钢结构焊接工艺.pdf
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1、 钢结构焊接工艺 一、工程焊接特点.(1)本工程地上钢结构构件主体材质为 Q355、Q235,此类型钢材在大跨钢结构中应用比较普遍,焊接性能良好,焊接工艺成熟可靠,根据焊接工艺评定参数焊接。(2)屋架现场拼装组对。现场焊接量一般。制造厂焊接效率将直接影响到钢结构安装进度,可以说整个工程进度与焊接进度是息息相关。二、焊接方法 根据现场焊接特点,并结合工程实际,采用 CO2药芯焊丝气体保护焊的焊接方法。选用 CO2药芯焊丝气体保护焊,一是熔敷速度高,其熔敷速度为手工焊条的 23 倍,熔敷效率可达 90以上;二是气渣联合保护,电梯稳定、飞溅少、脱渣易、焊道成型美观;第三,对电流、电压的适应范围广,焊
2、接条件设定较为容易。三、焊接材料(1)焊接材料选用 焊接材料采用氢含量较低的焊材。焊接材料的选用原则与母材强度等强。焊丝选用:Q355B E501T(药芯焊丝1.2)保护气体为 CO2,纯度 99.98(露点-40)。焊条 J506(2)焊材复验 对所有应用于本工程的焊接材料按生产批号进行成分、性能的复验,复验由甲方及国家技术质量监督部门认可的质量监督检测机构进行。(3)焊材管理 焊材须有质保书,应该按类别、牌号、规格、批号等分类堆放,并有明确标志。堆放场地应保持通风、干燥。(4)焊材使用 药芯焊丝启封后,应尽快用完,不得超过两天时间。当天多余焊丝应用薄膜封包,存放在室内。二氧化碳气瓶必须装有
3、预热干燥器。四、焊工资质 焊工应具备全位置焊接水平。严禁无证上岗,或者低级别焊高级别。五、焊接工艺评定 在工程正式施焊前,根据不同的焊接方法、焊接材料、焊接位置、预热要求 以及坡口类型等等,按照 GB50661-2011 进行工艺评定试验,确定合适的焊接参数,作为焊接工艺规程的依据。制定出具体的焊接工艺规程后,将要求焊工严格执行,不得随意改变工艺参数。六、现场焊接施工流程 钢结构现场焊接工艺流程图 七、焊前准备 焊接区操作平台搭设良好,平台高度及宽度应有利于焊工操作舒适、方便,并应有防风措施。焊工配置一些必要的工具,比如:凿子、榔头、刷子以及砂轮机等,并配置工具包。焊把线应绝缘良好,如有破损处
4、要用绝缘布包裹好,以免拖拉焊把线时与母材打火。焊接设备应接线正确、调试好,正式焊接前宜先进行试焊,将电压、电流调至合适的范围。检查坡口装配质量。应去除坡口区域的氧化皮、水份、油污等影响焊缝质量的杂质。如坡口用氧乙炔切割过,还应用砂轮机进行打磨至露出金属光泽。八、焊接坡口 根据本工程的架构件特点、焊接的可操作性、焊工的视线等,杆件对接为单面开坡口型式,反面设置衬板,根部间隙68mm,坡口角度 30。母材的焊接坡口及两侧3050mm 范围内,在焊前必须彻底清除气割氧化皮、熔渣、锈、油、涂料、灰尘、水份等影响焊接质量的杂质。九、焊接工艺措施 本工程钢结构焊接主要为箱型构件对接焊接、钢管对接焊接和钢管
5、相贯线焊接,箱型构件对接焊接为平焊焊缝和立焊焊缝,钢柱对接为横焊焊缝,钢管对接焊缝为全位置焊缝,腹杆的焊缝为相贯线焊接。(1)定位焊 定位焊是正式焊缝的一部分,因此定位焊缝不允许存在裂纹等不能够最终熔入正式焊缝的缺陷。定位焊必须由持证合格焊工施焊。定位焊缝必须避免在产品的棱角和端部等在强度和工艺上容易出问题的部位进行;T形接头定位焊,应在两侧对称进行。定位焊预热温度应比填充焊接预热温度高2030。定位焊采用的焊接材料型号,应与焊接材质相匹配;角焊缝焊脚尺寸最小不宜小于5mm,并不大于设计焊脚的1/2,对接焊缝厚度不宜大于4mm。定位焊的长度和间距,应视母材的厚度、结构形式和拘束度来确定。一般定
6、位焊缝应距设计焊缝端部30mm 以上,焊缝长度应为50100mm,间距应为400600mm。正式焊接开始前或正式焊接中,发现定位焊有裂纹,应彻底清除定位焊后,再进行正式焊接。(2)预热和层间温度 碳素结构钢Q235 厚度大于40mm,低合金高强度结构钢Q345 厚度大于25mm,环境温度为常温时其焊接前预热温度宜按下表规定。钢材材质 接头处壁厚的最大值 mm t25 25t40 40t60 60t80 Q235/40 80 Q355/20 60 100 当操作地点温度低于常温时,应提高预热温度 2025;T 形接头比对接接头提高预热温度 2550;对于 t25mm Q345 钢和 t40mm
7、Q235 钢的接头预热温度在 2550。焊接接头两端板厚不同时,应按较厚板确定预热温度;焊接接头材质不同时,按强度高、碳当量高的钢材确定预热温度。预热的加热区域应在焊缝两侧,加热宽度应各为焊件待焊处厚度的 2.5 倍以上,且不小于 100mm;预热温度可能时应在焊件反面测量,测量点应在离电梯经过前的焊接点各方向不小于 75mm 处,箱形杆件对接时不能在焊件反面测量,则应根据板厚不同适当提高正面预热温度,以便使全板厚达到规定的预热温度;当用火焰加热器时正面测量应在加热停止后进行。焊接返修处的预热温度应高于正常预热温度 50左右,预热区域应适当加宽,以防止 发生焊接裂纹。层间温度范围的最低值与预热
8、温度相同,其最高值应满足母材热影响区不过热的要求,焊接层间温度低于 250。(3)焊接垫板 在构件固定端的背面定位焊,定位焊时采用火焰预热,温度 150。当两个构件组对完毕,活动端无法从背面点焊,应当在坡口内定位焊,当预热温度达到要求时,采用定位焊顺序为从坡口中间往两端进行,以防止垫板变形。十、焊后处理 为了降低留在焊缝中的氢含量,减小氢致裂纹倾向。首先,我们从焊接材料、预热上采取一些措施,即选用低氢焊材,从熔敷金属上降低氢含量;其次,适当提高预热温度,进一步降低焊缝热影响区的冷却速度,以防止延迟裂纹的产生。十一、焊接质量检查 焊接质量检查包括外观和无损检测,外观检查按照 GB50661-20
9、11 规范执行。无损检测(UT)按照设计文件执行,一级焊缝100检验,二级焊缝抽检 20,并且在焊后 24 小时检测;。十二、焊接缺陷返修 焊缝表面的气孔、夹渣用碳刨清除后重焊。母材上若产生梯斑,则要用砂轮机打磨。表面有疑似裂纹时,进行磁粉或着色渗透探伤。焊缝内部的缺陷,根据 UT 对缺陷的定位,用碳刨清除。对裂纹,碳刨区域两端要向外延伸至各 50mm 的焊缝金属。返修焊接时,对于厚板,必须按原有工艺进行预热处理。预热温度应在前面基础上提高 20。焊缝同一部位的返修不宜超过两次。如若超过两次,则要制定专门的返修工艺并报请监理工程师批准。十三、焊接操作注意事项(1)防风、防雨措施 主杆对接焊缝利
10、用操作平台,利用三防布将平台做成四周基本封闭状态,就能有效防止大风及阴雨天气对焊接的影响;当焊接作业区风速超过 2ms 时,采取防风措施。(2)其它注意事项 定位焊必须由持焊工合格证的工人施焊,且应与正式焊缝一样要求。第六章 冬季施工措施 一、冬季施工特点 1)钢结构施工难度增加;钢结构施工任务艰巨,时间紧迫,冬季期间必须采取必要的保暖措施,保证钢结构施工的正常进行,避免影响整体的工期进度计划。2)钢结构焊接难度大;(1)现场焊接绝大部分为一级、二级焊缝,质量要求高,如搭设防雨棚、使用焊条保温筒等,以免影响焊缝质量。(2)要及时掌握气象信息,大风大雾天气,禁止作业。要提前做好充分准备,在人、机
11、、料各方面保证施工顺利进行。二、冬季施工组织管理 1.现场成立冬施领导小组,负责安排、层层落实管理、检查冬施工作。2.施工时必须严格执行冬施方案,并且备有足够的劳动力和所需的材料,以预防为主,采用防雨雪措施确保冬季正常施工。3.做好施工人员的冬季施工培训工作,组织相关人员进行一次全面检查施工现场的准备工作,包括临时设施、临电、机械设备防护等项工作。三、冬季施工技术措施(1)吊装工程大风大雾天气应停止高空作业,吊装前要对起重机、脚手架、机电设备及防护设施进行检查,对构件进行一米以下低位试吊,无问题时再工作。雪后上高,先清除脚底污泥,注意防滑。(2)施工机具一律要求作到“三必须”,电焊机必须采取防
12、雨雪措施,焊把、把线绝缘良好,且不得随地拖拉。电焊机加装电焊机专用保护箱。(3)施工用电严格执行建筑施工现场临时用电安全技术规范,强调突出线缆架设及线路保护,严格采用三级配电二级保护的三相五线制“TN-S”系统,做到“一机一闸一漏电”,漏电保护装置必须零敏可靠。四、施工过程监控 1.施工过程中应加强监控,特别是天气变化较大时,应及时检查各项措施是否完善是否有效。2.技术部门应随时检查方案的执行情况,及时发现问题,方案中如有不完善的地方应及时补充或调整方案。3.施工过程中,各相关部门应随时对机械设备管理、安全生产、环境保护、文明施工等各项措施执行情况进行检查,发现问题及时纠正。第七章 施工质量保
13、证措施 一、质量控制目标 符合现行国家有关工程施工验收规范和标准的要求。二、质量管理体系 1.质量管理组织机构 要确保本工程项目的质量管理目标顺利达成,在总包的全面管控下,必须建立一个健全、高效、高素质的项目管理机构。2.质量管理职责 根据施工质量管理组织机构图,建立项目岗位质量责任制,明确职责分工。本工程项目主要管理人员的质量管理职责如下表所示。项目主要人员岗位质量责任制表 序号 岗位名称 质量责任 1 项目经理(1)对本工程项目的质量管理及安全管理工作全面负责;(2)贯彻执行国家有关质量方针政策和上级质量管理规章制度,负责贯彻落实我单位制订的工程质量责任制,负责对项目全体员工进行质量意识教
14、育,确保“百年大计,质量第一”的指导思想深入人心;(3)根据上级下达的质量指标确定工程的质量方针目标,定期组织项目质量大检查,掌握工程质量动态,经常性地对工程施工质量状况作细致研究,并提出改进措施;(4)负责推行项目全面质量管理,组建全面质量管理机构,支持 QC 小组活动,逐步实现科学、全面、规范化管理。2 总工程师(1)对本工程项目的质量工作负全面直接责任,协助项目经理搞好本项目质量管理工作;(2)认真贯彻执行国家有关质量方针政策、规范、规程、标准以及企业制订的质量、技术管理规章制度,负责本项目工程技术人员的质量管理与培训;(3)负责本项目质量技术管理工作,承担项目的技术领导责任。主持编制施
15、工组织设计和专项施工方案,并负责组织项目技术设计管理部、质量管理部等与质量有关的职能部门人员做好技术、质量管理工作;(4)参加质量大检查,指导项目质量管理部门的工作,支持项目质量管理部贯彻执行“三检制”、“样板制”;指导项目 QC 小组活动,审核项目 QC 小组活动成果资料;(5)组织分部分项工程质量检验评定,参与单位工程质量检验评定。3 生产经理(1)协助项目经理制订项目质量管理的总方针、总目标,定期检查监督方针、目标的执行情况,研究并协同有关部门不断完善项目各项管理规章制度,负责落实项目部员工的岗位质量考核;(2)负责项目全面质量管理教育,帮助项目建立 QC 小组,指导 QC 小组活动,整
16、理成果资料并具体落实对质量管理先进单位和优秀 QC 小组的表彰奖励;(3)协助项目技术负责人抓好工程质量创优管理,运用全面质量管理控制手段协助解决质量、工期、安全文明管理工作中出现的交叉矛盾问题;4 技术质量部(1)对项目施工设计、测量、试验、信息、资料的管理质量负直接领导责任;(2)协助项目技术负责人编制施工组织设计和专项施工方案;(3)负责对新工艺、新材料的“样板”工程质量作出鉴定。序号 岗位名称 质量责任 5 项目副经理(钢结构负责人)(1)按设计图纸、施工规范、质量验评标准、施工组织设计(方案)组织施工,对钢结构部分的分部分项工程质量负直接管理责任;(2)负责项目分部分项工程的技术交底
17、工作,给施工作业队(包括外联队伍)下达任务时,进行书面的技术、工艺、质量标准交底,负责落实交底资料签字,在施工中负有检查、督促执行的责任;(3)对工程使用的材料、成品、半成品、构件质量负责,对不符合质量标准的材料有上报处理的责任,负责组织施工班组的工序自检、互检、交接检;6 质量总监(1)代表企业总部质量部门行使监督检查职能,严格按国家现行质量政策、法规、规范、标准、设计施工图纸和施工组织设计对工程进行质量检查监督;(2)贯彻执行以预防为主的质量工作方针,认真把好每道工序的质量关,认真按质量管理规定和检查工作程序进行检查、核定,不合格的项目,不准进入下道工序,对分部、分项工程核定的质量等级负责
18、;(3)参加隐蔽工程检查验收,工程结构验收,单位工程竣工验收。协助上级质量管理部门对工程质量回访保修并作好检查记录,发现问题及时报告。7 物资管理员(1)研究项目质量管理工作存在的问题和工程质量通病,参加质量活动分析,参加定期质量检查;(2)对本项目所采购使用材料的质量负责,协助项目技术管理部、项目质量管理部抓好质量管理;(3)负责建立各级材料保证体系的质量管理规章制度,明确材料订货、采购、运输以及保管人员的质量责任;(4)对进场材料、成品、半成品、构件、器材的材质证明、产品合格证、试验报告的真实、齐全、及时负责,不能满足设计要求和无质量证明的材料、构件、器材一律不准进场,对进场材料、成品、半
19、成品、构件、器材的质量负责;8 测量工程师(1)熟悉施工图纸及有关技术资料,协助技术负责人制定放线定位施测方案,对方案的精确性、适用性负责;(2)经常检查、保养测量工具、测量仪器,使设备处于精良工作状态,对工程测量成果负责;(3)负责测量成果资料签证、整理、保管、归档,认真执行测量复核制,发现问题及时报告,不得擅自处理;与有关施工单位密切配合,向钢结构工程管理部进行交线、交底。9 材料管理员(1)采购订货前认真做好材料、产品、器材、构件的质量调研工作,防止盲目采购;(2)订货合同上明确材料、产品、器材、构件的质量标准,坚持实行“封样”制度;(3)及时提供可靠、齐全的材质证明和产品合格证,做到材
20、质证明随料进场,对进场材料、成品、半成品、构件、器 序号 岗位名称 质量责任 材的质量负直接责任;(4)对入库保管的材料质量负责。三、过程质量控制 1.安装质量保证措施(1)现场安装作业按构件类型在施工全过程中严格实行三级检验制度,上道工序不合格不得进行下道工序的施工。(2)现场安装实施专职检验(验收)的范围如下:构件组装时应确认零件厚度和外形尺寸已经检验合格,已无切割毛刺和缺口,并应核对零件编号、方向和尺寸无误后才可进行组装。构件在组装时必须清除被焊部位及坡口两侧50mm 的黄锈、熔渣、油漆和水分等;并应使用磨光机对待焊部位打磨至呈现金属光泽。焊缝的装配间隙和坡口尺寸,均应控制在允许公差的范
21、围之内,凡超差部位应给予修正,满足规范要求。严禁随意增加刚性支撑来防止焊接变形,严禁在构件上随意打火引梯。桁架腹杆的相贯线隐蔽焊缝,应由质检进行隐蔽工程的检查,确保隐蔽工程的质量合格,同时清除构件内部的杂物后方可进行构件的安装。在拼装平台上划出定位基准线。定位基准线应采用全站仪进行检测。胎架设置应与相应的桁架设计、分段重量及高度进行全方位优化选择,胎架最低处应能满足全位置需求。拼装过程中应对杆件及节点的定位精度进行复测,在拼装过程中采用线垂等工具与地样线进行校对。拼装完成后,对杆件及节点进行整体检测,保证整体拼装精度,节点中心偏差不大于 3mm、杆件中心与节点中心偏移不大于3mm,桁架对角线长
22、度偏差不大于 20mm,桁架节点处杆件轴线错位不大于3mm。屋面梁安装前,应根据定位轴线和标高基准点复核验收柱顶预埋件的平面位置和标高,平面位置误差不大于15mm,顶面标高误差0-3mm,顶面水平度不大于 L/1000.屋面梁高空定位安装,其长度偏差不大于40mm,支座中心偏差不大于30mm,挠度值不应超过卸载工况下挠度计算值的1.15倍。2.焊接质量保证措施 焊接施工过程的质量保证措施:(1)严格按焊接施工工艺要求,采用准确的焊接参数进行焊接作业。(2)采用背面垫板的对接坡口焊缝,垫板与母材之间的接合必须紧密,应使焊接金属与垫板完全熔合。(3)完工焊缝的清理 焊接完毕,焊工应清理焊缝表面的熔
23、渣及两侧的飞溅物,检查焊缝外观质量。(4)现场焊接接头的保护 对现场焊接接头区域,应适当作除锈处理。(5)不良焊接的修补 1)焊缝同一部位的返修次数,不宜超过两次,超过两次时,必须经过焊接责任工程师及经理工程师核准后,方可按返修工艺进行。2)焊缝出现裂纹时,焊工不得擅自处理,应及时报告焊接技术负责人查清原因,订出修补措施,方可修理。3)对焊缝金属中的裂纹,在修补前用无损检测方法确定裂纹的界限范围,在去除时,应自裂纹的端头算起,两端至少各加 50mm 的焊缝一同去除后再进行修补。3.测量质量保证措施(1)施工过程中使用的测量仪器、量具必须经检验合格出具检定文件后方可使用。(2)施工过程中使用的测
24、量仪器、量具必须经常进行检验,确保其使用功能准确。(3)建立测量资料复核制度,复核检查主要内容有:外业记录和内业资料是否规范,测量方法是否合理,记录是否真实可靠,记注是否清楚明显,计算是否正确,图表是否齐全,确保最终测量成果准确可靠。(4)测量原始资料字体要清楚工整,不得涂改,测量资料由测量工程师负责归类整理、保管。4.涂装施工及质量保证措施(1)涂装材料入厂后由质检人员进行取样复验,按照技术规范的要求检验其各项指标。复验合格后办理入库手续,方能投入涂装施工。(2)漆装时的环境温度和相对湿度应符合涂料产品说明书的要求,当产品说明书无要求时,环境温度宜在 5-38之间,相对湿度不应大于 80%。
25、(3)防腐涂料补涂施工前对需补涂部位进行打磨及除锈处理,除锈等级达到 Sa2.5 级要求。钢板边缘棱角及焊缝区要研磨圆滑,R=2.0mm,质量达不到工艺要求不得涂装。(4)经处理的钢结构基层,应及时涂刷底漆,间隔时间不应超过 4 小时。(5)配制油漆时,应严格按照说明书的要求进行(6)表面涂装施工时和施工后,应对涂装过的工件进行保护,防止飞扬尘土和其它杂物。(7)涂层应均匀,经常用湿膜测厚仪或干膜测厚仪检测,完工的干膜厚度应达到 2 个85,漏涂、针孔、开裂、剥离、粉化、流挂现象不允许存在。(8)高空涂装施工前,应提前做好高空安全防护措施,严格遵守高处作业施工守则,不到疲劳作业。四、试验计划
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