冬季焊接施工方案

1、天津二十冶建設(shè)有限公司金結(jié)分公司 TIANJIN MCC20 CONSTRUCTION CO.,LTD M.S.E Branch Company 本鋼高爐項(xiàng)目部本鋼北臺(tái)2#高爐工程冬季焊接施工技術(shù)措施編制人：霍小帥 日期：2012.9.25審核人：于波洋 日期：2012.9.25審批人：廖從宣 日期：2012.9.25 天津二十冶金結(jié)本鋼高爐項(xiàng)目部2012年9月25日1、編制說明： 由于2#高爐工程面臨冬季施工階段，而本工程任務(wù)緊、工作量大，焊接施工涉及所有鋼結(jié)構(gòu)安裝部位，屬于特殊工序。根據(jù)多年氣象觀測，遼寧省平均入冬時(shí)間為10月20日，常年持續(xù)時(shí)間為179天，最早入冬時(shí)間在10月8日，最晚入

2、冬時(shí)間為11月6日，本溪局部每年冬季降有大雪。冬季主要的氣候特點(diǎn)是：干冷且為期漫長。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)，并結(jié)合本工程的實(shí)際情況，在冬季施工中把焊接工作為控制重點(diǎn)。我單位特編寫此專項(xiàng)技術(shù)措施，認(rèn)真做好焊前準(zhǔn)備，嚴(yán)格控制施焊過程，嚴(yán)把焊接質(zhì)量，以確保該工程整體質(zhì)量。2、工程概況：2#高爐工程由我單位負(fù)責(zé)施工的，需要大量使用焊接的，且需要冬季施焊的主要部位包括：高爐爐體工藝鋼結(jié)構(gòu)安裝、高爐爐體框架工藝鋼結(jié)構(gòu)安裝、高爐爐體設(shè)備安裝、高爐爐身軟水及高壓冷卻水管道系統(tǒng)安裝、風(fēng)口平臺(tái)工藝鋼結(jié)構(gòu)安裝、粗煤氣系統(tǒng)工藝鋼結(jié)構(gòu)安裝、主膠帶上料通廊工藝鋼結(jié)構(gòu)安裝、出鐵場主體鋼結(jié)構(gòu)安裝、熱風(fēng)主管及熱風(fēng)圍管工藝鋼結(jié)構(gòu)、

3、出鐵場除塵管道支架等。高爐殼體材質(zhì)為BB503高爐爐殼專用鋼材、高爐主體框架材質(zhì)為Q345B、重力除塵內(nèi)外殼體材質(zhì)為Q345B、上升下降管材質(zhì)為Q235B、所有平臺(tái)梁及平臺(tái)鋪板材質(zhì)為Q235B，所有欄桿材質(zhì)均為Q235A、其它支架吊掛材質(zhì)均為Q235B。在此次冬季施工過程當(dāng)中主要涉及到的焊條類型主要有E4303、E4316、E5016，氣保焊絲主要使用ER50-6。3、編制依據(jù)：3.1、中冶京誠工程技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)圖及施工詳圖3.2、煉鐵工藝爐殼體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50567-20103.3、高爐爐殼技術(shù)條件TB4076-913.4、煉鐵機(jī)械設(shè)備工程安裝驗(yàn)收規(guī)范GB50372-20063.5、現(xiàn)

4、場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50236-983.6、鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205-20013.7、建筑工程鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程JGJ81-20023.8、鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分析GB113453.9、遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)建筑安裝工程施工技術(shù)操作規(guī)程4、主要焊接工藝4.1、焊接材料 4.1.1電焊條、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊絲、都應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書。鋼結(jié)構(gòu)常用鋼材所對應(yīng)的焊材見下表。一般焊接材料選用鋼材強(qiáng)度等級(jí) （MPa）鋼 號(hào) 手弧焊 焊 條 埋 弧 焊CO2氣體保護(hù)焊 焊 絲焊 劑 焊 絲235Q235E4303E4316H08AH08MnAHJ431H10MnSiH0

5、8MnA345Q345E5016不開坡口對接 H08A中板開坡口對接H08MnA H10Mn2H10MnSi厚板深坡口H10Mn2HJ431HJ350H08Mn2Si20#鋼管E4316E4303H08Mn2SiH08MnSi4.1.2對各種焊材入庫前都要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查并應(yīng)符合以下要求：氣割所用氧氣純度不低于99.5%；乙炔氣純度不低于96.5%；二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊所用二氧化碳?xì)饧兌炔坏陀?9.5%，且含水量應(yīng)小于0.05%，焊接重要結(jié)構(gòu)時(shí)，其含水量應(yīng)小于0.005%。電焊條的偏心度、藥皮強(qiáng)度、藥皮耐潮度等應(yīng)符合要求。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊絲表面應(yīng)光滑平整、焊絲的鍍銅層均勻牢固、焊絲的挺度應(yīng)能

6、使焊絲均勻連續(xù)送進(jìn)。4.1.3各種焊材應(yīng)在干燥通風(fēng)良好的焊材倉庫中存放，并應(yīng)按種類、牌號(hào)、批號(hào)、規(guī)格、入庫時(shí)間分類堆放，每垛應(yīng)有明確的標(biāo)志，不得混放。4.1.4發(fā)放、烘干焊條和焊劑要有專人負(fù)責(zé)，要有焊條、焊劑烘干記錄、領(lǐng)取和發(fā)放記錄。4.1.5當(dāng)天剩的焊條、焊劑，應(yīng)分別放入保溫箱內(nèi)貯存，不得露天過夜存放。4.1.6焊條分酸性和堿性焊條，堿性焊條又稱低氫型焊條，這種焊條的藥皮有較強(qiáng)的吸潮性能，空氣的相對濕度高于65%以上時(shí)，藥皮就開始吸潮，吸潮時(shí)間超過4h以上的焊條，在電弧的高溫作用下，熔敷金屬中的擴(kuò)散氫升高，焊縫金屬中就容易生成氫白點(diǎn)、氫氣孔、氫型裂紋和氫脆等缺陷，因此焊接材料應(yīng)儲(chǔ)存在濕度低于

7、60%以下，且通風(fēng)良好的倉庫內(nèi)，使用前應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行烘干。但重復(fù)烘干的次數(shù)不宜過多，烘干次數(shù)過多，藥皮中鐵合金容易氧化，分解硅酸鹽，易老化變質(zhì)，影響焊接質(zhì)量。焊條銹蝕、油污，在高溫作用下也會(huì)分解出氫和其它氣體，使焊縫產(chǎn)生氣孔等其他缺陷。4.2、焊工4.2.1施焊人員必須具有特殊工種作業(yè)操作證，并且合格證在有效期內(nèi)；停焊時(shí)間達(dá)6個(gè)月及以上，應(yīng)重新考核。4.2.2施焊人員應(yīng)有良好的工藝作風(fēng)，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行焊接，并認(rèn)真實(shí)行質(zhì)量自檢。4.2.3焊工在施焊前應(yīng)認(rèn)真熟悉作業(yè)指導(dǎo)書，凡與作業(yè)指導(dǎo)書要求不符時(shí)，焊工應(yīng)拒絕施焊。當(dāng)出現(xiàn)重大質(zhì)量問題時(shí)，應(yīng)及時(shí)報(bào)告技術(shù)人員，不得自行處理。4.3、焊接 高爐鋼

8、結(jié)構(gòu)安裝在冬季施工階段焊接方法主要為：二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和手工電弧焊。4.3.1一般施工方法及要求焊縫清潔 應(yīng)將焊縫及其附近泥土、水、油污等雜質(zhì)清理干凈確保焊接質(zhì)量。焊縫坡口及間隙 認(rèn)真檢查構(gòu)件坡口和間隙是否符合要求。不符合要求的應(yīng)及時(shí)修整或重新組裝，絕對不允許在焊縫之間加金屬填充物。填充物的主要危害是容易造成未焊透、夾渣等缺陷。焊縫的引弧板及收弧板 在焊接對接焊縫和組合焊縫時(shí)應(yīng)在焊縫的兩端設(shè)置引弧板和收弧板，其材質(zhì)和坡口型式與被焊工件相同，手弧焊引弧板和收弧板長度應(yīng)>60mm,寬度應(yīng)>50mm。埋弧自動(dòng)焊的引?。ㄊ栈。┌彘L度應(yīng)>150mm，寬度應(yīng)>80mm。引弧（收弧

9、）板是保證兩端焊縫質(zhì)量的重要措施，焊縫通過引?。ㄊ栈。┌宓倪^渡，可提高正式焊區(qū)的焊接溫度，以防止焊縫兩端有未焊透、未熔合等缺陷，同時(shí)還能消除焊縫兩端的弧坑和弧裂紋。引弧（收?。┌逶诤附油旰螅没鹧媲懈畛ゲ⒂媚鈾C(jī)磨平，嚴(yán)禁大錘擊落。這是為了保證焊縫端部完整，避免撕裂母材造成缺口形成應(yīng)力集中和撕裂源點(diǎn)。殼體焊接時(shí)，立縫和環(huán)縫采用二氧焊或手把焊?？v縫下部接引弧板，厚度與母材相同，當(dāng)兩帶殼體安裝時(shí)，應(yīng)先把縱縫焊完，再焊環(huán)縫，避免三向應(yīng)力，破壞焊縫或母材；環(huán)縫焊接時(shí)，實(shí)施分段分層退步反向焊。當(dāng)母材為雙鏟坡口時(shí)，正面焊完，背面用碳弧氣刨清根；定位焊必須由持相應(yīng)焊工合格證的焊工施焊，所用焊接材料必須與

10、正式施焊相當(dāng)。定位焊焊縫應(yīng)與最終焊縫有相同的質(zhì)量要求。鋼襯板的定位焊宜在接頭坡口內(nèi)焊接，定位焊焊縫厚度不宜超過設(shè)計(jì)焊縫厚度的2/3，定位焊焊縫長度宜大于40mm，間距宜為500600mm，并應(yīng)填滿弧坑。定位焊預(yù)熱溫度應(yīng)高于施焊溫度。當(dāng)定位焊焊縫上有氣孔或裂紋時(shí)，必須清除后重焊。多層焊（埋弧橫焊和手工焊）時(shí)應(yīng)連續(xù)施焊，每一焊道焊接完成后應(yīng)及時(shí)清理焊渣及表面飛濺物，發(fā)現(xiàn)影響焊接質(zhì)量的缺陷時(shí)，應(yīng)清除后方可重焊。遇到中斷施焊的情況，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)暮鬅?、保溫措施，再次焊接時(shí)重新預(yù)熱溫度要高于初始預(yù)熱溫度。坡口底層焊道采用焊條手工電弧焊時(shí)宜使用不大于4mm的焊條施焊，底層根部焊道的最小尺寸應(yīng)適宜，但最大厚度

11、不應(yīng)超過6mm。焊接過程中不得在焊道以外的母材表面引弧（熄?。Ｔ诤缚p以外的母材上引弧是一種不良的的操作習(xí)慣，容易燒傷母材留下缺口，導(dǎo)致應(yīng)力集中，使鋼材韌性值下降，影響疲勞強(qiáng)度，特別是低合金結(jié)構(gòu)鋼對此更為敏感。雪天時(shí)，禁止露天焊接。構(gòu)件焊區(qū)表面潮濕或有水時(shí)，必須清理干凈方可施焊。4.3.2焊前預(yù)熱和焊后處理板材厚度大于50mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼和厚度大于36mm的低合金結(jié)構(gòu)鋼,施焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱,焊后應(yīng)進(jìn)行后熱.預(yù)熱溫度宜控制在100-150C 。在負(fù)溫下焊接時(shí)：含碳量0.35%的碳素鋼,厚度t34mm,預(yù)熱溫度130-180C ；16Mn鋼厚度t30mm,預(yù)熱溫度 130-180C 。 預(yù)熱區(qū)在焊道

12、兩側(cè),其寬度應(yīng)各為焊件厚度的2倍以上,且不小于100mm。對需要進(jìn)行后熱處理的的焊縫,應(yīng)在焊接結(jié)束后焊縫金屬?zèng)]有完全冷卻的時(shí)候立即進(jìn)行。焊縫內(nèi)部出現(xiàn)不允許缺陷,需要用磨光機(jī)或碳弧氣刨認(rèn)真磨出缺陷進(jìn)行返修,但焊縫同一部位返修次數(shù)不得超過二次,如超過二次必須經(jīng)負(fù)責(zé)焊接的技術(shù)人員核準(zhǔn)后,再按返修工藝進(jìn)行操作。4.3.3二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接時(shí)應(yīng)在氣瓶口添加預(yù)熱器，防止在焊接過程中產(chǎn)生冰塊，使氣體不流通而產(chǎn)生氣孔等缺陷。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，焊前要進(jìn)行放水處理，當(dāng)瓶內(nèi)氣體壓力低于1.0MPa時(shí),應(yīng)停止使用。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，焊縫在引弧（收?。┌迳系囊鲩L度應(yīng)大于20mm。二氧化碳?xì)怏w

13、保護(hù)焊焊接時(shí)，焊槍的焊嘴與母材之間的距離應(yīng)不超過10mm。風(fēng)速超過2米時(shí)應(yīng)采取擋風(fēng)措施（用棚布遮檔）。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊接參數(shù)見下表。角焊縫二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接參數(shù)接頭型式板 厚（mm）焊絲直徑（mm）焊接電流 (A)電弧電壓 (V)焊接速度(m/min)氣體流量(1/min)焊腳尺寸 (mm)備 注水平角焊51.6260-28027-290.33-0.4316-185-6焊一層52.0280-30028-300.43-0.4716-185-6焊一層61.2230230.5510-156.0焊一層61.6300-32037.50.55205.0焊一層61.636039-400.58205

14、.0焊一層62.0340-350350.58205.0焊一層81.6390-400410.5520-256.0焊一層搭接角焊4.51.2210220.5010-154.0焊一層61.2270260.5010-155.0焊一層81.2320320.5010-156.0焊一層4.3.4手工電弧焊 鋼構(gòu)件正溫制作負(fù)溫安裝時(shí)，應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度的差異考慮構(gòu)件收縮量，并在施工中將偏差進(jìn)行調(diào)整。 焊條烘焙：焊條往往會(huì)因吸潮而使工藝性能變壞，造成電弧不穩(wěn)、飛濺增大，并容易產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷。因此，焊條使用前必須嚴(yán)格烘干。一般焊條： E4303的烘干溫度為 150-200，時(shí)間1-2小時(shí)；E5016的烘干溫度為

15、 300-370，時(shí)間2小時(shí)；烘干后放在100-150的保溫箱內(nèi)，隨用隨取。焊條外露不得超過2小時(shí)，超過2小時(shí)重新烘焙，焊條烘焙次數(shù)不超過2次。焊接前烘干焊條時(shí)，不應(yīng)將焊條突然放進(jìn)高溫爐內(nèi)，或從高溫爐中突然取出冷卻。焊接時(shí)要把焊條放在保溫筒中并插上電源，隨用隨取。焊條由保溫筒取出到施焊的時(shí)間：堿性焊條不宜超過2小時(shí)；酸性焊條不宜超過4小時(shí)。否則應(yīng)重新烘干后再用，但焊條烘干次數(shù)不宜超過二次。負(fù)溫下對9mm以上鋼板焊接時(shí)應(yīng)采用多層焊接，焊縫由下向上逐層堆焊，每條焊縫一次焊完，如焊接中斷，在再次施焊之前先清除焊接缺陷后重新預(yù)熱。嚴(yán)禁在焊接母材上引弧。 鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場焊接安裝時(shí)，如遇雪天或刮風(fēng)天氣，必須搭

16、設(shè)防護(hù)棚。 不合格的焊縫鏟除重焊。手工電弧焊，焊縫在引弧（收?。┌迳系囊鲩L度應(yīng)大于20mm。手工電弧焊，焊條直徑與電流匹配見下表 焊條直徑與電流匹配焊條直徑 (mm)1.62.02.5 3.24.0電 流 (A)25-4040-60 50-80100-130160-210 注：立、橫、仰焊電流應(yīng)比平焊電流小10%左右，低氫型焊條電流比普通焊條電流大10%左右。在坡口處底層焊道規(guī)定用不大于3.2的焊條打底，這是對手工電弧焊提出的，因坡口根部是斜面，如果用直徑較大的焊條打底，容易在尖角以上處起弧形成焊道的尺寸過大，焊縫在收縮過程中抗裂性降低，影響底層焊縫質(zhì)量。用3.2的焊條打底就能獲得較好效果。

17、5、焊接質(zhì)量檢驗(yàn)5.1焊縫外觀檢查普通碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在焊接冷卻到工作環(huán)境溫度、低合金結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在焊接24小時(shí)后方可進(jìn)行外觀檢查。焊縫外觀的焊波應(yīng)均勻,不得有裂紋、未熔合、夾渣、焊瘤、咬邊、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷，焊接區(qū)域無飛濺殘留物。焊縫外觀檢驗(yàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見下表焊縫外觀檢驗(yàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)次 項(xiàng) 目 焊 縫 質(zhì) 量 標(biāo) 準(zhǔn)一級(jí) 二 級(jí) 三 級(jí)1氣 孔不允許不允許直徑小于或等于1.0mm的氣孔在100mm長度范圍內(nèi)不得超過5個(gè)2咬 邊不允許深度不超過0.5mm,累計(jì)總長度不得超過焊縫長度的10%深度不超過0.5mm,累計(jì)總長度不超過焊縫長度的20%焊縫的焊接尺寸應(yīng)符合規(guī)范要求，非熔透組合焊縫和角焊縫、對接焊縫和組合焊縫見下表非熔透組合焊縫和角焊縫外形尺寸的允許偏差序號(hào) 項(xiàng) 目 示 意 圖 允許偏差（mm） K6 K>61焊 腳尺 寸（K）+1.50+3.002角焊縫 余 高（C）+1.50+3.00對接焊縫和組合焊縫的外形尺寸及允項(xiàng)次項(xiàng)目 示 意 圖允 許 偏 差 (mm)一 級(jí)二 級(jí)三 級(jí)1焊縫余高Cb<201.5+0.5-1.01.5土1.02.0土