第四篇 焊接连接

第四篇焊接连接施工作业指导书一、概述焊接连接，由于其具有受力性能好、耐疲劳、抗震性能好、连接刚度高等特点一直作为钢结构安装的主要手段之一。

主要的焊接方法包括：手工电弧焊、气体保护电弧焊、埋弧焊接等。

在钢结构工程施工现场运用最多、最方便也最为广泛的为手工电弧焊，所以该焊接连接施工作业指导书主要介绍手工电弧焊。

二、焊前准备(一)、焊接材料1、焊条的选用焊条的选用须在确保焊接结构安全、可靠使用的前提下，根据被焊材料的化学成分、力学性能、板厚及接头形式、焊接结构特点、受力状态、结构使用条件对焊缝性能的要求、焊接施工条件和技术经济效益等综合考查后，有针对性地选用焊条，必要时还需进行焊接性试验。

(1)、低碳钢焊条的选用低碳钢含碳量低(C≤0.25%)，产生焊接裂纹的倾向小，焊接性能较好。

一般按焊缝金属与母材等强度的原则选择焊条，可选用E43系列中各种型号的焊条，常用焊条牌号为J421至J427。

在实际工程中，可按下列情况选用：a、如钢材S，P等杂质含量较高，为避免产生结晶裂纹，应优先选用抗裂性能较好的低氢型的J426和J427的焊条，以及高氧化铁型J424焊条。

b、对一般结构，对接连接可按钢板厚度，角接连接可按焊脚的大小来选用焊条；当板厚不大于6mm或焊脚尺寸不大于4mm时，应优先选用J421焊条；当板厚在8mm-24mm或焊脚尺寸在4mm-8mm时，优先选用J422和J423焊条；当板厚大于25mm时，宜优先选用J426、J427或E4328铁粉低氢型焊条；当焊脚尺寸大于8mm时，宜优先选用J422F或J424F焊条。

(2)、低合金高强度钢焊条的选用a、对于建筑钢结构来说，一般均应选用低氢型焊条。

b、选用的原则使焊缝金属的机械性能与母材基本相同。

为保证结构安全使用，必须强调焊缝金属应有优良的塑性、韧性和抗裂性。

为此，不宜使焊缝金属的实际强度过高，一般不宜比钢材的实际抗拉强度高出50MPa以上。

c、对厚板和约束度较大的结构，宜优先选用超低氢型焊条。

d、对屈服强度不大于440MPa的低合金钢，在保证焊缝性能相同的条件下，应优先选用工艺性能良好的交流低氢型焊条。

在通风不良的环境内施焊时，应优先选用低尘低毒焊条。

e、为了提高劳动生产率，对立角焊缝选用立向下行焊条；对大口径管接头选用全位置的下行焊条；对小口径管接头选用低层焊条；对中厚板选用铁粉焊条。

(3)、铸铁焊条的选用铸铁焊接(或焊补)大致分为冷焊、半热焊和热焊三种，焊材的选择分为同质焊缝和异质焊缝两类。

可根据铸铁的特性、对焊补的要求、铸铁材料的性能以及焊件的重要性等分别选用。

对焊后要求灰口铸铁焊缝，可选用Z208、Z248焊条，对焊缝表面需经加工的，可选用Z308、Z408、Z418、Z508焊条，其中Z308最易加工；对焊缝表面不需加工的，可选用Z100、Z116、Z117、Z607、Z612焊条；对球墨铸铁和高强度铸铁，可选用Z258、Z408、Z418焊条。

2、焊条成品检验对于工程现场所使用的进场焊条成品检验主要为外观检验和必要的力学性能检验。

(1)、焊条外观质量的检验焊条的外观质量检验主要包括：焊条偏心度、焊条直径、药皮强度、耐潮性、裂纹、起泡、竹节、损伤、破头、包头、磨尾长度和印字等。

1)、焊条偏心度的规定及测量焊条偏心度的测量，在同一根焊条上至少应测2处，2处的距离应大于100，距离焊条端头应大于25，以大者计算为该焊条的偏心度。

每批检测100根，当采用破坏检查时为20根焊条偏心度的检测，主要是在铁磁性偏心测定仪(对具有铁磁性的焊条)或无磁性偏心测定仪(无磁性焊条)上来检测。

其偏心度应符合(表4-1)规定：(表4-1)冷拔焊芯焊条的偏心度2)、焊条药皮强度的检验检验时，将焊条水平横置，自由落到厚度不小于14 mm而水平放置光滑平整的钢板上，被检焊条只允许在焊条两端的药皮处有破裂，落下高度和破裂总长度的允许值见(表4-2)规定：(表4-2)焊条药皮强度试验跌落高度及药皮破裂总长度的规定3)、焊条药皮的耐潮性检验将焊条浸在15-20℃的水中，2h(铸铁焊条0.5h)后观察,药皮不应有胀开或剥落现象。

4)、焊条长度、焊芯直径的检验焊条长度、焊芯直径、夹持端长度，应分别符合《碳钢焊条》GB/T5117—95、《低合金钢焊条》GB/T5118—95、《铸铁焊条及焊丝》GB10044—88等标准的有关规定。

5)、焊条弯曲度的检验焊条弯曲的最大挠度不大于1 mm，但非冷拔焊芯的铸铁焊条、可大于1.5 mm。

6)、杂质药皮表面的木屑、竹片、细钢丝头等杂质不允许存在，而涂料颗粒过大等也算杂质，同样不能存在。

7)、裂纹凡属下列情况之一者，可判为该项次不合格：a、纵向裂纹或龟裂纹，总长度大于20 mm；b、横向裂纹超过焊条半圆周。

8)损伤凡属下列情况之一者，可判为该项次不合格：a、擦伤宽度和长度大于焊芯直径；b、擦伤宽度大于1 mm，1处长度大于30 mm，或总长度大于40 mm，或长度大于2 mm而深度大于1/2药皮厚度；c 、擦伤宽度小于或等于1 mm ，总长度大于200 mm ；d 、药皮表面的凹坑尺寸大于2 mm 超过1处，或凹坑尺寸小于或等于2 mm 超过2处；e 、除磨头、磨尾部分外，药皮表面露焊芯者(焊条的压痕可按擦伤处理)。

9)、毛条、竹节、起泡、皱皮焊条中上述缺陷以目测为准，不允许存在。

(2)、焊条熔敷金属拉伸试验熔敷金属拉伸试验应按《焊缝熔敷金属拉伸试验法》(BG2652—89)进行。

碳钢焊条、低合金钢焊条熔敷金属的拉伸试样要求如下图及表所示。

试板先进行定位焊，然后在试板温度不低于20℃时焊接正面，翻转试板，焊接反面，焊接过程不允许中断。

对碳钢低氢型焊条(如E15、E16、E5018、E28及E5048型焊条)的熔敷金属拉伸试样不允许去氢处理。

除了碱性焊条外，其他类型焊条的熔敷金属拉伸试样应在(100 ±5)℃保温46-50h(表 4-1)3、焊条的保管与储存 (1)、焊条的保管储存1)、进扬的成品焊条应按制造厂提供的质量保证书和本作业指导书的有关规定进行检验，并检查包装无破损、无受潮或无雨淋等现象，才能作为合格品入库。

2)、焊条必须在通风良好和干燥的室内仓库中存放，库内不允许有腐蚀介质。

焊条应存放在架子上，离地面和墙壁的距离都应不小于300 mm 。

3)、存放应按焊接材料的种类、牌号、批号及入库时间分类堆放，每垛均应有明确的标记，避免混乱。

4)、焊接材料贮存库内，应设置温度计和湿度计。

低氢型焊条贮存库的室内温度不得低于5℃，相对湿度应小于60%。

5)、出库时应坚持先入库的先发放。

一般每次发放量不应超过两天的使用量。

6)、对已明显受潮或存放两年以上的焊条应由质量检验部门重新作外观检验与性能试验证明无变质现象和质量符合要求后，方可发放，否则不应出库使用。

(2)、焊条的烘焙为确保焊接质量，焊条在使用前应进行烘干，烘干规范见(表 4-2)： (表 4-2)各类焊条烘焙规定经烘干的焊条应放入保温筒中如(图 4-2)保温，使用保温筒不能随意开盖子。

领回焊条应马上放入保温筒，用一根取一根，随手盖好盖子，防止焊条在高温时易吸收水分受潮。

保温筒还应及时通电保温。

图 4-2 保温筒(表 4-3)保温筒性能表(3)、过期焊条的处理所谓“过期焊条”并不是指存放时间超过某一时间界限，而是指焊条质量发生了不同程度的变化(变质)。

1)、对存入多年的焊条应进行工艺性能试验，焊条按规定温度烘干。

烧焊时没有发现焊条工艺性能有异常的变化，如药皮成块脱落，以及气孔、裂纹等缺陷，则焊条的力学性能一般是可以保证的。

2)、焊条由于受潮焊芯有轻微锈迹，一般不会影响使用性能，但如果焊接质量要求高，就不宜使用。

3)、焊条受潮锈迹严重，可酌情降级使用或用于一般构件焊接。

最好按国家标准做力学性能试验，然后决定其使用范围。

4)、如果焊条药皮中含有大量铁粉，如低氢型高效率铁粉焊条，在相对湿度很高而存放时间较长，焊条受潮严重，甚至药皮中有锈蚀现象，这样的焊条虽然经再烘干，焊接时仍产生气孔或扩散氢含量很高，不应再继续使用。

所以对于各类铁粉焊条，除要求改进包装防止焊条吸潮外，在储存中必须妥善保管。

5)、各类焊条如果严重变质，药皮已有严重脱落现象，此批焊条应予报废。

(二)手工电弧焊设备1、手工电弧焊机的选用手工电弧焊主要有交流和直流两类。

选用焊机时，首先根据焊条药皮类型选择焊机种类。

低氢钠型碱性焊条必须选用直流焊机(弧焊整流器或逆变焊机，酸性焊条既可使用交流焊机也可使用直流焊机，但从经济考虑，一般选用结构简单价格较低的交流焊机。

其次，根据焊接产品所需要的焊接电流范围和实际负载持续率来选择焊机额定电流。

再次，根据工作条件和节能要求选择焊机。

在维修性的焊接工作条件下，由于焊缝不长，连续使用电源的时间短，可选用额定负载较低的弧焊电源。

从节能要求出发，应尽可能选用高效节能的弧焊电源，如先考虑弧焊逆变器，再考虑弧焊整流器、弧焊变压器。

在需要经常移动的场合，最好选用体积小，重量轻的电源。

2、弧焊电源的外部接线弧焊电源的外部接线包括开关、熔断器、动力线(电网到弧焊电源的接线)和电缆(弧焊电源到焊钳及工件的接线)。

弧焊变压器有两组接线柱，由变压器初级绕组引出的接线柱较细，通常是2至3个，应通过熔断器与电源开关接入电网；变压器次级绕组引出的接线柱较粗，应与焊钳及焊件连接。

联接入网时，必须根据铭牌上的电源电压接入要求的电网电压。

弧焊整流电源也有两组接线柱，输入侧接线柱较细，由三个接线柱接入三相交流电；输出侧的两个接线柱较粗，标有正、负号，根据焊接工艺要求接线。

为防止触电，焊机导电外壳上要接地线。

电源线应采用耐压500V 的电缆线。

导线截面可按允许电流密度5-10A ·mm -2计算，若采用铝芯导线，则截面积增大1.6倍。

3、弧焊电源的正确使用与维护 弧焊电源使用时应注意以下几点： (1)、焊机应由电工接入电网；(2)、焊机接入电网后或进行焊接时，不得随意移动或打开机壳； (3)、焊前应检查焊机运转是否正常，冷却风扇旋转方向是否正确； (4)、应按焊机容量使用焊机，防止过载烧毁焊机； (5)、焊机与电缆连接要牢固，防止因接触不良烧坏接线柱； (6)、焊机发生故障时，应立即切断电源，对其进行检查和修理； (7)、焊接过程中，旁人不准拉闸； (8)、离开工作现场应及时断开电源； (9)、焊机要注意保养，保持清洁。

4、手工电弧焊设备辅助器件 (1)、焊钳焊钳是一种夹持器，以使焊工能夹住焊条和控制焊条如(图图 4-3 保温筒4-4)。

焊钳必须夹紧焊条，并将其保持在良好的电接触状态中。

装卡焊条必须迅速而容易。

焊钳有各种规格，每种规格的焊钳是以所要夹持的最大直径焊条需用的电流设计的。