空间桁架体系钢结构现场施工焊接与质量控制

现场施工焊接与质量控制

1、钢结构焊接工程概况

本工程屋盖为空间桁架体系，钢材材质主要采用Q345B ，相贯桁架钢管直径较大，杆件主要为Φ114*4、Φ140*5、Φ180*6、Φ219*8、Φ245*8、Φ273*10、Φ325*12、Φ325*20、Φ351*12、Φ377*12、Φ377*16、Φ426*16、Φ426*25、Φ500*30、Φ610*18、Φ610*30、Φ813*20、Φ813*30、Φ89*4。焊接难度大。

焊接工程量主要包括：桁架弦杆分段对接焊接、腹杆与弦杆相贯焊接、支座焊接、屋面梁焊接等。

其中主要为现场拼装焊接，部分高空焊接。 采用的主要焊接方式 ⑴、手工电弧焊 使用部位： a 、拼装点焊固定 b 、打底焊接

c 、支座板与预埋件焊接 d 、其它焊接工作量较小的部位 ⑵、二氧化碳气体保护焊 使用部位：

a 、桁架弦杆对接焊接。 b 、桁架相贯焊接。 c 、钢结构焊接 2、焊前准备

2.1、人员准备

本工程从事焊接作业的人员，从工序负责人到作业班长仍至具体操作的施焊技工、配合工以及负责对焊接接头进行无损检测的专业人员，均为资格人员和曾从事过配合作业的人员，既便是辅助工，也须通晓焊接作业平台的具体搭设及作业顺序和作业所须时间，从而准备好焊前工作，包括工完场清的具体要求及焊材的分类，首先从人员组织上杜绝质量事故发

生。

2.2、主要设备机具

本工程准备主要采用手工电弧焊，所以应配备完好的数量足够的设备以及机具，具体设备机具见主要设备机具计划表。

2.3、焊材的选用与管理 １、焊材选用

焊接材料主要选用以下牌号：

手工焊条： E43××、E50××系列焊丝，直径 φ3.2 、φ4.0 二氧化碳焊丝：ER50-2、直径φ1.2 ２、焊材的管理

焊材应按焊材管理制度严格管理，强调如下：

A ．焊材要有齐全的材质证明，并经检查确认合格后方可入库。 B ．焊材应由专人发放，并作好发放记录。

C ．焊条要按规定烘烤，烘干焊条时，应防止将焊条突然放进高温炉内，或从高温中突然取出冷却，以防止焊条因骤冷骤热而产生药皮开裂现象。

D ．焊条烘烤次数不得超过三次。

E ．焊条应随用随取，领出的焊条应放入保温筒内，剩余的焊条应当天退回焊条房。 2.4、焊前技术准备

（1）、焊前应进行技术和安全交底。

（2）、焊接工艺评定合格后方可进行正式焊接。

（3）、焊条在使用前必须按规定烘焙， E4315、E5015、或E5016焊条的烘焙温度为350℃。烘焙1小时后缓冷放置于150℃保温箱中存放，随用随取，焊条应放入保温筒内。

（4）、不得使用药皮脱落或焊芯生锈的变质焊条。

（5）、衬板和引弧板应按规定的规格制作加工，保证其尺寸，坡口要符合标准。 （6）、在焊接前，将坡口表面、坡口边缘内外侧30-50mm 范围内的油污、铁锈等杂物清除干净，露出金属光泽。

（7）、定位焊焊接方法、焊接要求同正式焊接。定位焊应牢固可靠，定位焊不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。

（8）、施焊前，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，应修正合格后方可施焊。

（9）、焊接作业区手工电弧焊风速大于10m/s、气体保护焊风速大于2m/s时，应设防风棚或采取其他有效的防风措施后方可施焊。

（10）、雨、雪天气或相对湿度大于90%时，采取有效防护措施后方可施焊。 （11）、施焊现场环境温度低于0℃时，在始焊点附近100mm 范围内采用火焰预热至30℃以上，方可施焊，且在焊接过程中均不应低于这一温度。

（12）、现场施焊前应检查临时设施是否安全可靠。 3、焊接施工

3.1、桁架的焊接

桁架的焊接包括主弦杆管与管、弦杆与腹杆的相贯焊接。 焊接顺序如为先焊主弦杆管与管对接焊缝；

焊完一条后再焊另一条，同一管子的两条焊缝不得同时焊接。 焊接时应由中间往两边对称跳焊，防止扭曲变形。 １、桁架弦杆与弦杆的对接焊接 ⑴、焊接坡口形式

铸钢件1

40°45°

无缝钢管

6～8

3°

35～80

1

a 钢管与铸钢件对接焊缝坡口形式

b 管管对接焊缝坡口形式

管管对接焊缝坡口形式⑵、焊接位置：水平固定。

⑶、焊接方法：SMAW ⑷、预热

桁架的对接焊缝焊接时要进行预热。采用柔性履带式电加热片伴随预热，加热片布置见图，预热温度为120℃～150℃。预热范围为：焊缝两侧，每侧宽度应大于焊件厚度的2倍，且不小于100mm 。预热应均匀一致。层间温度为120℃～200℃。焊后缓冷。

管对接焊缝加热片布置示意图

1-1

⑸、焊接顺序

1）、每条环焊缝由两名焊工对称施焊； 2）、采用多层多道焊；

3）、根部用φ3.2mm 焊条打底焊1～2 层，其他用φ4mm 焊条填充、盖面。 ２、斜腹杆的对接焊缝焊接 ⑴、坡口形式：相贯焊接。 ⑵、焊接位置：全位置。 ⑶、焊接方法：SMAW ⑷、焊接顺序

1）每条环焊缝应由两名焊工对称施焊；多层多道焊。

2）根部用φ3.2mm 焊条打底焊1～2 层，其他用φ4mm 焊条填充、盖面。 ３、弦杆与腹杆的相贯焊接 ⑴、坡口形式：相贯焊接。

钢管相贯线焊缝位置沿支管周边分为A （趾部）、B （侧面）、C （跟部）三个区域，当a ≥75°时A 、B 、C 区采用带坡口的全熔透焊缝，当a ≤75°时A 、B 、区为带坡口的全熔透焊缝，a ≤35°时，C 区采用角焊缝形式，焊缝高度大于1.5倍支管壁厚，各区相接处坡口及焊缝应圆滑过渡。

管式相贯节点焊缝分区图

C 区

相贯焊缝坡口形式

⑵、焊接位置：全位置。 ⑶、焊接方法：SMAW 或TIG+SMAW ⑷、焊接顺序

1) 、相贯焊缝应对称施焊；多层多道焊。

2) 、熔透部位采用TIG φ3.2mm 的焊丝打底，或直接采用手工电弧焊φ3.2mm 焊条打底，但要确保单面焊双面成形，其他采用φ4mm 焊条填充、盖面。

3) 、一个节点往往有多条相贯焊缝，焊缝集中。一条相贯焊缝焊接完毕冷却后，再焊相邻的相贯焊缝，以防止应力集中，减小焊接变形。

3.2、焊缝返修

（1）、焊缝返修应由经验丰富的优秀焊工承担。

（2）、焊缝返修采用碳弧气刨清除缺陷。确认彻底清除缺陷后，用砂轮机或直线磨光机清除渗碳层，然后进行补焊。返修焊缝的焊接工艺同正常焊接。

（3）、焊缝同一部位的返修次数，不宜超过两次。 4、焊接质量控制

4.1、焊接前准备

4.2、焊接过程中

焊接过程中检查以下内容： 1、焊接层间温度；

2、焊道之间熔渣的清除必须彻底；

3、焊接速度、焊接电流、电压与焊接工艺指导书一致，若发现按照焊接 4、工艺指导书施工有焊接缺陷时应立即通知焊接技术负责人； 5、尽量保证焊缝一次焊完，防止焊接冷裂纹。 4.3、焊接完成后处理

本工程焊接完成后要注意采取有效的措施, 具体要求如下： 1、焊后热处理应在焊缝完成后立即进行； 2、焊后自然冷却，不可强制水冷；

3、焊接完成24小时后方可进行焊缝无损检测。 4.4、焊接注意事项

（1）、引弧应在焊道处进行，严禁在焊道区以外的母材上起弧。 （2）、施焊时宜分层焊接。

（3）、焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理检查，清除缺陷后再焊。 （4）、预热要尽可能均匀一致，焊后要注意保温。

（5）、焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量。检查合格后应在规定部位打上焊工钢印。

（6）、需要磨平的焊缝，经无损检测合格后方可磨平。

（7）、焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查清原因，订出修补工艺后方可处理。 （8）、焊接工作结束，将焊缝区及焊接工作位置场地清理干净。

4.5、焊缝无损检测的质量控制

1、现场焊接将以通过的焊接工艺评定来确定焊接工艺的各项参数。本工程的焊接工艺参数参照我公司在类似管桁架工程的焊接工艺评定。

2、焊缝无损检测在焊接完成24小时后进行，与焊接作业成交叉流水，确保工程进度。 3、焊缝探伤检测前由专人用磨光机打磨焊缝表面及两侧的飞溅物，确保探头滑动自由。 4、施工现场配备有资格的专业检测人员，进行焊缝外观检查和无损探伤，并做好焊缝检查探伤记录，出具无损检测报告书。

5、依据设计图纸的要求和无损探伤规范来判别焊缝焊接质量，出现问题及时上报现场质检部，根据焊缝缺陷部位、进行分析、编制相应的修改工艺，报监理单位确认，确认后由专职质检员跟踪及时组织焊缝返修，完毕后安排复检，出具检测结果，严禁瞒骗过关。 5、焊接过程中的安全措施

1、明确安全责任，项目经理作为安全责任第一人，要负责好现场的安全管理，安全员要负责好现场的安全巡查工作。

2、高处作业的安全设施必须经过验收通过方可进行下道工序的作业。

3、重点把好高空作业安全关, 有高处作业人员必须经过体检合格，工作期间严禁喝酒、打闹。高空作业人员务必系挂安全带，并在操作、行走时即刻扣挂于安全缆绳上。

4、现场焊接时，制作专用挡风斗，对火花采取接火器接取火花等严密的处理措施，以防火灾、烫伤等，吊装作业应划定危险区域，挂设安全标志，加强安全警戒。

5、施工中的电焊机、空压机、气瓶、打磨机等必须采取固定措施存放于平台上，不得摇晃滚动。气瓶需有防爆防晒措施，且远离电焊、气割火花及发热物体。

6、高处作业中的手动工具、焊条、切割块等必须放在完好的工具袋内，并将工具袋系好固定，不得直接放在杆件、走道板等物件上，以免妨碍通行，每道工序完成后临边不准留有杂物，以免通行时将物件踢下坠落。

7、高空作业人员携带的手动工具、手持工具应系安全绳，禁止在高空抛掷任何物件，传递物件时要用绳拴牢。避免直线垂直交叉作业。

8、施工现场严禁吸烟。