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钢结构焊接知识大全

发表时间:2021-04-07 09:13

钢结构焊接

钢结构指主要由钢制材料组成的结构,是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻,且施工简便,广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。钢结构在焊接过程中,有许多需要注意的事项,一旦疏忽,有可能铸成大错。下面由广西宏宇钢结构整理的所有钢结构焊接的知识点,有需要的朋友可以观看收藏!


一、钢结构焊接工艺标准

(一)范围

本工艺标准适用于一般工业与民用建筑工程中钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工程。



(二)施工准备

2.1 材料及主要机具

2.1.1 电焊条:其型号按设计要求选用,必须有质量证明书。按要求施焊前经过烘焙。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。设计无规定时,焊接Q235钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条;焊接16Mn钢时宜选用E50系列低合金结构钢焊条;焊接重要结构时宜采用低氢型焊条(碱性焊条)。按说明书的要求烘焙后,放入保温桶内,随用随取。酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。

2.1.2 引弧板:用坡口连接时需用弧板,弧板材质和坡口型式应与焊件相同。

2.1.3 主要机具:电焊机(交、直流)、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉条、测温计等。

2.2 作业条件

2.2.1 熟悉图纸,做焊接工艺技术交底。

2.2.2 施焊前应检查焊工合格证有效期限,应证明焊工所能承担的焊接工作。

2.2.3 现场供电应符合焊接用电要求。

2.2.4 环境温度低于0℃,对预热,后热温度应根据工艺试验确定。



(三)操作工艺

3.1 钢结构工艺流程:

作业准备→电弧焊接(平焊、立焊、横焊、仰焊)→焊缝检查

3.2 钢结构电弧焊接:

3.2.1 平焊

3.2.1.1 选择合格的焊接工艺,焊条直径,焊接电流,焊接速度,焊接电弧长度等,通过焊接工艺试验验证。

3.2.1.2 清理焊口:焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求,定位焊是否牢固,焊缝周围不得有油污、锈物。

3.2.1.3 烘焙焊条应符合规定的温度与时间,从烘箱中取出的焊条,放在焊条保温桶内,随用随取。

3.2.1.4 焊接电流:根据焊件厚度、焊接层次、焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素,选择适宜的焊接电流。

3.2.1.5 引弧:角焊缝起落弧点应在焊缝端部,宜大于10mm,不应随便打弧,打火引弧后应立即将焊条从焊缝区拉开,使焊条与构件间保持2~4mm间隙产生电弧。对接焊缝及时接和角接组合焊缝,在焊缝两端设引弧板和引出板,必须在引弧板上引弧后再焊到焊缝区,中途接头则应在焊缝接头前方15~20mm处打火引弧,将焊件预热后再将焊条退回到焊缝起始处,把熔池填满到要求的厚度后,方可向前施焊。

3.2.1.6 焊接速度:要求等速焊接,保证焊缝厚度、宽度均匀一致,从面罩内看熔池中铁水与熔渣保持等距离(2~3mm)为宜。

3.2.1.7 焊接电弧长度:根据焊条型号不同而确定,一般要求电弧长度稳定不变,酸性焊条一般为3~4mm,碱性焊条一般为2~3mm为宜。

3.2.1.8 焊接角度:根据两焊件的厚度确定,焊接角度有两个方面,一是焊条与焊接前进方向的夹角为60~75°;二是焊条与焊接左右夹角有两种情况,当焊件厚度相等时,焊条与焊件夹角均为45°;当焊件厚度不等时,焊条与较厚焊件一侧夹角应大于焊条与较薄焊件一侧夹角。

3.2.1.9 收弧:每条焊缝焊到末尾,应将弧坑填满后,往焊接方向相反的方向带弧,使弧坑甩在焊道里边,以防弧坑咬肉。焊接完毕,应采用气割切除弧板,并修磨平整,不许用锤击落。

3.2.1.10 清渣:整条焊缝焊完后清除熔渣,经焊工自检(包括外观及焊缝尺寸等)确无问题后,方可转移地点继续焊接。

3.2.2 立焊:基本操作工艺过程与平焊相同,但应注意下述问题:

3.2.2.1 在相同条件下,焊接电源比平焊电流小10%~15%。

3.2.2.2 采用短弧焊接,弧长一般为2~3mm。

3.2.2.3 焊条角度根据焊件厚度确定。两焊件厚度相等,焊条与焊条左右方向夹角均为45°;两焊件厚度不等时,焊条与较厚焊件一侧的夹角应大于较薄一侧的夹角。焊条应与垂直面形成60°~80°角,使角弧略向上,吹向熔池中心。

3.2.2.4 收弧:当焊到末尾,采用排弧法将弧坑填满,把电弧移至熔池中央停弧。严禁使弧坑甩在一边。为了防止咬肉,应压低电弧变换焊条角度,使焊条与焊件垂直或由弧稍向下吹。

3.2.3 横焊:基本与平焊相同,焊接电流比同条件平焊的电流小10%~15%,电弧长2~4mm。焊条的角度,横焊时焊条应向下倾斜,其角度为70°~80°,防止铁水下坠。根据两焊件的厚度不同,可适当调整焊条角度,焊条与焊接前进方向为70°~90°。

3.2.4 仰焊:基本与立焊、横焊相同,其焊条与焊件的夹角和焊件厚度有关,焊条与焊接方向成70°~80°角,宜用小电流、短弧焊接。

3.3 冬期低温焊接:

3.3.1 在环境温度低于0℃条件下进行电弧焊时,除遵守常温焊接的有关规定外,应调整焊接工艺参数,使焊缝和热影响区缓慢冷却。风力超过4级,应采取挡风措施方法;焊后未冷却的接头,应避免碰到冰雪。

3.3.2 钢结构为防止焊接裂纹,应预热、预热以控制层间温度。当工作地点温度在0℃以下时,应进行工艺试验,以确定适当的预热,后热温度。

钢结构焊接


(四)质量标准

4.1 保证项目

4.1.1 焊接材料应符合设计要求和有关标准的规定,应检查质量证明书及烘焙记录。

4.1.2 焊工必须经考试合格,检查焊工相应施焊条件的合格证及考核日期。

4.1.3 Ⅰ、Ⅱ级焊缝必须经探伤检验,并应符合设计要求和施工及验收规范的规定,检查焊缝探伤报告。

4.1.4 焊缝表面Ⅰ、Ⅱ级焊缝不得有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑等缺陷。Ⅱ级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑、裂纹、电弧擦伤等缺陷,且Ⅰ级焊缝不得有咬边、未焊满等缺陷。

4.2 基本项目

4.2.1 焊缝外观:焊缝外形均匀,焊道与焊道、焊道与基本金属之间过渡平滑,焊渣和飞溅物清除干净。

4.2.2 表面气孔:Ⅰ、Ⅱ级焊缝不允许;Ⅲ级焊缝每50mm长度焊缝内允许直径≤0.4t;且≤3mm气孔2个;气孔间距≤6倍孔径。

4.2.3 咬边:Ⅰ级焊缝不允许。

Ⅱ级焊缝:咬边深度≤0.05t,且≤0.5mm,连续长度≤100mm,且两侧咬边总长≤10%焊缝长度。

Ⅲ级焊缝:咬边深度≤0.1t,且≤1mm。

注:t为连接处较薄的板厚。

4.3 允许偏差项目,见表。

(五)成品保护

5.1 焊后不准撞砸接头,不准往刚焊完的钢材上浇水。低温下应采取缓冷措施方法。

5.2 不准随意在焊缝外母材上引弧。

5.3 各种构件校正好之后方可施焊,并不得随意移动垫铁和卡具,以防造成构件尺寸偏差。隐蔽部位的焊缝必须办理完隐蔽验收手续后,方可进行下道隐蔽工序。

5.4 低温焊接不准立即清渣,应等焊缝降温后进行。



(六)应注意的质量问题

6.1 尺寸超出允许偏差:对焊缝长度、宽度、厚度不足,中心线偏移,弯折等偏差,应严格控制焊接部位的相对位置尺寸,合格后方准焊接,焊接时精心操作。

6.2 焊缝裂纹:为防止裂纹产生,应选择适合的焊接工艺参数和施焊程序,避免用大电流,不要突然熄火,焊缝接头应搭接10~15mm,焊接中不允许搬动、敲击焊件。

6.3 表面气孔:焊条按规定的温度和时间进行烘焙,焊接区域必须清理干净,焊接过程中选择适当的焊接电流,降低焊接速度,使熔池中的气体完全逸出。

6.4 焊缝夹渣:多层施焊应层层将焊渣清除干净,操作中应运条正确,弧长适当。注意熔渣的流动方向,采用碱性焊条时,必须使熔渣留在熔渣后面。



(七)质量记录

本工艺标准应具备以下质量记录:

7.1 焊接材料质量证明书。

7.2 焊工合格证及编号。

7.3 焊接工艺试验报告。

7.4 焊接质量检验报告、探伤报告。

7.5 设计变更、洽商记录。

7.6 隐蔽工程验收记录。

7.7 其它技术文件。




二、钢结构焊接禁忌及压制方法


焊接时不注意从焊接顺序、人员布置、坡口形式、焊接规范选用及操作方法等方面控制变形,从而导致焊接后变形大、矫正困难、增加费用,尤其是厚板及大型工件,矫正难度大,用机械矫正易引起裂纹或层状撕裂。现在我们来看看钢结构的焊接禁忌及压制方法:

钢结构焊接



(一)焊接不注意控制焊接变形



【危害现象】

焊接时不注意从焊接顺序、人员布置、坡口形式、焊接规范选用及操作方法等方面控制变形,从而导致焊接后变形大、矫正困难、增加费用,尤其是厚板及大型工件,矫正难度大,用机械矫正易引起裂纹或层状撕裂。用火焰矫正成本高且操作不好易造成工件过热。对精度要求高的工件,不采取有效控制变形措施方法,安装尺寸达不到使用要求,甚至造成返工或报废。


【防治措施方法】

采用合理的焊接顺序并选用合适的焊接规范和操作方法,还要采用反变形和刚性固定措施方法。



(二)焊接在接头间隙中塞焊条头或铁块


【危害现象】

由于焊接时难以将焊条头或铁块与被焊件熔为一体,会造成未熔合,未熔透等焊接缺陷,降低连接强度。如用生锈的焊条头或铁块填充,难以保证与母材的材质一致;如用焊条头、铁块上有油污、杂质等会使焊缝产生气孔、夹渣、裂纹等缺陷。这些情况均会使接头的焊缝质量大大降低,达不到设计和规范对焊缝的质量要求。


【防治措施方法】

1)当工件组装间隙很大,但没有超过规定允许使用的范围,组装间隙超过薄板板厚2倍或大于20mm时,应用堆焊方法填平凹陷部位或减小组装间隙。严禁在接头间隙中采用填塞焊条头或铁块补焊的方法。


2)零件加工划线时,应注意留足切割余量及切割后的焊接收缩余量,控制好零件尺寸,不要以增加间隙来保证外形尺寸。


(三)采用不同厚度及宽度的板材对接时,不平缓过渡


【危害现象】

采用不同厚度及宽度的板材对接时,不注意板的厚度差是否在标准允许范围内,如不在允许范围内且不做平缓过渡处理则这样的焊缝在高出薄板厚度出易引起应力集中和产生未熔合等焊接缺陷,影响焊接质量。


【防治措施方法】

当超过有关规定时应将焊缝焊成斜坡状,其坡度最大允许值应为1:2.5;或厚度的一面或两面在焊接前加工成斜坡,且坡度最大允许值为1:2.5,当直接承受动载荷且需要进行疲劳验算的结构斜坡坡度不应大于1:4 。不同宽度的板材对接时,应根据工厂及工地条件采用热切割,机械加工或砂轮打磨的方法使其平缓过渡,且其连接处最大允许坡度值为1:2.5。


钢结构焊接



(四)对有交叉焊缝的构件不注意焊接顺序


【危害现象】

对有交叉焊缝的构件,不注意通过分析焊接应力释放和焊接应力对构件变形的影响而合理安排焊接顺序,而是纵横随意施焊,结果会造成纵横缝互相约束,产生较大的温度收缩应力,使板变形,板面凹凸不平,并有可能使焊缝出现裂纹。


【防治措施方法】

对有交叉焊缝的构件,应制定合理的焊接顺序。当有几种纵横交叉焊缝施焊时,应先焊收缩变形较大的横缝,而后焊纵向焊缝,这样焊接横向焊缝时不会受到纵向焊缝的约束,使横缝的收缩应力在无约束的情况下得到释放,可减少焊接变形,保证焊缝质量,或先焊接对接焊缝后焊角焊缝。


(五)型钢杆件搭接接头采用围焊时,在转角处连续施焊


【危害现象】

型钢杆件与连续板搭接接头采用围焊时,采用先焊杆件两侧焊缝,后焊端头焊缝,不连续施焊。这样虽对减小焊接变形有利,但在杆件转角处易产生应力集中和焊接缺陷,影响焊接接头质量。


【防治措施方法】

型钢杆件搭接接头采用围焊时,应在转角处一次连续施焊完成。不要焊到转角处又跑到另一侧去焊接。


(六)要求等强对接,吊车梁翼缘板与腹板两端不设引弧板和引出板


【危害现象】

在焊接对接焊缝,全熔透角焊缝,吊车梁翼缘板与腹板的焊缝时,在引弧和引出处不加设引弧板和引出板,这样在焊接起止端时,由于电流电压不够稳定,起止点的温度也不够稳定,容易导致出现起止端焊缝有未熔合,未熔透、裂纹、夹渣、气孔等缺陷,降低焊缝强度,达不到设计要求。


【防治措施方法】

在焊接对接焊缝,全熔透角焊缝以及吊车梁翼板与腹板的焊缝时,应在焊缝两端设引弧板和引出板,其作用是将两端易产生缺陷的部分引到工件外后,再将缺陷部分割掉来保证焊缝的质量。


(七)不注意焊接速度与焊接电流,焊条直径协调使用


【危害现象】

焊接时不注意控制焊接速度与焊接电流;焊条直径,焊接位置协调起来使用。如对全熔透的角缝进行打底焊时,由于根部尺寸窄,如焊接速度过快,根部气体,夹渣没有足够的时间排出,易使根部产生未熔透、夹渣、气孔等缺陷;盖面焊时,如焊接速度过快,也易产生气孔;焊接速度过慢,则焊缝余高会过高,外形不整齐;焊接薄板或钝边尺寸小的焊缝时,焊接速度太慢,易出现烧穿等情况。


【防治措施方法】

焊接速度对焊接质量和焊接生产率有重大影响,选用时配合焊接电流,焊缝位置(打底焊,填充焊,盖面焊),焊缝的厚薄,坡口尺寸选用适当焊接速度,在保证熔透,气体、焊渣易排出,不烧穿,成形良好的前提下选用较大的焊接速度,以提高生产率。


(八)熔透接头对接或角对接组合焊缝焊角尺寸不够

【危害现象】

T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接或角对接组合焊缝,其焊脚尺寸不够,或设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似构件的腹板与上翼板缘连接焊缝的焊脚尺寸不够,会使焊接的强度和刚度均达不到设计的要求。

【防治措施方法】

T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接组合焊缝,应按照设计要求,必须有足够的焊脚要求,一般焊脚尺寸不应小于0.25t(t为连接处较薄的板厚)。设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似的腹板与上翼缘连接焊缝的焊脚尺寸0.5t, 且不应大于10mm。焊接尺寸的容许偏差为0~4 mm。


钢结构焊接


(九)多层焊缝不清除焊渣及焊缝表面有缺陷

【危害现象】

厚板多层焊接时,每层焊接完成后不清除焊渣及缺陷就直接进行下层焊接,易造成焊缝产生夹渣、气孔、裂纹等缺陷,降低连接强度,同时会引起下层焊接时的飞溅。

【防治措施方法】

厚板多层焊接时,每层应连续施焊。每一层焊缝焊完以后应及时清除焊渣、焊缝表面缺陷及飞溅物,发现有影响焊接质量的夹渣、气孔、裂纹等缺陷应彻底清除后再施焊。


(十)施焊时不注意控制电弧长度

【危害现象】

施焊时不根据坡口形式、焊接层数、焊接形式、焊条型号等适当调整电弧长度。由于焊接电弧长度使用不当,较难得到高质量的焊缝。

【防治措施方法】】

为了保证焊缝质量,施焊时一般多采用短弧操作,但可以根据不同的情况选用合适的弧长以获得最优的焊接质量,如V形坡口对接、角接的第一层应使用短些的电弧,以保证焊透,且不发生咬边现象,第二层可以稍长,以填满焊缝。焊缝间隙小时宜用短弧,间隙大时电弧可稍长,焊接速度加快。仰焊电弧应最短,以防止铁水下流;立焊、横焊时为了控制熔池温度,也要用小电流、短弧焊接。另外,无论采取什么焊接,在运动过程中要注意始终保持弧长基本不变,以此确保整条焊缝的熔宽和熔深一致。


(十一)多层焊不连续施焊不注意控制层间温度

【危害现象】

厚板多层焊接时,不注意层间温度控制,如层间间隔时间过长,不重新预热就施焊容易在层间产生冷裂纹;如果间隔时间过短,层间温度过高(超过900℃),对焊缝及热影响区的性能也会产生影响,会造成晶粒粗大,致使韧性及塑性下降,会对接头留下潜在隐患。

【防治措施方法】

厚板多层焊接时,应加强对层间温度的控制,在连续施焊过程中应检验焊接的母材温度,使层间温度尽量能与预热温度保持一致,对层间的最高温度也要加以控制。焊接时间不应过长,如遇有焊接中断的情况时应采取适当的后热、保温措施方法,再次施焊时,重新预热温度应适当高于初始预热温度。


(十二)多层焊缝不清除焊渣及焊缝表面有缺陷

【危害现象】

厚板多层焊接时,每层焊接完成后不清除焊渣及缺陷就直接进行下层焊接,易造成焊缝产生夹渣、气孔、裂纹等缺陷,降低连接强度,同时会引起下层焊接时的飞溅。

【防治措施方法】

厚板多层焊接时,每层应连续施焊。每一层焊缝焊完以后应及时清除焊渣、焊缝表面缺陷及飞溅物,发现有影响焊接质量的夹渣、气孔、裂纹等缺陷应彻底清除后再施焊。



三、正确的钢结构焊接方法


(一)


大直径法兰在焊接施工中,虽然只有一道焊口,但考虑到焊接变形与焊接质量,采取X形坡口。

不对称X坡口图

首先,将环形坯料水平固定在龙门架夹具平台上,然后进行坡口加工,坡口加工先采用火焰进行切割,然后用砂轮机磨制而成,要求坡口表面光滑、平整、无明显凹槽,坡口表面及两侧无氧化铁、杂质、水分、油渍及分层等缺陷。


由于坯料的厚度较厚,选择合适的焊接方法直接影响焊接产生的变形程度。选择手工焊进行两边对称焊接。


(二)

大直径法兰若焊接不当,仍有可能产生焊后变形。


如,先焊完X坡口的一面,再焊接另一面;则先焊第一面时,结构刚性还比较小,焊接变形较大,当焊反面时,正面的焊缝已经成型,结构刚性大大增加,这时焊接引起的变形量比正面小,虽然两者变形方向相反,但并不能完全抵消,最后仍保留第一面的变形方向。

焊接原理图


根据焊接工件的厚度及焊条直径确定焊接层数,本例工件厚50mm,分成10层进行,每面5层,焊接采用正反对称焊接,每层焊接完成后锤击焊缝数次,以及待焊缝完全冷却以后再卸掉工装夹具,尽量消除焊接应力。


(三)

大直径法兰焊接完成后,按JN4700要求进行全面的RT或UT检查,由于焊接部位是应力集中和法兰强度比较薄弱的部位,所以必须进行无损检测,且必须达到等级要求。UT检查必须达到Ⅰ级合格,或者RT必须达到Ⅱ级合格,检测方法按JB4730规定进行。



四、钢结构焊接国家标准及技术规程


(一)焊条、焊丝、焊剂、电渣焊熔嘴等焊接材料与母材的匹配,应符合设计要求及国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。焊条、焊剂、药芯焊丝、熔嘴等在使用前,应按其产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放。

注:焊接材料对钢结构焊接工程的质量有重大影响。其选用必须符合设计文件和国家现行标准的要求。对于进场时经验收合格的焊接材料,产品的生产日期、保存状态、使用烘焙等也直接影响焊接质量。

本条即规定了焊条的选用和使用要求,尤其强调了烘焙状态,这是保证焊接质量的必要手段。

钢结构焊接



(二)焊工必须经考试合格并取得合格证书。持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。

注:在钢结构工程施工焊接中,焊工是特殊工种,焊工的操作技能和资格对工程质量起到保证作用,必须充分予以重视。本条所指的焊工包括手工操作焊工、机械操作焊工。

从事钢结构工程焊接施工的焊工,应根据所从事钢结构焊接工程的具体类型,按国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81等技术规程的要求对施焊焊工进行考试并取得相应证书。


(三)施工单位对其首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等,应进行焊接工艺评定,并应根据评定报告确定焊接工艺。

注:钢结构工程中的焊接节点和焊接接头,不可能进行现场实物取样检验,而探伤仅能确定焊缝的几何缺陷,无法确定接头的理化性能。为保证工程焊接质量,必须在构件制作和结构安装施工焊接工艺规范。

本条规定了施工企业必须进行工艺评定的条件,施工单位应根据所承担钢结构的类型,按国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81等技术规程中的具体规定进行相应的工艺评定。


(四)设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验,超声波探伤不能对缺陷作出判断时,应采用射线探伤,其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准的规定。

焊接球节点网架焊缝、螺栓球节点网架焊缝及圆管T、K、Y形点相贯线焊缝,其内部缺陷分级及探伤方法应分别符合国家现行标准的规定。见表3.4.5

焊缝质量等级


注:规范规定要求全焊透的一级焊缝100%检验,二级焊缝的局部检验定为抽样检验。钢结构制作一般较长,对每条焊缝按规定的百分比进行探伤,且每处不小于200mm的规定,对保证每条焊缝质量是有利的。

但钢结构安装焊缝一般都不长,大部分焊缝为梁一柱连接焊缝,每条焊缝的长度大多在250-300mm之间,采用焊缝条数计数抽样检测是可行的。

1.5 T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接和角对接组合焊缝,其焊脚尺寸不应小于t/4;设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似构件的腹板与上翼缘连接焊缝的焊脚尺寸为t/2,且不应小于10mm。焊脚尺寸的允许偏差为0-4 mm。


(五)焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。一级、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且一级焊缝不许有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。

注:由于一、二级焊缝的重要性,对表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤应有特定不允许存在 的要求,咬边、未焊满、根部收缩等缺陷对动载影响很大,故一级焊缝不得存在该类缺陷。


(六)对于需要进行焊前预热或焊后热处理的焊缝,其预热温度或后热温度应符国家现行有关标准的规定或通过工艺试验确定。

预热区在焊道两侧,每侧宽度均应大于焊件厚度的1.5倍以上,且不应小于100 mm;后热处理应在焊后立即进行,保温时间应根据板厚按每25 mm板厚1h确定。

注:焊接预热可降低热影响区冷却速度,对防止焊接延迟裂纹的产生有重要作用,焊缝后热处理主要是对焊缝进行脱氢处理,以防止冷裂纹的产生,后热处理的时机和保温时间直接影响后热处理的效果,因此应在焊后立即进行,并按板厚适当增加处理时间。


(七) 二级、三级焊缝外质量标准应符合表3.4.6的规定。三级对接焊缝应按二级焊缝标准进行外观质量检验。

焊缝外观质量标准



(八)焊缝尺寸允许偏差应符合如下规定。

焊缝尺寸允许偏差数据


注:未焊满、咬边、电弧擦伤等缺陷对动载结构是严禁的,在二、三级焊缝中应限制在一定范围内。对接焊缝的余高、错边,部分焊透的对接与角接组合焊缝及角焊缝的焊脚尺寸、余高等外型尺寸偏差也会影响钢结构的承载能力。


(九)焊出凹形的角焊缝,焊缝金属与母材间应平缓过渡;加工成凹形的角焊缝,不得在其表面留下切痕。


(十)焊缝感观应达到:外形均匀、成型较好,焊道与焊道、焊道与基本金属间过渡过较平滑,焊渣和飞溅物基本清除干净。



五、钢结构焊接最重要的知识点


常用的钢结构连接有焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接,现在和大家继续分享关于“焊接”的十个最重要知识点。

钢结构焊接



(一) 焊接连接的优缺点?

焊接连接的优点:构造简单,不削弱构件截面,加工简便,焊接方法种类多,可采用自动化操作,节约钢材,效率高,刚度较大,整体性好,密封性能好。

焊接连接的缺点:热影响区域内钢材金相组织发生变化,局部材质变脆;焊后存在焊接残余应力及残余变形,使受压构件承载力降低;焊接结构对裂纹很敏感,局部裂纹一旦发生,极易扩展至整体,低温冷脆较为突出。


(二)钢材的可焊性定义及影响因素?

钢材的可焊性是指在适当的设计和工作条件下,材料易于焊接和满足结构性能的程度。可焊性常常受钢材的化学成分、轧制方法和板厚等因素影响。为了评价化学成分对可焊性的影响,一般用碳当量(Ceq)表示,Ceq越小,钢材的淬硬倾向越小,可焊性就越好;反之,Ceq越大,钢材的淬硬倾向越大,可焊性就越差。碳当量Ceq(百分比)值可按以下公式计算:

公式

(三)焊接应力及焊接变形产生的原因及降低措施?

钢结构的焊接过程是一个不均匀加热和冷却的过程,焊接时焊缝及其附近的温度很高,而远处大部分金属不受热,主体金属的膨胀和收缩不均匀。冷却后,焊缝就产生了不同程度的收缩和内应力(纵向和横向),造成焊接结构的各种变形。


一般来说,可以从设计和加工工艺两方面来降低焊接应力及焊接变形:


设计措施:合理安排焊缝位置;合理的选择焊缝的尺寸;焊缝数量宜少,不宜过分集中,同时避免焊缝立体交错;尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。

应力解释


工艺措施:合理安排焊接次序;采用反向变形;焊前预热,焊后回火。


焊缝


(四)钢结构常见焊接方法?


钢结构常用焊接方法有手工电弧焊,自动(或半自动)埋弧焊,气体保护焊。

手工电弧焊:通电后产生电弧使焊条中的焊丝熔化,滴落在焊件上被电弧所吹成的小凹槽熔池中。由焊条药皮形成的熔渣和气体覆盖着熔池,防止空气与熔化的液体金属接触,避免形成脆性易裂化合物。

电弧焊


埋弧焊:电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。焊丝不涂药皮,但施焊端靠由焊剂漏头自动流下的颗粒状焊剂所覆盖,电弧完全被埋在焊剂之内,电弧热量集中,熔深大,适于厚板的焊接,具有很高的生产率,同时焊接质量好,焊件变形小。

埋弧焊


气体保护焊:利用二氧化碳气体或其他惰性气体作为保护介质的一种电弧熔焊方法。依靠保护气体在电弧周围形成局部保护层,以防止有害气体的侵入并保证焊接过程的稳定性。焊缝强度比手工电弧焊高,塑性和抗腐蚀性好,适用于全位置的焊接,有前进法和后退法。


气体保护焊


(五)各种常见焊接代号?


常见焊接位置、接头形式、坡口形式、焊缝类型及管结构节点形式代号表示形式如下:

焊接位置代号


焊接位置代号

接头形式


(六)常见焊接缺陷及产生原因和处理方法?

焊缝缺陷通长分为六类:裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合、未焊透、形状缺陷。


焊缝缺陷


裂纹:通常有热裂纹和冷裂纹之分。产生热裂纹的主要原因是母材抗裂性能差、焊接材料质量不好、焊接工艺参数选择不当、焊接内应力过大等;产生冷裂纹的主要原因是焊接结构设计不合理、焊缝布置不当、焊接工艺措施不合理,如焊前未预热、焊后冷却快等。处理办法是在裂纹两端钻止裂孔或铲除裂纹处的焊缝金属,进行补焊。


裂纹



孔穴:通常分为气孔和弧坑缩孔两种。产生气孔的主要原因是焊条药皮损坏严重、焊条和焊剂未烘烤、母材有油污或锈和氧化物、焊接电流过小、弧长过长,焊接速度太快等,其处理方法是铲去气孔处的焊缝金属,然后补焊。产生弧坑缩孔的主要原因是焊接电流太大且焊接速度太快、熄弧太快,未反复向熄弧处补充填充金属等,其处理方法是在弧坑处补焊。


孔穴



固体夹杂:有夹渣和夹钨两种缺陷。产生夹渣的主要原因是焊接材料质量不好、焊接电流太小、焊接速度太快、熔渣密度太大、阻碍熔渣上浮、多层焊时熔渣未清除干净等,其处理方法是铲除夹渣处的焊缝金属,然后焊补。产生夹钨的主要原因是氩弧焊时钨极与熔池金属接触,其处理方法是挖去夹钨处缺陷金属,重新焊补。


固体夹杂


固体夹杂


未熔合、未焊透:产生的主要原因是焊接电流太小、焊接速度太快、坡口角度间隙太小、操作技术不佳等。对于未熔合的处理方法是铲除未熔合处的焊缝金属后焊补。对于未焊透的处理方法是对开敞性好的结构的单面未焊透,可在焊缝背面直接补焊。对于不能直接焊补的重要焊件,应铲去未焊透的焊缝金属,重新焊接。


未熔合、未焊透


形状缺陷:包括咬边、焊瘤、下塌、根部收缩、错边、角度偏差、焊缝超高、表面不规则等。

未焊透


(七)防止板材层状撕裂的常见措施?


在T形、十字形及角接接头中,当翼缘板厚度不小于20mm时,为避免或减少使母材板厚方向承受较大的焊接收缩应力,并宜采取下列节点构造设计:


在满足焊透深度要求和焊缝致密性条件下,采用较小的焊接坡口角度及间隙(a);


在角接接头中,采用对称坡口或偏向于侧板的坡口(b);


采用双面坡口对称焊接代替单面坡口非对称焊接(c);


在T形或角接接头中,板厚方向承受焊接拉应力的板材端头伸出接头焊缝区(d);


在T形、十字形接头中,采用铸钢或锻钢过渡段,以对接接头取代T形、十字形接头(e、f);


T形、十字形接头



改变厚板接头受力方向,以降低厚度方向的应力;


十字形接头


承受静载荷的节点,在满足接头强度计算要求的条件下,用部分焊透的对接与角接组合焊缝焊缝代替完全焊透坡口焊缝。


(八)焊缝质量检查方法?


焊接完成进行焊缝检查时,首先要进行外观检验,用肉眼或放大镜观察是否有缺陷,如咬边、烧穿、未焊透、裂纹、错边、下榻等,并检查焊缝外形尺寸是否符合要求。


焊缝内部的缺陷常用超声波检测,其原理是利用超声波能在金属内部传播,并在遇到两种介质的界面时会发生反射和折射的原理来检验焊缝内部缺陷,根据波形即可判断是否有缺陷和缺陷位置。由于探头与检测件之间存在反射面,因此超声波检查时应在焊件表面涂抹耦合剂,且超声波不能判断缺陷的类型和大小。

焊缝检查


无损检测有时也用到射线检验,射线检验有X射线和γ射线检验两种。其原理为当射线透过被检验的焊缝时,如有缺陷,则通过缺陷处的射线衰减程度较小,因此在焊缝背面的底片上感光较强,底片冲洗后,会在缺陷部位显示出黑色斑点或条纹。X射线照射时间短、速度快,设备复杂、费用大,穿透能力小,被检测焊件厚度小于30mm。γ射线检验设备轻便、操作简单,穿透能力强。


(九)抽样检验时进行结果判定的依据是什么?


n抽样检验的焊缝数不合格率小于2%时,该批验收合格;


n抽样检验的焊缝数不合格率大于5%时,该批验收不合格;


n除本条第五款情况外抽样检验的焊缝数不合格率为2%~5%时,应加倍抽检,且必须在原不合格部位两侧的焊缝延长线各增加一处,在所有抽检焊缝中不合格率不大于3%时,该批验收合格,大于3%时,该批验收不合格;


n批量验收不合格时,应对该批余下的全部焊缝进行检验;


n检验发现1处裂纹缺陷时,应加倍抽查,在加倍抽检焊缝中未再检查出裂纹缺陷时,该批验收合格;检验发现多处裂纹缺陷或加倍抽查又发现裂纹缺陷时,该批验收不合格,应对该批余下焊缝的全数进行检查。

钢结构焊缝


(十)哪些情况需要经过焊接工艺评定?


除国家钢结构焊接规范中免予评定的条件外,施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理制度以及焊接工艺参数、预热和后热措施等各种参数的组合条件,应在钢结构构件制作及安装施工前进行焊接工艺评定。

以上就是广西宏宇钢结构收集整理的钢结构焊接知识,希望对有需要的人有所帮助。


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