查工件內(nèi)部缺陷，而射線照相等方法則可以通過(guò)各種各樣的儀器或設(shè)備來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，既可以檢查肉眼不能檢查的工件內(nèi)部缺陷，也可以大大進(jìn)步檢測(cè)的正確性和可靠性。至于用什么方法來(lái)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，這需根據(jù)工件的情況和檢測(cè)的目的來(lái)確定。

二、超聲波的常識(shí): 超聲波頻率超過(guò)人耳聽覺，頻率比20千赫茲高的聲波叫超聲波。用于探傷的超聲波，頻率為0.4-25兆赫茲，其中用得最多的是1-5兆赫茲。利用聲音來(lái)檢測(cè)物體的好壞，這種方法早已被人們所采用。例如，用手拍拍西瓜聽聽是否熟了；醫(yī)生敲敲病人的胸部，檢驗(yàn)內(nèi)臟是否正常；用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否壞了等等。但這些依靠人的聽覺來(lái)判定聲響的檢測(cè)法，比聲響法要客觀和正確，而且也比較輕易作出定量的表示。由于超聲波探傷具有探測(cè)間隔大，探傷裝置體積小，重量輕，便于攜帶到現(xiàn)場(chǎng)探傷，檢測(cè)速度快，而且探傷中只消耗耦合劑和磨損探頭，總的檢測(cè)用度較低等特點(diǎn)，目前建筑業(yè)市場(chǎng)主要采用此種方法進(jìn)行檢測(cè)。

三、超聲波探傷在焊接中的應(yīng)用: 首先要了解圖紙對(duì)焊接質(zhì)量的技術(shù)要求。目前鋼結(jié)構(gòu)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)GB50205-95《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》來(lái)執(zhí)行的。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對(duì)于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級(jí)為一級(jí)時(shí)評(píng)定等級(jí)為Ⅱ級(jí)時(shí)規(guī)范規(guī)定要求做100%超聲波焊接；對(duì)于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)時(shí)評(píng)定等級(jí)為Ⅲ級(jí)時(shí)規(guī)范規(guī)定要求做20%超聲波探傷；對(duì)于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級(jí)為三級(jí)時(shí)不做超聲波內(nèi)部缺陷檢查。在此值得留意的是超聲波探傷用于全熔透焊縫，其探傷比例按每條焊縫長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)計(jì)算，并且不小于200mm。對(duì)于局部探傷的焊縫假如發(fā)現(xiàn)有不答應(yīng)的缺陷時(shí)，應(yīng)在該缺陷兩真?zhèn)€延伸部位增加探傷長(zhǎng)度，增加長(zhǎng)度不應(yīng)小于該焊縫長(zhǎng)度的10%且不應(yīng)小于200mm，當(dāng)仍有不答應(yīng)的缺陷時(shí)，應(yīng)對(duì)該焊縫進(jìn)行100%的探傷檢查，其次應(yīng)該清楚探傷時(shí)機(jī)，碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度后、低合金結(jié)構(gòu)鋼在焊接完成24小時(shí)以后方可進(jìn)行焊縫探傷檢驗(yàn)。另外還應(yīng)該知道待測(cè)工件母材厚度、接頭型式及坡口型式。截止到目前為止在實(shí)際工作中接觸到的要求探傷的盡大多數(shù)焊縫都是中板對(duì)接焊縫的接頭型式，所以下面主要就對(duì)焊縫探傷的操縱做針對(duì)性的總結(jié)。

一般地母材厚度在8-16mm之間，坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形式。在弄清楚以上這此東西后才可以進(jìn)行探傷前的預(yù)備工作。在每次探傷操縱前都必須利用標(biāo)準(zhǔn)試塊（CSK-IA、CSK-ⅢA）校準(zhǔn)儀器的綜合性能，校準(zhǔn)面板曲線，以保證探傷結(jié)果的正確性。具體的方法如下：

1、探測(cè)面的修整：應(yīng)清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等，光潔度一般低于▽4。焊縫兩側(cè)探傷面的修整寬度一般為大于即是2KT+50mm，（K:探頭 K值，T：工件厚度）。一般的根據(jù)焊件母材選擇K值為2.5探頭。例如：待測(cè)工件母材厚度為10mm,那么就應(yīng)在焊縫兩側(cè)各修磨100mm。

2、耦合劑的選擇應(yīng)考慮到粘度、活動(dòng)性、附著力、對(duì)工件表面無(wú)腐蝕、易清洗，而且經(jīng)濟(jì)，綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。

3、由于母材厚度較薄因此探測(cè)方向采用單面雙側(cè)進(jìn)行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法來(lái)調(diào)節(jié)儀器的掃描速度。

5、在探傷操縱過(guò)程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無(wú)和分布狀態(tài)、定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前后掃查、轉(zhuǎn)角掃查、環(huán)繞掃查等幾種掃查方式以便于發(fā)現(xiàn)各種不同的缺陷并且判定缺陷性質(zhì)。

6、對(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄，如發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷對(duì)其進(jìn)行評(píng)定分析。焊接對(duì)頭內(nèi)部缺陷分級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》的規(guī)定，來(lái)評(píng)判該焊否合格。假如發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷，向車間下達(dá)整改通知書，令其整改后進(jìn)行復(fù)驗(yàn)直至合格。

四、焊縫檢驗(yàn) 焊縫檢驗(yàn)方法: 1,外觀檢查.2,致密性試驗(yàn)和水壓強(qiáng)度試驗(yàn).3,焊縫射線照相.4,超聲波探傷.5,磁力探傷.6,滲透探傷.關(guān)于返修規(guī)定:具體情況具體對(duì)待,總之要力爭(zhēng)減少返修次數(shù)在廠房建設(shè)及設(shè)備安裝中大量使用鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量十分重要，無(wú)損檢測(cè)是保證鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的重要方法。一般的焊縫中常見的缺陷有：氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。到目前為止還沒有一個(gè)成熟的方法對(duì)缺陷的性質(zhì)進(jìn)行正確的評(píng)判，只是根據(jù)熒光屏上得到的缺陷波的外形和反射波高度的變化結(jié)合缺陷的位置和焊接工藝對(duì)缺陷進(jìn)行綜合估判。對(duì)于內(nèi)部缺陷的估判以及缺陷產(chǎn)生原因和防止措檀越有有以下幾點(diǎn)：

1.氣孔：?jiǎn)蝹€(gè)氣孔回波高度低，波形為單縫，較穩(wěn)定。從各個(gè)方向探測(cè)，反射波大體相同，但稍一動(dòng)探頭就消失，密集氣孔會(huì)出現(xiàn)一簇反射波，波高隨氣孔大小而不同，當(dāng)探頭作定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象。產(chǎn)生這類缺陷的原因主要是焊材未按規(guī)定溫度烘干，焊條藥皮變質(zhì)脫落、焊芯銹蝕，焊絲清理不干凈，手工焊時(shí)電流過(guò)大，電弧過(guò)長(zhǎng)；埋弧焊時(shí)電壓過(guò)高或網(wǎng)絡(luò)電壓波動(dòng)太大；氣體保護(hù)焊時(shí)保護(hù)氣體純度低等。假如焊縫中存在著氣孔，既破壞了焊縫金屬的致密性，又使得焊縫有效截面積減少，降低了機(jī)械性能，特別是存鏈狀氣孔時(shí)，對(duì)彎曲和沖擊韌性會(huì)有比較明顯降低。防止這類缺陷防止的措施有：不使用藥皮開裂、剝落、變質(zhì)及焊芯銹蝕的焊條，生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應(yīng)按規(guī)定溫度烘干，坡口及其兩側(cè)清理干凈，并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。2.夾渣：點(diǎn)狀?yuàn)A渣回波信號(hào)與點(diǎn)狀氣孔相似，條狀?yuàn)A渣回波信號(hào)多呈鋸齒狀波幅不高，波形多呈樹枝狀，主峰邊上有小峰，探頭平移波幅有變動(dòng)，從各個(gè)方向探測(cè)時(shí)反射波幅不相同。這類缺陷產(chǎn)生的原因有：焊接電流過(guò)小，速度過(guò)快，熔渣來(lái)不及浮起，被焊邊沿和各層焊縫清理不干凈，其本金屬和焊接材料化學(xué)成分不當(dāng)，含硫、磷較多等。防止措施有：正確選用焊接電流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必須把坡口清理干凈，多層焊時(shí)必須層層清除焊渣；并公道選擇運(yùn)條角度焊接速度等。

3.未焊透：反射率高，波幅也較高，探頭平移時(shí)，波形較穩(wěn)定，在焊縫兩側(cè)探傷時(shí)均能得到大致相同的反射波幅。這類缺陷不僅降低了焊接接頭的機(jī)械性能，而且在未焊透處的缺口和端部形成應(yīng)力集中點(diǎn)，承載后往往會(huì)引起裂紋，是一種危險(xiǎn)性缺陷。其產(chǎn)生原因一般是：坡口純邊間隙太小，焊接電流太小或運(yùn)條速度過(guò)快，坡口角度小，運(yùn)條角度不對(duì)以及電弧偏吹等。防止措施有：公道選用坡口型式、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。

4.未熔合：探頭平移時(shí)，波形較穩(wěn)定，兩側(cè)探測(cè)時(shí)，反射波幅不同，有時(shí)只能從一側(cè)探到。其產(chǎn)生的原因：坡口不干凈，焊速太快，電流過(guò)小或過(guò)大，焊條角度不對(duì)，電弧偏吹等。防止措施：正確選用坡口和電流，坡口清理干凈，正確操縱防止焊偏等。

第四篇：焊接工藝指導(dǎo)書

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湖北鄂東長(zhǎng)江公路大橋 A、D 匝道 鋼箱梁制作與安裝 焊接工藝指導(dǎo)書

中國(guó)十五冶金建設(shè)有限公司 湖北鄂東長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目經(jīng)理部 湖北鄂東長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目經(jīng)理部 二 OO 九年五月

目

一、編制依據(jù)

二、焊接質(zhì)保體系程序

三、焊接工藝規(guī)程 錄

目前進(jìn)場(chǎng)焊接 焊接設(shè)備技術(shù)參數(shù)及操作細(xì)

四、目前進(jìn)場(chǎng) 焊接 設(shè)備技術(shù)參數(shù)及操作細(xì) 則 附件： 附件：

1、焊接人員證件復(fù)印件、2、焊接工藝評(píng)定報(bào)告、編制依據(jù)

本質(zhì)保資料按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 本質(zhì)保資料按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000、施工技術(shù)規(guī)范、《鐵路鋼橋制造規(guī)范》TB10212-98、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》 鐵路鋼橋制造規(guī)范》、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》 《 GB/T1591-94、《 金 屬 材 料 室溫拉伸試驗(yàn)方法》

GB/T228-2002、金 屬 材 料 夏 比 擺 錘 沖 擊 試 驗(yàn) 方 法 》 《 GB/T229-2006、金屬材料 彎曲試驗(yàn)方法》、《 彎曲試驗(yàn)方法》 GB232-1999、承、《 壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)第二部分:射線檢測(cè)》 《鋼 壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)第二部分 射線檢測(cè)》JB/T4763.2-2005、鋼 射線檢測(cè)、《 焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》 焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》GB11345-89 等 編制。編制。焊接質(zhì)保體系程序

1、優(yōu)化生產(chǎn)管理體系和質(zhì)量保證體系的人員組成，建立健全責(zé)任制。建立了以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)、項(xiàng)目總工程師為副組長(zhǎng)、項(xiàng)目經(jīng)理部各部 門負(fù)責(zé)人、各施工主任、技術(shù)負(fù)責(zé)人為主要成員的質(zhì)量管理領(lǐng)導(dǎo)小組，建立健全崗位責(zé)任制，完善質(zhì)量監(jiān)督控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)行全面質(zhì)量管理，使焊接的每個(gè)環(huán)節(jié)都得到控制。

2、宣傳教育，改變?nèi)藗儗?duì)質(zhì)量的陳舊觀念，提高質(zhì)量意識(shí)。加強(qiáng)了 宣傳教育力度，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量管理制度，實(shí)行科學(xué)管理，召開多種形 式的評(píng)比會(huì)、現(xiàn)場(chǎng)會(huì)、分析會(huì)、宣傳會(huì)。在項(xiàng)目施工中做到“三工教 育”（工前教育、工中指導(dǎo)、工后講評(píng)）；“三不交接”（無(wú)自檢記錄不 交接、無(wú)施工記錄不交接、無(wú)專職質(zhì)檢員簽字不交接）；

3、增加自檢與抽檢頻率。對(duì)每道切割切口嚴(yán)格把關(guān)，保證自檢頻率。由項(xiàng)目總工組織項(xiàng)目經(jīng)理部工程部和質(zhì)檢部對(duì)施工隊(duì)伍的原材料、機(jī) 械設(shè)備、人員數(shù)量質(zhì)量、焊接工藝方法、關(guān)鍵工序和焊接質(zhì)量進(jìn)行抽 檢。

4、建立健全對(duì)各崗位人員在崗及責(zé)任落實(shí)情況的檢查制度，即上級(jí) 對(duì)下級(jí)檢查，監(jiān)理對(duì)承包人的檢查等。建立健全項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目副經(jīng)理、總工程師、項(xiàng)目經(jīng)理部各部門 及負(fù)責(zé)人、施工技術(shù)負(fù)責(zé)人、檢測(cè)員的崗位責(zé)任制，加強(qiáng)崗位責(zé)任制 的落實(shí)工作的檢查，項(xiàng)目經(jīng)理部檢查各部、各施工隊(duì)的質(zhì)量保證體系，施工隊(duì)檢查各施工組乃至各序操作人的質(zhì)量保證體系。

6、加強(qiáng)工地檢測(cè)的管理，確保儀器設(shè)備符合規(guī)定、檢測(cè)操作符合標(biāo)

準(zhǔn)、檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)可信。配備齊全的檢測(cè)、測(cè)量?jī)x器設(shè)備。儀器設(shè)備均經(jīng)過(guò)國(guó)家計(jì)量部門 標(biāo)定。操作人員熟悉檢測(cè)規(guī)程、操作步驟和注意事項(xiàng)，并對(duì)所使用的 儀器設(shè)備性能完全了解，操作過(guò)程中檢測(cè)人員應(yīng)在規(guī)定范圍操作，保 證檢測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)可信，嚴(yán)禁偽造修改數(shù)據(jù)。

7、完善科技文件的管理制度，所有科技文件、科技材料及時(shí)歸檔，確保所提交的科技文件、材料（質(zhì)量保證資料）全面、真實(shí)、完整。建立健全完善的資料管理體系和資料流程，按照流程和分類對(duì)質(zhì)量保 證資料進(jìn)行上報(bào)、收集、整理、歸檔，上述過(guò)程，由工程部、質(zhì)檢部 組織人員對(duì)質(zhì)量保證資料的全面性、真實(shí)性、完整性、及時(shí)性進(jìn)行檢 查。焊 接 工 藝 規(guī) 程

1、基本要求： 1.1 鋼箱梁結(jié)構(gòu)件的所有焊縫必須嚴(yán)格按照焊接工藝評(píng)定報(bào)告所制定 的焊接工藝執(zhí)行。1.2 焊工應(yīng)經(jīng)過(guò)考試并取得合格證后方能從事焊接工作。焊工停焊時(shí) 間超過(guò)六個(gè)月，應(yīng)重新考核。1.3 焊縫金屬表面焊波均勻，無(wú)裂紋。不允許有沿邊緣或角頂?shù)奈慈?合溢流、燒穿、未填滿的火口和超出允許限度的氣孔、夾渣咬肉等缺 陷。焊接后應(yīng)等焊縫稍冷卻后再敲去熔渣。1.4、所有對(duì)接焊縫均為I級(jí)焊縫，必須焊透，咬合部分不小于0.2 mm。腹板與面板及底板之間貼角焊縫，并開坡口焊透，焊縫標(biāo)準(zhǔn)為I級(jí)，支座處橫隔板與面底板及腹板為貼角焊縫，必須焊透，焊縫標(biāo)準(zhǔn)為I 級(jí)焊縫。其它橫隔板與腹板必須焊透，焊縫均為II級(jí)焊縫。1.5、所有 I、II 級(jí)焊縫都應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)以超聲波和

射線探傷為主。

2、焊接用材料： 2.1、所有水平對(duì)接焊縫用埋弧自動(dòng)焊，焊絲用 H08MnA,規(guī)格： φ4。焊劑 HJ350。《熔化焊用鋼絲》GB/T14957-94。2.2、腹板與頂板、底板，隔板與頂板、底板及加勁肋與各板的焊接 均采用 C02 氣保焊，焊絲為 ER50-6,焊絲直徑為φ1.2。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)《焊 絲選用指南》 《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》。GB/T8110-1995。2.3 CO2 氣體保護(hù)焊的氣體純度應(yīng)大于 99.5%。

3、焊縫質(zhì)量要求： 3.1 試板焊接后對(duì)焊縫進(jìn)行外觀檢查，不得有裂紋、未熔合、夾渣、焊瘤等缺陷，外觀質(zhì)量符合 TB10212-98 中表 4.7.11-1 的規(guī)定。3.2 焊縫無(wú)損檢驗(yàn) 3.3 無(wú)損檢驗(yàn)在焊接 24 小時(shí)后進(jìn)行。3.4 對(duì)接焊縫及熔透角焊縫應(yīng)符合 GB11345-89Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)； 頂板、底板、腹板的對(duì)接焊縫應(yīng)符合 GB11345-89Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，腹板與頂板、底 板坡口角焊縫應(yīng)符合 GB11345-89Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，橫隔板與腹板間坡 口角焊縫應(yīng)符合 JB/T6061-92Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。3.5 接頭力學(xué)性能試樣的制取及試驗(yàn) 3.5.1 接頭力學(xué)性能試驗(yàn)項(xiàng)目及試樣數(shù)量按 TB10212-98 的規(guī)定執(zhí)行，即： 試件型式 對(duì)接接頭試件 驗(yàn) 試驗(yàn)項(xiàng)目 接頭拉伸（拉板）試 1 試樣數(shù)量（個(gè)）

焊縫金屬拉伸試驗(yàn) 接頭側(cè)彎試驗(yàn)① 低溫沖擊試驗(yàn)② 接頭硬度試驗(yàn) 熔透角焊縫、坡口角焊 縫、T 型接頭試件 焊縫金屬拉伸試驗(yàn) 接頭硬度試驗(yàn) 1 1 6 1 1 1 注：①側(cè)彎試驗(yàn)彎曲角度 α=180o。板厚≤16mm°時(shí)，d=2a，板厚 ＞16mm 時(shí)，d=3a。②低溫沖擊試驗(yàn)缺口開在焊縫中心及熱影響區(qū)（熔合線外 1mm）處各 3 個(gè)。3.5.2 焊接接頭力學(xué)性能的試樣的制取和試驗(yàn)按照 GB2649～2655-89 執(zhí)行。3.5.3 每一組試板進(jìn)行一次宏觀斷面酸蝕試驗(yàn)，試驗(yàn)方法應(yīng)符合《鋼 的低倍組織及缺陷酸蝕試驗(yàn)方法》（GB226）的規(guī)定。另外，通 過(guò)斷面檢查，還應(yīng)滿足以下要求： 1）等厚或不等厚板對(duì)接焊縫，必須全熔透。2）熔透角焊縫必須全熔透。3）坡口角焊縫的熔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4、工藝要求 4.1、鋼箱梁零部件制作的切割、焊接設(shè)備其使用性能必須滿足要求。4.2、焊接時(shí)，不得使用生銹的焊絲和受潮結(jié)塊的焊劑及熔燒過(guò)的渣 殼。4.3、焊絲在使用前應(yīng)清除油污、鐵銹，焊劑的粒度埋弧自動(dòng)焊宜用 1.0～3.0mm，埋弧半自動(dòng)焊宜用 0.5～1.5mm。4.4、為防止氣孔和裂紋的產(chǎn)生，焊條使用前應(yīng)按產(chǎn)品說(shuō)明書規(guī)定的 烘焙時(shí)間和溫度進(jìn)行烘焙，低氫型焊條經(jīng)烘焙后應(yīng)放入保溫桶內(nèi)，隨 用隨取。4.5、施焊前，焊工應(yīng)復(fù)查焊件接頭質(zhì)量和焊區(qū)處理情況，當(dāng)不符合 要求時(shí)應(yīng)經(jīng)修整合格后方可施焊。4.6 施焊前應(yīng)對(duì)焊縫邊緣 30～50mm 范圍內(nèi)的鐵銹、油污、水分等雜 質(zhì)進(jìn)行清除和烘烤。4.7、對(duì)接接頭、T 型接頭、角接接頭及對(duì)接焊縫及對(duì)接和角接配合焊 縫，應(yīng)在焊縫兩端設(shè)置引弧板和引出板，其材質(zhì)和坡口形式應(yīng)與焊件 相同，引弧和引出的焊縫長(zhǎng)度：埋弧焊應(yīng)為 80mm 以上，手工焊和氣 保焊為 50mm 以上，焊接完畢應(yīng)采用氣割切除引弧和引出板，并應(yīng)磨平整，不得用錘擊落。4.8、為防止起弧坑缺陷出現(xiàn)在應(yīng)力集中的端部，角焊縫轉(zhuǎn)角處宜連 續(xù)繞角施焊，起落弧點(diǎn)距焊縫端全部宜大于 10 mm。4.9、每層焊接宜連續(xù)施焊，每一層焊道焊完后應(yīng)及時(shí)清理檢查清除 缺陷后再焊。施焊時(shí)母材的非焊接部位嚴(yán)禁引弧。4.10、總體組裝時(shí)，則先將各小構(gòu)件焊接校正后再與底板和腹板焊接，對(duì)于底板、腹板之間焊接則需采用分段退焊法和合理的焊接順序等措 施，防止焊接變形。有頂緊要求的肋板，應(yīng)從頂緊端開始向另一端施 焊。4.11、定位焊縫所采用的焊接材料型號(hào)應(yīng)與焊件材質(zhì)相匹配，焊腳尺 寸不得大于設(shè)計(jì)焊腳尺寸的 1/

2、焊縫長(zhǎng)度為 50～100 mm 并應(yīng)在距 端部 30 mm 以上。4.12、焊縫出現(xiàn)裂紋時(shí)，焊工不得擅自處理，應(yīng)查清原因，定出修補(bǔ) 工藝并經(jīng)批準(zhǔn)后方可處理。

4.13、焊接完畢，焊工應(yīng)清理焊縫表面的熔渣及兩側(cè)的飛濺物，檢查 焊縫外觀質(zhì)量，檢查合格后應(yīng)在兩端明顯部位打上焊工鋼印。其內(nèi)部 質(zhì)量的檢查應(yīng)在焊后 24 小時(shí)進(jìn)行。4.14、埋弧自動(dòng)焊焊接中不應(yīng)斷弧，如有斷弧則必須將?；√幣俪?1： 5 斜坡后在繼續(xù)搭接 50 mm 施焊。4.15、埋弧自動(dòng)焊焊劑覆蓋厚度不應(yīng)小于 20mm，埋弧半自動(dòng)焊不應(yīng) 小于 10 mm，焊接后應(yīng)稍冷卻再敲去熔渣。

5、工藝要點(diǎn)： 5.1 本工程的接頭形式 5.1.1 對(duì)接焊縫 a．板單元制造中對(duì)接焊縫 1）底板對(duì)接； 2）頂板對(duì)接； b．工地連接對(duì)接焊縫 1）節(jié)段間頂、底板橫向?qū)雍缚p； 2）邊腹板、中腹板對(duì)接焊縫。3）邊縱腹板肋板嵌補(bǔ)段對(duì)接焊縫； 4）底板及頂板 T 型肋嵌補(bǔ)段對(duì)接焊縫。5.1.2 熔透角焊縫 a．節(jié)段整體焊接中熔透角焊縫 1）頂板與腹板間熔透角焊縫； 2）底板與腹板間熔透角焊縫； 3）橫隔板與腹板間熔透角焊縫； b 工地連接融透角焊縫 1)腹板與頂板及底板熔透角焊縫； 5.1.3 坡口角焊縫 a．節(jié)段整體焊接中坡口角焊縫 1）橫隔板與頂板間坡口角焊縫。2）橫隔板與底板間坡口角焊縫。3）挑梁與頂板、腹板及堵板角焊縫。5.1.4T 型角焊縫 a．板單元制造中 T 型角焊縫 1）T 型加勁肋角焊縫 b ．梁段整體焊接和梁段間焊接 T 型角焊縫 1）橫隔板與底板間角焊縫； 2）T 型肋與底板間角焊縫； 3）T 型肋與底板角間焊縫； 4）腹板與縱向加勁板間角焊縫： 5）頂板與加勁板間間角焊縫： 6)支點(diǎn)處加勁板與底板間角焊縫： 7）支點(diǎn)處加勁板與腹板間角焊縫： 8）支點(diǎn)處加勁板與隔板間角焊縫 C 工地連接 T 型角焊縫 1）T 型肋嵌補(bǔ)段與頂板、底板角焊縫 2)腹板加勁肋嵌補(bǔ)段角焊縫 5.2 本工程擬采用的焊接方法 焊接方法 手工電弧焊 CO2 氣體保 護(hù)焊（底）板的組合焊 埋弧自動(dòng)焊平頂板、底板、適用位置平、橫、立、仰 施焊部位 附屬設(shè)施焊接 頂板、底板、對(duì)接縫組合焊的打底、平、橫、立、仰 腹板對(duì)接、橫隔板對(duì)接焊，腹板與頂 對(duì)接縫組合焊等

6、熔化焊縫缺陷返修： 6.1、焊縫表面缺陷超過(guò)相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對(duì)氣孔、夾渣、焊 瘤、余高過(guò)大等缺陷應(yīng)用砂輪打磨、鏟鑿、鉆等方法去除，必要時(shí)應(yīng) 進(jìn)行焊補(bǔ)；對(duì)焊縫尺寸不足、咬邊、弧坑未填滿等缺陷應(yīng)進(jìn)行焊補(bǔ)。6.2、經(jīng)無(wú)損檢測(cè)確定焊縫內(nèi)部存在超標(biāo)缺陷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行返修，返修 應(yīng)符合下列規(guī)定：

1、返修前應(yīng)由施工企業(yè)編寫返修方案；

2、應(yīng)根據(jù)無(wú)損檢測(cè)確定的缺陷位置、深度，用砂輪打磨或碳弧 氣刨清除缺陷。

3、清除缺陷時(shí)應(yīng)將刨槽加工成四側(cè)邊斜面角大于 10°的坡口，并應(yīng)修整表面、磨除氣刨滲碳層。

4、焊補(bǔ)時(shí)應(yīng)在坡口內(nèi)引弧，熄弧時(shí)應(yīng)填滿弧坑；多層焊的焊層 之間接頭應(yīng)錯(cuò)開，焊縫長(zhǎng)度不小于 100mm。

5、返修部位應(yīng)連續(xù)焊成。如中斷焊接時(shí)，應(yīng)采取后熱、保溫措 施，防止產(chǎn)生裂紋。再次焊接前宜用磁粉或滲透探傷方法檢查，確認(rèn) 無(wú)裂紋后方可繼續(xù)補(bǔ)焊；

6、焊縫 正、反面各作為一個(gè)部位，同一部位返修不宜超過(guò)兩次；

7、對(duì)兩次返修后仍不合格的部位應(yīng)重新制訂返修方案，經(jīng)工程 技負(fù)責(zé)人審批并報(bào)監(jiān)理工程師認(rèn)可后方可執(zhí)行；

8、返修焊接應(yīng)填報(bào)返修施工記錄及返修前后的無(wú)損檢測(cè)報(bào)告，作為工程驗(yàn)收及存檔資料。6.3、碳弧氣刨應(yīng)符合下列規(guī)定：

1、碳弧氣刨工必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格后方可上崗操作；

2、如發(fā)現(xiàn)“夾碳”，應(yīng)在夾碳邊緣 5～10mm 處重新起刨，所刨 深度應(yīng)比夾碳處深 2～3mm；發(fā)生“粘渣”時(shí)可用砂輪打磨。

7、鋼箱梁焊接順序： 7.1、焊縫標(biāo)準(zhǔn)和位置及焊角高度按設(shè)計(jì)焊接圖紙進(jìn)行焊接 7.2、根據(jù)以上質(zhì)量要求，總體裝配的焊接順序?yàn)椋?腹板與底板 板、頂板

8、焊接工藝 8.1、對(duì)接接頭埋弧自動(dòng)焊工藝參數(shù)見下表: 腹板與頂板 支點(diǎn)處加勁板 橫隔板與腹板 裝飾板 挑梁與腹 板厚

第五篇：焊接工藝規(guī)程

焊接工藝規(guī)程

一、材料介紹

1.Q345化學(xué)成分如下表（%）：

元素

C≤

Mn

Si≤

P≤

S≤

Al≥

V

Nb

Ti

含量

0.2

1.0-1.6

0.55

0.035

0.035

0.015

0.02-0.15

0.015-0.06

0.02-0.2

Q345C力學(xué)性能如下表（%）：

機(jī)械性能指標(biāo)

伸長(zhǎng)率（%）

試驗(yàn)溫度0℃

抗拉強(qiáng)度MPa

屈服點(diǎn)MPa≥

數(shù)值

δ5≥22

J≥34

σb（470-650）

σs（324-259）

其中壁厚介于16-35mm時(shí)，σs≥325Mpa；壁厚介于

35-50mm時(shí)，σs≥295Mpa

2.Q345鋼的焊接特點(diǎn)

2.1

碳當(dāng)量(Ceq)的計(jì)算

Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5

計(jì)算Ceq=0.49%，大于0.45%，可見Q345鋼焊接性能不是很好，需要在焊接時(shí)制定嚴(yán)格的工藝措施。

2.2

Q345鋼在焊接時(shí)易出現(xiàn)的問(wèn)題

2.2.1

熱影響區(qū)的淬硬傾向

Q345鋼在焊接冷卻過(guò)程中，熱影響區(qū)容易形成淬火組織-馬氏體，使近縫區(qū)的硬度提高，塑性下降。結(jié)果導(dǎo)致焊后發(fā)生裂紋。

2.2.2

冷裂紋敏感性

Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。

二、焊接施工流程

坡口準(zhǔn)備→點(diǎn)固焊→預(yù)熱→里口施焊→背部清根（碳弧氣刨）→外口施焊

→里口施焊→自檢/專檢→焊后熱處理→無(wú)損檢驗(yàn)（焊縫質(zhì)量一級(jí)合格）

三、焊接工藝參數(shù)的選擇

通過(guò)對(duì)Q345鋼的焊接性分析，制定措施如下：

1.焊接材料的選用

由于Q345鋼的冷裂紋傾向較大，應(yīng)選用低氫型的焊接材料，同時(shí)考慮到焊接接頭應(yīng)與母材等強(qiáng)的原則，選用E5015

（J507）型電焊條。

化學(xué)成分見下表（%）：

元素

C

Mn

Si

S

P

Cr

Mo

V

Ti

含量

0.071

1.11

0.53

0.009

0.016

0.02

0.01

0.01

0.01

力學(xué)性能見下表：

機(jī)械性能指標(biāo)

σb（Mpa）

σs（Mpa）

δ5（%）

Ψ（%）

AkvJ-30℃

數(shù)值

440

540

164

114

2.坡口形式：（根據(jù)圖紙和設(shè)備供貨）

3.焊接方法：采用手工電弧焊（D）。

4.焊接電流：為了避免焊縫組織粗大，造成沖擊韌性下降，必須采用小規(guī)范焊接。具體措施為：選用小直徑焊條、窄焊道、薄焊層、多層多道的焊接工藝（焊接順序如圖一所示）。焊道的寬度不大于焊條的3倍，焊層厚度不大于5mm。第一層至第三層采用Ф3.2電焊條，焊接電流100-130A；第四層至第六層采用Ф4.0的電焊條，焊接電流120-180A。

5.預(yù)熱溫度：由于Q345鋼的Ceq＞0.45%，在焊接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度T0=100-150℃，層間溫度Ti≤400℃。

6.焊后熱處理參數(shù)：為了降低焊接殘余應(yīng)力，減小焊縫中的氫含量，改善焊縫的金屬組織和性能，在焊后應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行熱處理。熱處理溫度為：600-640℃，恒溫時(shí)間為2小時(shí)（板厚40mm時(shí)），升降溫速度為125℃/h。

四、現(xiàn)場(chǎng)焊接順序：

1.焊前預(yù)熱

在翼緣板焊接前，首先對(duì)翼緣板進(jìn)行預(yù)熱，恒溫30分鐘后開始焊接。

焊接的預(yù)熱、層間溫度、熱處理由熱處理控溫柜自動(dòng)控制，采用遠(yuǎn)紅外履帶式加熱爐片，微電腦自動(dòng)設(shè)定曲線和記錄曲線，熱電偶測(cè)量溫度。預(yù)熱時(shí)熱電偶的測(cè)點(diǎn)距離坡口邊緣15mm-20mm。

2.焊接

2.1

為了防止焊接變形，每個(gè)柱接頭采用二人對(duì)稱施焊，焊接方向由中間向兩邊施焊。在焊接里口時(shí)（里口為靠近腹板的坡口），第一層至第三層必須使用小規(guī)范操作，因?yàn)樗暮附邮怯绊懞附幼冃蔚闹饕颉Ｔ诤附右恢寥龑咏Y(jié)束后，背面進(jìn)行清根。在使用碳弧氣刨清根結(jié)束后，必須對(duì)焊縫進(jìn)行機(jī)械打磨，清理焊縫表面滲碳，露出金屬光澤，防止表層碳化嚴(yán)重造成裂紋。外口焊接應(yīng)一次焊完，最后再焊接

里口的剩余部分。

2.2

當(dāng)焊接第二層時(shí)，焊接方向應(yīng)與第一層方向相反，以此類推。每層焊接接頭應(yīng)錯(cuò)開15-20mm。

2.3

兩名焊工在焊接時(shí)的焊接電流、焊接速度和焊接層數(shù)應(yīng)保持一致。

2.4

在焊接中應(yīng)從引弧板開始施焊，收弧板上結(jié)束。焊接完成后割掉并打磨干凈。

3.焊后熱處理：焊口焊接完成后應(yīng)在12小時(shí)內(nèi)進(jìn)行熱處理。如不能及時(shí)進(jìn)行熱處理應(yīng)采取保溫、緩冷措施。在進(jìn)行熱處理時(shí)，應(yīng)采用兩根熱電偶測(cè)溫，熱電偶點(diǎn)焊在焊口的里外側(cè)。

Q345鋼的焊接溫度曲線如下圖

4.焊接檢驗(yàn)

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的要求，焊口采用超聲波探傷法進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)比例為100%。

五、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理

1.編制詳細(xì)的焊接施工作業(yè)指導(dǎo)書。

2.全過(guò)程控制焊接工藝是確保質(zhì)量的核心。

每個(gè)柱接頭的焊接時(shí)，應(yīng)有專人監(jiān)控焊接工藝，如焊工不按作業(yè)指導(dǎo)書施工應(yīng)立即終止焊接。在焊接過(guò)程中，熱處理人員應(yīng)全程監(jiān)控層間溫度，如超標(biāo)應(yīng)立即通知焊工暫停。

3.提高施工人員質(zhì)量意識(shí)是貫徹焊接工藝的關(guān)鍵

在施工前，進(jìn)行全員交底，并且開取施工工藝卡。交底中詳細(xì)講解焊接工藝特點(diǎn)及嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝的必要性和控制要點(diǎn)。

六、結(jié)論

按此焊接工藝措施施工，經(jīng)過(guò)實(shí)際施工的驗(yàn)證，此焊接工藝措施不僅能在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)對(duì)Q345鋼的焊接，而且能夠保證焊接質(zhì)量。

對(duì)Q345鋼，是一種可焊性很好的鋼材，采用埋弧焊絲H08MnA沒有問(wèn)題。只是焊劑，所用的SJ301屬燒結(jié)焊劑，建議用熔煉焊劑HJ431完全滿足質(zhì)量要求，并且對(duì)焊劑的烘干要求也不是太高。q345鋼板也就是熱軋鋼16Mn，這種鋼的焊接性比較好，對(duì)焊接線能量的敏感性比正火鋼以及調(diào)質(zhì)鋼等小，在選擇焊接材料的時(shí)候除了要考慮強(qiáng)度匹配的問(wèn)題，還要考慮熔合比和冷卻速度以及熱處理等方面因素。

q345鋼板埋弧焊是采用H08MNA和H08A，要具體情況而定。當(dāng)不開坡口對(duì)接焊時(shí)，由于母材溶入量較多，用普通的低碳鋼焊絲H08A配合高硅高錳焊劑即能達(dá)到要求。如是大坡口對(duì)接焊時(shí)，由于母材熔入量減少，如再用H08A就使焊縫的強(qiáng)度偏低，因此要采用含Mn高的焊絲H08MNA或H10Mn2來(lái)補(bǔ)充焊縫中的含Mn量。另外不開坡口的角焊縫時(shí)，雖然母材的溶入量也不多，但是由于冷卻速度比對(duì)接焊接時(shí)大，因此在焊接的時(shí)候還是采用低碳鋼焊絲效果好些，如采用H08MNA或H10Mn2可能會(huì)引起焊縫強(qiáng)度偏高、塑性偏低的后果

焊接Q345R對(duì)應(yīng)的焊絲為H10Mn2

+SJ101或者H10MnSi+HJ431

表7

低合金高強(qiáng)鋼焊接材料的選用

鋼?號(hào)

強(qiáng)度級(jí)別

（MPa）

手弧焊

埋?弧?焊

電?渣?焊

CO2焊焊絲

焊條

焊劑

焊絲

焊劑

焊絲

09Mn2

09Mn2Si

09MnV

294

E43

HJ430

HJ431

SJ301

H08A

H08MnA

H10MnSi

H08Mn2Si

H08Mn2SiA

16Mn

16MnCu

14MnNb

343

E50

SJ501

薄板：H08A

H08MnA

HJ431

HJ360

H08MnMoA

H08Mn2Si

H08Mn2SiA

YJ502-1

YJ502-3

YJ506-4

HJ431

HJ430

中板開坡口對(duì)接

開I形坡口對(duì)接

SJ301

H08MnA

H10Mn2

HJ350

厚板深坡口

H10Mn2

H08MnMoA

15MnV

15MnVCu

16MnNb

392

E50

E55

HJ430

HJ431

開I形坡口對(duì)接

H08MnA

中板開坡口對(duì)接

H10Mn2

H10MnSi

HJ431

HJ360

H10MnMo

H08Mn2MoVA

H08Mn2Si

H08Mn2SiA

HJ250

厚板深坡口

HJ350

SJ101

H08MnMoA

15MnVN

15MnVNCu

15MnVTiRe

441

E55

E60

SJ431

H10Mn2

HJ431

HJ360

H10MnMo

H08Mn2MoVA

H08Mn2Si

H08Mn2SiA

HJ350

HJ250

SJ101

H08MnMoA

H08Mn2MoA

18MnMoNb

14MnMoV

14MnMoVCu

490

E60

E70

HJ250

HJ350

SJ101

H08Mn2MoA

H08Mn2MoVA

H08Mn2NiMo

HJ431

HJ360

H10Mn2MoA

H10Mn2MoVA

H10Mn2NiMoA

H08Mn2SiMoA

16Mn鋼的焊接工藝。

16Mn鋼屬于碳錳鋼，碳當(dāng)量為0.345%～0.491%，屈服點(diǎn)等于343MPa（強(qiáng)度級(jí)別屬于343MPa級(jí)）。16Mn鋼的合金含量較少，焊接性良好，焊前一般不必預(yù)熱。但由于16Mn鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大，所以在低溫下（如冬季露天作業(yè)）或在大剛性、大厚度結(jié)構(gòu)上焊接時(shí)，為防止出現(xiàn)冷裂紋，需采取預(yù)熱措施。不同板厚及不同環(huán)境溫度下16Mn鋼的預(yù)熱溫度，見表8。

16Mn鋼手弧焊時(shí)應(yīng)選用

E50型焊條，如堿性焊條E5015、E5016，對(duì)于不重要的結(jié)構(gòu)，也可選用酸性焊條E5003、E5001。對(duì)厚度小、坡口窄的焊件，可選用E4315、E4316焊條。

表8

焊接16Mn鋼的預(yù)熱溫度

焊件厚度（mm）

不同氣溫下的預(yù)熱溫度計(jì)（℃）

16以上

16～24

25～40

40以上

不低于－10℃不預(yù)熱，－10℃以下預(yù)熱100～150℃

不低于－5℃不預(yù)熱，－5℃以下預(yù)熱100～150℃

不低于0℃不預(yù)熱，0℃以下預(yù)熱100～150℃

均預(yù)熱100～150℃

16Mn鋼埋弧焊時(shí)H08MnA焊絲配合焊劑HJ431（開I形坡口對(duì)接）或H10Mn2焊絲配合焊劑HJ431（中板開坡口對(duì)接），當(dāng)需焊接厚板深坡口焊縫時(shí)，應(yīng)選用H08MnMoA焊絲配合焊劑HJ431。

16Mn鋼是目前我國(guó)應(yīng)用最廣的低合金鋼，用于制造焊接結(jié)構(gòu)的16Mn鋼均為16MnR和16Mng鋼。

低溫用鋼的焊接工藝。

工作溫度等于或低于－20℃的低碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼稱為低溫用鋼，其牌號(hào)及成分，見表9。對(duì)低溫用鋼的主要要求是應(yīng)保證在使用溫度下具有足夠的塑性及抵抗脆性破壞的能力。

表9

低溫容器用鋼的牌號(hào)及成分

鋼

號(hào)

化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）

C

Mn

Si

V

Ti

16MnDR

09MnTiCuREDR

09Mn2VDR

06MnNbDR

≤0.20

≤0.12

≤0.12

1.20～1.60

1.40～1.70

1.40～

0.20～0.60

≤0.40

0.20～0.05

0.04～0.10

0.03～0.08

≤0.07

1.70

1.20～1.60

0.17～0.37

鋼

號(hào)

化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）

Cu

Nb

RE

S

P

≤

16MnDR

09MnTiCuREDR

09Mn2VDR

06MnNbDR

0.20～0.40

0.02～0.05

0.15(加入量)

0.035

0.035

0.035

0.030

0.035

0.035

0.035

0.030

低溫用鋼由于含碳量低,淬硬傾向和冷裂傾向小，所以焊接性良好。焊接時(shí)，為避免焊縫金屬及熱影響區(qū)形成粗晶組織而降低低溫韌性，要求采用小的焊接線能量，焊接電流不宜過(guò)大，宜用快速多道焊以減輕焊道過(guò)熱，并通過(guò)多層焊的重?zé)嶙饔眉?xì)化晶粒，多道焊時(shí)要控制層間溫度不得過(guò)高，如焊接06MnNbDR低溫用鋼時(shí)，層間溫度不得大于300℃。

焊接低溫用鋼的焊條，見表10。

表10

焊接低溫用鋼焊條

焊

條

牌

號(hào)

焊條型號(hào)

主

要

用

途

J506G

J507GR

W707

W707Ni

W907Ni

W107Ni

E5016G

E5015G

TW70-7Cu

E5515C1

E5515C2

TW10-7Cu

焊接－40℃工作的16MnDR

鋼

焊接－70℃工作的09Mn2V及09MnTiCuRe鋼

焊接－70℃工作的低溫鋼及2.5%Ni鋼

焊接－90℃工作的3.5%Ni鋼

焊接－100℃工作的06MnNb、06AINbCuN及3.5%Ni鋼

低溫用鋼焊后可進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，以降低焊接結(jié)構(gòu)的脆斷傾向。

3）埋弧焊焊接材料的選配：

鋼材

焊劑型號(hào)，焊絲牌號(hào)

牌號(hào)

等級(jí)

Q235

A、B、C

F4A0——H08A

D

F4A2——H08A

Q345

A

F5004——H08A,F5004——H08MnA,F5004——H10Mn2

B

F5014——H08A,F5014——H08MnA,F5014——H10Mn2

F5011——H08A,F5011——H08MnA,F5011——H10Mn2

C

F5024——H08A,F5024——H08MnA,F5024——H10MnA

F5021——H08A,F5021——H08MnA,F5021——H10MnA

D

F5034——H08A,F5034——H08MnA,F5034——H10MnA

F5031——H08A,F5031——H08MnA,F5031——H10MnA

E

F5041