CO2 气体保护焊加焊剂焊接H型钢新型施工工艺

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由于地域和单价的原因目前在冶金工业建设中钢结构制作多选择就近或临时搭设施工场地，而冶金系统各类非标框架结构、大型工业厂房越来越多，在钢结构制作质量要求越来越高、工期要求越来越紧的今天，在厂内施工的设备显然已不能和现场条件相匹配。在玉溪3#高炉建设过程中高炉本体框架梁、旋风重力除尘器框架、出铁场厂房钢结构多为焊接H型钢，为了保证施工进度，以及良好的焊接质量，我们经过试验和实践改良了一些传统焊接方法，形成了一套CO2气体保护焊加焊剂焊接H型钢的施工工法。
　　1、工法特点
　　1.1焊缝成型饱满、美观，焊道人员可明弧监控不易焊偏，提高了外观质量。
　　1.2不受场地限制，可多人同时操作焊后清渣简单操作简便。
　　1.3减少了繁杂的准备工作，大大提高了施工工效。
　　2、适用范围
　　本工法适用于各类板厚截面高度H型钢柱梁焊接。
　　3、工艺原理
　　对于焊接H型钢厂外焊接考虑到生产设备的限制，充分利用CO2气体保护焊焊接速度快、变形小、可监控、易操作及添加焊剂增强冶金反应焊纹均匀光洁平整来确保制作质量和工期。
　　4、施工工艺流程及操作要点
　　4.1CO2气体保护焊加焊剂焊接工艺流程
　　 QQ截图20110626102807.jpg
　　图4.1H型钢焊接工艺流程图
　　4.2施工操作要点
　　4.2.1焊接前准备
　　H型钢装配成型后，清洁焊道，无渣尘、油污，并对焊道中缝隙较大地方进行补焊。并把H型钢摆放成船型焊位置。如图一所示：
　
　　4.3H型钢焊接
　　根据图纸设计要求确定焊缝高度，以焊缝高度决定添加焊剂数量。
　　4.3.1焊缝高度10mm以下添加焊剂量，焊道中心h=5mm均匀铺设于整条焊缝。如图二所示：
　　
　　4.3.2在引弧板上焊枪基本对准腹板与翼缘板交点，焊枪后倾100～150倾角，这样有利于看清焊道和熔池。引燃电弧融化焊剂并露出熔池后焊把沿着焊接方向作直线形运动略作锯齿形摆动，保持焊丝与焊道距离。如图三所示：
　　
　　4.3.3焊缝高度12mm以上且腹板开坡口则在未添加焊剂之前CO2气体保护焊打底坡口填平，再焊5mm焊缝高度然后再在焊缝中心均匀铺设h=5mm焊剂于整条焊缝如图四，或填平后再在焊缝中心均匀铺设h=5mm的焊剂，根据焊角高度的大小决定焊接速度快慢如图五。
　　
　　4.3.4在引弧板上焊枪基本对准焊缝中心，焊枪后倾100～150倾角，这样有利于看清坡口和熔池。引燃电弧融化焊剂并露出熔池后焊把沿着焊接方向作锯齿形连续摆动而向前移动，并在两边作稍作停顿（停顿时间视操作实际情况而定，停顿时间过短焊缝中间凸起，停顿时间过长焊缝易咬边），防止咬边保持焊丝与焊道距离。如图五所示：
　　
　　4.3.5焊接材料的选择：
　　表4.3.5-1焊接材料选用表
　　
　　表4.3.6机具设备配置
　　
　　表4.3.7焊接材料烘焙温度表
　　
　　表4.3.8焊接工艺评定表
　　
　　4.3.9严格按照焊接工艺评定参数实施焊接。气体保护焊打底，电流、电压值参考焊接工艺评定表。在焊接过程中要及时清渣，如发现焊缝存在夹渣、气孔、咬边、未熔合等质量缺陷，应及时分析原因并采取纠正措施，对缺陷部分予以清除修补合格后，再行施焊。焊缝质量必须按钢结构验收规范要求操作。
　　4.3.10焊接操作时应注意以下事项:
　　1、焊道、坡口内和两侧100mm范围内的铁锈和飞溅物要进行打磨、清除，并注意焊道烘干后才能施焊。
　　2、焊接过程中，注意观察熔池根据电弧冲力使熔渣往后流淌，避免出现夹渣。
　　3、添加焊剂要严格控制剂量，过多易出现起弧困难电流电压不稳定，焊缝中间高两边矮成型差等质量缺陷且药渣清除困难，过少药渣覆盖不了焊缝起不到光洁平整的效果，焊剂必须干燥使用。
　　4、坡口焊接宜采取多层多道焊接，应注意控制焊接层间熔合。
　　5、添加焊剂后应提高电弧电压以增大熔宽，降低加强高。
　　6、焊缝无损检测控制。焊接完成后，宜在24h以后安排无损检测工作，如发现焊缝内部存在缺陷，要根据情况及时返工返修处理合格。
　　4.4.1焊缝检测
　　1、焊缝外观检查。焊缝表面应均匀、平滑，并与基本金属平缓过渡，严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、弧坑、气孔等质量缺陷。
　　2、焊缝内部检测。焊缝无损检测应在焊缝外观检查合格后进行，设计要求全熔透的焊缝，必须按规范要求进行无损检测。
　　3、按上述工艺对T型焊缝进行探伤能达到GB50205-2001标准中二级焊缝。
　　5、质量控制
　　5.1建立工程质量保证体系，保证施工现场质量保证体系的可靠运行，使施工现场每项工作、每道工序都处于控制状态，保证工程的整体质量
　　5.2严格执行国家规范标准。主要标准有：《钢结构工程施工及质量验收规范》--GB50205-2001、《钢结构工程质量检验评定标准》--GB50221-2001、《建筑钢结构焊接技术规程》--JGJ81-2002等。
　　5.3为保证焊缝成型，严格按照焊接工艺施焊。
　　5.4焊接完成后首先目检，外观成型美观，无裂纹、夹渣、焊瘤、弧坑、气孔等质量缺陷。
　　5.5需无损检测的严格按相关规范控制，确保内在质量。
　　5.6严格质量检查制度。坚持施工班组自检、上下工序交接检、专职质检员专检的“三检”制度，以及向监理工程师报检制度，不合格工序不得流入下道工序。
　　5.7加强计量管理工作。所使用的计量器具必须具有检定合格证，且在检定周期之内。
　　6、安全措施
　　6.1建立安全生产管理体系。各级安全第一责任人必须对职工进行安全教育，增强法制观念，牢固树立“安全第一、预防为主”的思想，提高职工的安全生产意识及自我保护能力，自觉遵守安全生产制度，服从安全生产管理。
　　6.2加强安全生产的日常检查及巡视工作，对施工区域，作业环境，操作设施，工机具等必须经常性的检查，发现问题和隐患，立即采取整改措施，必要时责令停工，待问题处理完毕并经确认后恢复生产。
　　6.3重视吊装机具的管理工作。机械设备、吊具、吊索，使用前需按规定验收或班前检查，并做好验收及交付使用的书面手续和检验记录，严禁在未经验收或验收不合格的情况下投入使用。
　　6.4电焊工、气焊工、电工、起重工等特殊工程的人员必须按规定经培训，考核合格后持有效证件上岗作业，起重吊装人员遵守“十不吊”规定，并严禁不懂电气、机械的人员擅自操作使用机电设备。
　　6.5严格遵守安全用电规范，施工现场的机电设备都要有接地，电源线必须是无裸露的胶质电缆线。施工现场的布线用电，必须严格按“三相五线制”、“一机一闸、漏电保护器”规划执行。
　　6.6起重作业的机具应由专人操作，操作人员及指挥人员，必须持有特殊工种操作证，吊装构件时，必须由专人统一指挥，指挥时的信号必须清晰、准确。吊装用的钢丝绳、卡环必须检查合格后方能使用，不得有断丝、变形、松扣等现象。
　　7、环保措施
　　7.1加强焊接材料管理，分类堆放，严禁污染周围环境。
　　7.2焊接垃圾要及时回收，集中堆放，标识清楚。
　　7.3做好自身劳保防护，减少粉尘和噪音污染。
　　7.4每天及时回收焊材余料，减少环境污染。
　　8、焊接原理及效益分析
　　8.1本工法通过工艺改良，解决了CO2气体保护焊焊接气孔过多、接头过高、飞溅过多、加强高过高、焊纹粗大不均匀不光滑等缺点。
　　8.2通过充分的焊接工艺评定，取得了可靠的焊接参数，提高焊接质量。依据的原理：焊剂熔化后能和CO2气体保护熔池较好的与外界空气隔绝有利于熔池冶金反应地进行，同时覆盖在焊缝上的熔渣冷却凝固后形成约厚度2mm的渣壳，能延缓焊缝冷却速度，有利于气体逸出，改善焊缝的组织和性能细化焊纹。
　　8.3充分利用现有设备，以此工艺进行施工避免了大型设备的添置和维护。
　　8.4飞溅减少了约70﹪增加了熔敷量减少焊缝打磨量、使用焊剂量小，每道焊缝约100g～200g之间。
　　8.5焊接设备维修简单，焊丝成本低，节约了电能。
　　综上所述，本工法的成形，很大程度上避免了人力物力的大量投入，劳动强度大大降低（焊缝打磨），节约焊丝、焊剂用量，制作工期提前，焊接变形小节约了氧气和燃气。
　　9、应用实例
　　9.1在玉溪3#高炉建设过程中高炉本体框架梁、旋风重力除尘器框架、出铁场厂房钢结构多为焊接H型钢柱梁制作。
　　9.2高炉本体框架梁于2010年5月18日开始制作，2010年6月28日制作完，H型钢柱梁主焊缝均采用CO2气体保护焊加焊剂焊接H型钢。由于主焊缝成型美观，变形小焊接速度快，受到了监理方好评。
　　9.3旋风重力除尘器框架于2010年9月8日开始制作，2010年9月15日制作完，H型钢柱梁主焊缝均采用CO2气体保护焊加焊剂焊接H型钢。由于主焊缝成型美观，变形小焊接速度快，受到了监理方好评。
　　9.4出铁场厂房钢结构于2010年8月18日开始制作，2010年9月25日制作完，H型钢柱梁主焊缝均采用CO2气体保护焊加焊剂焊接H型钢。由于主焊缝成型美观，变形小焊接速度快，受到了监理方好评。
　　