钢结构焊接施工方案

1. 焊接内容及特点 1.1. 焊接作业内容

本工程焊接主要为钢管柱、 H型钢、箱体等构件焊接，具体的焊接接头形式如下： 焊缝部位 钢管柱 板厚（ mm） 材质 主要焊接形式 截面形状示意图 25、22、18 Q345B Q345D 横焊 钢柱 矩形柱 18、16、12 Q345B Q235B 横焊 横焊 H型柱 钢梁

25、22 Q345B H型 箱体 25、22、18、16、 12、10 Q345B Q345D 平焊 横焊 1.2. 焊缝等级及相关要求

本工程所用的焊缝金属应与主体金属相适应，应符合现行行业标准 《建筑钢结构焊接技术 规程》及其他相关现行国家及行业标准的要求。除非另外说明，所有对接焊缝及节点坡口均采 用全熔透等强度焊缝，焊缝质量等级为一级，所有角焊缝焊缝质量等级为三级。

手工焊接应采用符合现行国家标准 《碳钢焊条》及《低合金钢焊条》 规定的焊条。对 Q345 级钢采用 E50 型焊条，直接承受动力荷载、振动荷载或厚板焊接的构件应选用低氢碱性焊条 或超低氢型焊条。自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体钢材力学性能相适应， 并应符合现行国家标准的规定。焊丝应符合现行国家标准 《熔化焊用焊丝》 、《碳钢药芯焊丝》 、 《低合金钢药芯焊丝》、《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》和《气体保护焊用焊丝》的规定。

2. 焊接准备

针对本工程的特点，选择以 CO2 气体保护焊为主、手工电弧焊为辅的方式来完成本工程钢 结构焊接。

2.1. 操作人员配备

从事焊接作业的人员，从工序负责人到作业班组长乃至具体操作的施焊人员和无损检测 人员，都须为持证人员和曾从事过类似工程施工的人员。辅助工也须通晓焊接作业平台的具 体搭设方法、顺序和搭设所需的时间，从而准备好焊前工作、做好过程辅助工作及焊后清理

工作，从人员组织上做好保障。 序号 人员、工种 人数 资历要求 持有相关部门核发的焊接高级技师证或焊接专业工程师证； 十年以上现场1 焊接专业负 责人 1 焊接施工管理经验； 三个以上大型工程类似岗位施工组织管理经验； 三个以上大型工程厚板焊接指导经验。 有多个大型工程本职位施工经验； 十年以上现场焊接施工经验； 多个工程2 焊接专业班 长 3 厚板焊接经验； 持有劳动部门颁发的焊接操作证以及安全部门颁发的安全操 作证； 持有高级技工证书。 3 持证焊工 25 有大型工程现场焊接操作经验； 有类似工程厚板焊接经验； 持劳动部门颁发的焊接操作上岗证以及安全部门颁发的安全 操作证。 有三个以上大型工程类似岗位材料采购、管理经验； 熟悉各种焊材的性能焊材负责人 要求、分类管理要求； 了解相应的焊材保护规范及本工程相关的设计要4 1 求。 2.2. 焊接设备准备

序号 设备名称 交直流电焊机 二氧化碳焊机 空气压缩机 碳弧气刨机 电焊条烘箱 超声波探伤仪 焊接设备图例数量 备注 手弧焊 气保焊 1 2 3 4 5 6 5台 15 台 2台 2台 2台 1台 / / / / 焊 接 设 备

氧化碳焊机

1、外钢框柱对、接核焊心接筒进行住等全熔透对接焊；

2、

、钢梁对接焊。

交流焊机

校焊定正接位时；焊

3、 临接时；措

件安装、

助 焊接。

焊 接 工 具

2.3. 焊接材料选择

（1）在确保焊接结构安全、可靠的前提下，根据钢材的化学成分、机械性能、板厚、接 头形式；结构的工作条件、使用条件及对焊缝金属的性能要求；焊接工艺性能和技术经济效 益等，择优选用焊接材料。焊接材料原则如下表： 选用依据 选用要点 焊接材料 的对于普通结构钢，通常要焊缝金属与母材等强度，应选用抗拉强度等于或稍 高母材的焊条。机械性 能和对于合金结构钢，通常要求焊缝金属的主要合金成分与母材金属 相同相近。在被焊结构刚性大、接化学 成分要头应力高、焊缝容易产生裂纹的不利情况，当 母材中碳及硫、磷等元素的含量偏高时，焊缝容易产求 生裂纹，应选用抗裂性能好 的低氢焊条。 对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，还要保证焊缝金属 焊件的使 用具有较高的冲击韧性和塑性，应选用塑性和韧性指标较高的低氢焊条。 性能和 工作要求 接触腐蚀介质的焊件，根据介质的性质及腐蚀特征，选用相应的不锈钢类焊 条或其他耐腐蚀焊条。 在高温或低温条件下工作的焊件，应选用相应的耐热或低温钢焊条。 对结构形状复杂、刚性大及大厚度焊件，由于焊接过程中产生很大的应力， 容易使焊缝产生焊件的结 构特点受 力状态 裂纹，应选用抗裂性能好的低氢焊条。 对焊接部位难以清理干净的焊件，选用氧化性强，对铁锈、氧化皮油污不敏 感的酸性焊条。 对受条件不能翻转的焊件，有些焊缝处于非平焊位置，应选用全位置焊 接的焊条。 施工条件 及设备 操作工 艺性能 经济效益

在没有直流电源，而焊接结构又要求必须使用低氢焊条的场合，应选用交直 流两用低氢焊条。在狭小或通风条件差的场合，选用酸性焊条低尘焊条。 在产品性能要求的条件下，尽量选用工艺性能好的酸性焊条。 在满足使用性能和操作工艺性的条件下，尽量选用成本低、效率高的焊条。 2）本工程钢构件材质主要为 Q345，焊接方式有手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊。焊

接材料根据设计要求采用以下匹配焊材：

焊接方式 手工焊 焊接母材 焊接材料 规格 备注 焊条 焊丝（药芯） Q345B Q345B E5015、E5016、 ER50-6 Φ4mm Φ1.2mm CO2气体保护焊 2.4. 焊接工艺流程

2.5. 焊工培训、焊工考试与交底

按照《建筑钢结构焊接技术规程》 的焊工考试规定，焊工应进行复训与考核。只有取得合 格证的焊工才能进入现场施焊。

工程正式开工前进行充分的施工技术交底是我司的优良传统。我们应让每一个施工参与 者掌握在本工程施工过程我应当处于“什么时间”、“什么位置”、“干什么”、“怎么

干”、“干到什么程度”、“干完提交给谁”。而且，每位焊接施工人员必须熟悉焊接工艺 评定确定的最佳焊接工艺参数和注意事项，并且严格执行技术负责人批准的焊接技术要求， 以保证焊缝的质量和焊接施工的顺利完成。 序号 初选 焊工考试与选拔 具有焊工资质，持有操作相应焊接项目的合格证的焊工 针对本工程的主要构件截面形式及焊接方法进行提前交底，并进行考试，合格后才允 许进入下一轮考试。 考试 按照《建筑钢结构焊接技术规程》的焊工考试规定，对所有焊工进行严格的理论考试 和操作技能考试。 复试 培训 按照四级焊工的要求对考试合格的焊工进行复试，复试合格后方可进入本工程项目进 行焊接施工。 2.5.1. 焊工理论知识考试

焊工理论知识考试应以焊工必须掌握的基础知识及安全知识为主要内容，并应按考核的 焊接方法、类别对应出题，内容范围应符合以下规定： 序号 考试内容及要求 焊接安全知识 焊接符号识别能力（《焊缝符号表示法》 、《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口 的基本形式和1 2 3 4 尺寸》）。 焊缝外形尺寸要求（ 《钢结构外形尺寸》 ）。 焊接方法表示代号（ 《金属焊接及钎焊方法在图样上的表式代号》 ）。 5 6 7 8 本工程焊接方法的特点：焊接工艺参数、操作方法、焊接顺序及其对焊接质量的影 响。 焊接质量保证、缺陷分级（ 《焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级》 ）。 建筑钢结构的焊接质量要求。应符合有关钢结构施工验收规程、规范的要求。 与本工程相适应的焊接材料型号、牌号及使用、保管要求。 焊接常用及本工程使用钢材型号、牌号标志和主要合金成分、力学性能及焊接性能。 9 序号 考试内容及要求 10 焊接设备、装备名称、类别、使用及维护要求。 焊接缺陷分类及定义、形成原因及防止措施的一般知识《金属熔化焊焊缝缺陷分 11 12 13 （ 类》）。 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 焊接应力、变形产生原因、防止措施及热处理的一般知识。 般关系。 2.5.2. 焊工操作技能考试

操作技能考试以检验焊工的操作技能为原则，以检验焊工遵循工艺指令能力及完成致密 焊缝能力为主。其分类及适应认可范围符合下表规定： 焊工考试分类表：

考试分类 焊工手工操作技能基本考试 焊工手工操作技能附加考试 焊工手工操作技能定位焊考试 机械操作技能考试 焊接方法分类 药皮焊条手工电弧焊 实芯焊丝气体保护焊 非熔化极气体保护焊 实芯焊丝气体保护焊 代号 类别号 认可范围 SMAW GMAW GTAW GMAW-A 1 2-2 4 8-1 1 2-1 4 8-1、

注：多极焊合格可代替单极焊考试，反之不可。 焊接位置示意图如下：

1、 平焊 板平放，焊缝轴

水平 平

2、横焊—板平放，焊缝轴水 3、立焊—板竖放，焊缝轴水

焊工考核试板规格如下图所示，根据规范规定的试件板厚覆盖范围确定本工程所需试板 规格如下

焊工考试试板规格

坡口尺寸（ mm） 序号 材质 厚度 t 长度 宽度 尺寸 （ mm） L（mm） B（mm） B1×t1 间隙 角度（ a） 钝边（ mm） （mm） 1 2 Q345B Q235B Q345D 8 20 200 200 110 110 50×8 50×8 47.5 47.5 1 1 5 5 3. 焊接工艺评定

本工程现场焊接的钢材有 Q345B、Q235B、Q345D三种，焊接过程中对焊接参数、流程的 选定，焊前预热、焊后保温的把握，对焊接变形和层间温度的控制都需要通过焊接工艺试验 进行测试，找出合适的焊接参数。

3.1. 焊接工艺评定程序

序号 焊接工艺评定程序 由技术员根据本工程的设计文件、图纸规定的施工工艺和验收标准，结合工程的结 1 2 3 构特点、节点形式等提出工艺评定任务书（焊接方法、试验项目和标准）。 焊接责任工程师审核任务书并拟定焊接工艺评定指导书（焊接工艺规范参数）。 焊接责任工程师将任务书、指导书下发焊接工艺评定责任人，实施焊接工艺评定。 焊接责任工程师依据相关国家标准规定，监督由本企业熟练焊工施焊试件及试件和 试样的检验、测量 4 等工作 序号 焊接工艺评定程序 焊接工艺评定责任人负责工艺评定试样的送检工作，并汇总评定检验结果，提出焊 接评定工艺报告。 5 6 评定报告经焊接责任工程师审核，企业技术总负责人批准后，正式作为编制指导生 产的焊接工艺可靠依据。 7 焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态且为项目正式施工使用的设备， 试样的选择必须覆盖本工程全部规格并具有代表性，试件应由本企业持有合格证书技 术熟练的焊工施焊。 3.2. 焊接工艺评定试件的选择

根据《建筑钢结构焊接技术规程》 规定，选择 8mm、20mm两种板厚试件进行焊接工艺评定， 即可覆盖本工程全部规格的适用板厚。

3.2.1. 手工电弧焊参数

位置 电弧电压（ V） 平焊 首层 其他 焊接电流（ A） 平焊 其他 焊条 极性 阳 层厚 层间温度 焊条型 号 (mm) (℃) 24～26 29～33 25～27 23～25 29～30 25～27 105～115 150～180 130～150 105～160 150～160 130～150 3～4 3～4 3～4 85～150 85～150 E5015 、 中间层 面层 阳 阳 E5016 3.2.2. CO2 气体保护焊（平焊）参数参考表

位置 焊丝伸出长度 电弧电压 （V） 首层 中间层 面层 焊接电流 （A） ≤40 >40 丝 气体流量 （L/min ） 极 层厚 层间温度 焊条型 号 （mm性 ） （℃） 22～24 25～27 22～24 180～200 230～250 20～25 20 30～35 25～30 45～50 40～45 阳 阳 6～7 5～6 100～150 100～150 ER50-6 200～230 20 20 35～40 阳 5～6 送丝速度： 5～ 5.5mm/S气体有效保护面积： 1000mm2 3.2.3. CO2 气体保护焊（横、立焊）参数参考表

位置 电弧电 压（V） 首层 焊接电流 （A） ≤40 >40 焊丝伸出长度 气体流量 （L/min ） 层厚 （mm） 层间温度 焊条 型号 丝 极 性 阳 （℃） 22～24 180～200 20～25 30～35 50～55 6～7 ER50- 5～6 100～150 阳 中间 层 25～27 面层

230～250 180～230 20 25～30 45～50 阳 6 22～25 20 20 40～45 5～6 送丝速度： 5～ 5.5mm/S气体有效保护面积： 1000mm2 100～150 3.2.4. 试件的加工制作及力学试验取材要求

根据《建筑钢结构焊接技术规程》 规定，焊接工艺评定试件应该进行超声波无损探伤检测 和力学试验，进行力学试验时试件尺寸及切取尺寸要求如下图所示。

3.2.5. 根据上图统计本工程不同板厚焊接试件规格尺寸见下表所示

序号 材质 板厚（ mm） 试件规格（ mm） 序号 材质 板厚（ mm） 试件规格（ mm） 1 2 Q345B Q235B Q345D 8 20 400×200×8 400×200×20 4. 现场施焊 4.1. 焊前检查及清理

构件进场后由项目验收工段根据深化设计图、 《建筑钢结构焊接技术规程》 对焊缝坡口形 状和尺寸进行检查。验收工段检查项目：坡口尺寸、角度、坡口表面平整度、焊缝表面的清 洁情况，并填写坡口检查记录表。检查工具：平板尺、焊缝量规、眼观。构件组装完毕，焊 缝施焊前由焊接质检员根据《钢结构工程施工质量验收规范》 （GB50205-2001）对焊缝进行检 查。施焊前，清理待焊处表面雨水、氧化皮铁锈及油污。根部间隙检查使用钢塞尺、平板尺。 检查结果符合下表规定：

项目 无垫板间隙

允许偏差（ mm） +3.0 ， 0.0 +3.0 ，-2.0 有垫板间隙 间隙不符合要求的处理措施：坡口组装间隙超过允许偏差规定时，可在坡口单侧或两侧 堆焊，修磨平整使其符合要求。但当坡口组装间隙超过较薄板厚度

2 倍或大于 20mm时，不应

用堆焊方法，应使用增加构件长度来减小组装间隙。检查结果应符合下表规定：

项目 允许偏差（ mm） 图例 对口错边△ T/10，且不应大于 3.0 T

a 4.2. 高空焊接平台及防风措施

高空焊接作业时，需要搭设操作平台与防风防雨棚。焊接作业区相对湿度不得大于

90%，

当焊件表面潮湿时，应采取加热除湿措施。下雨时，用不干胶带粘贴防风棚漏水处，不得有 雨漏入防风棚内。操作平台及防风棚的搭设要求如下：

序号

要求情况 上部稍透风、但不渗漏，兼具防一般物体击打的功能。 1 能抵抗强风的倾覆，不致使大股冷空气透入。

下部承载力足够 6 名以上作业人员同时进行相关作业，需稳定、无晃动；可以放

3 置必需的作业器具和预备材料且不给作业造成障碍，没有器具材料脱控坠落的缝

隙, 中部及下部防护采用阻燃材料遮蔽

钢柱高空焊接平台示意

4.2.1. 引弧板、引出版、垫板

序号 使用要求 1 2 严禁在承受动荷载且需经疲劳验算构件焊缝以外的母材上打火、引弧或装焊夹 具。 不应在焊缝以外的母材上打火、引弧。 3 T 形接头、十字形接头、角接接头和对接接头主焊缝两端，必须配置引弧板和引 出板，其材质应和被焊母材相同，坡口形式应与被焊焊缝相同，禁止使用其它材质的 材料充当引弧板和引出板。 手工电弧焊和气体保护电弧焊焊缝引出长度应大于 25mm。其引弧板和引出板宽度 应大于 4 50mm，长度宜为板厚的 1.5 倍且不小于 30mm，厚度应不小于 6mm；非手工电弧 焊焊缝引出长度应大于 80mm。其引弧板和引出板宽度应大于 80mm，长度宜为板厚的 2 倍且不小于 100mm，厚度应不小于 10mm。 5 焊接完成后，应用火焰切割去除引弧板和引出板，并修磨平整。不得用锤击落引 弧板和引出板。 4.2.2. 定位焊

钢结构安装就位校正完成后，正式焊接施工前，应对焊接接头进行定位焊接，焊接时应 注意以下事项 ： 序号 定位焊注意事项 定位焊焊缝所采用焊接材料及焊接工艺要求应与正式焊缝的要求相同。 定位焊焊缝的焊接应避免在焊缝的起始、结束和拐角处施焊，弧坑应填满，严禁 在焊接区以外的1 2 3 母材上引弧和熄弧。 定位焊尺寸参见定位焊尺寸参考表。 4 定位焊的焊脚尺寸不应大于焊缝设计尺寸的 2/3 ，且不大于 8mm，但不应小于 4mm。 定位焊焊缝有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，必须清除后重焊，如最后进行埋弧焊 时，弧坑、气孔 5 可不必清除。 定位焊尺寸参考表

定位焊焊缝长度（ mm） 母材厚度（ mm） 手工焊 自动、 半自动 焊缝间距 （ mm） t ≤ 20 20 40 4.3. 焊接顺序

序号 焊接示意图 1 11 11 22 1 2 钢管柱焊接顺序为：两名焊工分 1、2 两个次序 安排两焊工对称焊接 1 处焊缝，然后 1名焊工 焊完 2 处焊缝。 同时对称，校正完成后，采 取临时固定措施 序号 焊接示意图 2 矩形柱焊接顺序为： 两名焊工分 1、2 两个次序同时对称焊接， 校正完成后，采取临时固 定措施 5. 焊缝质量标准 5.1. 焊缝外观质量

焊缝质量等级检 验项目 未焊满 二级 ≤ 0.2+0.02 ￡且 ≤ 1mm ， 每 三级 100mm 长度焊缝内未焊满累 积长度未焊满累积长度≤ 25mm ≤ 25mm ≤0.2+0.02 ￡且≤ 1mm，长度不 限 ≤0.05 ￡且≤ 0.5mm，连续长度 ≤ 0.2+0.04 ￡且≤ 2mm，每 100mm 长度焊缝 内根部收缩 ≤0.2+0.04 ￡且≤ 2mm，长度不限 咬边 ≤100mm，且焊缝两侧两边总 长≤ ≤ 0.1 ￡且≤ 1mm，长度不限 10﹪焊缝全长 裂纹 电弧擦伤 接头不良 表面气孔 表面夹渣 不允许 不允许 不允许 不允许 不允许 允许存在长度≤ 5mm 的弧坑裂纹 允许存在个别电弧擦伤 缺口深度≤ 0.1 ￡且≤ 1mm，每 1000mm 长度 焊缝内不得超过 1 处 每 50mm 焊缝长度内允许存在直径＜ 0.4 ￡且 ≤3mm的气孔 2个，孔距应≥ 6倍孔径 深≤ 0.2 ￡，长≤ 0.5 ￡且≤ 20mm 5.2. 焊脚尺寸允许偏差

序号 项目 示意图 允许偏差（ mm） 一般全焊透的角接 1 与对接组合焊逢 ≤10 序号 项目 示意图 允许偏差（ mm） 2 需经疲劳验算的全 焊透角接与对接组 合焊缝 ≤10 3 角焊缝及部分焊透 的角接与对接组合 焊缝 hr≤6时 0～1.5 hr>6时 0～3.0 注： 1、hr >8.0mm的角焊缝其局部焊角尺寸允许低于设计要求值 1.0mm，但总长度不得超过焊 缝长度的 10﹪； 2、焊接 H型梁腹板与翼缘板的焊缝两端在其两倍翼缘板宽度范围内，焊缝的 焊脚尺寸不得低于设计要求 值。 6. 焊接质量控制与保证措施

序号 焊接质量保证措施 示意图

焊接施工前搭设焊接防护措施（防风 1 棚、防雨棚等）。

厚板焊接施工时，需对焊口两侧区域 进行预热，宽度为 1.5 倍焊件厚度以上， 且不小于 100mm。当外界温度低于常温

2

时，应提高预热温度 15～25℃，若焊缝 区空气湿度大于

85％，应采取加热除湿 处理。

电加热预热

序号 焊接质量保证措施 焊接使用药芯焊丝，并使用大流量的

CO2 柱的挺度，提高抗风能力，形成对焊接熔气体进行焊接保护，增加 CO2保护气 3

池的渣—气联合保护。

面的水、氧化皮、锈、油污等。焊接前进行焊口清理，清除焊口处表

4

严格按照焊接工艺评定所得参数焊。

6 焊接过程中严格控制层间温度。

7 焊道之间熔渣的清除必须彻底。

分次完成的焊缝，再次焊接前要进行 8 预热处理。

焊接时采取合理的焊接顺序进行施工 （如两人、三人或者四人对称焊）。

9 本工程钢结构现场焊接施工所需的焊 接材 料和辅材，均应有质量合格证书，施 工现场设置

10

专门的焊材存储场所，分类保 管。领用人员领取 时需核对焊材的质量合 格证、牌号、规格。本工 程的焊条使用前 均需要进行烘干处理。

11

焊后进行后热处理

示意图

层间温度控制

电加热后

后热温度控制

序号 焊接质量保证措施 示意图 保温