钢结构焊接热处理工艺

京隆发电有限公司烟气脱硝改造工程

钢结构焊接热处理工艺

施工措施

批准：

审核：

编制：

南京龙源环保有限公司京隆项目部

目录

一、编制依据 (2)

二、材料介绍 (2)

三、焊接施工流程 (3)

四、焊接工艺参数的选择 (3)

五、现场焊接顺序： (4)

六、现场技术管理 (9)

七、作业的安全要求及措施 (9)

内蒙京隆电厂2×600MW机组烟气脱硝工程，SCR钢架的主立柱、梁、垂直支撑全部采用"H"型钢，母材材质为Q345（属低合金结构钢），钢架主立柱采用分段对接方式连成一体，其中"H"型钢的腹板采用高强螺栓连接，翼缘板之间的连接采用对接焊接方式。

一、编制依据

1.1《火电施工质量检验及评定标准》(焊接篇)1996年版。

1.2《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004。

1.3《电力建设安全工作规程》（第1部分：火力发电厂） DL5009.1—2002。1.4《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2002。

1.5《管道焊接超声波检验技术规程》DL/T820-2002。

1.6《焊接材料质量管理规程》JB/T3223-1996。

1.7京隆电厂脱硝钢架安装相关图纸

1.8《工程建设标准强制性条文》（电力工程部分）2006版。

二、材料介绍

1. Q345化学成分如下表（%）：

2.Q345力学性能如下表（%）：

其中壁厚介于16-35mm时，σs≥325Mpa；壁厚介于 35-50mm时，σs≥295Mpa

3. Q345钢的焊接特点

3.1 碳当量(Ceq)

Ceq=0.49%，大于0.45%，可见Q345钢焊接性能不是很好，需要在焊接时制定严格的工艺措施。

3.2 Q345钢在焊接时易出现的问题

3.2.1 热影响区的淬硬倾向

Q345钢在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。

3.2.2 冷裂纹敏感性

Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。

三、焊接施工流程

1、坡口清理准备→点固→焊前预热→焊接→施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验（合格）焊接材料的选用

2、由于Q345钢的冷裂纹倾向较大，应选用低氢型的焊接材料，同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则，选用E5015 （J507）型电焊条。

3、对于要求焊接的部位严格按图纸要求施焊，注意坡口角度、间隙及焊角高度。

4、焊接过程应注意层间清理和层间检查,确保无裂纹、气孔、夹渣等缺陷,方可继续施焊。

5、焊接过程应注意接头和收弧质量,接头应熔合良好,收弧时弧坑应填满,以防弧坑裂纹。

6、焊接工作应一气呵成,更换焊条时应迅速,中途不应无故停顿，注意层间熔化,避免出现夹沟。焊接过程中途因故停止后重新焊接时，必须检查焊缝表面是否有裂纹、气孔、生锈、水迹等，发现问题及时处理。

四、焊接工艺参数的选择

1.坡口形式：（根据图纸和设备供货）

2.焊接方法：采用手工电弧焊（D）。

3.焊接电流：为了避免焊缝组织粗大，造成冲击韧性下降，必须采用小规范焊接。具体措施为：选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺（焊接顺序如图一所示）。焊道的宽度不大于焊条的3倍，焊层厚度不大于5mm。第一层至第三层采用Ф3.2电焊条，焊接电流100-130A；第四层至第六层采用Ф

4.0的电焊条，焊接电流120-180A。

4.预热温度：由于Q345钢的Ceq＞0.45%，在焊接前应进行预热，预热温度T0=100-150℃，层间温度Ti≤400℃。

5.焊后热处理参数：为了降低焊接残余应力，减小焊缝中的氢含量，改善焊缝的金属组织和性能，在焊后应对焊缝进行热处理。热处理温度为：600-640℃，恒温时间为2小时（板厚40mm时），升降温速度为125℃/h 。

五、现场焊接顺序：

热处理材料配备计划表

1.焊前预热

预热方法采用远红外电加热。预热宽度从对口中心线开始，每侧不少于焊件厚度的三倍，升温速度与焊后热处理时的升温速度相同。施焊过程中，层间温度应不低于规定的预热温度的下限，且不高于400℃。

预热应保证足够的恒温时间，保证钢板内外壁温度均匀。

钢材焊前预热温度选择见下表：

1)加热方法：远红外加热器加热。

2)加热宽度：从焊缝中心算起，每侧不小于钢板厚度的3倍，且不小于60mm。

3)保温宽度：从焊缝中心算起，每侧不小于钢板厚度的5倍，以减少温度梯度。

4)升、降温速度：一般按250×25除以钢板厚度℃/h计算，且不大于300℃/h。

降温过程中，温度在300℃以下可不控制。

5)恒温温度和恒温时间：

6)其它要求：

a、热处理过程力求两侧温度均匀，恒温时在加热范围内任意两点间的温差应低

于50℃。

b、热处理的测温必须准确可靠，应采用自动温度记录。测温点应对称布置在焊

缝中心两侧，且不少于两点。水平管道的测点应上下对称布置。

c 、 异种钢热处理温度的选择按两侧钢材及所用焊接材料综合考虑；其加热温度

不得超过合金成分低的一侧钢材的下临界点（Ac1）

d 、 热处理施工结束经自检合格后，按标识的有关规定做好标识记录。 钢材的Ac1点见下表：

7) 热处理施工工艺流程图如下：

热处理控制程序

项目工程热处理情况分析

热处理设备调试热处理工资格审查

下达热处理施工任务

热处理安全、技术、质量交底

施工准备

整理热处理曲线记录

合格

不合格

完成热处理报告

安全设施准备

焊缝热处理

8)热处理异常情况的处理措施

预热和热处理必须由微机自动控制其工艺过程，并有自动记录曲线，为保证热处理不受影响，现场配备保温用具。施工前应对热处理人员进行培训，内容应包括设备使用、维护、热处理施工程序、异常情况的处理。必须形成热处理包口到焊缝硬度检查全过程施工记录，保证作为特殊过程的热处理工作的施工过程可追溯。施工前应编制预热或热处理过程中断（断电）的补救措施。

9)风、雨季施工措施

制作若干个可移动轻便遮雨挡风棚，在预热和焊接施工过程中要一直罩上遮雨挡风棚，以备防雨或防风。对于雨水打湿的坡口，应除去水分或焊缝表面的浮锈。雨天作业时，要保管好焊条和焊丝，防止雨淋潮湿，影响焊接质量。对于热处理焊口，应在上面遮雨棚罩，防止雨淋。

10)预热、热处理施工管理及资料整理

热处理前必须编制专门的施工作业文件。在施工作业文件中应有热处理条件、范围、方法、工艺以及过程的监督措施。

焊接技术人员负责在施工开始前完成预热和热处理施工文件的编制、审核及技术交底，并负责热处理工作持证上岗情况的审查和监督工作。

预热和热处理施工用材料如：加热器、热电偶、保温材料等在入库前应进行验收，并形成验收记录。重点检查：加热器和热电偶质量能否满足施工要求；额定功率和尺寸与实际是否一致；热电偶测温是否准确、测温范围能否满足施工要求。

在接到预热和热处理施工任务后，由施工人员按预热和热处理工艺卡要求进行施工，并按要求填写预热和热处理施工记录；焊接技术人员随时监督和检

查预热和热处理工艺的执行情况，发现问题及时纠正。

2.焊接

2.1为了防止焊接变形，每个柱接头采用二人对称施焊，每层焊接完毕进行清理打磨，焊工进行检查。每道焊缝应一次性焊完。

2.2两名焊工在焊接时的焊接电流、焊接速度和焊接层数应保持一致。

焊后热处理：焊缝焊接完成后应在12小时内进行热处理。如不能及时进行热处理应采取保温、缓冷措施。在进行热处理时，应采用两根热电偶测温，热电偶点焊在焊口的里外侧。

3.Q345钢的焊接温度曲线如下图

4.焊接检验

根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求，焊口采用超声波探伤法进行检验，检验比例为100%。

六、现场技术管理

1.编制详细的焊接施工作业指导书。

2.全过程控制焊接工艺是确保质量的核心。

每个柱接头的焊接时，应有专人监控焊接质量，如焊工不按作业指导书施工应立即终止焊接。

3.提高施工人员质量意识是贯彻焊接工艺的关键，在施工前，进行全员交底，讲解焊接工艺特点及严格控制现场焊接工艺的必要性和控制要点。

七、作业的安全要求及措施

1.施工严格执行《安全规程》要求。

2.接拆电焊机由专人负责，严禁私自进行，焊机二次线不准裸露，以防触电。

3.施工过程中，焊接线应布置合理、整齐，防止焊线损伤引起不必要触电。