箱型柱电渣焊焊接工艺技术要求

箱型柱电渣焊的技巧1、钣金结构准备：①法兰和焊接件应采用相同的材质，切口应斜(45°)完整清洁；②螺栓连接的焊接件应满足要求，可以用电火花磨擦机磨平焊接面；③矩形箱型电渣焊前，必须检查钣金件尺寸，安装紧固位置，无缝管角；2、电渣焊接技术：①控制电弧长度，保持预设焊接电流；②采用齐头焊，焊缝之间应在一定距离，维持焊接电流不变；③改变焊接方向，避免焊头回火，造成焊缝脆断；④焊缝必须集中，焊缝的表面应平整光滑；⑤焊接要以斜45°/135°、环焊和点双环焊等多头焊相结合；3、焊缝检查①检查焊缝表面应光滑，无烧头，焊缝宽度相等；②检查焊缝的足底深度，箱型形的整体结构，公差符合要求；③检查焊缝表面颜色，不得有氧化层或脆模；④必须进行超声波检测，以确认焊缝欠焊问题及焊缝开裂情况。

矩形箱型柱电渣焊是焊接工艺中常用的形式，焊工在进行矩形箱型电渣焊时需要注意以下几点：1、钣金结构准备：①法兰和焊接件应采用相同的材质，切口应斜(45°)完整清洁；②螺栓连接的焊接件应满足要求，可以用电火花磨擦机磨平焊接面；③矩形箱型电渣焊前，必须检查钣金件尺寸，安装紧固位置，无缝管角；2、电渣焊接技术：①控制电弧长度，保持预设焊接电流；②采用齐头焊，焊缝之间应在一定距离，维持焊接电流不变；③改变焊接方向，避免焊头回火，造成焊缝脆断；④焊缝必须集中，焊缝的表面应平整光滑；⑤焊接要以斜45°/135°、环焊和点双环焊等多头焊相结合；3、焊缝检查①检查焊缝表面应光滑，无烧头，焊缝宽度相等；②检查焊缝的足底深度，箱型形的整体结构，公差符合要求；③检查焊缝表面颜色，不得有氧化层或脆模；④必须进行超声波检测，以确认焊缝欠焊问题及焊缝开裂情况。

焊接完成之后，还需要注意以下几点：清理焊接痕迹，去除焊缝中的焊粉、压榨毛刺；经过打磨的焊缝表面要涂覆有机清漆，以免蕞尔焊缝被腐蚀；矩形箱型柱焊接还要做真空气密封，以避免焊接区域冷凝结果；最后完成的焊接件，必须按照安全检验标准，进行质量检验考核，确保同时满足技术要求。

2.箱形截面构件的加工工艺(1)放样、下料○1放样:应按照图纸尺寸及加工工艺要求增加加工余量（加工余量包含铣端余量和焊接收缩余量）。

以下发的钢板配料表为依据，在板材上进行放样、划线。

放样前应将钢材表面的尘土、锈皮等污物清除干净。

○2下料:对箱体的四块主板（为了防止其马刀变形）采用多头自动切割机进行下料，对箱体上其他零件的厚度在大于12mm以上者采用半自动切割机开料，小于或等于12mm以下者采用剪板机下料。

气割前应将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，气割后应清除熔渣和飞溅物。

(2)开坡口:根据加工工艺卡的坡口形式采用半自动切割机或倒边机进行开制。

坡口一般分为全熔透和非全熔透两种形式。

为了保证最终的焊接质量，对全熔透的长度应在设计长度的基础上与非全熔透坡口相邻处适当加长。

坡口切割后，所有的熔渣和氧化皮等杂物应清除干净，并对坡口进行检查。

如果切割后的沟痕超过了气割的允许偏差，应用规定的焊条进行修补，并与坡口面打磨平齐。

(3)矫正:对所下的板件用立式液压机进行矫正，以保证其平整度。

对钢板有马刀弯者应采用火焰矫正的方法进行矫正，火焰矫正的温度不得超过650℃。

(4)铣端、制孔:工艺隔板的制作：箱体在组装前应对工艺隔板进行铣端，目的是保证箱形的方正和定位以及防止焊接变形。

(5)箱体组装:组装前应将焊接区域范围内的氧化皮、油污等杂物清理干净。

箱体组装时，点焊工必须严格按照焊接工艺规程执行，不得随意在焊接区域以外的母材上引弧。

○1将箱体组装为槽形 先在装配平台上将工艺隔板和加劲板装配在一箱体主板上，工艺隔板一般距离主板两端头200mm ，工艺隔板之间的距离为1000～1500mm ，如图5.2.9.3-4。

此时所选主板根据箱形面≥800mm ×800mm 任意一块主板均可；则只能选择图5.2.9.3-4箱体组装一组装槽形：在组装槽形前应将工艺隔板、加劲板与主板进行焊接。

将另两相对的主板组装为槽形，如图5.2.9.3-5。

一，施工准备、1、材料（1）钢材的品种、规格、性能应符合设计要求和国家现行有关产品标准的规定；进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定的要求；均应具有产品质量合格证明文件。

（2）焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂和焊接保护气体等，均必须具有产品质量合格证明文件、生产厂名及产品使用说明书等。

①焊条应符合国家现行标准《碳钢焊条》GB/T5117、《低合金钢焊条》GB/T5118的规定；②焊丝和焊剂：埋弧自动焊和气体保护焊焊丝的各项性能指标，应分别符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/12470、《熔化焊用钢丝》GB/T14957《气体保护焊用焊丝》GB/T8110的各项规定。

被选用的焊丝牌号必须与相应的钢材等级、焊剂和保护气体的成分相匹配。

③ CO2气体应符合《焊接用二氧化碳》HG/T2537的规定。

二，零件下料1 火焰切割（1），切割前应检查工作场地是否符合安全要求，去除钢材表面的污垢、油污、铁锈等杂物，并将工件垫平。

（2）工件下应留有一定的空隙以利于氧化铁渣的吹出，工件下的空间不得密封，避免在切割时引起爆炸。

（3）操作时应先从短边开始切割，防止气割变形。

切割顺序宜先割小件，后割大件，先割复杂工件，后割较简单工件。

（4）对箱形截面的翼板、腹板长度加放50mm余量，宽度不放余量；（（6）对于每张钢板的排版，若下四块板时，尽量中间两块为翼板，两侧各一块为腹板，两侧最外边应保证各10mm以上的割去量。

如图所示（7）割缝余量如下表我厂根据经验一般割缝为2mm 和3mm 。

（8）气割时应选择正确的参数，应调节好氧气射流的形状，使其达到并保持轮廓清晰，风线长。

切割时除保证几何尺寸外还要保证切割的垂直度，不应有缺菱和崩坑。

（9） 钢板的拼接1）由于定长进料，原则上箱型柱的翼板、腹板不拼接。

2）但尺度超长或不得已时方可拼接，所有拼接焊缝为一级焊缝，无损探伤合格后，方可下料。

3）拼接时，焊缝应能避开柱节点位置，宜在节点区隔板上下500mm 以外。

箱形柱制作工艺
1． 钢柱焊缝质量要求：
见下图，主角焊缝标有CP.的区段为全熔透二级焊缝，其余区段为坡口焊缝（三级焊缝）。

牛腿的主角焊缝为全熔透二级焊缝。

其余标有CP.的坡口焊缝全熔透二级焊缝。

柱本体、牛腿焊缝示意图
2． 当柱本体长度较短，且带牛腿，主角焊缝全长按全熔
透二级焊缝处理，见下图。

柱端部100mm 范围内不贴钢垫板，采用贴陶瓷垫的方法焊接。

3． 当柱本体长度较长，且带牛腿，
主角焊缝分区段处理，
腹板坡口按下图加工。

其中全熔透焊缝的坡口按型式
Ⅰ、Ⅱ，型式Ⅱ用于柱端部，局部熔透焊缝的坡口按
型式Ⅲ。

为减少焊接变形，全熔透焊缝的坡口根部采
用CO2气保焊打底填充约1/2的坡口深度、埋弧焊盖
面的焊接方法。

型式Ⅰ型式Ⅱ型式Ⅲ
4．当柱本体不带牛腿，主角焊缝除两端各100mm为全熔透二级焊缝、其余均为局部熔透焊缝，腹板坡口两端
各100mm按上图型式Ⅱ，其余按上图型式Ⅲ加工。

5．箱型柱的隔板焊接，当隔板的四面T型焊缝为全熔透坡口焊缝且位于箱型柱内部时，三面采用气保焊，另
一面采用熔嘴电渣焊，电渣焊部位见以下节点示意图，垫板-60×20与翼板之间须刨平顶紧。

6．箱形牛腿与箱形柱焊接，按下图（当两板之间不垂直时，应考虑自然坡口角度），焊缝等级为一级。

7．装配牛腿，螺栓孔到柱轴线的尺寸应作为装配控制尺寸进行检查，公差：±2 mm。

8．柱公差：柱弯曲、扭曲：≤3mm。

柱高度H：±3mm。

钢结构箱型柱焊接工艺摘要：基于钢结构箱型柱焊接制作工程实例，依据相应规范、规程并通过长期钢结构制作过程的经验积累，简述在现有的国内通用焊接设施装备下钢结构箱型柱关键部位的施焊过程，对构件在车间及现场的焊接工艺进行经验总结，介绍钢结构箱型柱焊接工艺的重点。

在钢结构箱型柱制造施工中，这些工艺的合理使用能更好地保证其焊接质量。

关键词：钢结构箱型柱；电渣焊；焊接钢结构建筑近几年已在国内得到大面积推广，由于其与混凝土结构比较，具有总用钢量少、构件制造工厂化、抗震性好、安装速度快、造价低等优点而被广泛用于工业与民用建筑中。

其中多高层钢结构建筑的钢柱多数采用H型钢、圆钢管、十字型钢、钢结构箱型柱等，由于钢结构箱型柱在两个相互垂直的受力方向都具有很好的工作性能，可以较好地满足钢柱强度及整体结构稳定性，所以设计师们经常将多高层钢结构建筑中的钢柱设计成钢结构箱型柱。

而钢结构箱型柱的焊接是其整体制作的关键工序，因此有必要对钢结构箱型柱的焊接工艺进行实践性的探究和总结。

1 钢结构箱型柱焊接的一些问题钢结构箱型柱的焊接与H型钢焊接、十字型钢焊接有不同之处，主要表现在以下几个方面：1）钢结构箱型柱的4块壁板较厚，焊接时焊道较深，如何施焊堆满焊缝是难点之一；2）在焊接热循环作用下，焊接区域的母材淬醺性增大，残余应力增大，易产生裂纹3）钢结构箱型柱腔内隔板焊接采用普通焊接方式无法施焊，需要采用电渣焊设备解决，焊接难度较大；4）4道纵向通长焊缝如何施焊才不会使钢结构箱型柱产生焊接变形；5）钢结构箱型柱重量大、钢板厚、刚度大，因此拘束度大，焊接难以保证焊缝的均匀熔透。

对于钢结构箱型柱的焊接，选用手工焊条电弧焊难以完成全部制作，而采用埋弧焊焊接时，输出能量大，焊接热影响区宽，焊接工艺及电流选用不当会造成晶粒粗大，焊缝脆化，韧性降低，使焊接接头的抗拉强度下降，因此合理选用焊接设备和焊接方法非常重要。

2 钢结构箱型柱焊接的主要工艺钢结构箱型柱的焊接除了按设计图纸的技术要求外，必须遵循JGJ 81 - 2002《建筑钢结构焊接技术规程》，同时对一些特殊焊接工艺应做焊接工艺评定。

箱形(梁) 柱制作工艺箱形柱是由四块板组成管状承重结构，一般为矩形或方形。

因其刚性大，自重轻，强度高，中间还可以灌注混凝土，形成特殊、紧箍式混凝土－钢柱结构，具有良好的承载轴力、弯矩和抵抗水平力的性能，在高层、超高层建筑中广泛采用。

该结构构件在柱－梁连接的部位，柱内设加筋隔板，因其工艺复杂，焊接熔敷金属量大，隔板处需采用电渣焊（SES），焊接变形不易控制，施工工艺难度较大，必须认真对待。

（一）电渣焊原理：熔嘴电渣焊是用细直径冷拔无缝钢管外涂药皮制成的管焊条作为熔嘴，焊丝在管内送进。

焊接时，将焊管条插入由被焊钢板形成的缝槽内，电弧将焊剂溶化成熔渣池，电流使熔渣温度超过钢材的熔点，从而熔化焊丝和钢板边缘，构成一条堆积的焊缝，把被焊钢板连接成整体。

（二）电渣焊特点：与其它熔化焊相比，电渣焊有以下特点：（1）当电流通过渣池时，电阻热将整个渣池加热至高温，热源体积较远焊接电弧大，大厚件工件只要留一定装配间隙，便可一接成形，生产率高。

（2）电渣焊一般在垂直或接近垂直的位置焊接，焊接分倾角不大于30度，整个焊接过程中金属熔池上部始终在液体渣池，夹杂物及气体有较充分的时间浮至渣池表面或逸出，故不易产生气孔生夹渣；熔化的金属滴通过一定距离的渣池落至金属，熔池对金属熔有一定的冶金作用，焊缝金属的纯净度较高。

（3）调整焊接电流或焊接电压，可在较大范围内调节金属熔池的熔宽和熔深，这一方面可以调节焊缝的成形系数，以防止焊缝中产生热裂纹。

另一方面还可以调节母材在焊缝中的比例，从而控制焊缝的化学成分和力学性能。

（4）电渣焊渣池体积大，高温停留时间长，加热及冷却速度缓慢，焊接中、高碳钢及合金钢时，不易出现淬硬组织，冷却纹的倾向较小。

如规范选择适当，可不预热焊接。

（5）由于加热及冷却速度缓慢，高温停留时间较长，焊缝及热影响区晶粒易长大并产生魏氏组织，因此焊后应进行退火加回火热处理，以细化晶粒，提高冲击韧性，消除焊接应力。

（三）电渣焊的分类电渣焊一般根据所采用的电极种类进行分类电渣焊分类图（四）电渣焊的焊接材料电渣焊用焊丝、焊剂推荐表见下表1表1各钢种电渣焊的焊接材料推荐表引弧剂采用YF－151或自制铁砂。