建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程JGJ宣講

建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程JGJ宣講第1頁/共132頁規(guī)程修訂的目標(biāo)與國際先進(jìn)同類規(guī)范接軌（主要針對《美國焊接規(guī)范AWSD1.1》），并能在重大建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用。第2頁/共132頁規(guī)程修訂的原則和指導(dǎo)思想1.擴大適用范圍，符合現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；2.全面豐富規(guī)程的技術(shù)內(nèi)容，提高整體技術(shù)水平；3.提高規(guī)程的實用性和可操作性。

第3頁/共132頁★規(guī)

程

的

適

用

范

圍

1.0.2本規(guī)程適用于桁架或網(wǎng)架(殼)結(jié)構(gòu)、多層和高層梁-柱框架結(jié)構(gòu)等工業(yè)與民用建筑和一般構(gòu)筑物的鋼結(jié)構(gòu)工程中，鋼材厚度大于或等于3mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼

的焊接。適用的焊接方法包括手工電弧焊氣體保護焊、自保護焊、埋弧焊、電渣焊、氣電立焊、栓釘焊及相應(yīng)焊接方法的組合。第4頁/共132頁結(jié)構(gòu)類型

—

框架結(jié)構(gòu)第5頁/共132頁—

桁架結(jié)構(gòu)（一）第6頁/共132頁—

桁架結(jié)構(gòu)（二）第7頁/共132頁—

桁架結(jié)構(gòu)（三）國家大劇院構(gòu)件第8頁/共132頁—

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)深圳市民廣場第9頁/共132頁

—

塔架

—

樹枝狀結(jié)構(gòu)

—

旋轉(zhuǎn)體第10頁/共132頁構(gòu)件截面型式

—箱形第11頁/共132頁—十字形

—圓管形（離心鑄鋼）第12頁/共132頁構(gòu)件及節(jié)點形式

—卷焊鋼管柱及梁-柱連接第13頁/共132頁—

大斷面熱軋型鋼柱及柱-柱節(jié)點第14頁/共132頁—

箱形柱-柱節(jié)點

—

柱腳節(jié)點第15頁/共132頁—十字柱及與箱形柱的過渡連接第16頁/共132頁—

箱形梁及柱牛腿第17頁/共132頁—H型鋼、方管節(jié)點及桁架第18頁/共132頁—

軋制方管及桁架節(jié)點第19頁/共132頁——螺栓-球節(jié)點及網(wǎng)殼第20頁/共132頁—

管-球支座—

折線形方柱—

斜撐節(jié)點第21頁/共132頁—

斜角節(jié)點—

十字截面樹狀柱第22頁/共132頁★

一

般

規(guī)

定2.0.1建筑鋼結(jié)構(gòu)工程焊接難度可分為一般、較難和難三種情況。施工單位在承擔(dān)鋼結(jié)構(gòu)焊接工程時應(yīng)具備與焊接難度相適應(yīng)的技術(shù)條件,建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接難度可按下表區(qū)分。第23頁/共132頁表2.0.1

建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接難度區(qū)分原則

節(jié)點復(fù)雜程度和拘束度板厚（mm）

受力狀態(tài)

鋼材碳當(dāng)量1Ceq(%)一般簡單對接、角接，焊縫能自由收縮

t＜30

一般靜載拉、壓

＜0.38較難復(fù)雜節(jié)點或已施加限制收縮變形的措施30≤t≤80

靜載且板厚方向受拉或間接動載

0.38~0.45難復(fù)雜節(jié)點或局部返修條件而使焊縫不能自由收縮t＞80

直接動載、抗震設(shè)防烈度大于8度＞0.45

注：1—按國際焊接學(xué)會（IIW）公式，Ceq（%）=C+

（%）（適用于非調(diào)質(zhì)鋼）

焊接難度焊接難度影響因素Mn/6+Cr+Mo+V/5+Cu+Ni/15第24頁/共132頁●

Q235及Q345鋼通常Ceq在0.38%以下，Ceq=0.38～0.45%包含了強度等級比Q345更高的較難焊的鋼號，Ceq>0.45%則為難焊的特殊鋼號；

●

受力狀態(tài)的區(qū)分原則上參照有關(guān)設(shè)計規(guī)程，直接動載指構(gòu)件承受動載需要按疲勞設(shè)計、驗算的情況；

●

板厚的分級按照目前國內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)中厚板的一般使用情況，將30mm與80mm作為較難焊與難焊的分界，實際上是一種大致的區(qū)分；

●

節(jié)點拘束度分類是根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件實際情況并美國《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》AWSD1.1的區(qū)分方法一致；

●

目前國際上有多種碳當(dāng)量計算公式，在此采用了使用較為廣泛的國際焊接學(xué)會公式。

●

施工企業(yè)在承接鋼結(jié)構(gòu)工程時應(yīng)具備與焊接難度相適應(yīng)的裝備、技術(shù)、人員、檢驗與試驗條件、質(zhì)量保證和管理體系等。

第25頁/共132頁2.0.4

鋼結(jié)構(gòu)工程焊接制作與安裝單位應(yīng)具備下列條件

6

應(yīng)具有與所承擔(dān)工程的結(jié)構(gòu)類型相適應(yīng)的企業(yè)鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程、焊接作業(yè)指導(dǎo)書、焊接工藝評定文件等技術(shù)文件；●

行業(yè)規(guī)程是通用性的，施工企業(yè)必須根據(jù)產(chǎn)品的定位、承接工程結(jié)構(gòu)的類型和企業(yè)自身的設(shè)備、工藝條件進(jìn)行焊接工藝評定，編制企業(yè)的焊接規(guī)程、作業(yè)指導(dǎo)書以指導(dǎo)生產(chǎn)施工。特別是資質(zhì)等級高的企業(yè)其規(guī)程的技術(shù)水平應(yīng)高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)才可能嚴(yán)于國家規(guī)范。

7

特殊結(jié)構(gòu)或采用屈服強度等級超過390MPa的鋼材、新鋼種、特厚材料及焊接新工藝的鋼接構(gòu)工程的焊接制作與安裝企業(yè)應(yīng)具備焊接工藝實驗室和相應(yīng)的實驗人員。

●特殊鋼結(jié)構(gòu)中焊接接點設(shè)計復(fù)雜，使用特厚材料時接頭拘束度大。屈服強度等級超過390MPa的鋼材或新鋼種其焊接性往往較差，在進(jìn)行工藝評定前必須進(jìn)行一些焊接性試驗項目，如斜Y形抗裂試驗、最高硬度試驗、層狀撕裂敏感性試驗，以便制訂初步的焊接工藝。●是否具備焊接工藝實驗室和相應(yīng)的實驗人員，應(yīng)是鋼接構(gòu)工程的焊接制作與安裝企業(yè)資質(zhì)等級的一項重要指標(biāo)。

第26頁/共132頁★

材

料3.0.1

建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼材及焊接填充材料的選用應(yīng)符合設(shè)計圖的要求，并應(yīng)具有鋼廠和焊接材料廠出具的質(zhì)量證明書或檢驗報告；其化學(xué)成分、力學(xué)性能和其它質(zhì)量要求必須符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。當(dāng)采用其它鋼材和焊接材料替代設(shè)計選用的材料時，必須經(jīng)原設(shè)計單位同意。第27頁/共132頁常

用

結(jié)

構(gòu)

鋼

材

注：

1——表中鋼材力學(xué)性能的單值均為最小值；2——為板厚δ＞60~100mm時的σs值。

常用結(jié)構(gòu)鋼材性能牌號等級抗拉強度σb(MPa)屈服強度σS(MPa)沖擊韌性δ≤16(mm)δ＞50~100(mm)T(℃)Akv(J)Q235A375~

460235205②——B2027027C-2027DQ295A390~570295235——B2034Q345A470~630345275B2034C034D-2034E-4027第28頁/共132頁Q390A490~650390330——B2034034C-2034DE-4027Q420A520~680420360——B2034034CD-2034E-4027Q460C550~720460400034D-2034E-4027注：①——表中鋼材力學(xué)性能的單值均為最小值；

②——為板厚δ＞60~

100mm時的σs值。

●Q420、Q460鋼材目前在建筑鋼結(jié)構(gòu)中還極少應(yīng)用，本技術(shù)規(guī)程在各章節(jié)條文中已適當(dāng)顧及其特殊性，為其今后的應(yīng)用留下空間。

第29頁/共132頁新老標(biāo)準(zhǔn)鋼材牌號對照GB700-88GB700-79Q235AQ235BA3C2GB/T1591-94GB1591-88

Q23509MnV、09MnNb、09Mn2、12Mn

Q34512MnV、14MnNb、16Mn、16MnRE、18Nb

Q39015MnV、15MnTi、16MnNb

Q42015MnVN、14MnVTiRE第30頁/共132頁●除了常規(guī)力學(xué)性能以外，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001的規(guī)定，對于抗震設(shè)防烈度6度及以上地區(qū)的建筑，鋼結(jié)構(gòu)的鋼材還要求：

1鋼材的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應(yīng)小于1.2；

2鋼材應(yīng)有明顯的屈服臺階，且伸長率應(yīng)大于20%;3鋼材應(yīng)有良好的可焊性和合格的沖擊韌性；

4鋼材的質(zhì)量級別宜采用B級及以上等級。按《高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》YB4104-2000選購能滿足上述要求。設(shè)計文件未作明確提出時，應(yīng)符合設(shè)計規(guī)范的規(guī)定?！?/p>

對檢驗報告的要求：材質(zhì)單的爐、批號與進(jìn)料相符，并須有生產(chǎn)廠質(zhì)檢部門公章。如由經(jīng)銷單位提供復(fù)印件須加蓋原件存放單位印章。

第31頁/共132頁●焊接材料焊接材料現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)：《碳鋼焊條》GB/T5117-95《低合金鋼焊條》GB/T5118-95《熔化焊用鋼絲》GB/T14957-94《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》GB/T5293-99《低合金鋼埋弧焊用焊劑》GB/T12470-90《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB/T8110-95《碳鋼藥芯焊絲》GB/T10045-01《低合金鋼藥芯焊絲》GB/T17493-98第32頁/共132頁新型號EXXXX第一、二位數(shù)字第三位數(shù)字第四位數(shù)字對應(yīng)老牌號熔敷金屬抗拉強度最小值（MPa)適用焊接位置藥皮類型電流種類E4303、E5003、E5503420、490、540平、立、橫、仰鈦鈣型交流或直流正、反接J422、J502、J552E4315、E5015、E5515、E6015420、490、540、590平、立、橫、仰低氫鈉型直流反接J427、J507、J557、J607E4316、E5016、E5516、E6016420、490、540、590平、立、橫、仰低氫鉀型交流或直流反接J426、J506、J556、J606E4323、E5023420、490平、平角焊鐵粉鈦鈣型交流或直流正、反接J426Fe、J506Fe、E4328、E5028420、490、平、平角焊鐵粉低氫型交流或直流反接J426Fe、J506FeE5518、E6018540、590平、立、橫、仰J556Fe、J606Fe●常用結(jié)構(gòu)鋼焊條型號表示方法（GB/T5117、5118-95）第33頁/共132頁●常用結(jié)構(gòu)鋼埋弧焊劑-焊絲型號表示方法(GB/T5293-99,GB/T12470-90)焊劑-焊絲型號FXXXX-HXXX第一位數(shù)字第二位數(shù)字第三位數(shù)字第四位數(shù)字對應(yīng)焊劑老牌號熔敷金屬抗拉強度(Mpa)熔敷金屬屈服強度

(Mpa)熔敷金屬沖擊功狀態(tài)℃J渣系F4A0-H08、H08AF4A2-H08AF4P3-H08AF4P4-H08A415~550≥330焊態(tài)0-20-30-40≥27/HJ431SJ301熱處理SJ101F5A0-H08MnAF5A2-H10Mn2480~650≥400焊態(tài)0-20-30-40≥27/HJ431SJ301F5P3-H08MnMoAF5P4-H08MnMoA熱處理SJ101F5004-H08A、H08MnAF5014-H08A、H08MnAF5021-H08MnA、H10Mn2480~650≥380焊態(tài)//硅錳型HJ431HJ4300≥27-20硅鈣型SJ301F5131(F5141)-H08MnMoA熱處理-30(-40)≥27氟堿型SJ101F6004-H08MnA550~690≥460焊態(tài)//硅錳型HJ431F6011-H10Mn2、H08MnMoA0≥27硅鈣型SJ301F6021-H10Mn2、H08MnMoA-20氟堿型SJ101F6131-H10Mn2、H08MnMoA熱處理-30≥27氟堿型SJ101F6141-H10Mn2、H08MnMoA-40第34頁/共132頁●結(jié)構(gòu)鋼常用埋弧焊劑渣系分類及組分

渣系代號（X４）主要組分渣系１CaO+MgO+MnO+CaF2

＞50%SiO2≤20%CaF2≥15%氟堿型３CaO+MgO+SiO2＞60%硅鈣型４MnO+SiO2＞50%硅錳型第35頁/共132頁●常用實心焊絲牌號的化學(xué)成分（GB/T14957-94）牌號化學(xué)成分(%)CMnSiMoVTi加入量S≤P≤H08A≤0.100.30~0.55≤0.030.0300.030H08MnA≤0.100.80~1.10≤0.070.0300.030H10Mn2≤0.121.50~1.90≤0.070.0350.035H08Mn2SiA≤0.111.80~2.10.65~0.950.0300.030H08MnMoA≤0.101.20~1.60≤0.250.3~0.50.150.0300.030H08Mn2MoA0.06~0.111.60~1.90≤0.250.5~0.70.150.0300.030H08Mn2MoVA0.06~0.111.60~1.90≤0.250.5~0.70.06~0.120.150.0300.030H10Mn2MoVA0.08~0.131.70~2.00≤0.040.6~0.80.06~0.120.150.0300.030Cr≤0.20,Ni≤0.30,Cu≤0.20第36頁/共132頁●常用結(jié)構(gòu)鋼氣體保護焊實心焊絲型號表示方法

(CO2

、20%CO2-80%Ar混合氣體)(GB/T8110-95)

ER49-1——熔敷金屬沖擊功不低于47J(室溫)

熔敷金屬抗拉強度不低于490MPa,

屈服強度不低于372MPa

ER50-2——熔敷金屬沖擊功：-30℃時不低于27J-3——-20℃時不低于27J-4、-5——不要求

-6、-7——-30℃時不低于27J

熔敷金屬抗拉強度不低于500MPa,

屈服強度不低于420MPaER55-D2——熔敷金屬沖擊功：-30℃時不低于27J

熔敷金屬抗拉強度不低于550MPa,

屈服強度不低于470MPa

第37頁/共132頁第38頁/共132頁●焊接材料的選配原則1焊接材料熔敷金屬的強度、塑性、沖擊韌性均應(yīng)高于母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低值，與母材焊接后其接頭各項性能均應(yīng)達(dá)到母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低值。埋弧焊時則是指焊絲和焊劑相匹配后的熔敷金屬性能；2不同強度級別鋼材焊接時，對接接頭按強度低的鋼材選擇焊材，T形接頭應(yīng)按腹板的強度選擇焊材；3Q235以上級別鋼號采用強度相匹配的低氫型焊條；碳當(dāng)量高于0.45％，厚度超過100mm的鋼材組成拘束應(yīng)力大的復(fù)雜節(jié)點可采用強度相匹配的超低氫焊條（可僅用于打底焊若干層）;4由化學(xué)成分決定使用性能的鋼材如耐候鋼、耐火鋼、不銹鋼等，按化學(xué)成分選擇專用焊材；第39頁/共132頁5焊條及藥芯焊絲要根據(jù)焊接位置選擇相應(yīng)型號；

6Q235、Q345鋼手工電弧焊提高焊接熔敷效率可選用E4328Fe、E5028Fe（鐵粉焊條）；

7二氧化碳?xì)獗：笐?yīng)選用沖擊韌性與母材韌性等級相匹配的H08Mn2Si焊絲ER50-2、-3、-6、7用于Q345B、C和Q390B、C；Q420、Q460鋼材應(yīng)選用ER55-C1（含鎳）；采用藥芯焊絲時應(yīng)注意根據(jù)母材強度和構(gòu)件的剛性、節(jié)點的拘束度選擇藥芯的堿度；

8熔嘴電渣焊一般用H08Mn2Mo、H10Mn2焊絲配少量硅錳、硅鈣型焊劑；

9手工電弧焊和埋弧焊的焊材選配方法見下表：

第40頁/共132頁●結(jié)構(gòu)鋼材常用焊材選配表

鋼材

結(jié)構(gòu)特點節(jié)點復(fù)雜性板厚(mm)

電弧焊焊條埋弧焊焊劑--焊絲Q235輕型或一般鋼結(jié)構(gòu)簡單對接、角接25以下酸性焊條E4303硅錳焊劑--低碳鋼焊絲F4A0--H08Q235B(C)重型或大跨度鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點25以上堿性焊條E4315、E4316高硅高錳焊劑F5014(24)-H08A（HJ431）Q345B(C)一般、重型或大跨度鋼結(jié)構(gòu)各種節(jié)點80以下堿性焊條E5015、E5016高硅高錳焊劑F5014(24)-H08MnA（HJ431）或中硅中錳低氟焊劑如HJ350配H10Mn2Q345C(D)重型或大跨度鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點拘束應(yīng)力大80以上堿性焊條E5515、E5516氟堿焊劑（SJ101）F5021(31)H08MnAQ390C(D)

各種結(jié)構(gòu)各種節(jié)點所有板厚氟堿焊劑（SJ101）F5021(31)--H10Mn2Q420E6015、16F6031-H08MnMoA第41頁/共132頁3.0.2大型、重型及特殊鋼結(jié)構(gòu)的主要焊縫采用的焊接填充材料應(yīng)按生產(chǎn)批號進(jìn)行復(fù)驗。復(fù)驗應(yīng)由國家技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督部門認(rèn)可的質(zhì)量監(jiān)督檢測機構(gòu)進(jìn)行。

●復(fù)驗范圍的界定：大跨度、重級工作制吊車梁及建筑安全等級為一級、二級結(jié)構(gòu)中的一級焊縫和安全等級為一級結(jié)構(gòu)中的二級焊縫（根據(jù)GB50205-2001）?！駨?fù)驗的方法應(yīng)按照焊接材料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。第42頁/共132頁3.0.3氣體保護焊使用的二氧化碳?xì)怏w應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《焊接用二氧化碳》（HG/T2537）的規(guī)定，大型、重型及特殊鋼結(jié)構(gòu)工程中主要構(gòu)件的重要焊接節(jié)點采用的二氧化碳?xì)怏w質(zhì)量應(yīng)符合該標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)等品的要求，即其二氧化碳含量（V/V不得低于99.9%，水蒸氣與乙醇總含量（m/m）不得高于0.005%，并不得檢出液態(tài)水。●

二氧化碳?xì)怏w保護焊作為一種高效優(yōu)質(zhì)焊接方法，其熔敷金屬擴散氫含量和氫致裂紋的控制主要依靠氣體中水份的控制，重型鋼結(jié)構(gòu)中厚板、特厚板的焊接目前已廣泛應(yīng)用了二氧化碳?xì)怏w保護焊，特殊鋼結(jié)構(gòu)的復(fù)雜節(jié)點立焊甚至全位置焊接也已在應(yīng)用，使用優(yōu)等品控制氣體含水量不得高于0.005%是為防止氫致裂紋，此要求也符合AWSD1.1的規(guī)定；●

該規(guī)程規(guī)定一等品二氧化碳含量（V/V）不得低于99.7%，合格品為99.5%。一等品的水蒸氣與乙醇總含量（m/m）不得高于0.02%，合格品為0.05%。非重要接點的焊接可根據(jù)焊接裂紋敏感性程度采用一等品或合格品，如筋板或薄板的焊接。第43頁/共132頁★焊接節(jié)點構(gòu)造

4.1.1鋼結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點構(gòu)造，應(yīng)符合下列要求：1盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸；

2焊縫的布置對稱于構(gòu)件截面的中和軸；

3便于焊接操作，避免仰焊位置施焊；

4采用剛性較小的節(jié)點形式，避免焊縫密集和雙向、三向相交；

5焊縫位置避開高應(yīng)力區(qū)；

6根據(jù)不同焊接工藝方法合理選用坡口形狀和尺寸?！窆?jié)點設(shè)計原則：焊接接頭的殘余應(yīng)力不可避免，板厚大于30mm左右時，殘余應(yīng)力最大值可超過鋼材的屈服極限(圖5-37、5-39、5-40),應(yīng)盡量降低焊接收縮應(yīng)力的數(shù)值及應(yīng)力集中系數(shù)，減少構(gòu)件的變形；便于焊工操作，確保獲得致密、優(yōu)質(zhì)的焊縫。第44頁/共132頁圖5-37焊縫各截面中縱向應(yīng)力的分布圖5-39橫向應(yīng)力沿板寬上的分布第45頁/共132頁圖5-40厚板多層焊縫中的應(yīng)力分布第46頁/共132頁●

焊接變形量的估算公式：

縱向收縮量（mm）——△L=k1?

AW?L/A

橫向收縮量（mm）——△B=0.2AW/δ+0.05bA—桿件截面積；AW—焊縫截面積；

L—桿件長度；

δ—板厚；b—跟部間隙；

k1—焊接方法系數(shù)：二氧化碳?xì)怏w保護焊：k1=0.043；

埋弧焊：k1=0.071～0.076；手工電弧焊：k1=0.048～0.057。角變形量（rad）——△θ=0.07Bhf1.3/δ2

B—翼緣板寬度；δ—翼緣板厚度；

hf—焊腳尺寸。公式顯示各方向焊接收縮量均與焊縫截面積成正比，因此盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸是很重要的。第47頁/共132頁●

焊縫密集導(dǎo)致接頭區(qū)殘余應(yīng)力疊加，焊縫交叉則產(chǎn)生三向應(yīng)力使材質(zhì)變脆，一般焊縫并列或交叉間距應(yīng)大于200mm。板厚大時其間距還應(yīng)增大，通常在焊縫交叉處設(shè)置圓弧形應(yīng)力釋放孔同時作為焊接過手孔?！裱龊笗r易產(chǎn)生缺陷，返修時造成復(fù)雜應(yīng)力，且焊工培訓(xùn)費用高，在厚板結(jié)構(gòu)中不宜采用。●雙面雙邊對稱坡口（X形）及單面、雙邊對稱淺坡口（Y形）的拘束應(yīng)力最小，單面雙邊或單邊坡口（V、L形）拘束應(yīng)力最大。如果施工操作條件允許雙面焊，設(shè)計承載條件允許部分焊透時，應(yīng)盡可能采用雙面、雙邊對稱坡口及淺坡口部分焊透焊縫。●

離構(gòu)件中和軸越遠(yuǎn)的焊縫收縮力矩越大，造成的變形量越大，對稱布置焊縫可使收縮力平衡以減少變形。第48頁/共132頁4.2焊接坡口的形狀和尺寸(見規(guī)程)●

所列的六個手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊全焊透和部分焊透坡口形狀和尺寸表符合建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件組焊節(jié)點要求及大型鋼結(jié)構(gòu)制造廠生產(chǎn)線設(shè)備的條件,即一般不采用氣割不易實現(xiàn)的U形坡口；●

全焊透焊縫一般采用單面坡口加鋼墊板形式以避免生產(chǎn)效率低下、勞動條件惡劣的清根作業(yè)和仰焊位置；●

適當(dāng)考慮工程實際情況，分別列出較大的裝配條件下坡口尺寸精度允許偏差；●

綜合了美國鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范和日本建筑學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，與國際同類先進(jìn)規(guī)范接軌?！?/p>

坡口角度、間隙盡量小以滿足減小焊縫截面和焊接收縮應(yīng)力的要求；第49頁/共132頁★

4.3

焊縫的計算厚度4.3.1全焊透的對接焊縫及對接與角接組合焊縫，雙面焊時反面應(yīng)清根后焊接，加墊板單面焊當(dāng)坡口形狀、尺寸符合本規(guī)程表4.2.2～4.2.4的要求時，可按全焊透計算。其計算厚度he應(yīng)為坡口根部至焊縫表面（不計余高）的最短距離。第50頁/共132頁●

焊縫的計算厚度是結(jié)構(gòu)設(shè)計時焊縫承載應(yīng)力計算的依據(jù)，不僅設(shè)計師而且工藝工程師也應(yīng)了解各種接頭焊縫的計算厚度，以免在施工中引起混淆，影響結(jié)構(gòu)安全；●

斜角接頭和圓管相貫接頭的焊縫計算厚度與直角接頭的區(qū)別尤其應(yīng)予以關(guān)注。第51頁/共132頁4.3.2開坡口的部分焊透對接焊縫及對接與角接組合焊縫，其焊縫計算厚度he應(yīng)根據(jù)焊接方法、坡口形狀及尺寸、焊接位置不同，分別對坡口深度H進(jìn)行折減（圖4.3.2）。各種類型部分焊透焊縫的計算厚度he應(yīng)符合表4.3.2的規(guī)定。圖4.3.2部分焊透的對接焊縫及對接與角接組合焊縫計算厚度示意

V形坡口α≥60°及U、J形坡口,當(dāng)坡口尺寸符合表4.2.5～4.2.7的規(guī)定時，焊縫計算厚度he

應(yīng)為坡口深度H。第52頁/共132頁示意圖號

坡口形式焊接方法T（mm）

Α(°)

bp焊接位置焊縫計算厚度he(mm)(mm)(mm)4.3.2(a)I形坡口單面焊手工電弧焊31~1.5全部t-1

4.3.2(b)I形坡口單面焊手工電弧焊

＞3，≤6T/2全部t/24.3.2(c)I形坡口雙面焊手工電弧焊＞3，≤6

T/2全部3t/44.3.2(d)L形坡口手工電弧焊≥645°03全部H-3表4.3.2

部分焊透的對接焊縫及對接與角接組合焊縫計算厚度

第53頁/共132頁示意圖號

坡口形式焊接方法T（mm）

Α(°)

bp焊接位置焊縫計算厚度he(mm)(mm)(mm)4.3.2(d)L形坡口氣體保護焊≥645°

03F,HHV,O4.3.2(d)L形坡口埋弧焊≥1260°

06FHHH-34.3.2(e)(f)

K形坡口手工電弧焊≥8

45°

03全部H1+H2-64.3.2(e)

(f)

K形坡口氣體保護焊≥12

45°03F,HH1+H2

V,OH1+H2-64.3.2(e)(f)

K形坡口埋弧焊≥20

60°06FH1+H2續(xù)表4.3.2

部分焊透的對接焊縫及對接與角接組合焊縫計算厚度

第54頁/共132頁4.3.3

搭接角焊縫及直角角焊縫的計算厚度he應(yīng)分別按公式4.3.4-1、4.3.4-2計算（4.3.3）：圖4.3.3直角角焊縫及搭接角焊縫計算厚度示意1當(dāng)間隙b≤1.5時，he=0.7hf

（4.3.4-1）

2當(dāng)間隙1.5＜b≤5時，he=0.7（hf-b）

（4.3.4-2）塞焊和槽焊焊縫的計算厚度可按角焊縫的計算方法確定。第55頁/共132頁4.3.4斜角角焊縫的計算厚度he，應(yīng)根據(jù)兩面夾角Ψ的大小取值：1Ψ=60°～135°[圖4.3.4(a)、(b)、(c）]：當(dāng)間隙b≤1.5時，he=hf/2sinΨ/2

（4.3.4-3）

當(dāng)間隙1.5＜b≤5時，he=hf-b/2sinΨ/2

（4.3.4-4）

式中：Ψ—兩面夾角（°）；hf—焊腳尺寸（mm）；

b—接頭根部間隙（mm）

230°≤Ψ＜60°[圖4.3.4（d）]：應(yīng)將公式（4.3.4-3）、（4.3.4-4）所計算的焊縫計算厚度he減去相應(yīng)的折減值Z。不同焊接條件的折減值Z應(yīng)符合表4.3.4的規(guī)定；

3Ψ＜30°：必須進(jìn)行焊接工藝評定，確定焊縫計算厚度。第56頁/共132頁圖4.3.4斜角角焊縫計算厚度示意

Ψ—兩面夾角；b—根部間隙；hf—焊腳尺寸；

he—焊縫計算厚度；z—焊縫計算厚度折減值。第57頁/共132頁兩面夾角Ψ焊接方法折減值Z（mm）焊接位置V或O

焊接位置F或H

60°＞Ψ≥45°手工電弧焊33藥芯焊絲自保護焊30藥芯焊絲氣體保護焊30實芯焊絲氣體保護焊_045°＞Ψ≥30°手工電弧焊66藥芯焊絲自保護焊63藥芯焊絲氣體保護焊106實芯焊絲氣體保護焊_6表4.3.4

斜角角焊縫30°≤Ψ＜60°時的焊縫計算厚度折減值第58頁/共132頁4.3.5

圓鋼與平板、圓鋼與圓鋼之間的焊縫計算厚度應(yīng)分別按下列公式計算：圖4.3.5圓鋼與平板、圓鋼與圓鋼焊縫計算厚度示意1圓鋼與平板連接（圖4.3.5a）：he=0.7hf

（4.3.5-1）

2圓鋼與圓鋼連接（圖4.3.5b）：he=0.1(d1+2d2)-a(4.3.5-2)

式中：d1——大圓鋼直徑（mm）；d2——小圓鋼直徑（mm）；

a——焊縫表面至兩個圓鋼公切線的距離(mm)。第59頁/共132頁4.3.6

圓管、矩形管T、Y、K形相貫接頭的焊縫計算厚度應(yīng)根據(jù)局部兩面夾角Ψ的大小，按相貫接頭趾部、側(cè)部、跟部各區(qū)和局部細(xì)節(jié)情況分別計算取值。管材相貫接頭的焊縫分區(qū)示意見圖4.3.6-1，局部兩面夾角ψ和坡口角α示意見圖4.3.6-2。全焊透焊縫、部分焊透焊縫和角焊縫的計算厚度應(yīng)分別符合下列規(guī)定：第60頁/共132頁圖4.3.6-1圓管、矩形管相貫接頭焊縫分區(qū)形式示意第61頁/共132頁圖4.3.6-2局部兩面夾角（Ψ）和坡口角（α）示意1全焊透焊縫的計算厚度管材相貫接頭全焊透焊縫各區(qū)的形狀及尺寸細(xì)節(jié)應(yīng)符合圖4.3.6-3要求，焊縫計算厚度應(yīng)符合表4.3.6-1規(guī)定；第62頁/共132頁圖4.3.6-3管材相貫接頭完全焊透焊縫的各區(qū)坡口形狀與尺寸示意（焊縫為標(biāo)準(zhǔn)平直狀剖面形狀）

1—尺寸he、hL、b、b'、ψ、ω、α見表4.3.6-1；

2—最小標(biāo)準(zhǔn)平直狀焊縫剖面形狀如實線所示；

3—可采用虛線所示的下凹狀剖面形狀；4—支管厚度tb＜16mm；

5—hk：加強焊腳尺寸。第63頁/共132頁表4.3.6-1圓管T、K、Y形相貫接頭全焊透焊縫坡口尺寸及焊縫計算厚度坡口尺寸

趾部Ψ=180°～135°

側(cè)部Ψ=150°～50°

過渡部分Ψ=75°～30°

跟部Ψ=40°～15°

坡口角度α最大90°

Ψ≤105°時60°

40°

最小45°

37.5°；Ψ較小時1/2Ψ

Ψ較大時1/2Ψ

支管端部斜削角度ω

最大根據(jù)所需的α值確定最小10°或Ψ>105°時45°10°

根部間隙b最大四種焊接方法均為5mm氣保護焊（短路過渡）、藥芯焊絲氣保護焊：α>45°時6mmα≤45°時8mm手工電弧焊和藥芯絲自保護焊時6mm最小1.5mm第64頁/共132頁打底焊后坡口底部寬度b'最大手工電弧焊和藥芯焊絲自保護焊焊：α為25°～40°時3mm；α為15°～25°時5mm氣保護焊(短路過渡)和藥芯焊絲氣保護焊：α為30°～40°時3mm；α為25°～30°時6mm；α為20°～25°時10mm；α為15°～20°時13mm

焊縫計算厚度he

≥tb

Ψ≥90°時，≥

tb；Ψ＜90°時，≥tb/sinΨ,≥tb/sinΨ,但不超過1.75tb

≥2tb

hL

≥tb/sinΨ,但不超過1.75tb

焊縫可堆焊至滿足要求

注：坡口角度α<30°時應(yīng)進(jìn)行工藝評定；由打底焊道保證坡口底部必要的寬度b'。

第65頁/共132頁2部分焊透焊縫的計算厚度管材臺階狀相貫接頭部分焊透焊縫各區(qū)坡口形狀與尺寸細(xì)節(jié)應(yīng)符合圖4.3.6-4（a）要求；矩形管材相配的相貫接頭部分焊透焊縫各區(qū)坡口形狀與尺寸細(xì)節(jié)應(yīng)符合圖4.3.6-4（b）的要求。焊縫計算厚度的折減值Z應(yīng)符合表4.3.4規(guī)定；圖4.3.6-4管材相貫接頭部分焊透焊縫各區(qū)坡口形狀與尺寸示意第66頁/共132頁第67頁/共132頁續(xù)圖4.3.6-4管材相貫接頭部分焊透焊縫各區(qū)坡口形狀與尺寸示意

1—t為tb、tc中較薄截面厚度；

2—除過渡區(qū)域或跟部區(qū)外，其余部位削斜到邊緣

3—根部間隙0～5mm；

4—坡口角度30°以下時必須進(jìn)行工藝評定；

5—焊縫計算厚度he>tb，Z折減尺寸見表4.3.4；

6—方管截面角部過渡區(qū)的接頭應(yīng)制作成從一細(xì)部圓滑過渡到另一細(xì)部，焊接的起點與終點都應(yīng)在方管的平直部位，轉(zhuǎn)角部位應(yīng)連續(xù)焊接，轉(zhuǎn)角處焊縫應(yīng)飽滿。第68頁/共132頁3角焊縫的焊縫計算厚度管材相貫接頭各區(qū)細(xì)節(jié)應(yīng)符合圖4.3.6-5要求。其焊縫計算厚度he應(yīng)符合表4.3.6-2規(guī)定。圖4.3.6-5管材相貫接頭角焊縫接頭各區(qū)形狀與尺寸示意

1—tb為較薄件厚度；2—hf為最小焊腳尺寸；3—根部間隙0～5±1.5mm；

4—α最小值為15°。當(dāng)α<30°時，應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評定；30°≤α<60°時，焊縫計算厚度應(yīng)采用表4.3.4的折減值Z；

5—對主管直徑（寬度）D與支管直徑（寬度）d之比d/D的限定：圓管時d/D≤1/3，方管時d/D≤0.8。第69頁/共132頁表4.3.6-2管材T、Y、K形相貫接頭角焊縫的計算厚度Ψ

趾部

側(cè)部跟部焊縫計算厚度（he）＞120°

110°~120°

100°~110°

≤100°

＜60°

最小hf支管端部切斜tb

1.2tb

1.1tbtb1.5tb0.7tb支管端部切斜1.4tb

1.8tb1.6tb1.4tb1.5tbtb支管端部整個切斜60°~90°坡口

2.0tb1.75tb1.5tb1.5tb或1.4tb+Z取較大值1.07tb

注：1低碳鋼（σs≤280MPa）圓管，要求焊縫與管材超強匹配的彈性工作應(yīng)力設(shè)計時he=0.7tb

；要求焊縫與管材等強匹配的極限強度設(shè)計時he=1.0tb

；

2其它各種情況he=tc

或he=1.07tb中較小值(tc為主管壁厚)。第70頁/共132頁★

焊接裂紋及預(yù)熱、后熱溫度的確定●

焊接裂紋歷來是重型鋼結(jié)構(gòu)工程中質(zhì)量控制的重點。焊接裂紋可按生成時段分為熱裂紋和冷裂紋（氫致裂紋），由于鋼材和焊材中硫、磷等雜質(zhì)的控制，只要控制焊縫的寬深比大于1.1，熱裂紋一般可以避免（圖5-73），重要的是冷裂紋的控制；

圖5-73焊接熱裂紋示意第71頁/共132頁●

冷裂紋形成因素：

——接頭中存在硬脆顯微組織；

——焊縫擴散氫含量較高；

——接頭的拘束應(yīng)力較大?！皲摬牡奶籍?dāng)量是產(chǎn)生接頭硬脆組織的內(nèi)因，用碳當(dāng)量（CE%）可表示鋼材淬硬傾向和焊接性的好壞；低碳微合金高強鋼可用冷裂紋敏感指數(shù)（Pcm%）表示。限制CE%及

Pcm%可以減小冷裂紋敏感性。第72頁/共132頁●美、日、國際焊接學(xué)會采用碳當(dāng)量計算公式：

CE%(AWS)=C+(Mn+Si)/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15(%)

CE%(JIS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14(%)

CE%(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15(%)適用范圍：非調(diào)質(zhì)中高強度低合金鋼（σb=500～600Mpa,C≥0.18%）

C≤0.2%;Si≤0.55%;Mn≤1.5%;

Cu≤0.5%;Ni≤2.5%;Cr≤1.25%;

Mo≤0.7%;V≤0.1%;B≤0.006%。第73頁/共132頁●冷裂紋敏感指數(shù)（Pcm%）計算公式：Pcm%=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B(%)

適用范圍:σb=400～1000MPa;

C：0.07～0.22%;Si≤0.6%;Mn：0.40～1.4%;Cr≤1.2%;Cu≤0.5%;Ni≤1.2%;Mo≤0.7%;V≤1.2%;Nb≤0.04%;Ti≤0.05%;B≤0.05%。板厚：19～25mm;[H]：1.0～5.0ml/100g（甘油法）；拘束度：5000～33000N/mm.mm;

斜Y試樣試驗條件：熱輸入E=17kJ/cm。第74頁/共132頁●焊接冷裂紋防止措施

控制800～500℃之間冷卻速度（t8/5）在10秒以上，80秒以下（對低合金高強鋼），使接頭區(qū)既不出現(xiàn)淬硬組織也不出現(xiàn)過熱粗晶組織，其工藝措施即為控制熱輸入量和焊前預(yù)熱；

控制焊縫中氫的含量，避免氫在冷卻過程析出（圖5-74）后向母材近縫區(qū)擴散，聚集于晶格缺陷中形成高壓，而使焊趾或焊縫跟部產(chǎn)生裂紋。控制母材表面、焊條、保護氣體中的水份，是降低冷裂傾向的主要措施（圖5-74、5-75、5-76）；焊后消氫熱處理有助于氫加速擴散遠(yuǎn)離焊縫、應(yīng)力集中區(qū)和脆化區(qū)可以防止延遲裂紋（圖5-77、5-78）。加熱溫度與板厚和保溫時間有關(guān).第75頁/共132頁圖5-74氫在鐵中溶解度與溫度的關(guān)系圖5-75影響焊縫中含氫量的因素第76頁/共132頁圖5-76焊條烘干溫度與擴散氫含量關(guān)系圖5-77后熱對擴散氫的影響圖5-78避免裂紋所需后熱參數(shù)(預(yù)130℃)第77頁/共132頁●

拘束度對冷裂紋的形成也起關(guān)鍵作用

拉伸拘束度（R-F）——單位長度焊縫的跟部間隙產(chǎn)生單位長度彈性位移所需拉力（圖5-79）

RF=Eδ/L（N/mm.mm）

E--母材彈性模量；δ—板厚（mm）；L--受拘束體的長度（mm）；結(jié)構(gòu)定位焊時RF=700δ（相當(dāng)于斜Y形試驗條件）；結(jié)構(gòu)對接接頭正常焊時RF=400δ(板厚不大于50mm)。圖5-79對接接頭承受拘束應(yīng)力的模型第78頁/共132頁●

最低預(yù)熱溫度的確定：

日本學(xué)者提出的預(yù)熱溫度(T0)計算公式為：

坡口形式X、U、V形時：T0=1330Pw-380(℃)

坡口形式K、T形時：T0=2030Pw-550(℃)

Pw=Pcm+〔H〕/60+RF/4×105

(或取RF/4×105=t/600)

Pw--裂紋敏感性系數(shù)；

RF--拉力拘束度(N/mm.mm);t—鋼材厚度(mm);〔H〕--甘油法測定的擴散氫含量(ml/100g).

該公式未含熱輸入、冷卻速度因素的影響，而且拘束度不論節(jié)點形式只按t/600統(tǒng)一取值也與實際構(gòu)件差別較大；

第79頁/共132頁預(yù)熱溫度與裂紋敏感指數(shù)關(guān)系第80頁/共132頁●美國鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范提出了熱影響區(qū)硬度控制法和含氫量控制法。前者只考慮熱輸入量和最高硬度，不考慮含氫量和拘束度，局限性較大；后者把含氫量、裂紋敏感指數(shù)、拘束度、板厚各因素分級后排列組合，雖未考慮熱輸入量的影響，卻還是比較全面的估算方法，但該規(guī)范規(guī)定的上限區(qū)段預(yù)熱溫度最高值為160℃則顯得不合理，缺乏試驗基礎(chǔ)和依據(jù)。

●德國鋼鐵學(xué)會提出從過渡板厚、熱輸入、冷卻時間（t8/5）查圖得出預(yù)熱溫度的方法，是以該國既定鋼材的碳當(dāng)量及其焊接性為基礎(chǔ)的，應(yīng)用于他國鋼材、鋼種則須做相當(dāng)?shù)脑囼灢拍芾L出所需圖表。第81頁/共132頁

6.2.1除電渣焊、氣電立焊外，Ⅰ、Ⅱ類鋼材匹配相應(yīng)強度級別的低氫型焊接材料并采用中等熱輸入進(jìn)行焊接時，板厚與最低預(yù)熱溫度要求宜符合表6.2.1的規(guī)定。實際工程結(jié)構(gòu)施焊時的預(yù)熱溫度，尚應(yīng)根據(jù)下列因素的變化來確定：第82頁/共132頁表6.2.1常用結(jié)構(gòu)鋼材最低預(yù)熱溫度要求鋼材牌號

接頭最厚部件的板厚t（mm）

t＜2525≤t≤4040＜t≤6060＜t≤80t＞80Q235

—

—60℃80℃100℃Q295、Q345

—60℃80℃100℃140℃注：本表適應(yīng)條件：

1接頭形式為坡口對接，根部焊道，一般拘束度；

2熱輸入約為15～25kJ/cm；

3采用低氫型焊條，熔敷金屬擴散氫含量（甘油法）：

E4315、4316不大于8ml/100g；

E5015、E5016、E5515、E5516不大于6ml/100g；

E6015、E6016不大于4ml/100g；

4一般拘束度，指一般角焊縫和坡口焊縫的接頭未施加限制收縮變形的剛性固定，也未處于結(jié)構(gòu)最終封閉安裝或局部返修焊接條件下而具有一定自由度；

5環(huán)境溫度為常溫；

6焊接接頭板厚不同時，應(yīng)按厚板確定預(yù)熱溫度；焊接接頭材質(zhì)不同時，按高強度、高碳當(dāng)量的鋼材確定預(yù)熱溫度。第83頁/共132頁●實際工程結(jié)構(gòu)施焊時的預(yù)熱溫度，尚應(yīng)根據(jù)下列因素的變化來確定：1根據(jù)焊接接頭的坡口形式和實際尺寸、板厚及構(gòu)件拘束條件確定預(yù)熱溫度。焊接坡口角度及間隙增大時，應(yīng)相應(yīng)提高預(yù)熱溫度；2根據(jù)熔敷金屬的擴散氫含量確定預(yù)熱溫度。擴散氫含量高時應(yīng)適當(dāng)提高預(yù)熱溫度。當(dāng)其它條件不變時，使用超低氫型焊條打底預(yù)熱溫度可降低25～50℃。二氧化碳?xì)怏w保護焊當(dāng)氣體含水量符合本規(guī)程3.0.8條的要求或使用富氬混合氣體保護焊時，其熔敷金屬擴散氫可視同低氫型焊條；3根據(jù)焊接熱輸入的大小確定預(yù)熱溫度。當(dāng)其它條件不變時，熱輸入增大5kJ/cm，預(yù)熱溫度可降低25～50℃。電渣焊和氣電立焊在環(huán)境溫度為0℃以上施焊時可不進(jìn)行預(yù)熱；4根據(jù)接頭熱傳導(dǎo)條件選擇預(yù)熱溫度。在其它條件不變時T形接頭應(yīng)比對接接頭的預(yù)熱溫度高25～50℃。但T形接頭兩側(cè)角焊縫同時施焊時應(yīng)按對接接頭確定預(yù)熱溫度。第84頁/共132頁●

本規(guī)程根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)、施工實踐積累的經(jīng)驗，針對我國目前常用的結(jié)構(gòu)鋼牌號提出了最低預(yù)熱溫度要求，明確規(guī)定其適用范圍并提出各影響因素變化時預(yù)熱溫度的增減范圍，也可算是一種半定量的方法，目的是為了能對生產(chǎn)起指導(dǎo)作用；●

本表有待實踐總結(jié)和完善。

●

當(dāng)環(huán)境溫度低于常溫但高于0℃時,全部板厚應(yīng)預(yù)熱至20℃以上,低于0℃時應(yīng)按低溫焊接規(guī)定,其預(yù)熱溫度應(yīng)高于常溫下的預(yù)熱溫度.第85頁/共132頁6.2.2預(yù)熱方法及層間溫度控制方法應(yīng)符合下列規(guī)定：1焊前預(yù)熱及層間溫度的保持宜采用電加熱器、火焰加熱器等加熱，并采用專用的測溫儀器測量；

2預(yù)熱的加熱區(qū)域應(yīng)在焊接坡口兩側(cè)，寬度應(yīng)各為焊件施焊處厚度的1.5倍以上，且不小于100mm；預(yù)熱溫度宜在焊件反面測量，測溫點應(yīng)在離電弧經(jīng)過前的焊接點各方向不小于75mm處；當(dāng)用火焰加熱器預(yù)熱時正面測溫應(yīng)在加熱停止后進(jìn)行?！?/p>

加熱范圍及測溫點位置對焊縫預(yù)熱溫度實際值有直接影響，如不明確規(guī)定則無可比性,此規(guī)定與美國鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范一致。第86頁/共132頁6.2.3當(dāng)要求進(jìn)行焊后消氫處理時，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1

消氫處理的加熱溫度應(yīng)為200～250℃，保溫時間應(yīng)依據(jù)工件板厚按每25mm板厚1小時確定。達(dá)到保溫時間后應(yīng)緩冷至常溫；●考慮到建筑鋼結(jié)構(gòu)接點形狀較復(fù)雜焊縫較短，安裝施工時常用熱效率較低的火焰加熱，因此規(guī)定了較低的加熱溫度。有條件采用電加熱設(shè)備的大型鋼結(jié)構(gòu)廠和工地，可適當(dāng)提高加熱溫度至300℃，并可適當(dāng)減少保溫時間。

2

消氫處理的加熱和測溫方法按6.2.2條（預(yù)熱方法及層間溫度控制方法）的規(guī)定執(zhí)行。6.2.4Ⅲ、Ⅳ類鋼材的預(yù)熱溫度、層間溫度及后熱處理應(yīng)遵守鋼廠提供的指導(dǎo)性參數(shù)要求，或按3.0.3條的規(guī)定執(zhí)行?！翊藘深愪摬牡膹姸雀?，合金成分復(fù)雜并常以調(diào)質(zhì)熱處理狀態(tài)交貨，不恰當(dāng)?shù)募訜釁?shù)會破壞材料的性能。如鋼廠未提供指導(dǎo)性參數(shù)，則應(yīng)進(jìn)行焊接性實驗和焊接工藝評定后方可施焊。第87頁/共132頁●鋼材由鑄錠軋成板材后，晶間存在的硫化錳、氧化物、硅酸鹽夾雜物也被軋成薄片狀與金屬帶狀組織共存。如金屬冶煉純度不高，夾雜物較多形成連續(xù)的片狀分布時，對鋼材厚度方向延性的降低有很大影響；●

在T形、十字形及角接接頭焊接時，易由于焊接收縮應(yīng)力作用于板厚方向而使板材沿軋制帶狀組織晶間產(chǎn)生臺階狀層狀撕裂，其位置一般在焊縫近縫區(qū)脆性區(qū)以外。圖示為典型的層狀撕裂形態(tài)。

★層

狀

撕

裂

第88頁/共132頁

●

層狀撕裂產(chǎn)生的影響因素

１鋼材成分（尤其是含硫量）與厚度方向延性（以斷面收縮率為評定指標(biāo)）；２焊接節(jié)點形式（T形、十字形或角接接頭）；３接頭坡口形式與尺寸（非對稱坡口、翼緣板厚度方向的焊腳尺寸大）；４焊接工藝參數(shù)（熱輸入大）；５焊接順序（不對稱施焊）；６焊接預(yù)熱及后熱等各種因數(shù)的綜合影響。

第89頁/共132頁3.0.4焊接T形、十字形、角接接頭，當(dāng)其翼緣板厚度等于或大于40mm時，設(shè)計宜采用抗層狀撕裂的鋼板。鋼材的厚度方向性能級別應(yīng)根據(jù)工程的結(jié)構(gòu)類型、節(jié)點形式及板厚和受力狀態(tài)的不同情況選擇。3材料（選材上防止層狀撕裂的措施）

鋼板厚度方向性能級別Z15、Z25、Z35相應(yīng)的含硫量、斷面收縮率應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB/T5313的規(guī)定（附錄A）。第90頁/共132頁級

別

含硫量≤（%）斷面收縮率（Ψz%）

三個試樣平均值不小于單個試樣值不小于Z150.011510Z250.0072515Z350.0053525附錄A鋼板厚度方向性能級別及其含硫量、斷面收縮率值第91頁/共132頁●3.0.4條規(guī)定選用Z15的板厚界限（40mm）是根據(jù)國內(nèi)鋼材生產(chǎn)廠的設(shè)備、工藝實際情況及產(chǎn)品質(zhì)量和實踐經(jīng)驗所作的一般規(guī)定，并與相關(guān)設(shè)計規(guī)范協(xié)調(diào)一致；●

Z25或Z35的選用要綜合考慮板厚、節(jié)點形式、坡口形狀尺寸和焊接工藝條件各因素，現(xiàn)有各種資料推薦了選擇鋼板厚度方向性能級別的定量或計算方法，但所考慮的因素尚不夠全面，結(jié)果不易準(zhǔn)確,如：層狀撕裂敏感指數(shù)PL=Pcm+[H]/60+6S該式未考慮接頭形式、尺寸和焊接順序；特厚鋼材軋制時已廣泛使用300mm厚連鑄坯，使得壓縮比降低到3左右，從而降低鋼材厚度方向的延性；未考慮預(yù)熱和焊后消氫處理可，降低冷卻速度并減少擴散氫含量，從而提高抗層狀撕裂的能力。第92頁/共132頁4.5

防止板材產(chǎn)生層狀撕裂的節(jié)點形式4.5.1在T形、十字形及角接接頭中，當(dāng)翼緣板厚度等于、大于20mm時，為防止翼緣板產(chǎn)生層狀撕裂，宜采取下列節(jié)點構(gòu)造設(shè)計：1采用較小的焊接坡口角度及間隙（圖4.5.1a），并滿足焊透深度要求；在角接接頭中，采用對稱坡口或偏向于側(cè)板的坡口（圖4.5.1b）；3

采用對稱坡口（圖4.5.1c）；4

在T形或角接接頭中，板厚方向承受焊接拉應(yīng)力的板材端頭伸出接頭焊縫區(qū)（圖4.5.1d）；5

在T形、十字形接頭中采用過渡段，以對接接頭取代T形、十字形接頭（圖4.5.1e、f）。第93頁/共132頁●

減小焊縫橫截面，尤其是垂直于翼緣方向的焊縫厚度尺寸，以減小焊縫收縮時翼緣板厚方向受到的拉應(yīng)力；●

改變焊縫收縮應(yīng)力的方向使其與翼緣成角度，以減小翼緣板厚方向受到的拉應(yīng)力；●采用對稱坡口可減小單側(cè)的焊縫厚度；●

加長角接接頭的翼緣，避免板端處于無約束狀態(tài)而易于開裂；●

避免采用角接接頭。圖4.5.1T形、十字形、角接接頭防止層狀撕裂的設(shè)計原則示意第94頁/共132頁6.3防止層狀撕裂的工藝措施6.3.1T形接頭、十字接頭、角接接頭焊接時，宜采用以下防止板材層狀撕裂的焊接工藝措施：1采用雙面坡口對稱焊接代替單面坡口非對稱焊接（6.3.0a）；2

采用低強度焊條在坡口內(nèi)母材板面上先堆焊塑性過渡層(6.3.0b)；3

Ⅱ類及Ⅱ類以上鋼材箱形柱角接接頭當(dāng)板厚≥80mm時，板邊火焰切割面宜用機械方法去除淬硬層（見圖6.3.0上圖）；4

采用低氫型、超低氫型焊條或氣體保護電弧焊施焊；5

提高預(yù)熱溫度施焊。第95頁/共132頁圖6.3.0防止板材層狀撕裂的焊接工藝措施示意●采用雙面坡口對稱焊代替單面坡口非對稱焊在制造廠較易實現(xiàn)，在工地安裝位置施焊時受到限制；●采用低強焊條在坡口內(nèi)母材板面上先堆焊塑性過渡層，其生產(chǎn)效率低不適合于大規(guī)模生產(chǎn)和施工，但可在坡口內(nèi)翼緣表面先堆焊一層以減小收縮應(yīng)力；●板邊火焰切割面用機械方法去除淬硬層和微裂紋，將增加工序和生產(chǎn)成本；●

在多頭數(shù)控火焰切割機上用加熱焰預(yù)熱切割邊后再進(jìn)行切割也可防止淬硬層產(chǎn)生，但也降低生產(chǎn)率并增加施工成本。第96頁/共132頁●鋼材厚度方向性能級別的選擇方法：德國鋼結(jié)構(gòu)委員會（DASt）和德國焊接學(xué)會（DVS）共同制訂了“焊接鋼結(jié)構(gòu)中避免層狀撕裂的建議（DASt)”——國際焊接學(xué)會文件DOC.IIW810-85:

層狀撕裂危險性指數(shù)LTR=影響因素（A+B+C+D+E）影響因素可為正值或負(fù)值，正值越大越易撕裂，負(fù)值的絕對值越大抗層裂性能越好。但該方法未考慮后熱消氫的有利影響。

影響因素危險性數(shù)指數(shù)AZ方向焊腳尺寸的0.3倍(焊腳尺寸10-50mm)3—15B接頭與坡口形式-25—8CZ向受拉板厚度的0.2倍(板厚20-60mm)4—12D拘束度（低、中、高）0—5E預(yù)熱條件（最低預(yù)熱溫度100℃）0—-8第97頁/共132頁●接頭形式和焊接工藝對層狀撕裂敏感性有一定影響，但主要影響因素是鋼材的Z向性能（斷面收縮率Ψz%

）。按層裂危險性指數(shù)LRT選擇鋼材Z向性能等級LTRΨz(%)平均值最小值≤10——10~20151020~302515＞303525第98頁/共132頁4.7.4抗震結(jié)構(gòu)框架柱與梁的剛性連接節(jié)點焊接時，應(yīng)符合下列要求梁的翼緣板與柱之間的對接與角接組合焊縫的加強焊腳尺寸應(yīng)大于或等于翼緣板厚的1/4，但可不大于10mm；梁的下翼緣板與柱之間宜采用J形坡口單面全焊透焊縫，并應(yīng)在反面清根后封底焊成平緩過渡形狀；采用L形坡口加墊板單面全焊透焊縫時，焊接完成后應(yīng)割除全部長度的墊板及引弧板、引出板，打磨清除未熔合或夾渣等缺陷后，再封底焊成平緩過渡形狀；3引弧板、引出板、墊板割除時，應(yīng)沿柱—梁交接拐角處切割成圓弧過渡，且切割表面不得有深溝，不得傷及母材；4引弧、引出板、墊板的固定焊縫應(yīng)焊在接頭焊接坡口內(nèi)和墊板上，不應(yīng)在焊縫以外的母材上焊接定位焊縫（圖4.7.4）。第99頁/共132頁圖4.7.4引弧板、引出板和墊板的固定焊縫位置示意●使節(jié)點外形尺寸連續(xù)、平緩過渡，以減小應(yīng)力集中系數(shù)；●

避免表面缺口造成應(yīng)力集中；●

為洛杉磯、阪神地震后美國鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范和日本建筑學(xué)會施工規(guī)程新增的條文。第100頁/共132頁★

焊

接

工

藝

評

定5.1.1

凡符合以下情況之一者，應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作及安裝施工之前進(jìn)行焊接工藝評定：1

國內(nèi)首次生產(chǎn)的鋼材（包括鋼材牌號與標(biāo)準(zhǔn)相符但微合金強化元素的類別不同和供貨狀態(tài)不同）應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)工程或進(jìn)口鋼材應(yīng)用于大型、重型或特殊鋼結(jié)構(gòu)工程；2國內(nèi)首次生產(chǎn)的焊接材料應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)工程；3

設(shè)計規(guī)定的鋼材類別、焊接材料、焊接方法、接頭形式、焊接位置、焊后熱處理制度以及施工單位所采用的焊接工藝參數(shù)、預(yù)后熱措施等各種參數(shù)的組合條件為施工企業(yè)首次采用。第101頁/共132頁●

焊接工藝評定是企業(yè)制訂實際工程焊接工藝方案的基礎(chǔ)和依據(jù)；●

焊接工藝評定是工程焊接接頭符合規(guī)范與設(shè)計要求的鑒證性資料；●

本規(guī)程與美國鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范不同之處是，規(guī)定中強調(diào)需要進(jìn)行焊接工藝評定的材料產(chǎn)品、施工企業(yè)、各種工藝參數(shù)組合的三個“首次”，適合國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)現(xiàn)有技術(shù)與管理水平，也盡量避免資源的浪費；●

進(jìn)口鋼材的微合金體系、冶煉、軋制工藝、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與國內(nèi)有所差異，用于重大工程時尤需通過焊接工藝評定進(jìn)行驗證。第102頁/共132頁

5.1.2焊接工藝評定應(yīng)由結(jié)構(gòu)制作、安裝企業(yè)根據(jù)所承擔(dān)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計節(jié)點形式、鋼材類型、規(guī)格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定焊接工藝評定方案，擬定相應(yīng)的焊接工藝評定指導(dǎo)書，按本規(guī)程的規(guī)定施焊試件、切取試樣并由具有國家技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督部門認(rèn)證資質(zhì)的檢測單位進(jìn)行檢測試驗。第103頁/共132頁5.1.3焊接工藝評定的施焊參數(shù)，包括熱輸入、預(yù)熱、后熱制度等應(yīng)根據(jù)被焊材料的焊接性制訂。●

對其焊接性已有充分了解，有明確的指導(dǎo)性焊接工藝參數(shù)，并已在實踐中長期使用的成熟鋼種，如國產(chǎn)Q235、Q345鋼，一般不需要由施工企業(yè)進(jìn)行焊接性試驗；●

對于新開發(fā)或國外進(jìn)口未經(jīng)使用過的鋼種，應(yīng)由鋼廠提供焊接性試驗資料。否則施工企業(yè)應(yīng)進(jìn)行焊接性試驗后再進(jìn)行焊接工藝評定；●

施工企業(yè)進(jìn)行工藝評定時所用的設(shè)備和其他施焊條件如氣候等必須與實際施工相一致。第104頁/共132頁5.2.4評定試件厚度與工程適用厚度應(yīng)符合表8.2.4的規(guī)定。表5.2.4評定合格的試件厚度與工程適用范圍焊接方法類別號評定試件厚度（t）（mm）工程適用厚度范圍板厚最小值板厚最大值1、2、3、4、5、8≤250.75t2t＞250.75t1.5t6、7不限0.5t1.1t9≥120.5t2t●

1、2、3、4、5、8類焊接方法均為多層焊，板厚對焊接參數(shù)選擇的影響不大，原則上參照壓力容器相關(guān)規(guī)范的規(guī)定；●

6、7類焊接方法（氣電立焊、電渣焊）為一次強迫成形焊接，板厚對焊接參數(shù)選擇的影響較大，規(guī)定適用板厚僅為評定板厚的1.1倍（板厚時不易焊透）；●

9類焊接方法（栓釘焊）為電弧壓力焊，板厚對焊接參數(shù)選擇的影響也不大。第105頁/共132頁焊接工藝評定—試樣第106頁/共132頁—球-管節(jié)點拉、壓試驗第107頁/共132頁—管-管節(jié)點拉、壓試驗第108頁/共132頁—斜撐節(jié)點及剖面宏觀試樣第109頁/共132頁—球-管節(jié)點疲勞試樣

焊接收縮試樣第110頁/共132頁★

6.4控制焊接變形的工藝措施6.4.1宜按下列要求采用合理的焊接順序控制變形：1

對稱焊接法：對于對接接頭、T形接頭和十字接頭坡口焊接，在工件放置條件允許或易于翻身的情況下，宜采用雙面坡口對稱順序焊接；對于有對稱截面的構(gòu)件，宜采用對稱于構(gòu)件中和軸的順序焊接；

2對雙面非對稱坡口焊接，宜采用先焊深坡口側(cè)部分焊縫、后焊淺坡口側(cè)、最后焊完深坡口側(cè)焊縫的順序；3對長焊縫宜采用分段退焊法或與多人對稱焊接法同時運用；4