四、现场低温焊接技术规程
1.焊工防护及适应性训练
(1)焊[在进行低温焊接前,需进行低温焊接技术理论教育和低温焊接适应性训练。低温焊接适应性训练用δ≥25mm钢板,进行横、立、仰位置的施焊,并以UT检测及外观检验合格为标准。
(2)焊工在正式焊接前,必须具备个人防寒用品,必须具备较长时间抵抗严寒的能力和防滑能力。
(3)低温焊接对焊工的个人体力消耗较大,倒班时间适当缩短。
(4)低温焊接操作时,应设有专门监护人,对焊工的工作状态进行监控和判断,必要时应采取相应措施保证焊接工作的顺利进行和焊工人身安全。
(5)下雪天气及雪后进行高空焊接作业时,通道应设专人清扫,特别扫除薄冰,以保证焊工的安全通行和体力的保存。
2.焊接设备防护
(1)焊机尽量集中摆放在可移动的焊机防护棚内,防护棚内应设置加热设备,使焊机在正温状态下工作。
(2)使用前,气瓶应尽可能集中存放,在气瓶存放棚应设有加热装置,确保气体随用随有;气瓶在使用时,应放置在焊机棚内,实现正温管理。单机使用时,气瓶必须采取加热保温措施,采用电热毯加热外包岩棉或其他保温材料进行保温,以保证液态气正常气化,使保护气体稳定通畅。
(3)冬季施工采用接触式测温仪控制预热、后热及层间温度,环境温度使用普通温度计监控。
3.焊接材料
(1)保护气体应使用纯度为99.9%的CO2气体,以保证焊接接头的抗裂性能。
(2)严格焊材库的管理,焊条必须按标准进行烘干,烘干次数不得超过两次,在空气中的暴露时间不得超过2h。
(3)焊材库内必须备有脱湿设备,焊材摆放应符合相关规定。
(4)药芯焊丝使用过程中应采取防潮措施,焊机上的焊丝防护罩必须保持完好,未用完的焊丝应及时送回焊材库,防止受潮。
4.焊接方法及技术措施
(1)预热方式的设定:δ≥30mm,采用电加热;δ≤25mm,采用火焰预热。
(2)预热温度的要求如下表所示。

(3)在拘束度大的情况下,预热温度应提高15~30℃。没有特殊说明时,执行上述规定。
(4)异种钢焊接,预热温度应执行强度级别高的钢种的预热温度。
(5)不同板厚对接,预热温度应执行板厚较厚的钢板预热温度。
(6)由于本工程均为箱形构件,预热时在正面加热,测温点设置在坡口底部垫板中心。
(7)采用电加热方式进行预热的构件,应进行伴随预热,层间温度不得低干预热温度,Q345钢不超过250℃,Q460E钢不超过200℃。
(8)层间温度测温点在焊道的起始点。
(9)采用火焰加热的主要目的是烤干焊接区域水气,实现正温焊接。烘烤范围是焊缝两边各50mm范围,烘烤温度为20~40℃。焊接时需连续施焊。
(10)焊接工作结束后,应立即进行紧急后热或保温。δ≤40mm需紧急保温,采用岩棉包裹焊接接头,自然冷却;δ≥40mm应进行后热处理,后热温度为250~350℃,时间为1~2h,后采用岩棉保温缓冷。
(11)焊接方法执行焊接工艺评定,具体采用SMAW、GMAW、FCAW—G三种焊接方法之一或两者组合。
5.焊接环境具体规定
(1)低温焊接环境温度范围为0~-5℃。低于15℃,需停止焊接作业。
(2)低温焊接时需搭设防风装置。
(3)高空焊接作业时,防风装置应严密保温,特别是防风棚底部应密实,防止沿焊道形成穿堂风。
(4)雪天及雪后进行作业时,焊缝两端1m处,应设置密封装置,防止雪水进入焊接区域。
五、结语
在低温焊接钢结构时,最显著的特点是焊接接头具有很大的冷却速度,因而提高了焊缝的结晶速度,同时也提高了弹、塑性变形速度,即提高了焊缝结晶期间的应变增长率,导致热裂纹倾向增大。在建筑钢结构焊接技术领域,这个重要技术观念第一次在国家体育场“鸟巢”钢结构焊接工程低温焊接试验中正式提出,引起了人们的广泛关注。进而,又深入研究了常温状态下钢结构热裂纹的机理,这对焊接技术的改进和发展极其有利。建筑钢结构低温焊接理论的充实和完善,必然带来焊接技术的进步,国家体育场“鸟巢”钢结构焊接工程中所形成的管理理念和焊接工艺,也必将为建筑钢结构焊接工程带来新的格局。
我国冬季施工的工作量大面广,低温焊接技术的成熟,解决了建筑钢结构冬季施工的技术难题,为施工单位赢得了宝贵的工期、给业主带来丰厚的收益。对此,必然引起各界人士的高度重视,反过来又推动低温焊接技术的不断发展。所以说,低温焊接技术是一项方兴未艾的、具有生命力的实用技术。
(完)