钢结构埋弧焊通用工艺

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埋弧焊焊接通用工艺

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发布日期:2017.05.27 实施日期：2017.05.29

工艺编写本标准所引用的技术规范与标准分为“执行技术规范与标准”和“参考技术规范与标准”两部分。

2.1执行技术规范与标准

2.1.1 GB50205-2002 《钢结构工程施工及验收规范》

2.1.2 GB986-88 《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》

2.1.3 JGJ81-2002 《建筑钢结构焊接技术规程》

2.1.4 GB50205-2001 《钢结构工程施工质量验收规范》

2.1.5 GB5293 《碳素钢埋弧焊用焊剂》

2.2参考技术规范与标准

2.2.1 《钢结构制作安装手册》

2.2.2 《建筑钢结构施工手册》

2.2.3 《焊接手册》

2.2.4 《钢结构工程施工工艺标准》

三部分：埋弧自动焊接技术

3.1焊接原理：

焊接电弧是在焊剂层下的焊丝与母材之间产生，电弧热使其周围的母材、焊丝和焊剂熔化以致部分蒸发，金属和焊剂的蒸发气体形成一个气泡，电弧就在这个气泡内燃烧。气泡上部被一层熔化了的焊剂——熔渣构成的外膜所包围，这层外膜以及覆盖在上面的未熔化的焊剂共同对焊接起隔离空气、绝热、和屏蔽光辐射作用。焊丝熔化的熔滴落下与已局部熔化的母材混合而构成金属熔池，部分熔渣因密度小而浮在熔池表面。随着焊丝向前移动，电弧力将熔池中熔化金属推向熔池后方，在随后的冷却过程中，这部分熔化金属凝固成焊缝。熔渣凝固成渣壳，覆盖在焊缝金属表面上。在焊接过程中，熔渣除了对熔池和焊缝金属起机械保护作用外，还与

熔化金属发生冶金反应（如脱氧、去杂质、渗合金等），从而影响焊缝金属的化学成分。 3.2埋弧焊焊接施工工艺流程

3.3 焊前准备工作 3.3.1焊剂及焊丝的选择

根据目前钢结构的钢材类型，常用埋弧焊丝和焊剂的选择如下表：

表3.1

3.3.2焊接材料的保管和使用

3.3.2.1焊剂的烘焙

表3.2

3.3.2.2焊剂的保存

焊接低碳钢的熔炼焊剂在使用中放置时间不超过24h；焊接低合金钢的熔炼焊剂在使用中放置时间不超过8h；烧结焊剂经高温烘焙后，应转入100~150℃的低温保温箱中存放，从保温箱中取出时间不超过4h。

3.3.2.3焊剂的领用和使用

焊接所用的埋弧焊焊剂必须在二级库领取；埋弧焊过程中，未熔化的焊剂可以反复使用，但一般不超过10次。

3.3.3埋弧自动焊焊接方式的选择

根据工厂的设备情况，埋弧自动焊主要有小车式埋弧自动焊和门型埋弧自动焊，根据产品类型的不同选择相应的焊接方式，通常钢板的拼接采用小车式埋弧自动焊，箱型梁（柱）、

工字梁（柱）等工件采用门型埋弧自动焊。

3.3.4焊接前对设备的检查

焊接前，先检查整个焊接系统的设备和工具全部运转正常，并确保安全的条件下才能运行，而且在焊接过程中应注意保持。主要检验指标如下：

a.焊接的电压电流表和焊接速度调节钮上的刻度，应与焊接速度与刻度关系曲线相对应；

b.焊剂要完全覆盖熔池，不能露出弧光；

c.机体行走平稳，使用轨道时要保证平直和无振动；

d.焊丝传送正常，无时快时慢现象；

e.焊咀的角度和位置准确。

3.3.5埋弧自动焊坡口的制备

根据钢板厚度和技术要求制备坡口，坡口尺寸符合工艺标准，要求使用半自动切割坡口。

坡口加工完毕后，应对坡口面及周围50mm的范围内进行打磨，去除铁锈、氧化皮及焊点等杂物。

3.3.6组装和定位焊

3.3.6.1接头的组装

接头的组装是指组合件或者分组件的装配，它直接影响焊缝质量、强度和变形。应严格控制错边和间隙的允差，参照下表、

当出现局部间隙过大时，可用性能相近的电弧焊进行修补。不允许随便塞入金属垫片或焊条头。

3.3.6.2定位焊

定位焊是为了装配和固定焊件接头的位置而进行的焊接。使用与母材性能相近而抗裂性能好的焊条。

3.3.7引弧板和引出板

通常始焊和终焊处最易产生焊接缺陷，例如焊瘤、弧坑等，避免这些缺陷落在接头的始末端，从而保证焊缝质量均匀。引弧板材质应与母材相同，其坡口尺寸形状也应与母材相同。埋弧焊焊缝引出长度应大于60mm，其引弧、引出板的板宽不小于100mm，长度不小于150mm；引弧板及熄弧板的设置形式及点焊位置如下示意图所示：

3.3.8埋弧焊的焊接衬垫和打底焊

焊接衬垫是为了防止烧穿，保证接头根部焊透和焊缝背面成形。垫板的厚度视母材的板厚而定，一般在5～10mm之间，其宽度在20～50mm之间。

打底焊就是焊接有坡口的接头时，在接头根部焊接的第一条焊道。其目的是使埋弧焊能焊透而不至于烧穿。埋弧自动焊接的打底焊可以采用手工电弧焊和CO2气体保护焊，焊条和焊丝的选择要与母材相匹配，焊完打底焊道后，须打磨或刨削接头根部，以保证在无缺陷的清洁金属上熔敷第一道正面埋弧焊缝。

3.4埋弧焊焊接规范的选择

3.4.1焊接规范与焊缝形状的关系

焊接规范是决定焊缝截面形状的重要参数，也是控制焊缝质量的重要手段。焊接规范参数主要是指焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝直径和送丝速度等。

所谓焊缝截面形状，一般是指对接焊缝宽度b、熔透深度h和余高e；角接焊缝的焊脚K、喉深H、凹凸度C和下陷等见图3－1：

图3－1焊缝截面形状

3.4.1.1焊接电流对焊缝形状的影响

焊接电流是决定熔深的主要参数，一般情况下，电流越大，熔深越深。随着电流的增加，由于电弧潜入熔池的深度增加，使电弧缩短，电弧摆动能力减弱，因此，这时熔宽增加不明显，若继续增加电流，电弧产生的热量大，焊丝熔化量增加，这时，熔深反倒不再增加。当焊接电流较高时，由于熔深增大，熔宽变化不大，这时焊缝截面的形状系数变小，这样的焊缝结晶方向不利于气体和杂质上浮逸出，容易产生气孔、夹渣和裂纹，为了改善这一情况，在增加焊接电流的同时，还必须相应的提高电弧电压，以利于得到较为合适的焊缝形状。

当采用直流电源时，由于电弧较为稳定，电弧对母材的加热较为集中，因此，其熔深在采用相同电流值的情况下比交流电源要深，另外，在直流电源时采用反极性（工件接负）接法要比正极性接法要深，它与手工电弧焊时相反。

3.4.1.2电弧电压对焊缝形状的影响

随着电弧电压的增加，焊缝的宽度将明显增加，而熔深和余高则有所下降。电弧电压的增加，实际上就是电弧长度的增加，这样母材加热面积增加，从而焊缝的熔宽也增加。当电弧拉