由于材料為低合金結構鋼， 含有少量的合金元素， 淬硬傾向大， 焊接性差， 焊縫中 極易出現(xiàn)裂紋， 因此厚板焊接是本工程的一大難題， 為防止焊接缺陷的產(chǎn)生， 除遵循上

述“焊接通則”要求外，特制定如下工藝措施：

(1)焊接材料

①選擇強度、塑性、韌性相同的焊接材料， 并且焊前要進行工藝評定試驗， 合格后

方可正式焊接，焊接材料選擇低氫型焊接材料。

②CO2 氣體保護焊：選用藥芯焊絲 E71T-1 或 ER50-6。

CO2 氣體： CO2 含量(V/V)不得低于 99.9%，水蒸氣與乙醇總含量(m/m)不得高于

0.005%，并不得檢出液態(tài)水。

③手工電弧焊時：選用焊條為 E50 型， 焊接材料烘干溫度如下所示：

焊接材料牌號 使用前烘焙條件 使用前存放條件

焊條 E50 型 350-400℃; 2h 100-150℃

(2)焊前預熱

①為減少內(nèi)應力，防止裂紋，改善焊縫性能，母材焊接前必須預熱。

②預熱最低溫度：

③T 型接頭應比對接接頭的預熱溫度高 25-50℃。

④操作地點環(huán)境溫度低于常溫時(高于 0℃)應提高預熱溫度為 15-25℃。

⑤預熱方法

采用電加熱和火焰加熱兩種方式，火焰加熱僅用于個別部位且電加熱不宜施工之 處， 并應注意均勻加熱。電加熱預熱溫度由熱電儀自動控制， 火焰加熱用測溫筆在離焊

縫中心 75mm 的地方測溫，測溫點應選取加熱區(qū)的背面。

(3)工藝參數(shù)選擇

為提高過熱區(qū)的塑性、韌性， 采取小線能量進行焊接。根據(jù)焊接工藝評定結果， 選

用科學合理的焊接工藝參數(shù)。

(4)焊接過程采取的措施

①由于后層對前層有消氫作用， 并能改善前層焊縫和熱影響區(qū)的組織， 采用多層多 道焊，每一焊道完工后應將焊渣清除干凈并仔細檢查和清除缺陷后再進行下一層的焊

接。

②每層焊縫始終端應相互錯開 50mm 左右。

③層間溫度必須保持與預熱溫度一致。

④每道焊縫一次施焊中途不可中斷。

⑤焊接過程中采用邊振邊焊技術或錘擊消除焊接應力。

在邊焊邊振過程中， 可以延遲焊縫組織結晶， 使焊縫中的 H 等有害雜質(zhì)有更充足的 時間逸出， 從而降低焊縫金屬含氫量及雜質(zhì)偏析， 減少裂紋及層狀撕裂趨向； 可使焊縫 晶粒更加細化， 提高焊接接頭塑性和韌性， 從而大大提高焊接接頭的機械性能； 焊縫金

屬在振動狀態(tài)下結晶，可降低焊接應力，提高焊縫抗層狀撕裂及抗疲勞能力。

⑥焊接過程要注意每道焊縫的寬深比大于 1.1。

(5)采取合理的焊接順序及坡口形式可降低焊縫內(nèi)應力：

厚板接料盡量采取對稱的 X 型坡口，并且對稱焊接。

(6)后熱：

后熱不僅有利于氫的逸出，可在一定程度上降低殘余應力，適當改善焊縫的組織，

降低淬硬性，因此焊后立即將焊縫加熱至 200-250℃,并且保溫時間不得小于 1 小時。

(7)外觀質(zhì)量控制：

焊縫加強高及過渡角的圓滑過渡可適當提高接頭的疲勞強度，因此：

①對焊縫內(nèi)部質(zhì)量在焊后 24 小時按規(guī)定進行無損檢測。

②對焊縫的外表面要進行磁粉探傷。

對焊縫外觀進行打磨處理，不得出現(xiàn)加強高過高、焊縫咬邊等缺陷。

(8)厚板焊接防止層狀撕裂的措施

板厚方向承受焊接拉應力的板材端頭伸出接頭焊縫區(qū)；

工藝措施：

采用氣體保護焊施焊，并匹配藥芯焊絲。

消氫處理：

消氫處理的加熱溫度應為 200-250℃, 保溫時間應依據(jù)工件板厚按每 25mm 板厚不小

于 0.5h、且總保溫時間不得小于 1h 確定。達到保溫時間后應緩冷至常溫。

消氫處理的加熱和保溫方法按上述方法中規(guī)定執(zhí)行。

采用邊振動邊焊接工藝：

在邊焊邊振過程中， 可以延遲焊縫組織結晶， 使焊縫中的 H 等有害雜質(zhì)有更充足的 時間逸出， 從而降低焊縫金屬焊量及雜質(zhì)偏析， 減少裂紋及層狀撕裂趨向； 可使焊縫晶 粒更加細化， 提高焊接接頭塑性和韌性， 從而大大提高焊接接頭的機械性能； 焊縫金屬

在振動狀態(tài)下結晶，可降低焊接應力，提高焊縫抗層狀撕裂及抗疲勞能力。

2 厚板焊接 t8/5 值及焊接規(guī)范控制

(1)厚板焊接存在的一個重要問題是焊接過程中， 焊縫熱影響區(qū)由于冷卻速度較快， 在結晶過程中最容易形成粗晶粒馬氏體組織， 從而使焊接時鋼材變脆， 產(chǎn)生冷裂紋的傾 向增大。因此在厚板焊接過程中， 一定要嚴格控制 t8/5。即控制焊縫熱影響區(qū)尤其是焊

縫熔合線處，從 800℃冷卻到 500℃的時間，即 t8/5 值。

(2)t8/5 過于短暫時， 焊縫熔合線處硬度過高， 易出現(xiàn)淬硬裂紋； t8/5 過長， 則熔 合線處的臨界轉變溫度會升高，降低沖擊韌性值，對低合金鋼，材質(zhì)的組織發(fā)生變化。

出現(xiàn)這兩種情況，皆直接影向焊接結頭的質(zhì)量。

(3)對于手工電弧焊， 焊接速度的控制：在工藝上規(guī)定不同直徑的焊條所焊接的長 度， 規(guī)定焊工按此執(zhí)行， 從而確保焊接速度， 其它控制采用電焊機控制， 從而達到控制

焊接線能量的輸入，達到控制厚板焊接質(zhì)量之目的。

3 厚板加熱方法

厚板焊接預熱， 是工藝上必須采取的工藝措施， 對于本工程鋼結構焊接施工采用電

加熱板預加熱的方法。加熱時應力求均勻， 預熱范圍為坡口兩側至少 2t，且不小于 100mm

寬，測溫點應在離電弧經(jīng)過前的焊接點各方向不小于 75mm 處；預熱溫度宜在焊件反面

測量。

經(jīng)研究表明產(chǎn)生氫致裂紋要以下四項基本先決條件：

(1)敏感的微觀組織（硬度是敏感度的一個粗略的指標）

(2)適當?shù)臄U散氫含量

(3)合適的拘束度

(4)適宜的溫度

其中一項或幾項是處于支配地位的，但這四項條件都必須具備才會產(chǎn)生氫致裂紋。

防止氫致裂紋的實用方法就是預熱，就是設法控制這些因素中的一項或幾項。

一般來說有兩種不同的方法來預估預熱溫度。根據(jù)大量的裂紋試驗， 提出一種基于 熱影響區(qū)臨界值，就可消除氫致裂紋的危險。被認可的臨界硬度可能是氫含量的函數(shù)。 另一種預估預熱溫度的方法是基于控制氫。為弄清低溫時的冷卻速度即 300℃~100℃之 間的冷卻速度的作用， 已經(jīng)通過高約束度下坡口焊縫試驗確立了臨界冷卻速度， 化學成

份以及氫含量之間的關系。

通過上述的理論分析，經(jīng)實踐試驗證明對于板厚不小于 36mm 的鋼板預熱溫度達到

120℃即可，對于 t=60~70mm 的鋼板預熱溫度需達到 150℃。

4 層間溫度控制

(1)厚板為防止出現(xiàn)裂紋采取加熱預熱后，在焊接過程中應注意的一個重要問題， 就是焊縫層間溫度控制措施。如果層間溫度不控制， 焊縫區(qū)域會出現(xiàn)多次熱應變， 造成

的殘余應力對焊縫質(zhì)量不利，因此在焊接過程中， 層間溫度必須嚴格控制。

(2)層間溫度一般控制在 200℃~250℃之間。為了保持該溫度，厚板在焊接時，要

求一次焊接連續(xù)作業(yè)完成。

(3)當構件較長（L>10 米）時，在焊接過程中，厚板冷卻速度較快，因此在焊接過 程中一直保持預加熱溫度， 防止焊接后的急速冷卻造成的層間溫度的下降， 焊接時還可

采取焊后立即蓋上保溫板，防止焊接區(qū)域溫度過快冷卻。

5 焊接過程控制

(1)定位焊：定位焊是厚板施工過程中最容易出現(xiàn)問題的部位。由于厚板在定位焊 時， 定位焊處的溫度被周圍的“冷卻介質(zhì)”很快冷卻， 造成局部過大的應力集中， 引起 裂紋的產(chǎn)生， 對材質(zhì)造成損壞。解決的措施是厚板在定位焊時， 提高預加熱溫度， 加大

定位焊縫長度和焊腳尺寸。

(2)手工電弧焊的引弧問題：有些電焊工有一種不良的焊接習慣，當一根焊條引弧

時， 習慣在焊縫周圍的鋼板表面四處敲擊引弧， 而這一引弧習慣對厚板的危害最大， 原

理同上。因此在厚板焊接過程中，必須“嚴禁這種不規(guī)范”的行為發(fā)生。

(3)多層多道焊：在厚板焊接過程中，堅持的一個重要的工藝原則是多層多道焊， 嚴禁擺寬道。這是因為厚板焊縫的坡口較大， 單道焊縫無法填滿截面內(nèi)的坡口， 而一些 焊工為了方便就擺寬道焊接， 這種焊接造成的結果是， 母材對焊縫拘束應力大， 焊縫強 度相對較弱， 容易引起焊縫開裂或延遲裂紋的發(fā)生。而多層多道焊有利的一面是； 前一 道焊縫對后一道焊縫來說是一個“預熱”的過程； 后一道焊縫對前一道焊縫相當于一個

“后熱處理”的過程，有效地改善了焊接過程中應力分布狀態(tài)，利于保證焊接質(zhì)量。

(4)焊接過程中的檢查：厚板焊接不同于中薄板，需要幾個小時乃至幾十小時才能 施焊完成一個構件， 因此加強對焊接過程的中間檢查， 就顯得尤為重要， 便于及時發(fā)現(xiàn) 問題， 中間檢查不能使施工停止， 而是邊施工、邊檢查。如在清渣過程中， 認真檢查是

否有裂紋發(fā)生。及時發(fā)現(xiàn)，及時處理。

(5)在焊接過程中， 采用埋弧自動焊接， 以 t=36mm 的鋼板為例， 其工藝參數(shù)見下表。 從下表中可自出， 正面和反面的首道都使用小的焊接線能量， 這不單純是因為擔心正面

的首道施焊時會將坡口的鈍邊焊穿，而主要是為了防止出現(xiàn)凝固裂紋。

厚鋼板對接焊后的變形主要是角變形。實踐中為控制變形， 往往先焊正面的一部分 焊道，翻轉工件，碳刨清根后焊反面的焊道，再翻轉工件，這樣如此往復， 一般來說， 每次翻身焊接三至五道后即可翻身， 直至焊滿正面的各道焊縫。同時在施焊時要隨時進

行觀察其角變形情況， 注意隨時準備翻身焊接， 以盡可能的減少焊接變形及焊縫內(nèi)應力。