蘭州鋼結構工程鋼結構手工電弧焊焊接工藝標準

 1  范圍：本工藝標準適用于一般工業與民用建筑工程中鋼結構制作與安裝手工電弧焊焊接工程。

2     施工準備

2.1  材料及主要機具

2.1.1  電焊條：其型號按設計要求選用，必須有質量證明書。按要求施焊前經過烘焙。嚴禁使用藥皮脫落、焊芯生銹的焊條。設計無規定時，焊接Q235鋼時宜選用E43系列碳鋼結構焊條；焊接16Mn鋼時宜選用E50系列低合金結構鋼焊條；焊接重要結構時宜采用低氫型焊條（堿性焊條）。按說明書的要求烘焙后，放入保溫桶內，隨用隨取。酸性焊條與堿性焊條不準混雜使用。

2.1.2  引弧板：用坡口連接時需用弧板，弧板材質和坡口型式應與焊件相同。

2.1.3  主要機具：電焊機（交、直流）、焊把線、焊鉗、面罩、小錘、焊條烘箱、焊條保溫桶、鋼絲刷、石棉條、測溫計等。

2.2  作業條件

2.2.1  熟悉圖紙，做焊接工藝技術交底。

2.2.2  施焊前應檢查焊工合格證有效期限，應證明焊工所能承擔的焊接工作。

2.2.3  現場供電應符合焊接用電要求。

2.2.4  環境溫度低于0℃，對預熱，后熱溫度應根據工藝試驗確定。

3  操作工藝

3.1  工藝流程：作業準備→電弧焊接（平焊、立焊、橫焊、仰焊）→焊縫檢查

3.2  鋼結構電弧焊接：

3.2.1  平焊

3.2.1.1  選擇合格的焊接工藝，焊條直徑，焊接電流，焊接速度，焊接電弧長度等，通過焊接工藝試驗驗證。

3.2.1.2  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，焊縫周圍不得有油污、銹物。

3.2.1.3  烘焙焊條應符合規定的溫度與時間，從烘箱中取出的焊條，放在焊條保溫桶內，隨用隨取。

3.2.1.4  焊接電流：根據焊件厚度、焊接層次、焊條型號、直徑、焊工熟練程度等因素，選擇適宜的焊接電流。

3.2.1.5  引弧：角焊縫起落弧點應在焊縫端部，宜大于10mm，不應隨便打弧，打火引弧后應立即將焊條從焊縫區拉開，使焊條與構件間保持2～4mm間隙產生電弧。對接焊縫及時接和角接組合焊縫，在焊縫兩端設引弧板和引出板，必須在引弧板上引弧后再焊到焊縫區，中途接頭則應在焊縫接頭前方15～20mm處打火引弧，將焊件預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。

3.2.1.6  焊接速度：要求等速焊接，保證焊縫厚度、寬度均勻一致，從面罩內看熔池中鐵水與熔渣保持等距離（2～3mm）為宜。

3.2.1.7  焊接電弧長度：根據焊條型號不同而確定，一般要求電弧長度穩定不變，酸性焊條一般為3～4mm，堿性焊條一般為2～3mm為宜。

3.2.1.8  焊接角度：根據兩焊件的厚度確定，焊接角度有兩個方面，一是焊條與焊接前進方向的夾角為60～75°；二是焊條與焊接左右夾角有兩種情況，當焊件厚度相等時，焊條與焊件夾角均為45°；當焊件厚度不等時，焊條與較厚焊件一側夾角應大于焊條與較薄焊件一側夾角。

3.2.1.9  收弧：每條焊縫焊到末尾，應將弧坑填滿后，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，應采用氣割切除弧板，并修磨平整，不許用錘擊落。

3.2.1.10  清渣：整條焊縫焊完后清除熔渣，經焊工自檢（包括外觀及焊縫尺寸等）確無問題后，方可轉移地點繼續焊接。

3.2.2  立焊：基本操作工藝過程與平焊相同，但應注意下述問題：

3.2.2.1  在相同條件下，焊接電源比平焊電流小10%～15%。

3.2.2.2  采用短弧焊接，弧長一般為2～3mm。

3.2.2.3  焊條角度根據焊件厚度確定。兩焊件厚度相等，焊條與焊條左右方向夾角均為45°；兩焊件厚度不等時，焊條與較厚焊件一側的夾角應大于較薄一側的夾角。焊條應與垂直面形成60°～80°角，使角弧略向上，吹向熔池中心。

3.2.2.4  收弧：當焊到末尾，采用排弧法將弧坑填滿，把電弧移至熔池中央停弧。嚴禁使弧坑甩在一邊。為了防止咬肉，應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。

3.2.3  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2～4mm。焊條的角度，橫焊時焊條應向下傾斜，其角度為70°～80°，防止鐵水下墜。根據兩焊件的厚度不同，可適當調整焊條角度，焊條與焊接前進方向為70°～90°。

3.2.4  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，焊條與焊接方向成70°～80°角，宜用小電流、短弧焊接。

3.3  冬期低溫焊接：

3.3.1  在環境溫度低于0℃條件下進行電弧焊時，除遵守常溫焊接的有關規定外，應調整焊接工藝參數，使焊縫和熱影響區緩慢冷卻。風力超過4級，應采取擋風措施；焊后未冷卻的接頭，應避免碰到冰雪。

3.3.2  鋼結構為防止焊接裂紋，應預熱、預熱以控制層間溫度。當工作地點溫度在0℃以下時，應進行工藝試驗，以確定適當的預熱，后熱溫度。

4  質量標準

4.1  保證項目

4.1.1  焊接材料應符合設計要求和有關標準的規定，應檢查質量證明書及烘焙記錄。

4.1.2  焊工必須經考試合格，檢查焊工相應施焊條件的合格證及考核日期。

4.1.3  Ⅰ、Ⅱ級焊縫必須經探傷檢驗，并應符合設計要求和施工及驗收規范的規定，檢查焊縫探傷報告。

4.1.4  焊縫表面Ⅰ、Ⅱ級焊縫不得有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑等缺陷。Ⅱ級焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑、裂紋、電弧擦傷等缺陷，且Ⅰ級焊縫不得有咬邊、未焊滿等缺陷。

4.2  基本項目

4.2.1  焊縫外觀：焊縫外形均勻，焊道與焊道、焊道與基本金屬之間過渡平滑，焊渣和飛濺物清除干凈。

4.2.2  表面氣孔：Ⅰ、Ⅱ級焊縫不允許；Ⅲ級焊縫每50mm長度焊縫內允許直徑≤0.4t；且≤3mm氣孔2個；氣孔間距≤6倍孔徑。

4.2.3  咬邊：Ⅰ級焊縫不允許。

Ⅱ級焊縫：咬邊深度≤0.05t，且≤0.5mm，連續長度≤100mm，且兩側咬邊總長≤10%焊縫長度。

Ⅲ級焊縫：咬邊深度≤0.1t，且≤1mm。

注：t為連接處較薄的板厚。

4.3   允許偏差項目

注：b為焊縫寬度，t為連接處較薄的板厚，hf為焊角尺寸。

5  成品保護

5.1  焊后不準撞砸接頭，不準往剛焊完的鋼材上澆水。低溫下應采取緩冷措施。

5.2  不準隨意在焊縫外母材上引弧。

5.3  各種構件校正好之后方可施焊，并不得隨意移動墊鐵和卡具，以防造成構件尺寸偏差。隱蔽部位的焊縫必須辦理完隱蔽驗收手續后，方可進行下道隱蔽工序。

5.4  低溫焊接不準立即清渣，應等焊縫降溫后進行。

6  應注意的質量問題

6.1  尺寸超出允許偏差：對焊縫長度、寬度、厚度不足，中心線偏移，彎折等偏差，應嚴格控制焊接部位的相對位置尺寸，合格后方準焊接，焊接時精心操作。

6.2  焊縫裂紋：為防止裂紋產生，應選擇適合的焊接工藝參數和施焊程序，避免用大電流，不要突然熄火，焊縫接頭應搭接10～15mm，焊接中不允許搬動、敲擊焊件。

6.3  表面氣孔：焊條按規定的溫度和時間進行烘焙，焊接區域必須清理干凈，焊接過程中選擇適當的焊接電流，降低焊接速度，使熔池中的氣體完全逸出。

6.4  焊縫夾渣：多層施焊應層層將焊渣清除干凈，操作中應運條正確，弧長適當。注意熔渣的流動方向，采用堿性焊條時，必須使熔渣留在熔渣后面。

7  質量記錄

本工藝標準應具備以下質量記錄：

7.1  焊接材料質量證明書。

7.2  焊工合格證及編號。

7.3  焊接工藝試驗報告。

7.4  焊接質量檢驗報告、探傷報告。

7.5  設計變更、洽商記錄。

7.6  隱蔽工程驗收記錄。

7.7  其它技術文件。

 5  鋼結構焊接工程 

5.1一般規定

5.1.1本章適用于鋼結構制作和安裝中的鋼構件焊接和焊釘焊接的工程質量驗收。

 5.1.2鋼結構焊接工程可按相應的鋼結構制作或安裝工程檢驗批的劃分為一個或若干個檢驗批。

說明：5.1.2鋼結構焊接工程檢驗批的劃分應符合鋼結構施工檢驗批的檢驗要求。考慮不同的鋼結構工程驗收批其焊縫數量有較大差異，為了便于檢驗，可將焊接工程劃分一個或幾個檢驗批。

5.1.3碳素結構應在焊縫冷卻到環境溫度、低合金結構鋼應在完成焊接24h以后，進行焊縫探傷檢驗。

說明：5.1.3在焊接過程中、焊縫冷卻過程及以后的相當長的一段時間可能產生裂紋。普通碳素鋼產生延遲裂紋的可能性很小，因此規定在焊縫冷卻到環境溫度后即可進行外觀檢查。低合金結構鋼焊縫的延遲時間較長，考慮到工廠存放條件、現場安裝進度、工序銜接的限制以及隨著時間延長，產生延遲裂紋的幾率逐漸減小等因素，本規范以焊接完成24h后外觀檢查的結果作為驗收的論據。 

5.1.4焊縫施焊后應在工藝規定的焊縫及部位打上焊工鋼印。

說明：5.1.4本條規定的目的是為了加強焊工施焊質量的動態管理，同時使鋼結構工程焊接質量的現場管理更加直觀。

5.2鋼構件焊接工程 

I 主控項目

5.2.1焊條、焊絲、焊劑、電渣焊熔嘴等焊接材料與母材的匹配應符合設計要求及國家現行行業標準《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81的規定。焊條、焊劑、藥芯焊絲、熔嘴等在使用前，應按其產品說明書及焊接工藝文件的規定進行烘焙和存放。

檢查數量：全數檢查。

檢驗方法：檢查質量證明書和烘焙記錄。

說明：5.2.1焊接材料對鋼結構焊接工程的質量有重大影響。其選用必須符合設計文件和國家現行標準的要求。對于進場時經驗收合格的焊接材料，產品的生產日期、保存狀態、使用烘焙等也直接影響焊接質量。本條即規定了焊條的選用和使用要求，尤其強調了烘焙狀態，這是保證焊接質量的必要手段。

5.2.2焊工必須經考試合格并取得合格證書。持證焊工必須在其考試合格項目及其認可范圍內施焊。

檢查數量：全數檢查。

說明：5.2.2在國家經濟建設中，特殊技能操作人員發揮著重要作用。在鋼結構工程施工焊接中，焊工是特殊工種，焊工的操作技能和資格對工程質量起到保證作用，必須充分予以重視。本條所指的焊工包括手工操作焊工、機械操作焊工。從事鋼結構工程焊接施工的焊工，應根據所從事鋼結構焊接工程的具體類型，按國家現行行業標準《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81等技術規程的要求對施焊焊工進行考試并取得相應證書。

檢驗方法：檢查焊工合格證及其認可范圍、有效期。

5.2.3施工單位對其首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、焊后熱處理等，應進行焊接工藝評定，并應根據評定報告確定焊接工藝。

檢查數量：全數檢查。

檢驗方法：檢查焊接工藝評定報告。

說明：5.2.3由于鋼結構工程中的焊接節點和焊接接頭不可能進行現場實物取樣檢驗，而探傷僅能確定焊縫的幾何缺陷，無法確定接頭的理化性能。為保證工程焊接質量，必須在構件制作和結構安裝施工焊接工藝規范。本條規定了施工企業必須進行工藝評定的條件，施工單位應根據所承擔鋼結構的類型，按國家現行行業標準《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81等技術規程中的具體規定進行相應的工藝評定。

5.2.4設計要求全焊透的一、二級焊縫應采用超聲波探傷進行內部缺陷的檢驗，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應采用射線探傷，其內部缺陷分級及探傷方法應符合現行國家標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》GB11345或《鋼熔化焊對接接頭射結照相和質量分級》GB3323的規定。

焊接球節點網架焊縫、螺栓球節點網架焊縫及圓管T、K、Y形點相貫線焊縫，其內部缺陷分級及探傷方法應分別符合國家現行標準《焊接球節點鋼網架焊縫超聲波探傷方法及質量分級法》JG/T 3034.1、《螺栓球節點鋼網架焊縫超聲波探傷方法及質量分級法》JG/T 3034.2、《建筑鋼結構焊接技術規程》JGG81的規定。 

 一級、二級焊縫的質量等級及缺陷分級應符合表5.2.4的規定。

檢查數量：全數檢查。

檢驗方法：檢查超聲波或射線探傷記錄。

注：探傷比例的計數方法應按以下原則確定：（1）對工廠制作焊縫，應按每條焊縫計算百分比，且探傷長度應不小于200mm,當焊縫長度不足200 mm時，應對整條焊縫進行探傷；（2）對現場安裝焊縫，應按同一類型、同一施焊條件的焊縫條數計算百分比，探傷長度應不小于200 mm，并應不少于1條焊縫。

 說明：5.2.4 根據結構的承載情況不同，現行國家標準《鋼結構設計規范》GBJ17中將焊縫的質量為分三個質量等級。內部缺陷的檢測一般可用超聲波探傷和射線探傷。射線探傷具有直觀性、一致性好的優點，過去人們覺得射線探傷可靠、客觀。但是射線探傷成本高、操作程序復雜、檢測周期長，尤其是鋼結構中大多為T形接頭和角接頭，射線檢測的效果差，且射線探傷對裂紋、未熔合等危害性缺陷的檢出率低。超聲波探傷則正好相反，操作程序簡單、快速，對各種接頭形式的適應性好，對裂紋、未熔合的檢測靈敏度高，因此世界上很多國家對鋼結構內部質量的控制采用超聲波探傷，一般已不采用射線探傷。

 隨著大型空間結構應用的不斷增加，對于薄壁大曲率T、K、Y型相貫接頭焊縫探傷，國家現行行業標準《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81中給出了相應的超聲波探傷方法和缺陷分級。網架結構焊縫探傷應按現行國家標準《焊接球節點鋼網架焊縫超聲探傷方法及質量分級法》JBJ/T3034.1和《螺栓球節點鋼網架焊縫超聲波探傷方法及質量分級法》JBJ/T3034.2的規定執行。 

本規范規定要求全焊透的一級焊縫100％檢驗，二級焊縫的局部檢驗定為抽樣檢驗。鋼結構制作一般較長，對每條焊縫按規定的百分比進行探傷，且每處不小于200mm的規定，對保證每條焊縫質量是有利的。但鋼結構安裝焊縫一般都不長，大部分焊縫為梁一柱連接焊縫，每條焊縫的長度大多在250-300mm之間，采用焊縫條數計數抽樣檢測是可行的。

 5.2.5T形接頭、十字接頭、角接接頭等要求熔透的對接和角對接組合焊縫，其焊腳尺寸不應小于t/4（圖5.2.5a、b、c）；設計有疲勞驗算要求的吊車梁或類似構件的腹板與上翼緣連接焊縫的焊腳尺寸為t/2（圖5.2.5d），且不應小于10mm。焊腳尺寸的允許偏差為0-4 mm。

檢查數量：資料全數檢查；同類焊縫抽查10%，且不應少于3條。 

檢驗方法：觀察檢查，用焊縫量規抽查測量。

說明：5.2.5 對T型、十字型、角接接頭等要求焊透的對接與角接組合焊縫，為減少應力集中，同時避免過大的焊腳尺寸，參照國內外相關規范的規定，確定了對靜載結構和動載結構的不同焊腳尺寸的要求。

5.2.6焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。一級、二級焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷。且一級焊縫不許有咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷。

檢查數量：每批同類構件抽查10%，且不應少于3件；被抽查構件中，每一類型焊縫按條數抽查5%，且不應少于1條；每條檢查1條，總抽查數不應少于10處。

檢驗方法：觀察檢查或使用放大鏡、焊縫量規定和鋼尺檢查，當存在疑義時，采用滲透或磁粉探傷檢查。

說明：5.2.6 考慮不同質量等級的焊縫承載要求不同，凡是嚴重影響焊縫承載能力的缺陷都是嚴禁的本條對嚴重影響焊縫承載能力外觀質量要求列入主控項目，并給出了外觀合格質量要求。由于一、二級焊縫的重要性，對表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷應有特定不允許存在 的要求，咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷對動載影響很大，故一級焊縫不得存在該類缺陷。

Ⅱ一般項目 

5.2.7對于需要進行焊前預熱或焊后熱處理的焊縫，其預熱溫度或后熱溫度應符國家現行有關標準的規定或通過工藝試驗確定。預熱區在焊道兩側，每側寬度均應大于焊件厚度的1.5倍以上,且不應小于100 mm;后熱處理應在焊后立即進行,保溫時間應根據板厚按每25 mm板厚1h確定。 

檢查數量：全數檢查。

檢驗方法：檢查預、后熱施工記錄和工藝試驗報告。 

說明：5.2.7 焊接預熱可降低熱影響區冷卻速度，對防止焊接延遲裂紋的產生有重要作用，是各國施工焊接規范關注的重點。由于我國有關鋼材焊接試驗基礎工作不夠系統，還沒有條件就焊接預熱溫度的確定方法提出相應的計算公式或圖表，目前大多通過工藝試驗確定預熱溫度。必須與預熱溫度同時規定的是該溫度區距離施焊部分各方向的范圍，該溫度范圍越大，焊接熱影響區冷卻速度越小，反之則冷卻速度越大。同樣的預熱溫度要求，如果溫度范圍不確定，其預熱的效果相差很大。

焊縫后熱處理主要是對焊縫進行脫氫處理，以防止冷裂紋的產生，后熱處理的時機和保溫時間直接影響后熱處理的效果，因此應在焊后立即進行，并按板厚適當增加處理時間。

 5.2.8二級、三級焊縫外質量標準應符合本規范附錄A中表A.0.1的規定。三級對接縫應按二級焊縫標準進行外觀質量檢驗。

檢查數量：每批同類構件抽查10%，且不應少于3件；被抽查構件中，每一類型焊縫按條數抽查5%，且不應少于1條；每條檢查1條，總抽查數不應少于10條。

檢驗方法：觀察檢查或使用放大鏡、焊縫量規和鋼尺檢查。

5.2.9焊縫尺寸允許偏差應符合本規范附錄A中表A.0.2的規定。

檢查數量：每批同類構件抽查10%，且不應少于3件；被抽查構件中，每種焊縫按條數各抽查5%，但不應少于1條；每條檢查1條，總抽查數不應少于10處。

檢驗方法：用焊縫量規檢查。

說明：5.2.8、5.2.9 焊接時容易出現的如未焊滿、咬邊、電弧擦傷等缺陷對動載結構是嚴禁的，在二、三級焊縫中應限制在一定范圍內。對接焊縫的余高、錯邊，部分焊透的對接與角接組合焊縫及角焊縫的焊腳尺寸、余高等外型尺寸偏差也會影響鋼結構的承載能力，必須加以限制。

5.2.10焊出凹形的角焊縫，焊縫金屬與母材間應平緩過渡；加工成凹形的角焊縫，不得在其表面留下切痕。

檢查數量：每批同類構件抽查10%，且不應少于3件。

檢驗方法：觀察檢查。

說明：5.2.10 為了減少應力集中，提高接頭隨疲勞載荷的能力，部分角焊縫將焊縫表面焊接或加工凹型。這類接頭必須注意焊縫與母材之間的圓滑過渡。同時，在確定焊縫計算厚度時，應考慮焊縫外形尺寸的影響。

5.2.11焊縫感觀應達到：外形均勻、成型較好，焊道與焊道、焊道與基本金屬間過渡過較平滑，焊渣和飛濺物基本清除干凈。

檢查數量：每批同類構件抽查10%，且不應少于3件；被抽查構件中，每種焊縫按數量各抽查5%，總抽查處不應少于5處。

檢驗方法：觀察檢查。

5.3焊釘（栓釘）焊接工程 

I主控項目 

5.3.1施工單位對其采用的焊釘和鋼材焊接應進行焊接工藝評定，其結果應符合設計要求和國家現行有關標準的規定。瓷環應按其產品說明書進行烘焙。 

檢查數量：全數檢查。

檢驗方法：檢查焊接工藝評定報告和烘焙記錄。

說明：5.3.1 由于鋼材的成分和焊釘的焊接質量有直接影響，因此必須按實際施工采用的鋼材與焊釘匹配進行焊接工藝評定試驗。瓷環在受潮或產品要求烘干時應按要求進行烘干，以保證焊接接頭的質量。

5.3.2焊釘焊接后應進行彎曲試驗檢查，其焊縫和熱影響區不應有肉眼可見的裂紋。

檢查數量：每批同類構件抽查10%，且不應少于10件；被抽查構件中，每件檢查焊釘數量的1%，但不應少于1個。

檢驗方法：焊釘彎曲30o后用角尺檢查和觀察檢查。

說明：5.3.2 焊釘焊后彎曲檢驗可用打彎的方法進行。焊釘可采用專用的栓釘焊接或其他電弧焊方法進行焊接。不同的焊接方法接頭的外觀質量要求不同。本條規定是針對采用專用的栓釘焊機所焊接頭的外觀質量要求。對采用其他電弧焊所焊的焊釘接頭，可按角焊縫的外觀質量和外型尺寸要求進行檢查。

Ⅱ一般項目 

5.3.3焊釘根部焊腳應均勻，焊腳立面的局部未熔合或不足360o的焊腳應進行修補。

 檢查數量：按總焊釘數量抽查1%，且不應少于10個。

檢驗方法：觀察檢查。