弯扭构件制作工艺方案(共22页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上深圳湾体育中心项目钢结构工程弯扭构件加工制作工艺方案文件编号：SZW-GY-01版本编号：第 1 版受控状态：受 控编制部门：浙江精工钢结构有限公司重钢工艺技术部编 制：日 期审 核：日 期批 准：日 期一、 概况深圳湾体育中心项目钢结构工程中所有弯扭构件均由重钢工厂进行加工制作，某单个弯扭构件的模型如下图所示，构件直线长度约12m左右，弯扭箱体材质主要为Q345C。制作控制的重、难点该类型弯扭构件的制作重、难点叙述如下：1. 弯扭箱体翼板、腹板的弯扭成型及长度和宽度方向余量的加放；2. 弯扭箱体的装配及内隔板定位尺寸的控制；3. 主体焊缝焊接前后总体尺寸变化的控制；

2、4. 弯扭箱体端头的加工精度控制；5. 弯扭牛腿的加工及端头加工精度控制；6. 牛腿装配精度的控制；二、 工艺预备要求为保证弯扭构件的制作质量，现根据工厂制作实际情况，对弯扭构件的二次深化设计提出如下要求：1. 弯扭箱型主体余量加放要求：(1) 翼板、腹板长度方向余量规定：主体翼板、腹板长度方向需两端各加放20mm余量；(2) 翼板、腹板宽度方向余量规定：主体焊缝为熔透焊缝时，要求腹板宽度减去两侧焊接间隙之和14mm，即实际下料宽度为H-14，翼板宽度方向不需加减余量，如下图所示；当主体焊缝为部分熔透时，翼板、腹板宽度方向不需加减余量（若主体为断续熔透、部分熔透时，则要求统一按熔透要求减去焊接

3、间隙）。注意：所有余量加放后，必须在零件图中明确标示，如下图所示，零件实需尺寸为12000，12040为加放40mm余量后的实际下料尺寸。2. 牛腿板件余量要求：除腹板宽度方向按上一条要求执行，其他板件无需加减余量；3. 上、下翼板应为单个零件板，不需进行断开处理，单侧腹板按图纸要求断开处理，以便于各全熔透内隔板与四块面板焊缝的焊接；4. 装配图中构件摆放位置要求：构件位置尽可能相对摆平，即要求以构件一端端口下侧两点与另一端口下侧一点组成平面为基准，例如：如下图所示，构件摆平，使左侧端口A、B点与右侧C点在水平面上，并以此为前提生成各控制点的坐标，并尽可能以B点位原点，BC连线为X轴，或以BA

4、为Y轴。5. 对于主材的零件图，要求下翼板、两侧腹板的内表面朝上（为喷粉划线做准备），而且要求在下翼板、腹板内表面以及上翼板外表面明确标示各隔板位置线、牛腿位置线、端头余量线，并标示厚度方向（此条要求很重要）。图例如下。6. 为保证现场安装顺利完成，对于现场拼接部位，建议至少一侧端头主体焊缝预留200300mm不焊，留现场安装调节用，预留侧为端头坡口侧或无封板侧，或根据需要适当移动端头封板，如此则要求深化设计图纸中明确标示预留不焊的端头及长度；（具体不焊段见焊缝通图）7. 对于“后装段”，为保证现场的安装，要求在长度方向加放50mm余量，且两端端头主体焊缝预留300400mm不焊，预留现场调节

5、用，并适当移动端头封板位置，焊接垫板由现场加设；如此则要求深化设计图纸中明确标示预留不焊的端头及长度；（具体不焊段见焊缝通图）8. 深化图纸要求：(1) 主题四角棱边也分A、B、C、D，编号必须顺写1、2、3；主体在牛腿位置伸出部分的编号应放在牛腿中，如下图：(2) 三点放平；(3) 展开图两点（如A1-A2、B1-B2）之间的距离为400500mm，上下两边编号数相同；(4) 零件图上的点位必须与装配图中一致；(5) 提供端口与牛腿端口点之间的距离；(6) 主体可生成一个成型图，但必须提供每个零件三点放平后另一点的标高，或按原图每个零件出图，但也需提供三点放平后另一点的标高。三、 制作工艺流

6、程材料复试原材料采购图纸工艺会审否工艺编制否工艺交底是工艺审核是钢板矫正牛腿等板件下料主材下料（喷线）坡口加工等坡口加工弯扭板件成型牛腿组立牛腿端头加工U型组立牛腿主体焊缝焊接内隔板焊接UT腹板逐块就位主体焊缝焊接UT基准端端头加工主体矫正否是尺寸验收UT整体组立、焊接涂装、终检、发运四、 零部件加工要求1. 钢材的矫正:所有板件下料前必须进行矫平处理，矫平采用机械矫平，矫平后确保钢板的平面度在1.5mm/m范围内。2. 翼板、腹板下料要求：对于主材板件应采用带有喷粉装置的数控切割机下料，正式切割前需对下翼板、腹板内表面以及上翼板下表面进行隔板定位线、加工余量线、牛腿定位线的喷粉划线，并标示隔

7、板厚度方向，喷粉划线位置已在深化图中明确标示，画好线后要求打好样冲眼。在下料的后续工序中注意喷粉划线的保护，其图示如下：说明：目前版本的图纸，可能在断开部位以加放了余量，请各班组注意装配前，去除余量部分。要求翼板最小对接长度为翼板宽度的2倍，腹板最小对接长度不小于600mm，拼接焊缝与加劲板等附属板件均要求错开200mm以上，翼板与腹板的拼接焊缝宜错开500mm以上，且同一板件中的对接接头不可超过2个；特殊要求：所有弯扭板件在套料时不可翻面，不可镜像，要求套料时带上其端口编号、隔板位置编号（两侧）及断开位置编号，并在下料后在弯扭板件喷粉划线面书写相应套料图中端口编号、隔板位置编号及断开位置编号

8、。且请计划科将弯扭板件的零件图发相应装配班组。3. 板件坡口加工：坡口须采用半自动切割机进行加工（不可采用手工切割）；坡口加工完毕后，必须对坡口面及附近50mm范围进行打磨，清除氧化渣及氧化皮等杂物；坡口形式要求依次说明如下：(1) 弯扭箱型主体焊缝为熔透时，其焊缝坡口形式如下图所示： T14mm时 T14mm时(2) 弯扭箱型主体焊缝为非熔透时，其焊缝坡口形式如下图所示： T14mm时 T14mm时(3) 对接焊缝坡口形式要求如下图所示： t12mm 3mmt40mm 40mmt100mm 3mmt100mm(4) 牛腿根部焊缝为全熔透焊缝，牛腿翼板与弯扭主体翼板对接，为对接熔透焊缝;牛腿腹

9、板与主体腹板焊缝为T型接头熔透焊缝，焊缝坡口形式如下：(5) 角焊缝的焊脚尺寸按设计要求执行，当设计图纸为注明要求时，则按等强要求执行，即最小焊脚尺寸为接头中薄板的0.7倍；(6) 所有T型接头焊缝的加强角焊缝尺寸为68mm；(7) 单侧焊接的封板焊缝为部分熔透焊缝，焊接间隙为0mm,坡口深度为板厚的三分之二，坡口角度为35；(8) 各端头部位的接头形式按设计图纸要求执行；4. 弯扭翼板、腹板的成型加工:该结构中所有弯扭翼板、腹板的弯扭成型，将采用 火工校正工艺进行加工。五、 弯扭构件装配工艺方案弯扭构件装配尺寸精度的控制是制作的难点、重点，现详细介绍该类型构件的装配工艺方案与要求：1. 装配

10、原则：根据预备工艺要求，构件在装配图中基本相对摆平，如下图所示A、B、C在同一水平面上，如此，则构件在进行装配时的摆放形式如图纸基本相同。2. 胎架形式要求：该类型构件无法实现流水线生产作业，只可在装配班组采用人工平台、胎架形式进行组立，胎架设计要求：既要满足刚性要求，又要具备局部调整功能。因此，根据构件的重量大小选用合适的立柱或横梁，如小规格H钢、角钢、槽钢或扁铁等。3. 具体装配流程：(1) 第一步：在平台上划出相关的投影线，如主体端口、牛腿端口、下翼板等重要控制部位的轮廓线或投影线，并对重要的打上样冲眼；控制点控制点 电脑模拟组装平台 车间实际平台上的地样及控制点(2) 第二步：根据投影

11、线及地样线的位置以及设计提供了各尺寸控制点坐标放置胎架，在保证装配及焊接可操作性的前提下，尽量降低胎架高度；且胎架的高度采用水准仪找平，误差在1mm内；车间胎架实物电脑模拟胎架 电脑模拟放置胎架 车间实际放置胎架(3) 第三步：依照胎架位置，进行下翼板就位，下翼板就位后，利用火工及辅助外力设备，使各关键控制点与坐标、尺寸一一对应就位，误差不超过2mm；注意:火工加热时，必须控制钢板温度在500至900之间。弯扭下翼板弯扭下翼板 电脑模拟下翼板就位 车间实际下翼板就位(4) 第四步：弯扭箱体U型组立,应先根据下翼板上表面的喷粉线位置组立内隔板，然后组立腹板，并焊接非熔透内隔板与下翼板、两侧腹板的

12、焊缝，熔透内隔板处的腹板需后装，如下图所示：隔板腹板隔板腹板 电脑模拟U型组立 车间实际U型组立前期构件腹板喷粉划线位置说明：翼板、腹板为上表面，腹板为左侧面或右侧面，请班组注意区分；后续构件图中喷粉划线面说明：均为内表面。(5) 第五步：BOX组立，BOX组立时，组装上翼板，并焊接熔透内隔板与面板的焊缝，再装焊断开的腹板，如下图所示：上翼板上翼板 电脑模拟BOX组立 车间实际BOX组立(6) 第六步：主体焊缝焊接，焊接工艺要求详见“焊接专项方案”；(7) 第七部：端头加工，根据端头余量位置的喷粉线，对端头进行切割加工划线，然后利用半自动火焰切割机对端头进行火焰切割，坡口端留装配、焊接后再进行

13、加工；(8) 第八步：牛腿装配、焊接，根据二次深化提供的牛腿组立图，装配、焊接各弯扭牛腿，注意保证端口为规则矩形，如下图所示；为保证牛腿与主体顺利装配，要求只预焊牛腿四条主体焊缝外端100mm范围，余下主体焊缝待与主体进行整体装配后再进行焊接；(9) 第九步：整体装配，主体焊缝焊接探伤合格及矫正合格后，进行整体装配，整体装配时，需充分利用地样线及设计提供的各端口距离尺寸；线锤找控制点 电脑模拟整体装配 车间实际整体装配(10) 第十步：整体装配后，尺寸检查合格则进行整体焊缝的焊接，包括牛腿预留未焊接的主体焊缝。注意：对于隔板及封板形式因设计原因，图纸中没有明确说明，因尺寸相同，相应形式的隔板或

14、封板位置现规定如下：所有带过焊R孔、未带有透气孔的隔板为内隔板，所有带有透气孔、未带有过焊R孔的隔板均为封板。(11) 第十一步：要求班组在装配、焊接、探伤合格后，在各端口（包括牛腿）封板如下图所示位置打上端口编号钢印，对于没有封板的则在端口内侧下翼板如下图所示位置打上端口编号钢印。六、 焊接专项方案该类型构件为空间弯扭结构形式，主体及牛腿端头与主体没有相应的垂直或十字相交的相对位置关系，且主体面板较薄，弯扭板件无模成型后的吊运等因素将会导致板件局部变形，诸如这些情况都将给构件焊接前后尺寸变化控制带来很多的负面因素，因此对于该构件焊接变形的控制是本构件制作的重、难点，并特编制该焊接专项方案。1

15、. 焊接材料的管理：(1) 焊接材料在入库前前必须根据制造厂提供的质量证明书进行验收，并检查包装无破损、受潮或雨淋等现象，才能作为合格品入库。(2) 焊接材料必须保存在通风良好和干燥的室内仓库中，焊条、焊丝、焊剂均应放置在离墙面和地面距离不小于300mm的架子上，打开包装后的手工电焊条为防止受潮应在干燥器内保存。 (3) 气保焊焊丝选用天津金桥JQ.MG50-6（ER50-6），规格为1.2；埋弧焊,焊丝选用天津金桥JQ.H10Mn2（H10Mn2），规格为4.0，焊剂为SJ101（H10Mn2）。焊剂需在300-350的温度下烘焙1-2小时。2. 焊接施工：(1) 焊接前焊接区域的清理及装配

16、质量的检查:焊接前应清理焊接区域内的水分、油污、氧化皮等影响焊接质量的物质，并打磨露出良好金属光泽。(2) 焊接位置以及焊接顺序：a 焊缝焊接位置要求该构件焊缝多数呈曲线起伏形，根据现有的焊接工艺评定，并结合工厂焊工技术水平，为更有效保证焊缝的焊接质量，要求所有焊缝尽可能使其处于平焊位置焊接，不方便进行翻身或操作空间局限的，则可采用横焊或立焊位置焊接，严禁采用仰焊位置焊接。b 主体焊缝焊接顺序：对于弯扭箱型主体焊缝的焊接，至少采取两名焊工对称的方式进行焊接，如上图所示；详细焊接顺序为:两名焊工同时焊接正面两条焊缝1，至该两条焊缝焊完焊缝深度的1/3构件翻身，焊接反面两条焊缝2，直至焊缝焊接完成

17、然后再翻身，将正面两条焊缝1焊接完成。因箱体面板较薄，且构件形状为弯扭型，为保证焊后焊缝拘束度处于较低水平，要求对于主体焊缝的头三道焊接时，必须采用分段跳焊的方式进行焊接，具体形式如下图所示，将整条焊缝长度方向分为三段（或多段，每段长度为1000mm3000mm），然后然下图所示的序号顺序进行焊接，每次焊接的长度为200mm400mm，以此类推，分段跳焊，两侧同步进行。(3) 焊接工艺参数：焊接时应根据焊接工艺评定确认的焊接方法、焊接材料以及焊接位置选择相应的焊接参数。a 实芯气保焊焊接工艺参数：道次焊接方法焊丝牌号直径（）保护气体保护气流(l/min)电流（A）电压（V）焊接速度（/min）

18、打底层GMAWER50-61.2CO2202528030028322025中间层GMAWER50-61.2CO2202528032030333038盖面层GMAWER50-61.2CO2202528030026304045b 实芯气保焊横焊焊接工艺参数按下表选取：道次焊接方法焊丝牌号直径（）保护气体保护气流(l/min)电流（A）电压（V）焊接速度 （/min）打底层GMAWER50-61.2CO2202528030028302025中间层GMAWER50-61.2CO2202526030028323138盖面层GMAWER50-61.2CO2202524028026304045c 实芯气保焊

19、立焊焊接工艺参数按下表选取：道次焊接方法焊丝牌号直径（）保护气体保护气流(l/min)电流（A）电压（V）焊接速度 （/min）打底层GMAWER50-61.2CO2202512022251419中间层GMAWER50-61.2CO2202512014022251216盖面层GMAWER50-61.2CO2202514022251621(4) 预热、层间温度及后热要求：a 预热要求：当钢板厚度位于4060mm（包含60mm）范围时，预热温度不低于80；当节点的板厚在6080mm（包含80mm）范围时，预热温度不低于100；当板厚大于80mm时，预热温度不低于140。预热范围为焊道两侧1.5倍板

20、厚且不小于100mm的范围。预热温度的测定采用远红外线测温仪在钢材加热的反面距离焊缝中心50mm处测定。预热方式采用火焰及电加热器两种方式。b 层间温度控制要求：层间温度控制在最低预热温度与250之间，焊接过程中，随时对焊接点的前后方向、侧面进行测温。必须注意：预热温度和层间温度必须在每一焊道即将引弧施焊前加以核对。c 焊后处理：预热焊接部位焊后应立即采用保温棉覆盖焊道缓冷。最低预热温度、层间温度及焊后处理的要求可根据焊接工艺评定进行适当调整。(5) 焊接工艺操作要求：a 在焊道中引熄弧时，引熄弧位置应错开25mm以上。引弧应采用回焊手法，熄弧应填满弧坑；b 焊接时应满足焊接要求中规定的焊缝尺

21、寸要求，焊接时应采用多层多道焊接，严禁宽幅摆动焊接（摆幅宽度限制为25mm）；c 盖面焊接时应充分填满弧坑、焊道（包括引、熄弧板部位）；d GMAW焊接中的电弧终止处的焊坑，在重新起弧前清除焊渣等并确认焊缝无焊接缺陷；e 进行多层焊接时，须清除前一道焊缝的焊渣以及焊道内的飞溅、杂物后才能实施下道焊接。并可用捶击的方式减小焊接应力，但打底焊缝及盖面焊缝不可采用锤击；f 直线焊接时应注意保持焊接速度均匀，避免焊缝凹凸不平的发生；g 反面清根用碳弧气刨实施，碳刨深度要达到露出正面焊道良好的熔敷金属，清根深度尽可能和宽度相近。气刨清根后应清理熔渣并用砂轮打磨修整坡口符合施焊要求。h 焊接完成后,焊接部

22、分的焊渣用铲刀或凿子清除,周边的飞溅用铲刀或打磨清除,高强度螺栓摩擦面和需油漆的表面的飞溅要彻底清理干净。3. 焊接外观检查（GMAW、SAW）：对接焊缝及完全熔透组合焊缝尺寸允许偏差（mm）项目允许偏差图例一、二级三级对接焊缝余高CB20：03.0B20：04.0B20：04.0B20：05.0对接焊缝错边dd0.15t，且2.0d0.15t，且3.0部分焊透组合焊缝和角焊缝外形尺寸允许偏差（mm）项目允许偏差图例焊脚尺寸hfhf6：01.5hf6：03.0角焊缝余高Chf6：01.5hf6：03.0注：1 hf8.0mm的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值1.0mm，但总长不得超过焊缝

23、长度10%； 2 焊接H形梁腹板与翼缘板的焊缝两端在其两倍翼缘板宽度范围内，焊缝的焊脚尺寸不得低于设计值。二级、三级焊缝外观质量标准（mm）项目允许偏差检验方法缺陷类型二级三级未焊满（指不满足设计要求）0.2+0.02t，且1.00.2+0.04t，且2.0每100.0焊缝内缺陷总长25.0根部收缩0.2+0.02t，且1.00.2+0.04t，且2.0长度不限咬边0.05t，且0.5；连续长度100.0，且焊缝两侧咬边总长10%焊缝全长0.1t，且1.0，长度不限弧坑裂纹不允许允许存在个别长度5.0的弧坑裂纹电弧擦伤不允许允许存在个别电弧擦伤接头不良缺口深度0.05t，且0.5缺口深度0.1

24、t，且1.0每1000.0焊缝不应超过1处表面夹渣不允许深0.2t，深0.2t，且20.0表面气孔不允许每50.0焊缝长度内允许直径0.4t，且3.0的气孔2个，孔距6倍孔径注：表内t为连接处较薄的板厚。 所有等级焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。一、二级焊缝不得有有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷，且一级焊缝不得有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。4. 焊缝内部质量检查：全熔透一级焊缝:按焊缝条数及长度进行100UT检测，内部缺陷评定等级不低于钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级（GB11345-89）标准规定的B级。全熔透二级焊缝:按焊缝条数进行100检测，检测比例按焊缝长度进行不少

25、于20UT检测，且检测长度不小于200mm，小于200mm长度的焊缝进行100检测，内部缺陷评定等级不低于钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级（GB11345-89）标准规定的B级。5. 焊接缺陷的返修：(1) 焊接缺陷的修补要领：产生焊接缺陷时，根据缺陷种类采用下列方法实施修补：缺陷种类修 补 要 领裂纹针对裂纹，采用正确的检查方法（超声波探伤，渗透探伤等）确认其长度、位置，在裂纹两端钻止裂孔（距裂纹端部50mm处），再用碳弧气刨清除裂纹（包括其两端延长50mm的范围），并检查（渗透探伤）确认裂纹清除干净后再实施焊补。并分析裂纹产生的原因，制定预防措施。未熔合夹渣气孔在发现缺陷的部位及其

26、两端各20mm的范围内用碳弧气刨清除后再进行焊补。咬 边深度不超过0.05t且在1mm以下：用砂轮打磨修整。深度超过0.05t且超过1mm以上：用砂轮打磨或碳弧气刨清除，然后进行焊补。接头不良余高过大弧 坑焊接缝不整齐打磨修整或用碳弧气刨清除后进行焊补。未焊满补焊至所要求的焊接质量。(2) 其他要求：a 外观的缺陷的修补，用GMAW（焊丝直径1.2mm）进行修补焊接。b 裂缝等内在缺陷的修补，应在原预热温度的基础上进行100以上的预热，且不低于正式焊接的预热标准温度以上的条件下进行。c 修补焊接前将待焊接区域清理干净符合施焊要求。七、 涂装要求1. 基本事项： 构件成品验收合格后，进行涂装施工

27、，构件涂装前构件应是彻底去除油脂、切割边缘毛刺、焊渣和飞溅；无残留切割缺口、焊缝缺口、深度咬口、未包角焊和焊缝外观缺陷等。有涂装要求的构件，涂装前应对构件进行抛丸或喷砂除锈处理，除锈等级不应低于涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923）的Sa2.5级要求。构件涂装应在除锈合格后4小时之内进行。2. 防腐涂装施工范围：依据设计要求，工厂对除以下范围外的构件表面进行防腐涂装：型钢混凝土中的钢构件；高强度螺栓节点摩擦面；地脚螺栓和底板；工地焊接部位及两侧100mm。3. 防腐涂装要求：（具体油漆要求待定）无防火要求的构件工程部位工厂涂装要求钢结构环氧磷酸锌防锈底漆80m(40m2道)环氧云铁中

28、间漆140m(70m2道)有防火要求的构件工程部位工厂涂装要求钢结构环氧磷酸锌防锈底漆80m(40m2道)4. 涂装施工：(1) 涂装方法：高压无气喷涂(2) 涂装施工要点a 涂装时当涂装作业场所的环境温度，在涂料使用说明书所允许的温度范围之外时不允许涂装作业；b 当涂装作业场所的环境的相对湿度大于85或高于涂料使用说明书所允许的湿度时不允许涂装作业；c 头道漆应在构件抛丸除锈合格后4小时内涂装；d 涂装采用喷涂施工的方式，后道必须待前道涂层干透后进行施工，两道涂层时间间隔应控制在24小时2周以内。e 涂装采用无气喷涂施工的方式；喷嘴离构件表面距离200300mm；涂装时构件应放置于800mm左右高度的架子上，以便构件下标面涂装。5. 构件标识构件的编号、方向及重量等标识应和施工图纸保持一致。标识要点如下表所示：标识内容标识位置标识方法备注工程名称距一端1米处文字标识文字方向与中心线平行构件上表面构件编号工程名称下方构件重量构件编号下方公司名称构件长度中部八、 验收标准尺寸验收标准执行国标要求。专心-专注-专业