焊接H型鋼角焊縫不清根全熔透焊接施工工法1前言焊接H型鋼全熔透角焊縫一直是一般工廠的加工難點(diǎn)，因?yàn)槠浼庸すに噺?fù)雜，焊接工作量大，焊縫容易出現(xiàn)缺陷，焊接后工件本身易產(chǎn)生較大變形，不利于后續(xù)校正處理。公司開展科技創(chuàng)新，在幾個(gè)項(xiàng)目工程中，通過對(duì)焊接H型鋼組合T型角接接頭焊接工藝的改進(jìn)，提高了焊縫抗裂性能，解決了角接接頭先焊面全熔透，背面不清根的工藝技術(shù)難題，大大提高焊接工效，形成了一項(xiàng)焊接H型鋼角焊縫不清根全熔透焊接的施工工法。2工法特點(diǎn)2.1有效提高先焊面打底焊縫的抗裂性。2.2免除T型角接接頭背面碳弧氣刨清根工序，焊接一次成形。2.3焊接施工簡便、快速，大大降低生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯。3適用范圍本工法適用于要求全熔透的焊接H型鋼角焊縫的埋弧焊施工作業(yè)。4工藝原理利用門式埋弧焊機(jī)，通過改變工件坡口角度大小及控制焊接電流電壓大小的方法，使角焊縫內(nèi)部全熔透，UT檢測符合焊接質(zhì)量等級(jí)要求。5施工工藝流程及操作要求5.1施工工藝流程角焊縫全熔透施工工藝流程如圖5.1所示。工件坡口加工工件坡口加工H型鋼組裝H型鋼組裝焊接作業(yè)焊接作業(yè)不合格不合格檢驗(yàn)檢測檢驗(yàn)檢測合格進(jìn)入下道工序合格進(jìn)入下道工序圖5.1施工工藝流程圖5.2操作要點(diǎn)工件坡口加工要考慮在施焊和坡口加工可能的條件下，盡量減小焊接變形，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本。鋼板平攤后采用半自動(dòng)切割機(jī)操作，單面坡口角度40°～45°，留出2-3mm鈍邊（見圖），保證各處坡口大小和鈍邊尺寸均勻。圖坡口形式H型鋼組裝1、T型組裝利用全自動(dòng)組立機(jī)組裝，組裝示意圖如-1所示。圖-1H型組裝示意圖2、組立前，應(yīng)先將焊接區(qū)域內(nèi)的氧化皮、鐵銹等雜物清除干凈；然后用石筆在翼緣板上劃線，標(biāo)明腹板裝配位置。組立時(shí)，先由行車吊運(yùn)第一張翼板至組立機(jī)的輸入輥道上，啟動(dòng)拉桿系統(tǒng)，再吊運(yùn)腹板至輸入輥道上，并使翼板與腹板成“T”形，啟動(dòng)主機(jī)定位裝置，使翼板和腹板前端對(duì)齊，數(shù)控調(diào)節(jié)腹板上的液壓千斤頂、角尺來調(diào)整T型截面的垂直度，用CO2氣體半自動(dòng)保護(hù)焊點(diǎn)焊成型。定位焊示意圖如圖-2所示。圖-2定位焊點(diǎn)焊分布示意圖3、定位焊采用氣保焊，其長度一般應(yīng)按受力焊縫高度的7倍計(jì)算，但不能超過50mm，焊縫之間距離通常250～400mm，焊縫高度不得大于6mm，且不超過設(shè)計(jì)高度的2/3。其中，起始焊點(diǎn)距離端頭距離為30mm，當(dāng)零件長度較短，其長度在200mm以下時(shí)，定位焊點(diǎn)分為兩點(diǎn)，分布位置分別為距離端頭20mm。組裝時(shí)還需注意一下幾點(diǎn)：1）H型鋼在進(jìn)行組裝定位焊時(shí)，母材上不允許有電弧擦傷，定位焊咬邊應(yīng)在1mm以內(nèi)；2）H型鋼翼板與腹板對(duì)接焊縫應(yīng)錯(cuò)開200mm以上，以避免焊縫交叉和焊縫缺陷應(yīng)力集中；3）H型鋼翼板與腹板之間的組裝間隙△≤1mm。5.2.3焊接H型鋼在焊接前，應(yīng)在H型鋼的兩端頭設(shè)置“T”形引熄弧板，引熄弧板的材質(zhì)、厚度應(yīng)與母材等同，安裝時(shí)與焊接面平直（如圖-1）。引熄弧板長度應(yīng)大于或等于150mm，寬度應(yīng)大于或等于100mm，焊縫引出長度應(yīng)大于或等于60mm。焊接完成后引熄弧板應(yīng)用氣割切除，嚴(yán)禁錘擊去除。圖-1H型鋼引熄弧板的設(shè)置焊接在自動(dòng)龍門焊機(jī)上進(jìn)行，焊接所用的焊絲、焊劑必須符合國家規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，焊劑使用前應(yīng)按要求進(jìn)行烘焙處理。焊接不同的材料應(yīng)選擇不同成分的焊絲和焊劑。焊接方式如圖5.2.3-2。圖5.2.3-2H型鋼焊接示意圖.1打底焊接打底焊接從坡口面開始，焊接前先用磨光機(jī)、風(fēng)鏟等將焊道內(nèi)雜物清除，并用壓縮空氣吹干凈，保證焊道內(nèi)無雜物，以免影響焊接質(zhì)量。打底焊焊接工藝參數(shù)見表.1。先焊面打底焊縫焊接工藝參數(shù)表.1母材材質(zhì)焊絲牌號(hào)焊絲直徑（mm）焊劑牌號(hào)焊接電流（A）電弧電壓（V）焊接速度（cm/min）Q235BH08AΦ4HJ431550~56032~3430~36Q345BH08MnAΦ4HJ431550~56033~3528~34通過增大坡口角度、提高焊接電壓，減慢焊接速度來改善打底焊質(zhì)量。5.2.3.2坡口面填焊打底焊完成后，需適當(dāng)降低焊接電流電壓進(jìn)行坡口面填焊處理，填充層總厚度低于母材表面1-2mm，稍凹，不得熔化坡口邊。填焊焊接工藝參數(shù)見表.2。先焊面坡口填焊焊接工藝參數(shù)表.2母材材質(zhì)焊絲牌號(hào)焊絲直徑（mm）焊劑牌號(hào)焊接電流（A）電弧電壓（V）焊接速度（cm/min）Q235BH08AΦ4HJ431530~55030~3232~38Q345BH08MnAΦ4HJ431550~56031~3330~365.2.3.3坡口面蓋面焊填焊完成后隨即進(jìn)行蓋面焊接，蓋面焊接的電流電壓需再做降低調(diào)整，焊接時(shí)要注意觀察，控制焊劑保護(hù)，并使焊縫對(duì)坡口熔寬沒變1-3mm，調(diào)整焊速，使余高為0-3mm。蓋面焊接工藝參數(shù)見表.3。先焊面坡口蓋面焊焊接工藝參數(shù)表.3母材材質(zhì)焊絲牌號(hào)焊絲直徑（mm）焊劑牌號(hào)焊接電流（A）電弧電壓（V）焊接速度（cm/min）Q235BH08AΦ4HJ431550-56032~3438~42Q345BH08MnAΦ4HJ431550-56033~3536~405.2.3.4反面蓋面焊反面蓋面焊時(shí)需先將熔穿部位鐵水、雜物等清除干凈。蓋面焊接工藝參數(shù)見表.4。反面蓋面焊焊接工藝參數(shù)表.4母材材質(zhì)焊絲牌號(hào)焊絲直徑（mm）焊劑牌號(hào)焊接電流（A）電弧電壓（V）焊接速度（cm/min）Q235BH08AΦ4HJ431520~54032~3438~42Q345BH08MnAΦ4HJ431530~55034~3636~40.5修補(bǔ)焊接后如發(fā)現(xiàn)缺陷則立即進(jìn)行焊縫修補(bǔ)：缺陷部位可用碳弧氣刨消除或用砂輪機(jī)打磨干凈，修補(bǔ)所用的焊條與正式焊接相同，埋弧焊焊縫修補(bǔ)時(shí)Q235B用E43XX焊條，Q345B用E50XX焊條，根據(jù)焊接工藝要求，焊接電流比正式焊接時(shí)大15%。5.2.4UT檢測施工員填寫探傷申請(qǐng)報(bào)驗(yàn)單，移交質(zhì)檢部門進(jìn)行無損檢測，對(duì)檢測合格的產(chǎn)品標(biāo)明“UT合格”，對(duì)無損檢測不合格的產(chǎn)品，要按規(guī)范標(biāo)明缺陷的深度和長度，下料工段班長及時(shí)安排操作人員進(jìn)行返修處理，返修處理完后施工員及時(shí)再申請(qǐng)無損檢測，無損檢測合格后出具無損檢測報(bào)告?zhèn)浒?。設(shè)計(jì)要求全熔透的一、二級(jí)焊縫應(yīng)采用超聲波探傷進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢測，其內(nèi)部缺陷分級(jí)及探傷方法應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)法》GB11345或《鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)》GB3323的規(guī)定。一級(jí)、二級(jí)焊縫的質(zhì)量等級(jí)及缺陷應(yīng)符合表5.2.4-1規(guī)定。一級(jí)、二級(jí)焊縫的質(zhì)量等級(jí)及缺陷分級(jí)表5.2.4-1焊縫質(zhì)量等級(jí)一級(jí)二級(jí)內(nèi)部缺陷超聲波探探傷評(píng)定等級(jí)ⅡⅢ檢驗(yàn)等級(jí)B級(jí)B級(jí)探傷比例100%20%內(nèi)部缺陷射線探傷傷評(píng)定等級(jí)ⅡⅢ檢驗(yàn)等級(jí)AB級(jí)AB級(jí)探傷比例100%20%焊縫表面不得有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑等缺陷。一級(jí)、二級(jí)焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等到缺陷；且一級(jí)焊縫隙不得有咬邊、未焊滿等缺陷。5.2.5進(jìn)入下道工序經(jīng)檢驗(yàn)合格的成型H型鋼應(yīng)碼放整齊，做好合格標(biāo)記和分類標(biāo)記，以方便進(jìn)入下一道工序。碼放時(shí)注意順序，下道工序需要先加工構(gòu)件優(yōu)先放上面，后加工的構(gòu)件放下面。6材料與設(shè)備本工法無需特別說明的材料，采用的機(jī)具設(shè)備見表6-1。機(jī)具設(shè)備表表6-1序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)單位數(shù)量用途1龍門式起重機(jī)10t臺(tái)2裝卸2橋式起重機(jī)5t臺(tái)4裝卸3焊條烘干爐ZYHC-1500臺(tái)1烘干4交流弧焊機(jī)BX3-500臺(tái)10點(diǎn)焊5交直兩用焊機(jī)ZXE-500臺(tái)10點(diǎn)焊6氣體保護(hù)焊機(jī)NB-315臺(tái)10點(diǎn)焊7液壓矯正機(jī)BZ63-2.55臺(tái)2焊后矯形8剪板機(jī)Q13*25000臺(tái)2下料9數(shù)控鋼板切割機(jī)CNG-10000臺(tái)2下料10拋丸機(jī)臺(tái)1除銹11碳弧氣刨臺(tái)4備用12H型鋼組立機(jī)臺(tái)6組裝7質(zhì)量控制7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)本工法嚴(yán)格執(zhí)行《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）、《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50300-2001）、《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81-2002）。焊接H型鋼的允許偏差應(yīng)符合表7.1的相應(yīng)規(guī)定。焊接H型鋼的允許偏差表7.1項(xiàng)目允許偏差圖例截面高度hh＜500±2.0500＜h＜10000±3.0h＞1000±4.0截面寬度b±3.0腹板中心偏移2.0翼緣板垂直度△b/100，且不不應(yīng)大于3.0彎曲矢高（受壓構(gòu)構(gòu)件除外）l/1000，且且不應(yīng)大于10.0扭曲h/250，且不不應(yīng)大于5.0腹板局部平面度fft＜143.0T≥142.0板材拼接焊縫、腹板和上下翼緣板組合焊縫應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）表的要求進(jìn)行超聲波檢測，其探傷方法與內(nèi)部缺陷應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》（GB11345-1989）的規(guī)定。7.2質(zhì)量保證措施焊接結(jié)束后24小時(shí)后進(jìn)行焊接UT探傷和焊縫外觀質(zhì)量的檢驗(yàn)。按公司三大體系中質(zhì)量管理的相關(guān)規(guī)定和《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）中規(guī)定表格做好切割下料、矯正和成型、組裝、H型鋼焊接各工序的相關(guān)檢查，并做好記錄。焊接H型鋼腹板和翼緣板焊接焊縫一般采用自動(dòng)焊或半自動(dòng)焊連續(xù)施焊，采用熔透的坡口焊縫，焊縫質(zhì)量等級(jí)須達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。焊接H型鋼腹板和翼緣板角焊縫表面，應(yīng)做成直線或弧形，焊接中應(yīng)避免咬肉和弧坑等缺陷，焊縫的始末端，必須采用回焊等措施避免弧坑和咬肉的發(fā)生，回焊長度不小于3倍直角焊縫焊角尺寸。所有引弧板割去處，均應(yīng)機(jī)械加工，一般可用砂輪修磨使之與主體金屬齊平。焊接H型鋼的翼緣板邊緣，當(dāng)用手工氣割或剪板機(jī)切割時(shí)，應(yīng)沿全長刨邊；當(dāng)采用自動(dòng)或半自動(dòng)切割時(shí)，可局部修整。焊接H型鋼翼緣板邊緣要整齊光潔，切忌有凹坑與缺棱等。焊接H型鋼焊后不允許下?lián)稀?安全措施8.1安全教育組織工人認(rèn)真學(xué)習(xí)公司三大體系中的安全管理方法，認(rèn)真貫徹執(zhí)行勞動(dòng)保護(hù)、安全生產(chǎn)、消防工作的各類法規(guī)、條例、規(guī)定，遵守安全生產(chǎn)制度和規(guī)定，同時(shí)建立相應(yīng)的安全管理體系。8.2安全措施專職安全員、焊工、電工、氣割工、機(jī)械操作工等特殊工種人員必須持證上崗。車間的機(jī)械設(shè)備必須有書面操作規(guī)程，操作人員必須持證上崗，嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，不得帶病或酒后作業(yè)，且實(shí)行定機(jī)定人。機(jī)械設(shè)備管理人員必須經(jīng)常檢查機(jī)械設(shè)備的安全防護(hù)裝置并予以維修和保養(yǎng)，及時(shí)更換失靈和損壞的部件。按照規(guī)定做好“三上崗”、“一講評(píng)”活動(dòng)，及做好上崗交底、上崗檢查、上崗記錄及周安全評(píng)比活動(dòng)，定期檢查工地安全活動(dòng)、安全防火、生活衛(wèi)生，做好檢查活動(dòng)的有關(guān)記錄。9環(huán)保措施9.1環(huán)保教育組織工人認(rèn)真學(xué)習(xí)公司三大體系中的管理方法，組織工人學(xué)習(xí)環(huán)境保護(hù)法和執(zhí)行當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的有關(guān)規(guī)定，并充分發(fā)揮大型集團(tuán)公司的優(yōu)勢，會(huì)同有關(guān)部門組織環(huán)境監(jiān)測、調(diào)查和掌握環(huán)境狀態(tài)，并督促全體職工自覺做好保護(hù)工作，并認(rèn)真接受環(huán)保部門的監(jiān)督指導(dǎo)。同時(shí)建立相應(yīng)的管理體系。9.2水污染的防治措施生產(chǎn)期間的排水系統(tǒng)的建立與日常維護(hù)，雨季和汛期的強(qiáng)排水措施須經(jīng)過沉淀后方可排入就近的市政雨水窨井內(nèi)，并制定措施方案（包括設(shè)置沉淀池），確保排水通暢。設(shè)專人負(fù)責(zé)，保證作業(yè)區(qū)排水溝的暢通，作業(yè)區(qū)域內(nèi)無積水，保證作業(yè)區(qū)道路暢通。安排專職清潔工，建立“文明清潔崗”制度，保證作業(yè)區(qū)、生活區(qū)的清潔工作。9.3固體廢物的防治措施加強(qiáng)施工管理，實(shí)行文明施工，對(duì)環(huán)境有污染的固體廢物，必須經(jīng)過處理后方可外運(yùn)。廢渣、廢鋼的臨時(shí)貯存，應(yīng)根據(jù)排出量、運(yùn)輸方式、處理能力等情況，妥善設(shè)置堆場、貯罐等緩沖設(shè)施，不得任意堆放。選用的產(chǎn)品采用易回收利用、易處理或者在環(huán)境中易消納的包裝物。9.4噪音的防治措施由于本公司在工業(yè)生產(chǎn)區(qū)，遠(yuǎn)離居民區(qū)、生活區(qū)，生產(chǎn)噪聲主要是控制其對(duì)工人的影響，為此我公司選用降噪吸聲的墻體裝飾材料和局部廠房開放的方法來減小噪音的危害。10效益分析本工法將焊接H型鋼生產(chǎn)中角焊縫焊接質(zhì)量提高到一次性達(dá)標(biāo)90%以上滿足全熔透一級(jí)質(zhì)量要求，避免了傳統(tǒng)工藝的先手工焊打底再反面氣刨清根工藝的繁瑣，減少了工件翻轉(zhuǎn)次數(shù)，同時(shí)在胎具上拼裝避免了大量場地的占用，縮短了工時(shí)，減輕了打磨工作量，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，避免了大量的返修窩工，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。新工法技術(shù)為公司提供了可靠的決策依據(jù)和技術(shù)指標(biāo)，將促進(jìn)公司焊接生產(chǎn)水平的穩(wěn)步提升，社會(huì)效益和環(huán)境效益明顯。本工法具有簡單易操作的特點(diǎn)便于普遍推廣應(yīng)用，生產(chǎn)效率高能節(jié)約大量時(shí)間，對(duì)工程進(jìn)度和企業(yè)形成了較好的經(jīng)濟(jì)效益。11應(yīng)用實(shí)例11.1****項(xiàng)目濃密機(jī)鋼結(jié)構(gòu)工程11.1.1工程概況2010年我公司承建的****項(xiàng)目濃密機(jī)鋼結(jié)構(gòu)工程，為我公司承擔(dān)施工的國外項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物的重點(diǎn)工程，是進(jìn)一步提高公司品牌效益、開拓海外市場的標(biāo)志性工程。其下部104根H型鋼柱均要求為全熔透焊接H型鋼，焊縫質(zhì)量等級(jí)為一級(jí)。焊接量大、質(zhì)量要求高，工期任務(wù)重是本工程的主要特點(diǎn)。11.1.2實(shí)施情況所有H型鋼均采用單邊V行坡口不清根全熔透工藝，對(duì)坡口角度，焊接電流電壓，焊接速度等進(jìn)行有效控制，實(shí)行邊焊接、邊檢測、邊返修的方法，對(duì)車間內(nèi)加工制作的104根H型鋼進(jìn)行全數(shù)控制。通過對(duì)本工法的成功運(yùn)用，有效地減少了焊接應(yīng)力，從而提高了焊接性能，有效抑制裂紋產(chǎn)生，H型鋼焊后經(jīng)檢測，所有H型鋼角焊縫經(jīng)100%UT無損檢測，其合格等級(jí)均達(dá)到《鋼焊縫手工超聲波探傷方法及質(zhì)量分級(jí)法》（GB11345）B級(jí)檢驗(yàn)的一級(jí)。焊縫外觀成型良好，外觀尺寸檢驗(yàn)及施焊記錄完整。11