3.3 焊接工艺评定
由于钢结构焊接节点或焊接接头不可能进行现场实物取样送样检验,为保证工程焊接质量,须在钢结构制作和安装阶段前,对焊接材料及焊接参数,尤其是热输入、预热温度及后热温度等进行确定,这个过程是通过焊接工艺试验来实现的,通过试验合格的工艺称为评定合格的工艺,只有评定合格的工艺才能在实际工程中使用。通常把这个评定过程称为焊接工艺评定(见图3-6),国际上统称WPS(Welding Procedure Specifation)。
表3-5 常用钢材焊接材料选用推荐表
续表3-5
图3-6 焊接工艺评定示意
3.3.1 焊接工艺评定的范围及方法
1.评定范围
除有免评规定的外,施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理制度以及焊接工艺参数、预热和后热措施等各种参数的组合条件,应在钢结构构件制作及安装施工之前进行焊接工艺评定。
2.评定方法
施工单位根据所承担钢结构的设计节点形式,钢材类型、规格,采用的焊接方法,焊接位置等,制定焊接工艺评定方案,拟定相应的焊接工艺评定指导书,按现行国家标准《钢结构焊接规范》GB 50661的规定施焊试件、切取试样并进行检测试验,测定焊接接头是否具有所要求的使用性能,并出具评定报告。
3.有效期限
对于焊接难度等级为A、B、C级的钢结构焊接工程,其焊接工艺评定有效期应为5年;对于焊接难度等级为D级的钢结构焊接工程应按工程项目进行焊接工艺评定。
3.3.2 焊接工艺评定替代原则
1.不同钢材焊接工艺评定的替代规定
(1)不同类别钢材(见表3-4)的焊接工艺评定结果不得互相替代。
(2)Ⅰ、Ⅱ类同类别钢材中,当强度和质量等级发生变化时,在相同供货状态下,高级别钢材的焊接工艺评定结果可替代低级别钢材;Ⅲ、Ⅳ类同类别钢材中的焊接工艺评定结果不得相互替代;除Ⅰ、Ⅱ类钢材外,不同类别的钢材组合焊接时应重新评定,不得用单类钢材的评定结果替代。
(3)同类别钢材中轧制钢材与铸钢、耐候钢与非耐候钢的焊接工艺评定结果不得互相替代,控轧控冷(TMCP)钢、调质钢与其他供货状态的钢材焊接工艺评定结果不得互相替代。
(4)国内与国外钢材的焊接工艺评定结果不得互相替代。
2.试件板厚适用范围
评定合格的试件厚度在工程中适用的厚度范围应符合表3-6的规定。
表3-6 评定合格的试件厚度与工程适用厚度范围
注:φ为栓钉直径。
3.管材直径覆盖范围
评定合格的管材接头,壁厚的覆盖范围可按照表3-6执行,直径的覆盖原则应符合下列规定:
(1)外径小于600mm的管材,其直径覆盖范围不应小于工艺评定试验管材的外径。
(2)外径大于600mm的管材,其直径覆盖范围不应小于600mm。
4.其他替代规定
(1)接头形式变化时应重新评定,但十字形接头评定结果可替代T形接头评定结果,全焊透或部分焊透的T形或十字形接头对接与角接组合焊缝评定结果可替代角焊缝评定结果。
(2)板材对接与外径不小于600mm的相应位置管材对接的焊接工艺评定可互相替代。
(3)除栓钉焊外,横焊位置评定结果可替代平焊位置,平焊位置评定结果不可替代横焊位置。立、仰焊接位置与其他焊接位置之间不可互相替代。
(4)有衬垫与无衬垫的单面焊全焊透接头不可互相替代,有衬垫单面焊全焊透接头和反面清根的双面焊全焊透接头可互相替代,不同材质的衬垫不可互相替代。
3.3.3 焊接工艺评定免评
(1)免予评定的焊接方法及施焊位置见表3-7。
表3-7 免予评定的焊接方法及施焊位置
(2)免予评定的母材和焊缝金属组合见表3-8。
表3-8 免予评定的母材和匹配的焊缝金属要求
续表3-8
(3)免予评定的最低预热、道间温度见表3-9。
表3-9 免予评定的钢材最低预热、道间温度
(4)免予评定的焊接工艺参数范围见表3-10。
表3-10 各种焊接方法免予评定的焊接工艺参数范围
续表3-10
注:表中参数为平、横焊位置。立焊电流应比平、横焊减小10%~15%。