lu2009钢结构制作熔嘴电渣焊焊接操作规程

中国二十冶集团有限公司企业标准

Q/20Y 2009-2012

钢结构制作熔嘴电渣焊

焊接操作规程

2012-12-31 发布 2012-12-31 实施

中国二十冶集团有限公司 发 布

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熔嘴电渣焊焊接操作规程

目 次

前言 ..................................................................................................................... 1 1 适用范围 ......................................................................................................... 2 2 施工准备 ......................................................................................................... 2 2.1 人员要求 ...................................................................................................... 2 2.2 机械设备要求 .............................................................................................. 2 2.3 物料要求 ...................................................................................................... 3 2.4 环境要求 ...................................................................................................... 3 3 操作要求 ......................................................................................................... 4 3.1 流程图 .......................................................................................................... 4 3.2 一般规定及操作要点 .................................................................................. 5 4 质量通病防治 ................................................................................................. 9 5 质量验收及记录样式 ................................................................................... 11

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前 言

公司操作规程分为七个系列：土建工程、钢结构制作工程、结构安装工程、市政工程、筑炉工程、机械设备安装工程和电气设备安装（调试）工程。本规程是结构安装工程系列操作规程之一。

本规程是GB 50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》、GB 50755-2012《钢结构工程施工规范》和GB 50661-2011《钢结构焊接规范》的支持性企业标准。

钢结构熔嘴电渣焊焊接操作除应按本规程执行外，成品保护，安全施工等，执行国家、地方相关法律、法规及公司、业主管理制度、规定。

本规程编制单位及主要起草人： 编制单位：钢结构工程分公司

主要起草人： 林晓林、尹兰宁、岳锟、静萍、汤富毅

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1 适用范围

本操作规程适用于桁架或网架(壳)结构、多层或高层梁、柱框架结构等工业与民用建筑和一般构筑物的钢结构工程中低碳钢和低合金钢的熔嘴电渣焊焊接。本规程旨在指导熔嘴电渣焊操作规范化，确保焊接质量。 2 施工准备 2.1 人员要求

2.1.1 熔嘴电渣焊焊接过程应配备相应管理人员，负责技术、质量、安全、机械、物料的管理；并明确钢结构制作负责人，负责总协调。

2.1.2 配备的各类人员数量要满足焊接过程要求。操作人员中必须明确一位责任人，对操作过程的安全、质量以及电渣焊设备的日常保养维护负责。 2.1.3从事熔嘴电渣焊的焊工应经过专门培训，能熟练掌握该工种应知应会的操作技能，按规定考试合格并取得相应资格证书后方可上岗操作施工。 2.1.4 操作过程中的作业人员，身体状况应处于良好状态。 2.2 机械设备要求

2.2.1 投入施工的各种焊接设备（包括工机具），其规格、性能、数量应满足焊接任务的要求，并经机械设备管理人员组织相关人员对其试用（包括安全性能检查）和性能考核，确保处于正常状态后，方可使用。 2.2.2 使用的设备部件，均应有易损件备件或整机备品，以保证能及时得到维修和更换。

2.2.3 对使用的焊接设备，均要配备《安全技术操作规程》供查阅使用，并明确责任人。

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2.3 物料要求

2.3.1钢材及焊接材料的选用应符合设计图的要求，并应具有钢厂和焊接材料厂出具的质量证明书或检验报告；其化学成分、力学性能和其它质量要求必须符合国家现行标准规定。当采用其它焊接材料替代设计选用时，必须经原设计单位同意并签署书面技术核定单后，按相应工艺文件进行施焊。 2.3.2熔嘴电渣焊的衬垫板应满足焊接质量要求。焊接衬垫板须采用机加工，衬垫板与腹板内侧接触平面须经过端面铣床铣加工，确保衬垫板与腹板内侧顶紧贴实，防止电渣焊焊接过程中发生跑渣现象。

2.3.3熔嘴电渣焊用熔嘴应防止熔嘴上的药皮受潮和脱落，受潮的熔嘴应经过120℃约1.5h的烘焙后方可使用。弯曲、药皮脱落、锈蚀和带有油污的熔嘴不得使用。

2.3.4熔嘴电渣焊在引弧和熄弧时需使用铜制引熄弧块。电渣焊使用的铜制引熄弧块长度80mm左右，引弧槽的深度45mm左右，引弧槽的截面积应与正式电渣焊接头的截面积一致，可在引弧块的底部加入适当的碎焊丝（约φ1mm×1mm，焊丝型号与正式焊接用焊丝型号一致）便于起弧。 2.3.5熔嘴电渣焊用焊剂不应受潮结块，焊前均须经200℃~250℃约1~2h的烘焙；焊丝应控制S、P含量，同时应具有较高的脱氧元素含量。 2.3.6焊丝和焊剂应符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》（GB/T 5293-1999）和《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》（GB/T 12470-2003）的要求。 2.4 环境要求

2.4.1熔嘴电渣焊不允许露天作业。当气温低于0℃，相对湿度大于或等于

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90%，网路电压严重波动时不得施焊。

2.4.2焊接区应保持干燥、不得有油、锈和其它污物。 3 操作要求

3.1 熔嘴电渣焊工艺流程图

图1 熔嘴电渣焊工艺流程图

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3.2 一般规定及操作要点

3.2.1施焊前,检查组装间隙的尺寸,装配缝隙应保持在1mm以下,当缝隙大于1mm,应采取措施进行修整和补救.

3.2.2检查焊接部位的清理情况,焊接断面及其附近的油污、铁锈和氧化物必须清除干净。

3.2.3焊道两端应装焊引、熄弧块。引弧块的凹槽尺寸和熄弧块的孔径尺寸设置应与焊道的尺寸相匹配，一般用紫铜制作。电渣焊在引弧造渣初期,由于焊接热量不足,焊接接头温度较低,起焊端存在一些焊接缺陷,采用引弧块,把焊接质量不稳定的部分留在正式焊缝之外,焊后予以割除；另由于电渣焊焊缝末端焊接质量难以保证,利用熄弧块将其引出焊缝的有效区域,焊后予以割除。

图2 引、熄弧块安装示意图

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a.引弧块 b.熄弧块

图3 引、熄弧块主示图、俯视图

图4 焊剂和引弧剂放置量和位置示意图

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3.2.4安装管状熔嘴并调整对中，熔嘴下端距引弧块底面距离一般为15mm左右。调整完毕后，放入适量的引弧剂及焊剂。 3.2.5熔嘴电渣焊角接接头形式

图5 熔嘴电渣焊角接接头示意图 （注：b-坡口间隙，t-板厚）

坡口间隙b与板厚t的关系应符合表一的要求。

熔嘴电渣焊坡口间隙与板厚关系 表一

母材厚度t(mm) 坡口间隙b(mm) 25 28 30～32 t≤32 32＜t≤45 t＞45

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3.2.6焊接参数的选择按表二选择合适的参数。

T形接头熔嘴电渣焊工艺参数 表二

衬板 坡口板厚/ 熔嘴数间隙/ mm 量（根） mm 20 25 30 40 50 60 1 1 1 1 1 1 20-25 20-25 20-25 25-28 25-28 25-28 熔嘴外径/mm 10 10、12 10、12 10 10、12 10、12 厚度/ 宽度/ mm mm 19 19 22 22 25 25 45 45 45 50 50 50 焊丝Φ/mm 焊接电流/A 焊接电压/V 焊接速度 /cm.min-1 2.4、3.2 2.4、3.2 2.4、3.2 2.4、3.2 2.4、3.2 2.4、3.2 350-420 380-460 400-480 420-500 450-550 480-600 32-40 32-40 32-42 36-44 40-46 40-46 1.5-2.7 1.5-2.7 1.4-1.9 1.2-1.5 1.1-1.4 1.0-1.4 3.2.7在保证焊透的情况下，电压尽可能低一些。焊接电压一般可在35-55V之间选取。

3.2.8引弧时，电压应比正常焊接过程中的电压高3-8V，并通过观察镜片观察焊道内情况，待弧光稳定、渣池形成后恢复正常焊接电压。 3.2.9焊接速度可根据构件板厚在1.0-2.7cm/min的范围内选取。

3.2.10常用的送丝速度范围为200-300 m/h，造渣过程中选取200 m/h为宜。 3.2.11渣池深度通常为35-55mm。

3.2.12焊接启动时，慢慢投入少量焊剂，一般为35-50g，焊接过程中应逐渐少量添加焊剂。

3.2.13焊接电压随焊接过程而变化，焊接过程中随时注意调整电压。 3.2.14焊接过程中注意随时检查焊件的炽热状态，一般约在800°C（樱红色）以上时熔合良好。当不足800°C时，应适当调整焊接工艺参数，适当增加渣池总热量。

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3.2.15焊缝收尾时应适当减小电压，并断续送进焊丝，以便将焊缝引到熄弧块上收尾。

3.2.16熔嘴电渣焊焊接过程应连续进行，如因故中断，再焊时应对已焊的焊缝局部做预热处理。

3.2.17因焊接变形的构件，可用机械（冷矫）或在严格控制温度的条件下加热（热矫）的方法进行矫正。

3.2.17.1普通碳素结构钢冷矫时工作地点温度不得低于-20°C；热矫时其温度值不得超过900°C。

3.2.17.2同一部位加热矫正不得超过2次，并应缓慢冷却，不得用水骤冷。 3.2.18箱型构件内隔板与面板T形接头的熔嘴电渣焊接宜采取对称方式进行焊接。 4 质量通病防治

4.1待焊处表面应将水、氧化皮、油污清除干净,防止气孔的产生。 4.2焊材使用前必须进行烘干处理，防止气孔、夹渣等缺陷的产生。 4.3必须保证坡口的加工、间隙尺寸，防止未焊透或夹渣等焊接缺陷。 4.4为避免电渣焊时焊缝产生裂纹和缩孔，应采用脱氧元素含量充分且S、P含量较低的焊丝。

4.5根据焊接区结构形式加工焊接衬垫板,否则其装配间隙过大易造成焊接过程中跑渣停焊现象,重新起弧时易形成未焊透、夹渣等焊接缺陷。衬垫板与腹板内侧接触平面须经过端面铣床铣加工，确保衬垫板与腹板内侧顶紧贴实，防止电渣焊过程中发生跑渣现象。

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4.6为了使焊缝金属与接头的坡口面完全熔合，必须在积累了足够的热量状态下开始焊接。如果焊接过程因故中断，熔渣或熔池开始凝固，可重新引弧焊接直至焊缝完成，但应对焊缝重新焊接处的上、下两端各150mm范围内进行超声波检测，并对停弧位置进行记录。

4.7若无损检测显示电弧中断处或焊缝中间存在缺陷（焊缝未熔合、焊缝有气孔或夹渣等），可钻孔清除已焊焊缝，在完全清除缺陷后重新进行焊接。必要时应刨开面板采用其它焊接方法进行局部焊补，返修后应重新按检测要求进行无损检测。

4.8若焊缝或母材出现裂纹，应采用磁粉、渗透或其他无损检测方法确定裂纹的范围及深度，用砂轮打磨或碳弧气刨清除裂纹及其两端各50mm长的完好焊缝或母材，修整表面或磨除气刨渗碳层后，应采用渗透或磁粉探伤方法确定裂纹是否彻底清除，再重新进行焊补；对于拘束度较大的焊接接头的裂纹用碳弧气刨清除前，宜在裂纹两端钻止裂孔。

4.9焊缝同一部位的缺陷返修次数不宜超过两次。当超过两次时，返修前应对焊接工艺进行工艺评定，并应评定合格后再进行后续的返修焊接。返修后的焊接接头区域应增加磁粉或渗透检查。

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熔嘴电渣焊常见缺陷的产生原因及预防措施 表三

序号 焊接缺陷 1 气孔 产生原因 预防措施 焊剂受潮或混入杂物、焊丝生锈、熔嘴正确使用焊接材料。 药皮受潮等 熔嘴在坡口中的位置向盖板一侧稍偏，或适当预热盖板与腹板相比厚度相差大，熔嘴位置盖板、并增大焊接电压； 不正确；送丝速度过快或过慢。 垫板预先开槽以增大腹板厚度； 调整焊接参数。 提高电压、降低焊接电流； 焊接电压低、焊接速度太快和熔渣深度校直焊丝、调整熔嘴位置； 大； 减少熔剂添加量，降低熔焊接过程不稳定，出现电弧中断。 渣深度。 盖板外面贴紫铜板帮助冷盖板较薄和腹板较厚、垫板较薄； 却； 电压偏高，焊接电流大； 合理减少焊接参数； 焊偏、垫板和滑块没压紧。 适当增大垫板厚度。 正确使用焊接材料； 焊剂受潮或混入杂质，熔嘴药皮受潮、应选用杂质含量低的引弧引弧剂杂质（C、S、P等）含量偏高。剂； 焊接电流偏大，熔池深度过深；未及时焊后及时去除引、熄弧端去除引、熄弧端焊缝。 焊缝。 2 未熔合 3 熔宽不够或夹渣 4 焊穿 5 裂纹 5 质量验收及记录样式

5.1焊缝的尺寸偏差、外观质量和内部质量，应按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001和《钢结构焊接规范》GB50661-2011等有关规定进行检验。

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5.2焊缝外观质量应满足表五的规定。

焊缝外观质量要求 表四

焊缝质量等级 检验项目 裂纹 未焊满 根部收缩 接头不良 不允许 不允许 不允许 一级 二级 不允许 ≤0.2mm+0.02t且≤1mm，每100mm长度焊缝内未焊满累积长度≤25mm ≤0.2mm+0.02t且≤1mm，长度不限 缺口深度≤0.05t且≤0.5mm，每1000mm长度焊缝内不得超过1处 不允许 不允许 ≤0.2mm+0.04t且≤2mm，每100mm长度焊缝内未焊满累积长度≤25mm ≤0.2mm+0.04t且≤2mm，长度不限 缺口深度≤0.1t且≤1mm，每1000mm长度焊缝内不得超过1处 每50mm长度焊缝内允许存在直径＜0.4t且≤3mm的气孔2个；孔距应≥6倍孔径 深≤0.2t，长≤0.5t且≤20mm 三级 表面气孔 表面夹渣 注：t为母材厚度。

5.3无损检测的基本要求应符合下列规定：

5.3.1无损检测应在外观检测合格后进行。Ⅲ、Ⅳ类钢材及焊接难度等级为C、D级时，应以焊接完成24h后无损检测结果作为验收依据；钢材标称屈服强度不小于690MPa或供货状态为调质状态时，应以焊接完成48h后无损检测结果作为验收依据。

5.3.2设计要求全焊透的焊缝，其内部缺欠的检测应符合下列规定： 1)一级焊缝应进行100％的检测，其合格等级不应低于本规程第5.4.2条中B级检验的Ⅱ级要求；

2)二级焊缝应进行抽检，抽检比例不应小于20％，其合格等级不应低于本规程第5.4.2条中B级检测的Ⅲ级要求。 5.4超声波检测应符合下列规定：

5.4.1超声波检测设备及工艺要求应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波

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探伤方法和探伤结果分级》GB 11345的规定。 5.4.2缺欠等级评定应符合表七的规定。

超声波检测缺欠等级评定 表五

检验等级 评定等级 A B 板厚t（mm） 3.5～50 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 2t/3；最小8mm 3t/4；最小8mm ＜t；最小16mm 3.5～150 3.5～150 C t/3；最小6mm 最大40 mm 2t/3；最小8mm 最大70 mm 3t/4；最小12mm 最大90mm 超过Ⅲ级者 t/3；最小6mm 最大40mm 2t/3；最小8mm 最大50mm 3t/4；最小12mm 最大75mm 5.5箱形构件隔板电渣焊焊缝无损检测，除应符合本规程第5.3条的相关规定外，还应按下列具体要求进行焊缝焊透宽度、焊缝偏移检测。

5.5.1 应采用超声波垂直探伤法，以使用的最大声程作为探测范围调整时间轴，在被探工件无缺陷的部位将钢板的第一次底面反射回波调至满幅的80%高度作为探测灵敏度基准，垂直于焊缝方向从焊缝的终端开始应以100mm间隔进行扫查，并应对两端各50mm+t1范围进行全面扫查（图6）。

P3 t2 L 100 100 100 L 隔板 焊缝始终端 Lt150 图6 超声波扫查方法示意 13

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5.5.2 焊接前必须在面板外侧标记上焊接预定线，探伤时应以该预定线为基准线。

5.5.3 应把探头从焊缝一侧移动至另一侧，底波高度达到40％时的探头中心位置作为焊透宽度的边界点，两侧边界点间距即为焊透宽度。 5.5.4 缺陷指示长度的测定应符合下列规定：

1)焊透指示宽度不足时，应按本规范第5.5.3条规定扫查求出的焊透指示宽度小于隔板尺寸的沿焊缝长度方向的范围作为缺陷指示长度；

2)焊透宽度的边界点错移时，应将焊透宽度边界点向焊接预定线内侧沿焊缝长度方向错位超过3mm的范围作为缺陷指示长度； 3)缺陷在焊缝长度方向的位置应以缺陷的起点表示。 5.6对超声波检测结果有疑义时，可采用射线检测验证；

5.7射线检测应符合现行国家标准《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T 3323的规定，射线照相的质量等级不应低于B级的要求，一级焊缝评定合格等级不应低于Ⅱ级的要求，二级焊缝评定合格等级不应低于Ⅲ级的要求。 5.8主控项目

5.8.1焊丝、焊剂等焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准《钢结构焊接规范》GB 50661-2011的规定。焊剂、熔嘴等在使用前，应按其产品说明书及焊接工艺文件规定进行烘焙和存放。

检查数量：全数检查。

检验方法：检查质量证明书和烘焙记录。

5.8.2 焊工必须经考试合格并取得合格证书。持证焊工必须在其考试合格项

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目及其认可范围内施焊。

检查数量：全数检查。

检验方法：检查焊工合格证及其认可范围、有效期。

5.8.3施工单位对其首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并应根据评定报告确定焊接工艺。

检查数量：全数检查。

检验方法：检查焊接工艺评定报告。

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