1.紫铜止水焊接工艺性试验方案

紫铜止水焊接工艺性试验方案
1.工程概况
本标段为引江济淮工程（安徽段）江水北送段 H001（河渠）标，本标段由A水利工程和 B 公路工程组成。

其中 A 水利工程由 H001（河渠）标水利工程部分组成；B 公路工程包括杨村集桥、展沟桥、阚疃集闸交通桥、S224 西淝河桥四座跨河桥梁。

（2）主要施工内容
1）西淝河阚疃南站～刘张庄（桩号50+193～30+281），河道长19.912km；
2）西淝河下段阚疃集闸～西淝河北站（桩号61+543～73+457），河道长11.914km；
3）新建阚疃南站和阚疃南闸工程的土建及安装工程；
4）新建西淝河北站和防洪闸工程的土建及安装工程；
5）西淝河封闭配套工程共15座建筑物，其中西淝河下段共6座建筑物，西淝河上段共9座建筑物；
6）西淝河下段改建桥梁3座、加固桥梁1座。

2.编制依据
（1）《施工组织设计》；
（2）施工设计图纸及相关设计文件；
（3）《水工建筑物止水带技术规范》（DL/T5215-2005）
（4）《铜及铜合金带材》GB/T2059-2017。

3.止水铜片材质要求
（1）止水进场时应有工厂质量保证书（或检验合格证）。

否则不得使用于本工程中。

（2）紫铜片止水采用冷轧软铜片，厚度不小于 1.2mm，抗拉强度不小于205Mpa，延伸率不小于20%，化学成分和物理力学性能满足GB/T2059的规定。

（3）止水片应符合设计规格，外观平整，不得扭曲或翘起。

（4）进场使用前由我方先进行自检，待自检合格后委托第三方进行抽样检
测，并出具检验报告，提交监理工程师审批后使用。

4.试验目的、适用范围
（1）通过试验检验确定紫铜止水带接头焊接的工艺；
（2）通过试验检验接头焊接强度是否满足规范要求；
（3）通过试验来指导后续大面积施工。

5. 试验计划
计划2020年4月份对进场的紫铜止水进行电气焊焊接试验。

6. 试验方案
6.1 施工准备
（1）原材料准备
①紫铜片止水：必须有出厂合格证，进场后经物理性能检验合格后，方能使用。

②黄铜焊条：按钢结构工程有关规定执行，焊条应分类、分牌号放在通风良好、干燥的仓库保管好，重要工程焊条，要保持一定温度和湿度（一般温度10～15°C，相对湿度小于5%为宜），焊条焊接前一般在20～25°C烘箱内烘干。

初步选定焊条直径为5.0mm。

（2）机械设备准备
主要机具设备：小型电焊机、乙炔、氧气及橡胶软管。

（3）人员组织准备
选取具有丰富操作经验的焊工，持证上岗，试验室安排专业试验人员。

6.2 作业条件
1）焊工应经培训考核，持证上岗，熟识机械性能和操作规程。

2）工作前或停工时间较长再工作时，必须检查所有气焊设备。

乙炔瓶、氧气瓶及橡胶软管的接头，阀门紧固件应紧固牢靠，不准有松动、破损和漏气现象，氧气瓶及其附件、橡胶软管、工具不能沾染油脂的泥垢，这样保证在气焊焊接的过程中不会因为气焊设备故障而导致意外发生。

3）检查气焊设备、附件及管路漏气，只准用肥皂水试验。

试验时，周围不准有明火，不准抽烟，避免引起火灾。

4）氧气瓶、乙炔瓶与明火间的距离应在10 米以上。

如条件限制，也不准低于5 米，并应采取隔离措施。

5）气焊设备管道冻结时，严禁用火烤或用工具敲击冻块。

氧气阀或管道要用40 ℃的温水溶化；回火防止器及管道可用热沙、蒸气加热解冻。

6）压力容器及压力表、安全阀，应按规定定期送交校验和试验。

检查、调整压力器件及气焊设备安全附件，消除余气后才能进行。

6.3 试验方法
气焊是用氧气与乙炔产生高温，熔化焊条与焊件的金属凝固后形成一条焊缝。

其具体操作方法是：关闭焊把开关，将乙炔及氧气打开，点火慢慢打开焊把开关点燃焊嘴，将焊条根据需要放在被焊物体上，再逐渐调好焊嘴的火苗强弱，使用火苗融化焊条与焊件的金属凝固后形成一条焊缝。

6.4 试验工艺
1）搭接焊工艺
①紫铜片止水焊接采用搭接焊，其搭接长度不小于30mm。

②为获得高度和宽度均匀的焊缝，紫铜片止水搭接采用左焊法（焊炬从右向左移动）。

2）施焊操作要点
气焊的基本操作方法包括氧气乙炔焰的点燃、调节和熄灭、起焊、焊接过程中焊炬和焊条的运动、接头和收尾的操作要领。

①氧气乙炔焰的点燃、调节和熄灭
焊炬的握法，应右手拿焊炬，将拇指和食指位于氧气调节阀处，同时拇指还可以开关、调节乙炔调节阀，随时调节气体的流量。

点燃火焰时，应先稍许开启氧气调节阀，然后再开乙炔调节阀，两种气体在焊炬内混合后，从焊嘴喷出，此时将焊嘴靠近火源即可点燃。

点火时，拿火源的手不要正对焊嘴，也不要将焊嘴指向他人或可燃物，以防发生事故。

刚开始点火时，可能出现连续“放炮”声，原因是乙炔不纯，需放出不纯的乙炔重新点火。

有时出现不易点火的现象，多数情况是氧气开得过大所致，这时应将氧气调节阀关小。

火焰的调节，刚点燃的火焰一般为碳化焰。

这时应根据所焊材料的种类和厚度，分别调节氧气调节阀和乙炔调节阀，直至获得所需要的火焰性质和火焰能率。

如将氧气调节阀逐渐开大，直至火焰的内外焰、焰芯轮廓明显时，可认为是中性焰；如再增加氧气或减少乙炔，可得到氧化焰；如增加乙炔或减少氧气则得到碳化焰。

如果同时增大乙炔和氧气则可增大火焰能率，如火焰能率仍不够大时，应更换大直径的焊嘴。

调整后的火焰形状不得歪斜或发出“吱吱”的声音。

若发现火焰不正常时，要用通针把焊嘴内的杂质清除干净，使火焰正常后才可焊接。

有时，由于供给焊炬的乙炔量不均匀，会引起火焰性质不稳定，这时中性焰会自动变成氧化焰或碳化焰。

因此，在气焊操作中还应随时注意观察火焰性质的变化，并及时调节氧气调节阀。

火焰的熄灭。

需要熄灭火焰时，应先关闭乙炔调节阀，再关闭氧气调节阀。

否则，就会出现大量的炭灰( 冒黑烟) 。

②起焊时由于刚开始焊，焊件温度较低或接近环境温度。

为便于形成熔池，并利于对焊件进行预热，焊嘴倾角应大些，同时在起焊处应使火焰往复移动，保证在焊接处加热均匀。

如果两焊件的厚度不相等，火焰应稍微偏向厚件，以使焊缝两侧温度基本相同，熔化一致，熔池刚好在焊缝处。

当起点处形成白亮而清晰的熔池时，即可填入焊丝，并向前移动焊炬进行正常焊接。

在施焊时应正确掌握火焰的喷射方向，使得焊缝两侧的温度始终保持一致，以免熔池不在焊缝正中而偏向温度较高的一侧，凝固后使焊缝成形歪斜。

焊接火焰内层焰芯的尖端要距离熔池表面3～5mm，自始至终保持熔池的大小、形状不变。

起焊点的选择，一般在平焊对接接头的焊缝时，从对缝一端30mm处施焊，目的是使焊缝处于板内，传热面积大，当母材金属熔化时，周围温度已升高，从而在冷凝时不易出现裂纹。

管子焊接时起焊点应在两定位焊点中间。

③焊接过程中焊嘴和焊丝的运动为了控制熔池的热量，获得高质量的焊缝，焊嘴和焊条应作均匀协调的摆动。

焊嘴和焊条的运动包括三种动作：
a. 沿焊缝的纵向移动，不断地熔化工件和焊条，形成焊缝。

b. 焊嘴沿焊缝作横向摆动，充分加热焊件，使液体金属搅拌均匀，得到致密性好的焊缝。

c. 焊条在垂直焊缝的方向送进，并作上下移动，调节熔池的热量和焊条的填充量。

同样，在焊接时，焊嘴在沿焊缝纵向移动、横向摆动的同时，还要作上下跳动，以调节熔池的温度；焊条除作前进运动、上下移动外，当使用熔剂时也
应作横向摆动，以搅拌熔池。

在正常气焊时，焊条与焊件表面的倾斜角度一般为30°～40°，焊条与焊嘴中心线夹角为90°～100°。

焊嘴和焊条的协调运动，使焊缝金属熔透、均匀，又能够避免焊缝出现烧穿或过热等缺陷，从而获得优质、美观的焊缝。

气焊在正常焊接时，焊工不仅应密切注意熔池的形成情况，而且要将焊条末端置于外层火焰下进行预热。

当焊条熔滴送入熔池后，要立即将焊条抬起，让火焰向前移动，形成新的熔池，然后再继续向熔池送入焊条，如此循环形成焊缝。

为了获得优质的焊接接头，应使熔池的形状和大小始终保持一致。

如果所需火焰能率较大，由于焊接温度高、熔化速度快，这时应使焊条保持在焰芯的前端，使熔化的焊条熔滴连续加入熔池；如果所需火焰能率较小，由于熔化速度慢，则填入焊条的速度也要相应减慢。

当使用熔剂焊接时，还应用焊条搅拌熔池，使熔池中的氧化物和非金属夹杂物漂浮到熔池表面。

当焊接间隙较大或薄壁焊件时，应将火焰焰芯直接对着焊条，利用焊条挡住部分热量，同时焊嘴作上下跳动，以防止焊缝边缘或熔池前面过早地熔化。

④接头与收尾焊接中途停顿后，又在焊缝停顿处重新起焊和焊接时，把与原焊缝重叠部分称为接头。

焊到焊缝的终端时，结束焊接的过程称为收尾。

接头时，应用火焰把原熔池重新加热至熔化形成新的熔池后，再填入焊条重新开始焊接，并注意焊条熔滴应与熔化的原焊缝金属充分熔合。

接头时要与前焊缝重叠5～10mm，在重叠处要注意少加或不加焊条，以保证焊缝的高度合适和接头处焊缝与原焊缝的圆滑过渡。

收尾时，由于焊件温度较高，散热条件也较差，所以应减小焊嘴的倾角和加快焊接速度，并应多加一些焊条，以防止熔池面积扩大，避免烧穿。

收尾时应注意使火焰抬高并慢慢离开熔池，直至熔池填满后，火焰才能离开。

总之，气焊收尾时要掌握好倾角小、焊速增、加丝快、熔池满的要领。

在气焊的过程中除了上述的基本操作方法，焊嘴的倾斜角度是不断变化的，一般在预热阶段，为了较快地加热焊件，迅速形成熔池，焊嘴的倾斜角度为50°～70°；在正常焊接阶段，焊嘴的倾斜角度为30°～50°；在收尾阶段，焊嘴的倾斜角度为20°～30°。

7.试验成果整理
（1）本工程铜止水采用黄铜焊条进行双面搭接焊，搭接长度不少于30mm，紫铜片止水焊接接头应表面光滑、无孔洞和缝隙、不渗水。

（2）并用煤油检测焊缝是否存在渗漏情况。

（3）通过现场焊接工艺试验所获得的资料分析，确定合理的焊接施工工艺和满足技术要求的检测指标，并委托有资质的单位对焊接接头相关指标进行检测，出具相应检测报告，将试验成果上报监理工程师。

8. 质量保证措施
（1）进场材料须有产品合格证（或材质检验报告）。

（2）加工成型后的铜止水片成品放置在按一定间距排列的方木上，以防铜止水片产生变形和损伤。

（3）材料在运输时，应避免阳光直射，勿与热源、油类及有害溶剂接触，成品勿重压。

（4）施工人员应严格检验材料规格、外观有无缺陷。

（5）由具经验的施工人员操作，操作人员持证上岗。

9. 安全保证措施
（1）焊接施工场所不能使用易燃材料搭设，焊工操作要配戴防护用品。

（2）焊接半成品不能浇水冷却，待冷却后方能移动，并不能随意抛掷。

（3）机械必须设置防护装置，注意每台机械必须一机一闸并设漏电保护开关。

（4）工作场所保持道路畅通，危险部位必须设置明显标志。

（5）氧气、乙炔在施工中，瓶间距要保持5m以上的距离，严禁将氧气、乙炔瓶放在一起使用。

（6）焊枪点火时，应先开乙炔门，再开氧气气门，立即点火，然后调整火焰，熄火时与此相反，先关乙炔门，后关氧气门，以免回火。

（7）当发生回火时，立即关闭乙炔气门，然后再关氧气门，严禁氧气和乙炔阀门同时开启，严禁用手或其他物体堵塞焊嘴，以防止氧气倒流进入乙炔瓶内，不能将点燃的焊具随意放在工作面或地面上。

（8）点燃焊嘴时，不准用热金属，也不得将其放在热的工件上。

（9）气焊完毕后，清理场地，洒水熄灭带火星的杂物，施工负责人及专职
安全人员必须继续观察，至少确认60min 内被焊物冷却，气焊地点附近10m范围内无热渣、火点，确认安全无问题方可离开。

10. 环境保证措施
（1）材料堆放应整齐合理。

既保证使用的方便，又保证现场的整洁美观；既保证使用的安全，又保证材料在使用过程中的质量和“先进先用”。

（2）对于敲去的渣壳应及时清理干净；对于未用尽的焊剂应尽量回收，以免造成浪费。

（3）施工垃圾应及时清运，并适量洒水，减少污染。

施工现场做到清洁、卫生、整齐。

（4）施工现场统一规划布置排水沟，控制生产污水流向，设置沉淀池，将污水经沉淀池沉淀后再排入排水沟内。

（5）加强环保意识的宣传。

采取有力措施控制人为的施工噪声，严格管理，最大限度地减少噪音扰民。

（6）施工现场设立专门的废弃物临时储存场地，废弃物分类存放，对有可能造成二次污染的废弃物必须单独储存、设置安全防范措施并设置醒目标识。

废弃物的运输确保不散撒、不混放，送到指定地点进行处理；对可回收的废弃物做到再回收利用。