第十章现场焊接

第十章现场焊接

第一节焊接工程概况

本工程为空间钢结构，焊缝质量等级要求较高，其球节点焊缝、方钢管节点与腹杆连接焊缝等均为一级焊缝，尤其是Q420C级钢材焊接施工存在一定的难度，另外现场焊接的焊缝相对数量较大。

一、钢材

本工程钢材选用原则为厚度<18mm钢材选用Q345C级（结构内外边框300mm ×300mm×20mm的方钢管也采用Q345C级钢材）；厚度≥20mm选用Q420C级。

二、焊接方法

考虑到工程进度和施工现场的条件，拟采用手工电弧焊焊接和二氧化碳气体保护焊焊接方式，根据焊接部位和材料的不同需选用不同的焊接材料。

三、焊接顺序

1、焊接总体顺序

⑴外墙体以四角为控制基准向边长延伸。

⑵屋盖以下表面为控制基准向上表面延伸：

①墙体焊接顺序：墙体外表面——中间层球、腹杆——墙体内表面至墙体T 字形拐角汇合；

②屋盖焊接顺序：屋盖下表面——中间层（球杆）——屋盖上表面。

⑶屋盖分成几何图形重复的15个中拼块，每块之间预留后装合拢杆件（杆件长度预留余量待切），墙体同样做法。但只设1-2个后装合拢带。墙体和屋面焊接合拢带如下图：

墙体焊接合拢带 屋盖焊接合拢带

墙体焊接合拢带

2、局部节点焊接顺序：杆端焊缝对称施焊；一个节点上对称杆件同时施焊。见下图：

3、高空中拼块内焊接顺序：多人在各不相邻的节点间隔分批跳焊，第一批焊后监测作为第二批安排焊接顺序调控的依据。见下图：

四、焊接应力变形控制措施

1、减小焊接收缩量

⑴在保证焊透的前提下，根据板厚及球面实际弧度设置最小坡口尺寸并用φ3.2焊条打底焊。

⑵杆件根据板厚留收缩余量

⑶采用多层多道焊接法，除盖面层以外不摆弧。 2、适度的限位措施

四角立柱利用支拉架拉接防止焊接收缩后内倾，同时配合监测。 3、屋盖与墙体的合拢带

屋盖与墙体的合拢带须选择适当的位置、适当温度和合理的焊接顺序。

同时施焊

空心球

杆件

衬管接头形式2＞1 0

五、焊接节点形式

1、焊缝位置主要为：平焊、立焊、仰焊、圆管全位置焊。

2、典型焊接节点

典型焊接节点示意图

3、衬管的装配

⑴本工程主体结构材质为Q345C、Q420C，衬管材质全部选择Q345C。

⑵手工电弧焊和CO

2

气体保护焊直通焊时，其焊缝引出长度应大于50㎜。其引弧板和引出板宽度大于50㎜，长度不小于50㎜，厚度应不小于8㎜。

管球基本接头形式见下图：

典型焊接节点1

第二节焊接准备

本工程空间节点为大量的焊接球节点，即空心球与杆件的组对、焊接。一、人员准备

本工程从事焊接作业的人员，从工序负责人到作业班长至具体操作的施焊技工、配合工以及负责对焊接接头进行无损检测的专业人员，均为持证的资格人员和曾从事钢结构现场安装工程施工的人员，人员技术力量雄厚，专业程度高。

由于本工程为空间钢结构且部分采用Q420C级钢材焊接，为保证整个工程的焊接质量，根据《钢结构施工质量验收规范》GB50205-2001和《建筑钢结构焊接技术规范》JGJ81-2002对所有参与重要节点焊接的焊工进行考试。

焊工资格考试包括理论知识考试和操作技能考试两部分

1、理论考试

理论考试以焊工必须掌握的基础知识及安全知识为主要内容，内容范围为：

(1)焊接安全知识；

(2)焊缝符号识别能力；

(3)焊缝外形尺寸要求；

(4)焊接方法表示代号；

(5)选用焊接方法的特点，焊接工艺参数、操作方法、焊接顺序及其对焊接质量的影响；

(6)焊接缺陷分级；

(7)焊工所施焊焊接结构的质量要求；

(8)焊接材料型号、牌号及使用、保管要求；

(9)报考类别的钢材型号、牌号类别及其主要合金组分、力学性能及焊接性能；

(10)焊接设备、装备、类别、使用及维护要求；

(11)焊接缺陷分类及定义（形成原因及防止措施的一般知识）；

(12)焊接热输入与焊接规范参数的换算及热输入对性能影响的一般关系；

(13)焊接应力、变形产生原因、防止措施及热处理的一般知识。

2、操作技能考试

(1)考试内容和方法

①参加本工程的焊工全部进行附加考试中的操作考试，对于不同材质的钢材焊接应分别考试，即部分焊工考核Q345C材质的焊接，部分焊工考核Q420C材质焊接，以减少考试用钢材的投入。

气体保护焊，焊条为E5015、E5515，

②考试的焊接方法为手工电弧焊和C0

2

焊丝为ER50-2、ER55-D2，Ф1.2焊丝。

③试件板材质为Q345C、Q420C焊接形式选择对接（B），焊缝位置选择平焊、立焊、仰焊（F、V、O）及全位置焊。

④按下图对接试件板形状进行试件板尺寸加工。

管－球节点试样

(2)试件检验

①考试试件的检验项目应符合下表规定。

注明：全断面拉伸视试验机能力决定

②检验方法

A外观检验：宜用5倍放大镜目测；

B无损探伤：超声波探伤应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345的规定；

C弯曲试验：对接焊缝接头弯曲试验应符合现行国家标准《焊接接头弯曲及压扁试验法》GB2653的规定。

③焊缝合格标准

A焊缝外观应符合下列要求：

试件焊缝表面无裂纹、未焊满、未熔合、气孔、夹渣、焊瘤等缺陷；

焊缝咬边深度不大于0.5mm，两侧咬边总长不超过焊缝长度的10%，且不大于25mm；焊缝错边量不大于10%板厚，且不大于2mm。

B焊缝外形尺寸应符合下表