# 负度以下钢结构焊接技术要求

在低温环境下，特别是-10℃至-196℃（我国从-40℃起算）的范围内进行钢结构焊接，需要特别的技术要求和注意事项，以确保焊接接头的质量和结构的整体性能。以下是负度以下钢结构焊接技术要求的详细阐述。

## 一、材料选择与准备

### 1. 低温钢的选择

低温钢主要用于制造在-20℃至-253℃低温下工作的焊接结构，如贮存和运输液化气体的容器等。常用的低温钢如16MnDR、09MnNiDR、08Ni3DR等，其化学成分和力学性能需满足特定标准，确保在低温下具有足够的强度、塑性和韧性。

### 2. 焊接材料

低温钢的焊接材料选择至关重要。焊接材料应具有良好的低温韧性，与母材匹配良好，并符合相关标准。例如，对于16MnDR可选用J507GR、J507RH焊条；对于09MnNiDR可选用W707Ni、W807Ni焊条等。在极端低温条件下（如-100℃以下），通常需要选用进口焊材以确保焊接质量。

### 3. 焊前准备

焊前必须对工件坡口及坡口两侧20-30mm范围内的水汽、油污、锈蚀、氧化皮等进行彻底清理，并打磨出金属光泽。焊条需进行350-400℃烘干1小时，随用随取，以防止因焊条潮湿影响焊接质量。

## 二、焊接工艺

### 1. 焊接方法

低温钢的焊接常采用焊条电弧焊、埋弧自动焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等方法。各种方法各有优缺点，需根据具体结构形式和焊接条件进行选择。

### 2. 焊接参数控制

**焊接电流、电弧电压和焊接速度**：这三个参数共同决定了焊接线能量（即单位长度焊缝的焊接电弧热量）。对于低温钢，需严格控制焊接线能量，避免过大导致焊缝和热影响区组织粗化，降低低温韧性。通常，焊条电弧焊的线能量控制在12-15KJ/cm，埋弧焊控制在20KJ/cm以下。

**预热和层间温度**：对于厚度较大的构件，需进行预热以防止淬硬组织和冷裂纹的产生。预热温度应根据板厚和具体材料确定，一般不低于15℃，大厚板焊接时预热温度可达50℃，道间温度控制在50-150℃之间。

### 3. 焊接技术

**窄焊道、多道多层焊**：低温钢焊接时应尽量采用窄焊道、多道多层焊的方法，以减少焊缝金属的过热和粗化。焊接过程中，焊条不宜做横向摆动，以控制热输入和焊接热影响区的宽度。

**直焊道、快速多道焊**：直焊道可以减少焊缝的过热和后一焊道对前一焊道的回火作用，有利于晶粒细化。快速多道焊可以加快焊接速度，减少焊接热输入，提高焊接接头的低温韧性。

**避免强力组对**：焊接过程中应避免强力组对，以防止结构局部产生高应力，从而增大设备在低温状态下的脆性破坏。

## 三、焊后处理

### 1. 消除应力热处理

低温钢焊后应进行消除应力热处理，以降低焊接残余应力，提高焊缝冲击韧度。热处理温度和时间应根据具体材料和焊接结构确定，通常需在无损探伤检查合格后进行。

### 2. 防腐涂层

在低于0℃的钢构件上涂刷防腐涂层前，应进行涂刷工艺测试，确保涂层干燥速度和质量。雨雪天气或构件上有薄冰时不得进行涂刷工作。涂刷时，构件外貌的铁锈、油污等必须清除干净，并保持干燥。

## 四、质量检验

### 1. 无损检测

对于设计温度低于-40℃的低合金钢制低温压力容器上的焊接接头，应进行100%MT检测，并按相关标准（如JB/T4730.4-2005）进行评定。低温钢材的焊接坡口表面及清根后的坡口表面也应进行100%MT检测。

### 2. 外观检查

焊缝外观应无裂纹、未熔透、咬边等缺陷，焊缝余高应尽量减少，角接接头应圆滑，不允许向外凸起。焊缝成型不良者必须进行打磨处理。

### 3. 其他检查

根据具体标准和设计要求，还可能需要进行硬度测试、金相分析等其他检查项目，以确保焊接接头的质量和性能满足要求。

综上所述，负度以下钢结构焊接技术要求# 负度以下钢结构焊接技术要求（续）

## 五、安全与健康措施

在负度以下的低温环境中进行焊接作业，不仅对技术要求高，同时还需要特别注意作业人员的安全与健康。

### 1. 保暖措施

- **个人防护装备**：作业人员应穿戴专业的防寒服装，包括防寒帽、羽绒服、保暖手套、防寒鞋等，以防止体温过低引发冻伤。

- **热源设备**：作业现场应设置移动式取暖设备，如电暖气、燃油暖风机等，确保焊接区域的温度不低于人体舒适温度，减少作业人员因寒冷导致的操作失误。

### 2. 通风与防毒

- **通风系统**：焊接过程中会产生有害气体和烟尘，特别是在低温环境下，空气流动性差，容易积聚。因此，作业现场应具备良好的通风条件，可使用局部通风设备（如焊接排烟罩）或整体通风系统来排除有害气体。

- **防毒面具**：在特定条件下，作业人员应佩戴防毒面具，以防止吸入有害焊接烟尘。

### 3. 防火防爆

- **易燃物品管理**：焊接现场应严禁存放易燃、易爆物品，确保作业区域的安全距离。

- **灭火设备**：作业现场应配备足够的消防器材，如灭火器、消防沙等，以应对可能发生的火灾。

- **电气安全**：焊接设备应定期检查，确保绝缘良好，防止因电气故障引发火灾。

## 六、培训与资质

### 1. 专业培训

- **焊接技术培训**：从事低温焊接的作业人员应接受专业的焊接技术培训，掌握低温焊接的特殊技术和操作要点。

- **安全培训**：作业人员还需接受低温环境下的安全操作培训，了解低温环境对人体的影响及防护措施。

### 2. 资质要求

- **焊工证书**：从事低温焊接的作业人员应持有相应的焊工证书，证明其具备相应的焊接技能和资质。

- **健康证明**：作业人员需定期进行体检，确保身体健康，能够适应低温环境下的工作。

## 七、记录与文件管理

### 1. 焊接记录

- 每条焊缝的焊接过程应有详细的记录，包括焊接参数（电流、电压、焊接速度等）、预热及层间温度、焊后热处理等关键信息。

- 记录应由焊接责任人签字确认，并存档备查。

### 2. 文件管理

- 焊接工艺文件、焊接材料质量证明书、无损检测报告、热处理记录等文件应妥善保管，确保可追溯性。

- 焊接过程中发现的问题及处理措施应及时记录并上报，以便总结经验教训，持续改进焊接质量。

## 八、环境保护

### 1. 废弃物处理

- 焊接过程中产生的废弃物（如焊条头、焊渣、废旧包装物等）应按照环保要求进行分类收集和处理，防止对环境造成污染。

### 2. 噪音与光污染控制

- 焊接作业应尽量在封闭或隔音区域内进行，以减少噪音对周围环境的影响。

- 夜间作业时，应采取有效的遮光措施，减少焊接弧光对周围居民和环境的干扰。

综上所述，负度以下钢结构焊接技术要求不仅涉及焊接技术本身，还涵盖了材料选择、工艺控制、安全健康、培训资质、记录管理以及环境保护等多个方面。只有全面考虑并严格执行这些要求，才能确保低温环境下钢结构焊接的质量和安全性。