(2020)國家體育場(chǎng)(方案)鋼結(jié)構(gòu)工程焊接工藝評(píng)定方案

1、國家體育場(chǎng) （方案 ）鋼結(jié)構(gòu)9工程焊接工藝評(píng)定方案編號(hào)： CJNC 001國家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程、焊接工藝評(píng)定方案批準(zhǔn)：審核：編制：北京城建精工鋼結(jié)構(gòu)有限公司國家體育場(chǎng)項(xiàng)目部二 00 五年三月十六日國家體育場(chǎng)（方案）鋼結(jié)構(gòu)工程、焊接工藝評(píng)定方案國家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝評(píng)定具有技術(shù)要求高、 復(fù)雜、工作量大 的特點(diǎn)，是一項(xiàng)典型的系統(tǒng)工程， 由于焊接工藝評(píng)定的地位特殊， 是焊接工程十 分重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。一、編制依據(jù)和基本規(guī)定（1）JGJ812002 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程（2）國家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)招標(biāo)圖（3）國家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織設(shè)計(jì)（4）GB 50205-2001 - 建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)

2、量驗(yàn)收規(guī)范（5）GB/T1591-94 - 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（6）YB 4104-2000 - 高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板（7）GB/T5315-85 - 厚度方向性能鋼板 當(dāng)以上規(guī)范不能函蓋地方，參考以 下國際規(guī)范a. DIN17182 - 高焊接性能鑄鋼 （德國）（ 8 ）絕大多數(shù)的鋼構(gòu)件為鋼板焊接成的箱型截面，鋼板的最大厚度不大于100mm ；除特別注明外，鋼板厚度 34mm 時(shí)，采用 Q345 鋼材；鋼板厚度 36mm 時(shí)，采用 Q345GJ 鋼材。厚度分布：·組合鋼柱除少量棱形柱底部和頂部為 90100mm ，其余為 5080mm ，另外兩根方 形斜柱板厚絕大多數(shù)為 30 、25

3、 、20mm 。·桁架上弦桿個(gè)別段為 50mm 外，其余均在 40mm 以下，大多數(shù)為 30 、25 、 20mm 。·桁架下弦桿個(gè)別段為 50 、42mm 外，其余絕大多數(shù)為 20mm 。 ·腹桿為20 、14 、 10mm ，多數(shù)為 10mm 。·次結(jié)構(gòu)板厚最大 36mm ，絕大部分為 20mm 以下。（9 ）選用鋼材性能應(yīng)滿足下例要求 :鋼材沖擊韌性要求鋼材厚度方向性能要求10）鑄鋼機(jī)械性能符合下表規(guī)定鋼號(hào)厚度或屈服強(qiáng)度極限強(qiáng)度抗拉、抗壓或抗延伸率沖擊功直徑（ ）s(KN/ )b (KN/ )彎 f(KN/ )5%AK（J）GS 16Mn55026

4、0430 6602342565（正火）>50 100230430 6602072545GS 20Mn550300500 6502702255（正火）>50 100280500 6502522240>100 160260480 6302342035>160240450 600216GS 20Mn550360500 6503242470（調(diào)質(zhì)）>50 100300500 6502702450>100 160280500 6502522240（11）除特別注明外，所有焊接均采用全熔透對(duì)接焊縫。（ 12 ）除特別注明外，手工焊接所采用焊條的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)須符合現(xiàn)行國家規(guī)范

5、GB/T5117 及GB/T5118 的規(guī)定，對(duì) Q345 級(jí)鋼材須采用 E50級(jí)焊條，對(duì) Q345GJ 鋼材須采用 E55級(jí)焊條。（13）除特別注明外，自動(dòng)或半自動(dòng)焊接所采用的焊條、焊絲及焊劑須與主體金屬強(qiáng)度相適應(yīng)，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)須符合現(xiàn)行國家規(guī)范 GB/T14957 或GB/T14958 的 規(guī)定。（ 14 ）除特別注明外，鋼結(jié)構(gòu)焊接程序和施工要求應(yīng)遵從規(guī)程 JGJ81-2002 ：建 筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程。二、焊接工藝評(píng)定的工藝流程根據(jù) JGJ81-2002 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，國內(nèi)首次用于鋼 接構(gòu)工程的鋼材（包括鋼材的牌號(hào)于標(biāo)準(zhǔn)相符但微合金強(qiáng)化元素類別不同和供貨 狀態(tài)不同或國外鋼

6、號(hào)國內(nèi)生產(chǎn)） 的必須進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。 有部份 Q460 、S460ML首次使用，因此嚴(yán)格按規(guī)程要求進(jìn)行了全面的焊接工藝評(píng)定，并根據(jù)工藝評(píng)定試 驗(yàn)結(jié)果，編制了詳細(xì)的焊接工藝規(guī)程，確保了工程施工焊接質(zhì)量。試驗(yàn)程序如下 圖。編制焊接 工藝指導(dǎo) 書焊試件接加工理化試 驗(yàn)試驗(yàn)結(jié) 果評(píng)定N、焊接工藝評(píng)定的指導(dǎo)方案所用鋼材大部分為 Q345D 、Q345E ，部分采用 Q460 、S460ML 或鑄鋼件 部分鋼柱鋼板厚度 90mm 和 100mm 。1、主要焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目如下：編號(hào)規(guī)格接頭型式焊接位置焊接方法焊接材料2004-1430X300X8002件板對(duì)接V型坡口 + 背墊平焊GMAWER50-6,

7、7 或 E502004-1580100X300X8002件板對(duì)接V型坡口 + 背墊平焊FCAW-GER50-6,7 或 E502004-1630X300X8002件板對(duì)接V型坡口 + 背墊立焊FCAW-GER50-6,7 或 E502004-1780100X300X8002件板對(duì)接V型坡口 + 背墊立焊GMAWER50-6,7 或 E502004-1830X300X8002件板對(duì)接V型坡口 + 背墊仰焊SMAWE50152004-1980100X300X8002件板對(duì)接V型坡口 + 背墊仰焊SMAWE50152、焊接參數(shù)焊接方法焊接材料焊接工藝參數(shù)備注標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)規(guī)格電流 (A)電壓 (V)氣流量

8、 (L/min)GMAW 實(shí)心焊絲ER50-6,7ER55-6,71.2260 32030 345080FCAW 藥E501.2260 30030 345080SMAWE5015 ，3.290 12022 26/4160 18024 26/E55155200 24026 28/3、焊材匹配與選用焊材的選用遵循“等強(qiáng)匹配”原則。·母材設(shè)計(jì)采用 Q345D 或 Q345GJD 結(jié)構(gòu)鋼（局部采用 Q460 、S460ML 鋼），其 厚度方向性能須符合設(shè)計(jì)及 GB5313-85 中規(guī)定的 Z 向性能的要求。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，鑄鋼件建議使用 GS20Mn5V （ DIN17182 ）。鑄鋼 G

9、S20Mn5V 的化學(xué)成分與 Q345D 相近，其碳當(dāng)量極限值為 0.42 ，與 Q345D 鋼材的可焊性較好。·焊材根據(jù)母材及焊縫性能， 鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接主要采用半自動(dòng)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊 （ GMAW ），焊接位置困難之處如仰焊采用手工電弧焊（ SMAW ）。焊材選用見焊材選用序號(hào)母材焊接材料GMAW 或FCAW-GSMAW標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度保證值標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度保證值sbsb1Q345DER50-6,7420500E5015390490E504004802Q345GJDER50-6,7420500E5015390490E504004803GS20Mn5VER50-6,7420500E

10、5015390490E504004804+Q345D 、S460MLER55-6,7470550E5515440540E554705505S460MLS460MLER50-6,7420500E5015390490E50400480Q345D現(xiàn)場(chǎng)的焊接工藝評(píng)定必須嚴(yán)格遵守 JGJ81-2002 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī) 程的有關(guān)規(guī)定。國內(nèi)首次用于鋼結(jié)構(gòu)工程的鋼材 （包括鋼材的牌號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)相符但微合金強(qiáng)化 元素類別不同和供貨狀態(tài)不同或國外鋼號(hào)國內(nèi)生產(chǎn)）的必須進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。國內(nèi)首次用于鋼結(jié)構(gòu)的焊接材料必須進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。 設(shè)計(jì)規(guī)定的鋼材類別、焊接材料、焊接方法接頭形式、焊接位置、焊后熱處 理制度以及

11、施工單位所采用的焊接工藝參數(shù)為施工企業(yè)首次采用的， 必須進(jìn)行焊 接工藝評(píng)定。安裝單位根據(jù)所承擔(dān)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)形式、 鋼材級(jí)別、 規(guī)格，采用的焊接 方法、焊接位置等制定焊接工藝評(píng)定方案， 擬定相應(yīng)的焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書、 施 焊試件、切取試樣，并由具有國家技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督部門的認(rèn)證資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行 檢測(cè)試驗(yàn)。焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)完成后， 由評(píng)定單位根據(jù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)簽發(fā)的檢測(cè)報(bào)告做出焊 接工藝評(píng)定報(bào)告， 連同焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書、 評(píng)定記錄， 評(píng)定試樣檢查結(jié)果一起 報(bào)工程質(zhì)量監(jiān)督部門和有關(guān)單位審查備案。焊接工藝評(píng)定結(jié)束后現(xiàn)場(chǎng)的焊接作業(yè)指導(dǎo)書如發(fā)生改變， 應(yīng)按 JGJ81-2002 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程的有關(guān)

12、內(nèi)容進(jìn)行判定，重新進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。四、國家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)場(chǎng)具體常規(guī)焊接工藝評(píng)定1、評(píng)定的鋼材： Q345 、Q345GJ 、Q345DGJ2、實(shí)際工程板厚規(guī)格有（ ）：8，10 ，12，14，16，18，20，25，30，36，42 ，50 ，60，70，90，100，共 16 種。3、評(píng)定合格的試件厚度與工程適用厚度范圍焊接方法類別號(hào)評(píng)定合格試件厚度工程適用厚度范圍板厚最小值板厚最大值1、2、3、4、5、250.75t2t8>250.75t1.5t6、7不限0.5t1.1t9120.5t2t4、 焊接工藝評(píng)定板厚：1）70覆蓋板厚105 52.5 2）36覆蓋板厚54 27 3）

13、10覆蓋板厚20 全部板厚5、 采用焊接技術(shù)（1）CO2GMAW （2 1）（2）CO2FCAW G（22）（3）SMAW （1 ）（4）科技攻關(guān) EGW（7.1），SAW （H）（51）6 、 鋼板的組合：（1）Q345 Q345（2）Q345 Q345DGJ（3）Q345DGJ Q345DGJ7 、 常規(guī)工藝評(píng)定按下表進(jìn)行序號(hào)鋼材組合試件板厚（）焊接技術(shù)科技攻關(guān)備注CO2GMAW（項(xiàng)）CO 2GMAW G（項(xiàng)）SMAW （項(xiàng)）EGW （項(xiàng)）SAW（H）（項(xiàng)）1Q345 Q34570 ，36 ，10F、H、VF、H、V0坡仰 0H陶瓷襯墊993222Q345 Q345DGJ70，36F、H、

14、VF、H、V0坡仰 0H陶瓷襯墊662223Q345DGJ Q345DGJ70，36F、H、VF、H、V0坡仰 0H陶瓷襯墊66222合計(jì)61 項(xiàng)21217668 、 焊接工藝評(píng)定坡口形式t8或1035°+5小角度 V 型坡口焊接坡口采用小角度 V 型坡口形式，如上圖。主要考慮在保證焊透的前提采用小角度、窄間隙單面焊接坡口，可減少收縮量。柱與柱的現(xiàn)場(chǎng)吊裝對(duì)接坡口五、國家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)場(chǎng)具體特殊焊接工藝評(píng)定1、Q460 ，S460ML 鋼的焊接工藝評(píng)定1)Q460 ，S460ML 焊接性試驗(yàn)及工藝評(píng)定工作流程框圖2）、工程構(gòu)件的實(shí)際板厚： 50 100 3 ）、焊接工藝評(píng)定的板厚：

15、 70 4）、采用焊接技術(shù)： CO 2GMAW 、SMAW序號(hào)材質(zhì)板厚CO2GMAWSMAW備注1Q46070F、H、V0312S460ML70F、H、V031合計(jì)共8項(xiàng)622、Q460 ，S460ML 同鑄鋼 GS16Mn5 、GS20Mn5 、GS20Mn5 （調(diào)質(zhì)），焊接 工藝評(píng)定35°+5°鑄鋼件與柱的對(duì)接焊縫坡口序號(hào)材質(zhì)板厚SMAW備注1Q460 70F、H、V、OGS16Mn5(S460ML)42Q460 GS20Mn5(S460ML)70F、H、V、O4Q460 GS20Mn5(S460ML)70F、H、V、O4合計(jì)共 12 項(xiàng)12六、 Q460 、S460M

16、L Q345DGJ 焊接工藝評(píng)定序號(hào)材質(zhì)板厚CO2GMAWSMAW備注1Q460 Q345DGJ(S460ML)70F、H、V031合計(jì)共4項(xiàng)31七、 Q345DGJ GS16Mn5 、GS20Mn5 、GS20Mn5 （調(diào)質(zhì)），焊接工藝評(píng)定序號(hào)材質(zhì)板厚CO2GMAWSMAW備注1Q345DGJ GS16Mn570F、H、V0312Q345DGJ GS20Mn570F、H、V031Q345DGJ GS20Mn5 (調(diào)質(zhì))70F、H、V031合計(jì)共 12 項(xiàng)93八、國家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)場(chǎng)具體焊接工藝評(píng)定必須遵守的規(guī)則1、 不同焊接方法的評(píng)定結(jié)果不得互相代替2、 不同鋼材的焊接工藝評(píng)定應(yīng)符合下列

17、規(guī)定：（1 ） 不同類別鋼材的焊接工藝評(píng)定結(jié)果不得互相代替；（2 ） 、類同別鋼材中當(dāng)強(qiáng)度和沖擊韌性級(jí)別發(fā)生變化時(shí)，高級(jí)別鋼材 的焊接工藝評(píng)定結(jié)果可代替低級(jí)別鋼材；、類同類別鋼材中的焊 接工藝評(píng)定結(jié)果不可相互代替； 不同類別的鋼材組合焊接時(shí)應(yīng)重新評(píng) 定，不得用單類鋼材的評(píng)定結(jié)果代替。3、 評(píng)定試件的焊后熱處理?xiàng)l件應(yīng)與鋼結(jié)構(gòu)制造、 安裝焊接中實(shí)際采用的焊后熱 處理?xiàng)l件基本相同。4、焊接工藝參數(shù)變化不超過 JGJ812002建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程： 5.3 重新進(jìn) 行工藝評(píng)定的規(guī)定時(shí)，可不需重新進(jìn)行工藝評(píng)定。5、焊接工藝評(píng)定結(jié)果不合格時(shí)，應(yīng)分析原因，制訂新的評(píng)定方案，按原步驟重 新評(píng)定，直到合格為止。

18、6、施工企業(yè)應(yīng)優(yōu)選焊接工藝評(píng)定方案，在滿足規(guī)程和設(shè)計(jì)要求的前提下，盡量 減少焊接工藝評(píng)定的項(xiàng)目。已具有同等條件焊接工藝評(píng)定資料時(shí)，可不必重 新進(jìn)行相應(yīng)項(xiàng)目的焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。7、焊接工藝評(píng)定按附表規(guī)格格式進(jìn)行填報(bào)。21國家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝評(píng)定報(bào)告編 號(hào)：編 制：焊接責(zé)任 技術(shù)人員： 批 準(zhǔn)： 單 位： 日 期： 年 月 日焊接工藝評(píng)定報(bào)告目錄序號(hào)報(bào)告名稱報(bào)告編號(hào)頁數(shù)1234567891011121314151617181920焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書共 頁第 頁工程名稱指導(dǎo)書編號(hào)母材鋼號(hào)規(guī)格供貨狀態(tài)生產(chǎn)廠焊接材料生產(chǎn)廠牌號(hào)類型烘干制度（× h ）備注焊條焊絲焊劑或氣體焊接方法焊

19、接位置焊接設(shè)備型號(hào)電源及極性預(yù)熱溫度（）層間溫度后熱溫度（）及時(shí)間 （ min ）焊后熱處理接 頭 及 坡 口 尺 寸 圖焊 接 順 序 圖焊 接 工 藝 參 數(shù)道次焊接方法焊條或焊絲焊劑 或保 護(hù)氣保護(hù)氣流 （ l/min ）電流（A）電壓（V）焊接速度（ cm/min ）備注牌號(hào)（）技 術(shù) 措 施焊前清理層間清理背面清根其它：編制日期年月日審核日期年月日焊接工藝評(píng)定報(bào)告共 頁第 頁工程產(chǎn)品名稱評(píng)定報(bào)告編號(hào)委托單位工藝指導(dǎo)書編號(hào)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程（JGJ81 ）試樣焊接單位施焊日期焊工規(guī)格代號(hào)級(jí)別母材鋼號(hào) 規(guī)格供貨狀態(tài)生產(chǎn)廠化學(xué)成分和力學(xué)性能C（%）Mn（%）S(i % )S（%）P（%）S (Mpa)b (Mpa)5 (%) (%)A KV(J)標(biāo)準(zhǔn)合格 證復(fù)驗(yàn)碳當(dāng) 量公式焊接材料生產(chǎn)廠牌號(hào)類型直徑（ ）烘干制度（× h ）備注焊條焊絲焊劑或氣體焊接方法焊接位置接頭形式焊接工藝參數(shù)（見焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書）清根工藝焊接設(shè)備型號(hào)電源及極性預(yù)熱溫度（）層間溫度（）后熱溫度（）及時(shí)間（ min ）焊后熱處理評(píng)定結(jié)論：本評(píng)定按建筑鋼