整理钢结构工艺规程.docx
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整理钢结构工艺规程
江苏天地集团上海加工厂
钢结构工艺规程
1.目的:
确保钢结构工程的制造质量,降低成本,提高生产效率和便于安装。
2.引用标准
2.1CES102:
2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》
2.2JGJ81-2002《建筑钢结构焊接规程》
2.3GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》
2.4GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和防锈等级》
2.5WORLD/WIPRO75103《钢结构网架焊接通用技术规程》
2.6WORLD/WIPRO75101-01《组立工艺卡》
2.7WORLD/WIPRO75101-02《拼装工艺卡》
2.8WORLD/WIPRO75103-01《钢管对接工艺卡》
2.9WORLD/WIPRO75103-02《常用二级焊缝焊接工艺卡》
2.10WORLD/WIPRO75103-03《埋弧焊缝焊接工艺卡》
2.11WORLD/WIPRO75103-04《气体保护焊缝焊接工艺卡》
3.计量与原材料
3.1钢结构生产过程中所用的量具(钢卷尺、直尺、钢板尺等)必须进行校验,加工过程各工序的各类计量器具应量值统一,应确保在有效期内,并符合国家计量标准。
3.2钢结构生产所用的各类原材料必须符合国家现行标准和设计要求,并应有质量证明书。
应进行状态标识,并专门放置,以优代劣时必须征得设计人员书面认可。
3.2.1原材料的尺寸偏差在国家标准的允许范围内,钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不应大于该钢材厚度负允许偏差值的1/2,锈蚀等级应符合GB8923-88规定的C级及C级以上要求,钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。
3.2.2当对钢材的质量有异议时,应按国家有关标准规定抽样进行理化或性能检验。
4.接板、放样、号料和切割
工艺流程:
阅图→钢板对接→编程、划线、下料→坡口制作→组立(机械、手工)
→制孔
→长缝焊接→机械+局部火焰矫正
→拼装→端、筋板焊接→抛丸处理→火焰矫正→预拼装→清渣→涂装→包装、标识→发货
4.1阅图
钢结构工程制作前应弄清:
工程结构特征和相关技术要求,确定控制关键环节;
工程所需要的材料、切割、焊接、表面处理、涂装等质量要求以及必须检测和试验;
工序所需要的工量刃等器具和场地、设备、人力资源,并根据现有资源配置情况确定工序的加工深度;
4.2当所购板材的长度、宽度不能满足设计要求时,可以采用对接,接缝应相互错开,板材(型材)对接应在组立、拼装前进行,焊缝等级不得低于GB50205-2001规定的二级焊缝要求。
4.2.1焊接H型钢的翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不应小于200mm。
翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽;腹板拼接宽度不应小于300mm,长度不小于600mm。
4.2.2板料对接坡口宜用半自动气割机或铣边机制作,弧形板件边缘坡口可用手工气割制作,割痕应打磨平整,对接时应考虑反变形,其形式如图1所示。
图1
4.2.3背面采用碳弧气刨(ZX5-630)清根并用手提砂轮机彻底打磨,有设计要求的现场焊接坡口其它类型的接头形式与尺寸见JGJ81-2002相关规定。
碳弧气刨工艺参数见表1。
表1碳弧气刨工艺参数
碳棒直径(mm)
电弧长度(mm)
空气压力(MPa)
极性
电 流
(A)
气刨速度
(m/min)
5
1~2
0.39~0.59
直
流
反
接
250
0.5~1.0
6
280~300
7
300~350
1.0~1.2
8
350~400
10
450~500
刨槽深度
2.5
3
4
5
6
7~8
碳棒角度
25。
30。
35。
40。
45。
50。
对口错边 Δ≤1.04 Δ≤2.0 t≤20p≤3mm±1.0 Δ≤t/10且≤3.0 20 Δ≤t/10且≤4.0 t>40p>3mm±2.0坡口角度符合设计要求 坡口角度偏差 Δα≤±5。 对接间隙符合设计要求 ±1.0 4.2.4采用埋弧焊接(MZH-1000/1250)工艺进行板料对接时,应设置引弧板和引出板,宽度应大于80mm,12mm以下板料可不开坡口,12mm以上板料对接的接头形式和参数详见JGJ81-2002和《钢结构网架焊接通用技术规程》规定,基本形式见图2。 图2 4.2.5应保证接头焊透,焊后应打磨飞溅、渣瘤、接缝应平整,焊工钢号标识方法见《产品标识作业指导书》,应正确清晰。 4.2.6为保证成品构件外观质量,同一构件上对接缝数量不得超过5道,且同一零件上不得多于2道。 4.2.7需要安装现场对接的焊接H型钢端头的腹板在完成下料后,应按图纸尺寸要求对端部腹板进行切割。 4.2.8型材对接可采用如图3所示的形式,焊缝质量等级不得低于GB50205-2001规定的二级要求。 图3型材对接 表2边缘加工的允许偏差 项 目 允许偏差 零件宽度、长度 ±3.0 边缘缺棱 1.0 型钢端部垂直度 2.0 4.3放样和号料应根据工艺要求预留气割、长缝焊接、端筋板焊接以及校形时的收缩余量并考虑切割、刨边和铣平面等边缘加工余量。 4.3.1H型钢纵向收缩量可按下式计算确定 ΔL=k1AWL/A (1) 式中: ΔL-纵向收缩量,mm; L—H型钢长度,mm; AW—单条焊缝截面积,mm2; A—H型钢截面积,mm2; k1-系数,对手弧焊、CO2气保焊、埋弧焊分别为: 0.1344~0.1596、0.1204、0.1988~0.2128。 当采用多层焊接时,H型钢纵向收缩量ΔLD应按下式进行修正: ΔLD=k2ΔL,k2=1+85σsn/E (2) 式中: n、σs、E—分别为焊接层数、材料屈服极限(MPa)、弹性模量(MPa)。 当H型钢构件筋板数量较多时(特别是通截面加强筋),应根据其数量和H型钢截面大小再加放余量。 横向收缩量估算公式为: ΔB=0.2AW/t+0.05b(3) 式中: ΔB—对接接头横向收缩量,mm; AW—焊缝横缝面积,mm2; b—根部间隙,mm; t—板厚,mm。 角变形量估算公式为: Δθ=0.07Bhf/t2(4) 式中: B—翼缘板宽,mm; hf—焊脚尺寸,mm; t—翼缘板厚,mm。 4.3.2 考虑刨边和铣平等边缘加工时的余量,可根据工艺要求确定应满足表2要求。 表3放样和样板(样杆)的允许偏差 项 目 允许偏差 平行线距离和分段尺寸 ±0.5 对角线差 ±0.5 宽度、长度 ±0.5 孔距 ±0.5 加工样板的角度 ±20, 总长 ±1.0 总宽 ±1.0 4.3.3 放样和样板(样杆)的允许偏差应符合表3的规定,号料允差见表4。 4.3.4 下料应在保证提高材料利用率的基础上,满足工程实施的配套性要求,为下道工序提供有力的服务和支持,按《生产任务单》进行排样并按图纸要求进行零件编号或按工程要求进行其它的标识。 4.3.5下料方式有: a、QC11K-16/2500液压闸式剪板机用于16mmQ235材质剪切下料,当材质为Q345时板厚应≤12mm,Q11-6×3200剪板机用于6mm以下Q235板料的剪切; b、异形复杂板件采用GS/ZⅡ-5000数控/多头直条气割机,当批量较大,板件尺寸相对较小时制作靠模采用CG2-150仿形气割机下料,GK8-100等离子切割机用于较薄板件的手工切割; 表4号料允许偏差 项 目 允许偏差 零件外形尺寸 ±1.0 孔距 ±0.5 c、CG1-30半自动切割机用于坡口和变截面H形钢梁柱的腹板加工,需要双边开制坡口的长直板件采用CG1-100A精密火焰切割机; d、钢结构的钢管、圆钢类支撑可以采用GC-φ114钢管切割机、CG2-11管道气割机切割下料,桁架结构和有相贯节点连接的钢管端部应采用LMGQ/P-A800数控管相贯切割机切割; e、热轧和焊接H型钢的下料和坡口制作采用CG1-2H型钢切割机,J3G-400轨道气割机用于角钢、小型槽钢、工字钢、方钢管的切割。 4.3 气割前应将钢材切割区域表面50mm范围内的铁锈、污物等清除干净,清理割嘴积瘤,调整气量,火焰和气割速度,单个割嘴参数详见表14、表15。 割后应清除熔渣和飞油物,标识后按工序作业流程顺序要求周转至下道工序。 表5 气割的允许偏差(mm) 表6机械剪切的允许偏差(mm) 项目 允许偏差 项 目 允许偏差 零件宽度、长度 ±1.0 零件宽度、长度 ±3.0 加工直线度 l/3000,且不应大于2.0 切割两平面度 0.05t且≤2.0 相邻两边夹角 ±6, 割纹深度 0.3 加工面垂直度 0.025t,且不应大于0.5 局部缺口深度 1.0 加工面表面粗糙度 Ra50 4.4机械剪切割件(筋板、连接板等),剪切面平整,其允许偏差见表6。 4.5型钢梁、柱及支撑系统用钢管、圆钢、角钢、工字钢、槽钢、檩条等可用锯床或气割方法下料,气割后应进行割口打磨,其允许偏差见表5。 4.6有熔透性要求的焊缝用焊接衬板应选择成品扁钢,除非工程有特殊说明,允许采用材质符合设计要求的成品翼缘板和窄中板制作H和BOX构件。 4.7其它加工 4.7.1WB67Y-63t/3200折弯机用于6mm以下屋面用天沟、水槽的弯制; 4.7.2C620-1/C6136A用于支座、支撑系统连接用销轴的切削和屋面拉条的螺纹加工,销轴应根据性能要求进行热处理; 4.7.3DWG-6A电动液压弯管机用于φ159以下钢管的放样弯曲和弯曲后的校正; 4.7.4LWS-12-2000拉弯机用于钢管、型材、板条等的弧型冷弯加工,可根据工程结构和现行工艺状况选用; 4.7.5HC-III、HZ-III用于屋面100mm~300mmC、Z形檩条的制作。 5.制孔 5.1A、B级螺栓孔(Ⅰ类孔)应具有H12级精度,孔型表面粗糙度Ra不应大于12.5μm,其允许偏差对φ10~φ18、φ18~φ30、φ30~φ50mm螺栓孔分别为: (+0.18,0)、(+0.21,0)、(+0.25,0);C级螺栓孔和孔距允许偏差分别见表7和表8。 当螺栓孔孔距的允许偏差超过表7规定的允许偏差时,应采用与母材材质相匹配的焊条补焊后重新制孔。 表7C级螺栓孔的允许偏差(mm) 表8螺栓孔孔距的允许偏差(mm) 项 目 允许偏差 项 目 ≤500 501~1200 1201~3000 >3000 直径 +1.0,0 同一组内任意两孔间距离 ±1.0 ±1.5 - - 圆度 2.0 相邻两组的端孔距离 ±1.5 ±2.0 ±2.5 ±3.0 垂直度 0.03t且≤2.0 5.1.1节点板宜编程后用ZK5550数控平面钻床(图4)制作,模板放样、号料必须符合表1、表2要求,模板制作完成后应报请检验人员检测确认,当首件完成和模板磨损严重予以更换时必须经检验人员进行确认。 图4数控平面钻床 5.1.2节点板、连接板编程、划线基准应选择节点板的中心线,连接板以与构件相连接的边为基准,组装前梁、柱翼缘、腹板的打孔,其划线基准应与设计基准统一(必要时应进行换算),并应考虑加放焊接收缩量。 5.1.3摇臂钻床(Z3050×16/1)在制作节点板、连接板孔时除需要制作模板外,还用于需要最后制孔的构件(如吊车梁)加工,磁座钻主要用于梁构件屋面构件连接孔的制作。 5.1.4 多板叠合加工时应在装夹前进行校正,确保基准端与工作台面垂直,装夹应安全稳固,防止在加工过程中出现松动现象。 5.1.4除吊车梁下翼缘与牛腿的连接孔以及部分需保证安装要求的关键孔外,一般应尽量减少拼装后涂装前的制孔,以利于流水作业提高生产效率。 5.2非关键部位的长圆孔、方孔、圆孔等允许采用气割制作,割后应进行修正,薄壁通用构件(如檩条、角钢、槽钢等)可优先采用机械冲孔工艺或定位制孔工艺,其工装可根据需要设置。 6.组立 6.1焊接H型钢的组立方式可根据设备资源配置情况按图5方式进行选择,通长方向均要求超声波探伤检测的二级焊缝按图6方式组立。 图5焊接H钢组立方式 6.2组立前应检查所组立构件的翼缘、腹板尺寸,并将所用翼缘、腹板分别校平,需折弯部件应严格按图纸或工艺尺寸要求进行火焰或机械折弯。 6.3根据设计安装要求,确定组立基准,一般可选柱底平面、变截面梁柱的大端、翼缘腹板轴线。 基准端的腹板一般应伸出翼缘板1~2mm,其它类型的构件可根据图纸要求确定。 6.4将设备(HG-2000Ⅲ)调整至组立要求,复检所用翼缘、腹板尺寸,应确保组立构件翼缘、腹板中心偏移e在±1.5mm以内,翼缘倾斜度a≤2。 且小于2mm。 对500mm以下、500mm~1000mm和1000mm以上其截面高度h允许偏差分别为: ±2.0、±2.5、±3.0,见图7。 图7组立偏差 6.4.1应使翼缘板、腹板对接焊缝错开200mm以上,图纸有要求的按图纸具体要求执行。 6.4.2采用BX1-315/ZX7-400(逆变焊机)/CO2焊机进行点焊,焊材选用应与焊件材质相匹配,点焊应对称均匀,焊缝长度宜取焊脚尺寸的7倍左右(不宜小于25mm),焊缝焊脚尺寸不宜超过设计焊缝焊脚尺寸的2/3,且不应大于8mm,点焊间距根据截面特性确定,一般为100mm~300mm,组立后应保证所有焊点在同一直线上,焊点应均匀、牢固、无杂渣、气孔、间隙等缺陷。 6.4.3当腹板厚度在5mm以下、翼缘板较窄、腹板高厚比>100以及1000mm以上大截面构件,其点焊间距应严格控制在100mm至150mm范围内。 6.5翼缘、腹板为弧形H型钢、BOX以及特殊异型截面构件采用手工或手工+机械组合式1: 1放样组立。 组立时应按图纸要求制作简易工装并设置必要的工装工具,点焊间距和焊缝尺寸应符合6.4.2、6.4.3条规定,以确保组立质量。 6.6规则BOX构件的组立按: 底板开电渣焊孔→焊接衬板组装→内隔板组装→U形组立→隔板与底板一、二边焊接→箱形(BOX)组立。 6.6.1常用BOX结构形式见图8。 图8BOX结构形式 6.6.2组立后若采用生产线作业,则按: 翻转90°→手工气保焊接→翻转180°→另一面手工气保焊接→电渣焊接→翻转90°→气刨电渣焊头→翻转90°→埋弧焊接→翻转180°→另一面埋弧焊接→端面铣削的流程进行后工序加工; 电渣焊接工艺参数如下: 电渣焊接工艺参数 t1(mm) t2(mm) 电流(A) 电压(V) 整流(m/min) G(mm) t3(mm) 操作过程 19 16 380 40 9.5 25 25 1、连接好各部分接线及铜引弧快,调整好焊丝,对于较大的箱形柱,同一隔板的两侧电渣焊缝要两台焊机同时焊接; 2、调整熔嘴,使之处于焊道的中间位置,然后摆动并调节,使之与焊道边缘相距2~3mm; 3、按本表中设定的焊接规范开始焊接,随之加入少量焊剂及焊丝段; 4、若焊接过程中出现熔池泄露,则需迅速逐步少量加入焊丝段及焊剂至停止,若仍泄露则停止焊接并提升熔嘴,加入适量焊丝段及焊剂,然后引弧焊接,同时对起弧部位作出标记,作为检验重点部位; 5、焊接至距焊缝顶部100mm时加入少量焊剂,并安装熄弧快,待焊至焊缝顶部时停止摆动,加入少量焊丝段及焊剂,焊至熄弧快顶部时停止焊接,提升熔嘴; 6、拆除铜引弧快和熄弧快,然后切割引弧和熄弧部分,用砂轮打磨平整。 19 380 42 9.5 25 25 25 380 42 9.0 25 25 28 380 44 9.0 25 25 22 19 380 43 9.0 25 25 22 380 44 9.0 25 25 25 380 45 9.0 25 25 32 380 45 9.0 25 25 32 22 380 46 8.5 25 25 25 380 46 8.5 25 25 28 380 46 8.5 25 25 32 380 48 8.5 25 25 40 380 48 8.5 25 25 36 19 380 46 8.5 25 25 25 380 48 8.5 25 25 36 380 48 8.5 25 28 80 60 380 53 8.5 25 28 示 意 图 6.6.3后工序加工所用主要设备如下(图9~图13): 工序 设备简图 U形组立 图9箱型柱组立机 悬臂式双弧双丝CO2气体保护打底焊接 图10悬臂式双弧双丝CO2气体保护打底焊接机 悬臂式双弧双丝埋弧焊接 图11悬臂式双弧双丝埋弧焊接机 电渣焊制孔 图12移动式钻床 (三)安全评价的内容和分类 表二: 项目地理位置示意图和平面布置示意图;悬臂式熔丝电渣焊 2.环境影响评价工程师职业资格制度 大纲要求 图13悬臂式电渣焊机 1.规划环境影响评价的报审6.6.4如现场无电渣焊接设备,在征得设计人员同意后可按: 内隔板组装→U形组立→内隔板一、二、三边焊接→盖板断开、坡口→BOX形组立的顺序进行制作,最后采用CO2+埋弧焊接复合工艺进行第四边的焊接,具体做法见图14。 在评估经济效益不能直接估算的自然资源方面,机会成本法是一种很有用的评价技术。 机会成本法特别适用于对自然保护区或具有唯一性特征的自然资源的开发项目的评估。 图14 (2)评价方法的适当性;7.长缝焊接 7.1焊接方式选择(见图15、16) 一般角焊缝采用MZG-2×1250门型自动埋弧焊机进行船形位置焊接,也可以采用MZ-1-630焊机细丝大电流、单弧双丝进行水平位置半自动焊接,焊接前应加装引弧板和引出板,并采用吸入式自制焊剂烘干机(YAJJ-100)对焊剂进行烘焙,烘焙温度和时间根据焊剂说明书规定选择。 腹板开有坡口的半熔透焊缝、全熔透焊缝采用双道次焊接,或采用双弧双丝埋弧焊接工艺; 影响支付意愿的因素有: 收入、替代品价格、年龄、教育、个人独特偏好以及对该环境物品的了解程度等。 厚板且坡口尺寸较大时在焊道处理合格后,允许采用CO2打底、两道埋弧焊接工艺进行; 带衬板需要熔透的BOX构件长缝在焊道清理合格后采用CO2打底、半自动埋弧焊接盖面的复合工艺进行焊接; (2)建设项目周围环境的现状。 复杂异形截面采用YM-500RF2逆变CO2焊机进行焊接; 焊缝采用碳弧气刨(ZX5-630/1000)进行修复,气刨并打磨合格后采用交流弧焊机(BX1-315F-3/BX1-500F2-3)对所要修复的部位进行焊补,应做到圆滑过渡; 当板厚超过表9规定时,在焊接前应对焊道进行火焰预热处理,常用结构钢材最低预热温度见表9。 表9常用结构钢材最低预热温度 钢材牌号 接头最厚部件的厚度t(mm) t<25 25≤t≤40 40<t≤60 60<t≤80 >80 Q235 — — 60℃ 80℃ 100℃ Q295、Q345 — 60℃ 80℃ 100℃ 140℃ 说 明 1、根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件拘束条件确定预热温度,焊接坡口角度及间隙增大时,应相应提高预热温度; 2、熔敷金属的扩散氢含量高时应适当提高预热温度,使用低氢型焊条打底预热温度可降低25~50℃,CO2或富氩混合气体保护焊时可视同低氢型焊条; 3、当其它条件不变时,热输入增大5kJ/cm,预热温度可降低25~50℃,电渣焊和气立焊在环境温度0℃以上时可不进行预热; 4、在其它条件不变时,T形接头应比对接接头的预热温度高25~50℃,但T形接头两侧角焊缝同时施焊时应按对接接头确定预热温度。 表10最少保温时间 板厚(mm) ≤50 >50~125 保温时间(h) 每25mm厚保温1h 2h+A 备注 A—焊缝厚度超过50mm后,每增加25mm厚度增加15min 焊后消氢处理加热及层间温度控制应采用电加热器,并采用专用的微机自动控制测温仪器测量。 加热温度为200~250℃,保温时间按工件板厚每25mm板厚不少于0.5h、且总保温时间不得少于1h,达到保温时间后应缓冷至室温。 加热板对构件焊缝两侧的覆盖范围为: 当板厚<50mm时,每侧应≥300mm,板厚≥50mm时,应增至每侧400mm,加热器以外的构件两侧,还应用保温材料适当覆盖。 加热速度应≤220×25/t,且最大不超过220℃/h,加热温度到达590~650℃(具体按钢厂推荐的加热温度)时的保温时间根据构件焊缝的厚度确定,见表10。 400以下的冷却速率应≤275×25/t,且最大不超过275℃/h。 加热构件的温差: 在加热、冷却过程中,每4.5m长度内不超过130℃,保温过程中,构件加热部分各处温差不应超过85℃。 如由于条件限制而保温温度不能满足要求时,保温温度降低50℃,则保温时间应增加4h;保温温度降低80℃,则保温时间应增加10h;保温温度降低100℃,则保温时间应增加20h。 图15长缝焊接方式 7.2焊前应根据结构的特点和焊接工艺规定的焊接顺序,焊接方法和技术措施确定具体的焊接参数,保证焊接质量,见图16。 图16T形、H形、十字柱焊接顺序 7.3焊材选用见表16,焊接位置应以船形焊接为主,其中CO2半自动焊接宜采用异向分段法,小截面构件应避免采用CO2双枪自动焊接,以减少变形,提高焊缝成形质量。 7.4焊接参数的选择,对自动、半自动CO2气保焊,电流宜小于350A,焊速应根据具体情况控制在350mm/min至600mm/min范围内。 水平对接CO2气保焊、角焊缝CO2气保焊、及埋弧焊焊接参数选择见《钢结构网架焊接通用技术规程》,应分别符合JGJ81-2002第3节和第4节的规定。 手工电弧焊和CO2气体保护焊电流选择和焊条烘焙见表11。 表11手工电弧焊电流选择和焊条烘焙 焊条直径 φ1.6 φ2.0 φ2.5 φ3.2 φ4.0 φ5.0 φ5.8 电流 25-40 40-65 50-80 100-140 160-200 200-270 260-300 焊条 类型 烘焙 在烘箱或烤箱中贮存 温度(。 C) 时间(h) 温度(。 C) 时间(d) 酸性 100~150 1~2 50 ≤30 碱性 350~400 1~2 100~150 ≤30 备注 立、仰、横焊电流应比平焊小10%左右 CO2气体保护焊电流选择 焊丝 过渡形式 φ1.0 φ1.2 φ1.6 φ2.0 短路过渡 70-120 90-175 110-200 120-250 射滴过渡 250-350 300
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