【正文】 鋼結(jié)構(gòu)焊接工程工藝標(biāo)準(zhǔn) （ SEJ/BZ－ 0602－ 2020） 1 范圍 本工藝標(biāo)準(zhǔn)適用于一般工業(yè)與民用建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝的手工電弧焊、埋弧焊、CO2 氣體保護(hù)焊、焊釘焊焊接工程。 2 施工準(zhǔn)備 材料及主要機(jī)具： 電焊條 : 其型號(hào)按設(shè)計(jì)要求選用，必須有質(zhì)量證明書(shū)。按要求施焊前經(jīng)過(guò)烘焙。嚴(yán)禁使用藥皮脫落、焊芯生銹的焊條。設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí)，焊接 Q235 鋼時(shí)宜選用 E43 系列碳鋼結(jié)構(gòu)焊條；焊接 16Mn 鋼時(shí)宜選用 E50 系列低合金結(jié)構(gòu)鋼焊條；焊接重要結(jié)構(gòu)時(shí)宜采用低氫型焊條（堿性焊條）。按說(shuō)明書(shū)的要 求烘焙后，放入保溫桶內(nèi)，隨用隨取。酸性焊條與堿性焊條不準(zhǔn)混雜使用。 引弧板：用坡口連接時(shí)需用弧板，弧板材質(zhì)和坡口型式應(yīng)與焊件相同。 主要機(jī)具 : 電焊機(jī)（交、直流）、焊把線、焊鉗、面罩、小錘、焊條保溫桶、焊條烘箱、鋼絲刷、石棉布、測(cè)溫計(jì)等。 埋弧焊焊劑與埋弧焊焊絲：其型號(hào)按設(shè)計(jì)要求選用，必須有質(zhì)量證明書(shū)。在給定的鋼材材質(zhì)和焊接參數(shù)條件下，要求焊縫的化學(xué)成分、力學(xué)性能與選擇的焊劑與焊絲匹配。 埋弧焊設(shè)備：自動(dòng)埋弧焊設(shè)備由交流或直流焊接電流、焊接小車(chē)、控制盒和電纜等 附件組成。 實(shí)芯焊絲：其型號(hào)按設(shè)計(jì)要求選用，必須有質(zhì)量證明書(shū)。在給定的鋼材材質(zhì)和焊接參數(shù)條件下，要求焊縫的化學(xué)成分、力學(xué)性能與選擇的焊劑與焊絲匹配。 藥芯焊絲：即在空心焊絲中填充焊劑而焊絲外表并無(wú)藥皮。它比實(shí)芯焊絲具有較多的優(yōu)點(diǎn)，綜合成本低于實(shí)芯焊絲，被廣泛應(yīng)用。其型號(hào)按設(shè)計(jì)要求選用，必須有質(zhì)量證明書(shū)。在給定的鋼材材質(zhì)和焊接參數(shù)條件下，要求焊縫的化學(xué)成分、力學(xué)性能與選擇的焊劑與焊絲匹配。 CO2 氣體保護(hù)焊焊接設(shè)備：熔化極氣體保護(hù)焊設(shè)備由焊接電流、送絲機(jī)兩大部分和氣瓶、流量 計(jì)及預(yù)熱器、焊槍、電纜等附件組成。 電弧栓焊設(shè)備由以下各部分組成： 1 以大功率弧焊整流器為主要構(gòu)成的焊接電源； 2 通斷電開(kāi)關(guān)、時(shí)間控制電路或微電腦控制器； 3 由栓釘?shù)膴A持、提升、加壓、阻尼裝置、主電纜及電 控接頭、開(kāi)關(guān)和把手組成的焊槍； 4 主電纜和控制導(dǎo)線 ,由于栓釘焊接要求快速連續(xù)操 作，大容量的焊機(jī)一次電纜截面要求為 60mm2 （長(zhǎng)度 30m 以內(nèi)），二次電纜要求為 100mm2（長(zhǎng)度為 60m 以內(nèi)）。 作業(yè)條件 熟悉圖紙，做焊接工藝技術(shù)交底。 施焊前應(yīng)檢查焊工 合格證有效期限，應(yīng)證明焊工所能承擔(dān)的焊接工作。 現(xiàn)場(chǎng)供電應(yīng)符合焊接用電要求。 環(huán)境溫度低于 0℃ ，對(duì)預(yù)熱后熱溫度應(yīng)根據(jù)工藝試驗(yàn)確定。 3 操作工藝 手工電弧焊工藝流程 作業(yè)準(zhǔn)備 → 電弧焊接（平焊、立焊、橫焊、仰焊） → 焊縫檢查 鋼結(jié)構(gòu)電弧焊接： 平焊 1 選擇合適的焊接工藝、焊條直徑、焊接電流，焊接速度，焊接電弧長(zhǎng)度等，通過(guò)焊接工藝試驗(yàn)驗(yàn)證。 2 清理焊口：焊前檢查坡口、組裝間隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊縫周?chē)坏糜杏臀?、銹物。 3 烘焙焊條應(yīng) 符合規(guī)定的溫度與時(shí)間，從烘箱中取出的焊條，放在焊條保溫桶內(nèi)，隨用隨取。 4 焊接電流：根據(jù)焊件厚度、焊接層次、焊條型號(hào)、直徑、焊工熟練程度等因素，選擇適宜的焊接電流。 5 引弧：角焊縫起落弧點(diǎn)應(yīng)在焊縫端部，宜大于 10mm，不應(yīng)隨便打弧，打火引弧后應(yīng)立即將焊條從焊縫區(qū)拉開(kāi)，使焊條與構(gòu)件間保持 2－ 4mm 間隙產(chǎn)生電弧。對(duì)接焊縫及對(duì)接和角接組合焊縫，在焊縫兩端設(shè)引弧板和引出板，必須在引弧板上引弧后再焊到焊縫區(qū)，中途接頭則應(yīng)在焊縫接頭前方 15～ 20mm 處打火引弧，將焊件預(yù)熱后再將焊條退回到焊縫起始處，把熔池填滿到要求 的厚度后，方可向前施焊。 6 焊接速度：要求等速焊接，保證焊縫厚度、寬度均勻一致，從面罩內(nèi)看熔池中鐵水與熔渣保持等距離（ 2～ 3mm）為宜。 7 焊接電弧長(zhǎng)度：根據(jù)焊條型號(hào)不同而確定，一般要求電弧長(zhǎng)度穩(wěn)定不變，酸性焊條一般為3～４ mm，堿性焊條一般為 2～ 3mm 為宜。 8 焊接角度：根據(jù)兩焊件的厚度確定，焊接角度有兩個(gè)方面，一是焊條與焊接前進(jìn)方向的夾角為 60～ 75176。；二是焊條與焊接左右?jiàn)A角有兩種情況，當(dāng)焊件厚度相等時(shí)，焊條與焊件夾角均為 45176。；當(dāng)焊件厚度不等時(shí)，焊條與較厚焊件一側(cè)夾角應(yīng)大于焊條與較薄焊件一側(cè)夾角 。 9 收?。好織l焊縫焊到末尾．應(yīng)將弧坑填滿后，往焊接方向相反的方向帶弧，使弧坑甩在焊道里邊，以防弧坑咬肉。焊接完畢，應(yīng)采用氣割切除弧板，并修磨平整，不許用錘擊落。 10 清渣：整條焊縫焊完后清除熔渣，經(jīng)焊工自檢（包括外觀及焊縫尺寸等）確無(wú)問(wèn)題后，方可轉(zhuǎn)移地點(diǎn)繼續(xù)焊接。 立焊 : 基本操作工藝過(guò)程與平焊相同，但應(yīng)注意下述問(wèn)題： 1 在相同條件下，焊接電源比平焊電流小 10％－ 15％。 2 采用短弧焊接，弧長(zhǎng)一般為 —2～ 3mm。 3 焊條角度根據(jù)焊件厚度確定。兩焊件厚度相等，焊條與焊條左右方向夾角均為 45176。；兩焊件厚度不等時(shí)，焊條與較厚焊件一側(cè)的夾角應(yīng)大于較薄一側(cè)的夾角．焊條應(yīng)與垂直面形成60176?！?80176。角，使電弧略向上，吹向熔池中心。 4 收弧：當(dāng)焊到末尾，采用排弧法將弧坑填滿，把電弧移至熔池中央停弧。嚴(yán)禁使弧坑甩在一邊。為了防止咬肉，應(yīng)壓低電弧變換焊條角度，使焊條與焊件垂直或由弧稍向下吹。 橫焊：基本與平焊相同，焊接電流比同條件平焊的電流小 10％～ 15％，電弧長(zhǎng) 2～ 4mm。焊條的角度，橫焊時(shí)焊條應(yīng)向下傾斜，其角度為 70176?！?80176。，防止鐵水下墜。根據(jù)兩焊件的厚度不同，可適當(dāng)調(diào)整焊條角度，焊條 與焊接前進(jìn)方向?yàn)?70～ 90176。 仰焊：基本與立焊、橫焊相同，其焊條與焊件的夾角和焊件厚度有關(guān)，焊條與焊接方向成 70176。～ 80176。`角，宜用小電流、短弧焊接。 冬期低溫焊接： 在環(huán)境溫度低于 0℃ 條件下進(jìn)行電弧焊時(shí)，除遵守常溫焊接的有關(guān)規(guī)定外，應(yīng)調(diào)整焊接工藝參數(shù)，使焊縫和熱影響區(qū)緩慢冷卻。風(fēng)力超過(guò)４級(jí)，應(yīng)采取擋風(fēng)措施；焊后未冷卻的接頭應(yīng)避免碰到冰雪。 鋼結(jié)構(gòu)為防止焊接裂紋，應(yīng)預(yù)熱。預(yù)熱以控制層間溫度。當(dāng)工作地點(diǎn)溫度在 0℃ 以下時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工藝試驗(yàn)，以確定適當(dāng)?shù)念A(yù)熱、后熱溫度。 埋弧焊工藝流程 作業(yè)準(zhǔn)備 → 埋弧焊焊接 → 焊縫檢查 → 焊縫修補(bǔ) 鋼結(jié)構(gòu)埋弧焊焊接 1 選擇合適的焊接工藝，焊絲、焊劑、焊接電流、焊接速度焊接電弧長(zhǎng)度等，必須通過(guò)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)的驗(yàn)證。 2 清理焊口：焊前檢查坡口、焊接間隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊縫周?chē)坏糜杏臀?、銹物。 3 烘焙的焊劑應(yīng)符合規(guī)定的溫度與時(shí)間，應(yīng)從烘箱中隨用隨取。 4 焊接電流與焊接速度應(yīng)根據(jù)焊件厚度、焊接層次，按 相關(guān)工藝參數(shù)選配。 5 焊劑堆放高度：焊劑堆放高度一般為 25―50mm 。高度太小時(shí)對(duì)電弧的包 圍保護(hù)不完全，影響焊接質(zhì)量。堆放高度太大時(shí)，透氣性不好，易使焊縫產(chǎn)生氣孔和表面成形不良。 6 焊劑粒度：焊劑粒度大小是根據(jù)電流值選擇，電流大時(shí)應(yīng)選用細(xì)粒度焊劑，否則焊縫外形不良。電流小時(shí)，應(yīng)選用粗粒度焊劑，否則透氣性不好，焊縫表面易出現(xiàn)麻坑。一般粒度為8－ 40 目，細(xì)粒度時(shí)為 14―80 目。 7 焊劑回收次數(shù)：焊劑回收反復(fù)使用時(shí)要清除飛濺顆粒、渣殼、雜物等，反復(fù)使用次數(shù)過(guò)多時(shí)應(yīng)與新焊劑混合使用，否則影響焊縫質(zhì)量。 8 焊絲直徑：由于細(xì)焊絲比粗焊絲的電阻熱大，因而熔化系數(shù)大，在同樣焊接電流時(shí)，細(xì)焊絲比粗焊絲可提高 焊接速度及生產(chǎn)率。同時(shí)由于利用了焊絲的電阻熱而可以節(jié)約電能。 9 焊絲數(shù)目：雙焊絲并列焊接時(shí)，可以增加熔寬并提高生產(chǎn)率。雙焊絲串列焊接分雙焊絲共熔池和不共熔池兩種形式，前者可提高生產(chǎn)率、調(diào)節(jié)焊縫成形系數(shù)，后者除了可提高生產(chǎn)率以外，前絲電弧形成的溫度場(chǎng)還能對(duì)后絲的焊縫起預(yù)熱作用，后絲電弧則對(duì)前絲焊縫起后熱作用，降低了熔池冷卻速度，增加 t8/5，可改善焊縫的組織性能，減少冷裂紋傾向。 CO2 氣體保護(hù)焊工藝流程 作業(yè)準(zhǔn)備 → CO2 氣體保護(hù)焊焊接 → 焊縫檢查 → 焊縫修補(bǔ) 鋼結(jié)構(gòu) CO2 氣體保 護(hù)焊焊接 1 選擇合適的焊接工藝，焊絲、焊劑、焊接電流、焊接速度焊接電弧長(zhǎng)度等，必須通過(guò)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)的驗(yàn)證。 2 清理焊口：焊前檢查坡口、焊接間隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊縫周?chē)坏糜杏臀?、銹物。 3 烘焙的焊絲應(yīng)符合規(guī)定的溫度與時(shí)間，應(yīng)從烘箱中隨用隨取。 4 焊接電流與焊接速度應(yīng)根據(jù)焊件厚度 /焊接層次，按相關(guān)工藝參數(shù)選配。 5 焊接電流和焊接電壓：對(duì) CO2 氣體保護(hù)焊來(lái)說(shuō)，電流、電壓對(duì)熔滴過(guò)渡形式有更為特殊的影響。與其他電弧焊接方法相同的是，當(dāng)電流大時(shí)焊縫熔深大，余高大；當(dāng)電壓高時(shí)熔寬大，熔深淺。 反之則得到相反的焊縫成形。 CO2 氣體保護(hù)焊熔滴過(guò)渡形式 １ 短路過(guò)渡：是在焊絲、低電壓和小電流情況下發(fā)的。焊絲熔化后由于斑點(diǎn)壓力對(duì)熔滴有排斥作用，使熔滴懸掛于焊絲端頭并積聚長(zhǎng)大，甚至與母材的熔池相連并過(guò)渡到熔池中。短路過(guò)渡主要特征是短路時(shí)間和短路頻率。影響短路過(guò)渡穩(wěn)定性的因素主要是電壓，電壓約為18―21V 時(shí)，短路時(shí)間長(zhǎng)，過(guò)程較穩(wěn)定。短路過(guò)渡形式一般適合用于簿鋼板的焊接。見(jiàn)表 1。 2 滴狀過(guò)渡 : 是在電弧稍長(zhǎng)、電壓較高時(shí)產(chǎn)生的，此時(shí)熔滴受到較大的斑點(diǎn)壓力、熔滴在CO2 氣氛中一般不能沿焊絲軸向過(guò) 渡到熔池中，而是偏離焊線軸向，甚至于上翹。由于產(chǎn)生較大的飛濺，因此滴狀過(guò)渡形式在生產(chǎn)中很難采用。只有在富氬混合氣焊接時(shí)，熔滴才能形成軸向過(guò)渡和得到穩(wěn)定的電弧過(guò)程。在建筑鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)和施工安裝中應(yīng)用較少。 表 1 CO2 氣體保護(hù)焊穩(wěn)定短路過(guò)渡時(shí)不同焊絲直徑的電流范圍 焊絲直徑 （ mm） 允許電流 （ A） 最佳電流 （ A） 60－－ 160 60－－ 100 70－－ 240 70－－ 120 90－－ 260 90－－ 175 110－－ 290 110－－ 200 120－－ 350 120－－ 250 3 射滴過(guò)渡 : 是一種自由過(guò)渡形式。但其中也伴有瞬時(shí)短路。它是在 — 的焊絲，大電流條件下產(chǎn)生的，是一種穩(wěn)定的電弧過(guò)渡。焊絲直徑 — 時(shí)，如電流較大，電弧電壓較高，能產(chǎn)生滴狀過(guò)渡。但如電弧電壓降低，電弧的強(qiáng)烈吹力將會(huì)排除部分熔池金屬，而使電弧部分潛入熔池的凹坑中，隨著電流增大則焊絲端頭幾乎全部潛入熔池，同時(shí)熔滴尺寸減小，過(guò)渡頻率增加，飛濺明顯降低，形成典型的射滴過(guò)渡。表 2 是不同焊絲直徑形成射滴過(guò)渡的電流范圍。 表 2 不同焊絲直徑形成射滴過(guò)渡的電流范圍 焊絲直徑 （ mm ） 焊接電流 （ A ） 250－－ 350 300－－ 500 350－－ 550 400－－ 650 500－－ 750 CO2＋ Ar 混合氣配比的影響 : 不論對(duì)于短路過(guò)渡還是滴狀過(guò)渡的情況，在 CO2 氣體中加入 Ar，飛濺率都能減少。短路過(guò)渡時(shí) CO2 含量在 50％－ 70％范圍內(nèi)都有良好效果，在大電流滴狀過(guò)渡時(shí)， Ar 含量為 75％－ 80％時(shí)，可以達(dá)到噴射過(guò)渡，電弧穩(wěn)定，飛濺很小。 保護(hù)氣流量的影響 : 氣流量大時(shí)保護(hù)充分 ,但流量太大時(shí)對(duì)電弧的冷卻和壓縮很 劇烈，電弧力太大會(huì)擾亂熔池，影響焊縫成形。 導(dǎo)點(diǎn)嘴與焊絲端頭距離的影響：導(dǎo)電嘴與焊絲伸出端的距離亦稱為焊絲伸出長(zhǎng)度 ,該長(zhǎng)度大則由于焊絲電阻而使焊絲伸出端產(chǎn)生熱量大，有利于提高焊絲的熔敷率，但伸出長(zhǎng)度過(guò)大時(shí)會(huì)發(fā)生焊絲伸出段紅熱軟化而使電弧過(guò)程不穩(wěn)定的情況。通常 焊絲伸出長(zhǎng)度保持在 15－ 20mm，按焊接電流大小作選擇。 焊炬與工件的距離：焊炬與工件太大時(shí)，保護(hù)氣流到達(dá)工件表面處的挺度差，空氣易侵入，保護(hù)效果不好，焊縫易出氣孔。距離太小則保護(hù)罩易被飛濺堵塞，使保護(hù)氣流不順暢，需經(jīng) 常清理保護(hù)罩。為此，合適的距離根據(jù)使用電流大小而定。 電源極性的影響 : 采用反接時(shí)（焊絲接正極 ,母材接負(fù)極），電弧的電磁收縮力較強(qiáng)，熔滴過(guò)渡的軸向性強(qiáng)，且熔滴較細(xì)，因而電弧穩(wěn)定。反之則電弧不穩(wěn)。 焊接速度的影響： CO2 氣體保護(hù)焊，焊接速度的影響與其他電弧焊方法相同，焊接速度太慢則熔池金屬在電弧下堆積，反而減小熔深，且熱影響區(qū)太寬，對(duì)于熱輸入敏感的母材易造成熔合線及熱影響區(qū)脆化。焊接速度太快，則熔池冷卻速度太快，不僅易出現(xiàn)焊縫成形不良（波紋粗 ）、氣孔等缺陷，而且對(duì)淬硬敏感性強(qiáng)的母材易 出現(xiàn)延遲裂紋。因此焊接速度應(yīng)根據(jù)焊接電流、電壓的選擇來(lái)加以合理匹配。 CO2 氣體純度的影響：氣體的純度對(duì)焊接質(zhì)量有一定的影響 ,雜質(zhì)中的水分和碳?xì)浠衔飼?huì)使熔敷金屬中擴(kuò)散氫含量增高，對(duì)厚板多層焊易于產(chǎn)生冷裂紋或延遲裂紋。我國(guó)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《焊接用二氧化碳 》（ HG/T2537－ 93 ）規(guī)定二氧化碳的技術(shù)要求見(jiàn)表 3。 平對(duì)接、角接、立向位置對(duì)接、橫向位置對(duì)接的推薦焊接參數(shù)請(qǐng)查看中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)編著的《建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊(cè)》 頁(yè)表 5－ 58 至表 5－ 61。（以下簡(jiǎn)稱為《手冊(cè)》） 表 3 二氧化碳的技術(shù)要求 項(xiàng) 目 組分含量 （ % ） 優(yōu)等品 一等品 合格品 二氧化碳含量 （ V/V ） ≥ 液態(tài)水 油 睡蒸氣＋乙醇含量（ m/m） ≤ 氣味