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建筑钢结构的施工详图 ---技术交流会发言提纲

1. 工艺 含义: 简言之, 就是加工的艺术, 是落实在书面上的加工技术。
1.1 工艺详图
设计院设计的钢结构的施工图和土建施工图有所不同, 土建结施图可直接用于施工, 但钢结构的结施图, 特别是大型的和复朵的钢结构的结施图从本质上讲只给工厂生产和现场安装的技术和管理人员使用。一般需要深化设计。深化设计后的图在GB50755- 《钢结构工程施工规范》规范中叫施工详图。我们现在详图设计中心出的详图, 也应是施工详图, 但”施工”一般指现场的安装, 对于在钢结构车间制作, 由于制作加工必须考虑加工车间的设备等生产条件, 它的加工工艺性要求更显得突出, 因此其施工详图我们更宜叫它工艺详图。
在中小型钢结构工厂, 产品多为门式刚架类的轻钢结构, 由于用材较薄, 结构简单, 所需加工用设备种类少, 且为通用设备。因此它的详图中的工艺性要素少。有时甚至直接拿原设计图到车间, 详图数量也很少的, 其详图也不用考虑工艺性, 制作工人在加工时自己会考虑定位基准等工艺性要求。因此许多钢构厂的详图多为几何图形和理论尺寸的体现。
鸿路公司今后要向承接重大型工程项目发展, 详图中加强工艺性要求便突出呈现在我们面前。现在公司经深化设计后的详图直接用于生产还很些欠缺, 主要是缺少具体的加工工艺要
素, 还有设计院直接提供的详图, 和总部设计中心的详图, 由于它是通用性的详图, 它的加工
工艺性更为粗略, 也就是缺少直接提供工人加工用的要素, 她们的图必须再经制作分厂的技术
人员进行工艺审查才能有用。
工艺详图中一般包括工厂制作和现场安装两类, 但工厂制作的成品部件( 指发货时的单体
构件) 的详图一般也是要用于现场的, 因此安装的一些工艺要素也要有。因此制作用的工艺详
图有成品构件的装配详图, 由成品部件分离开的小部件装配详图, 下料图, 展开料图, 含加工要素的零件图, 必要的工序图等。工艺详图中的尺寸应是加工和检验用的尺寸, 图中有加工和装配的基准、 偏差值、 切割焊接缩放量 、 焊接的坡口、 焊缝要求等工艺要素都溶入到图纸中。
对于重大工程, 工艺详图原则上还应考虑按照工程项目在技术标书和施工组织设计中所确定的工艺方案来设计。
工艺详图的设计由于要包含工艺要素, 因此在设计时要以设计图和合同为依据( 即要考虑
项目的进度、 质量要求及合同中的其它要求) , 且应根据确定的制作厂、 车间的设备布置和成
品构件的装卸运输特点, 成品构件详图还要根据安装现场的条件来综合进行工艺分析, 制定出合理可行的方案落实在详图中。
分解的图形不能是简单的, 直接从模型中分离出的几何图形, 而应是按工艺方案确定的工艺分离面所决定的构件的详图, 和确定的制作工序的工序详图, 工步详图。
有人认为工艺详图主要是指零件图, 而部件( 构件图) 就可用原设计图。这是对工艺详图
的误解。对于工厂生产, 不单是零件制作要有工艺性, 而且部件的装配同样要有工艺性, 而且更重要。
我们鸿路也和国内有的钢构厂一样, 成品构件图一般都是在原设计图中加上零件号后, 就作为成品构件的详图直接给车间使用, 有时缺少最基本的装配工艺要素。
在简单的轻钢厂房结构, 我们能够不要工艺, 按原设计图交给车间直接生产, 因为结构简单, 焊接装配带来的变形和残余应力相对较小, 质量相对稳定, 不容易出现质量事故。但它不等于没有工艺, 只不过工艺都在厂长、 车间领导和工人的大脑里, 在生产时就是按她们的经验来制造的。但对重大而复杂的结构, 装配要充分考虑焊接装配带来的收缩变形, 残余应力和裂纹倾向, 考虑到装配焊接的可操作性, 工艺可达性, 因此装配要分层次, 绝对不能把全部零件都点焊上, 再一咕噜交焊工去焊。
质检人员就要按每张详图的要求来进行检验。如果工序过程不检验, 零件不检验, 到全部零部件都装配、 焊接、 清理、 打么完成再进行检验是十分错误的。”不用看过程, 只看结果就行”是一种自欺欺人的说法, 是一种偷懒的表现。试想如零件不合格, 小部件不合格, 最后装成整件能合格吗? 当然在装配中对不合适的零件有修整的过程, 但长的能够修短, 短的怎么办? 就只有凑糊了。
1.2 工艺详图中的工艺要素
1. 深化设计规范中对工艺性要求的不足
在鸿路的”钢结构工程施工详图深化设计规范”中对工艺性要求只有:
5.3.4 总装图应包含工厂生产成品构件在现场拼装的一切控制性数据。
5.3.5 成品构件图应包含工程现场地面拼装或安装所需构件在工厂验收检验中所需的全部数据信息、 安装位置的相对具体关系、 构件的安装方向、 构件材料表等, 对特殊焊接点应注明焊接要求。
5.3.7 深化设计过程中,根据工程施工图领会设计意图,准确把握各构件外形、 尺寸及制作安装要求,使深化设计图能满足工程需要。深化设计人员对施工图中不合理或缺乏操作性的部分,应及时与设计人员联系变更。
如下图: 制孔缺少基准, 缺少配合用尺寸的公差要求。

上图中梁连接板的装配缺少孔到H梁中心距的尺寸要求, 多了许多表示零件形状大小的尺寸。贺管柱也缺少牛腿连接孔到管中心的距离尺寸, 多了零件制作用的尺寸, 装配参考用的尺寸要用括号括起来国。

在深化详图中, 对在安装现场要求有互换性的构件, 其工艺性特别重要。下图是一个可拆卸的工作平台架, 其立柱和横梁都是通用的, 要求有互换性的H型材, 对它的设计就要严格计算尺寸和形位要求的公差值:

详图设计中对原设计工艺性差的结构要进行更改, 如下图, 更改后全熔透焊缝多数可改为角焊缝或坡口角焊缝 。

对原设计中的欠缺和明显不符合规范要求的结构, 宜在工艺审查时提出, 否则流入生产环节再改就不容易了, 不改人家会说鸿路的技术人员不懂钢结构设计原理。如下图的在牛腿部位的H型钢翼板间的加强板, 位置和数量都有不妥。

这是武汉凯迪电力环保公司项目, 按鸿路的详图生产的。

下图是一箱柱截面图, 它是构件图, 只是为表示配装8块连接板, 按理只要把连接板的间距尺寸标出, 再画上两个方向的中心线就能够, 因为它是完全对称的。但现图是一周圈全是尺寸, 不论装配工有用没用。还有主要的装配尺寸( 连接板孔距离箱柱中心) 没有, 尺寸125应该是连接板上孔位尺寸。把零件尺寸全部照搬上去, 是常规做法。

这是本月在四川大英射击馆出现的质量事故, 事故在现场出, 但责任却在制作。原设计接头设计不合理和详图标注欠缺, 工人操作不负责, 质检不认真造成的开裂。

下面的工艺详图中该标的焊缝没标, 箱柱四块箱板的装配接缝都没画出, 画成是方管了。原设计箱柱的柱板连接方式不对, 造成到现场焊上梁后, 柱板连接焊缝直接承受巨大拉应力, 是严重的不合理。此事在合同签订前的审图中应提出来。但估计是在图纸上不易发现这类问题, 可能节点图中没反映出梁的连接。

上海有一家专门从事钢结构详图设计的设计院, 叫中巍钢结构设计院, 是中国最早专门从事高层钢结构优化和深化设计的设计院, 上海和国内许多大型钢结构项目都是她们优化和深化的。她们的设计员多数是大学毕业从事多年设计的工程师, 可是她们的设计组组长却多半是聘请大型钢结构类工厂的从事工艺技术的老工程师, 技师, 她们甚至不会用电脑, 但所有的图都经她们审核, 工艺性好, 因此她们的详图质量很高, 到钢结构厂实用性强。

1.3 工艺规程
对要求较高的钢结构工程, 在机械行业的钢结构产品, 采用工艺详图的方式来生产就显得不够了, 就要采用工艺规程( 也称工艺) 。工艺规程有一定的格式要求。
简单的工艺规程可只有一张纸, 如下料工艺卡。复朵的工艺规程, 如装配工艺规程, 还包含零部件配套表、 综合工艺过程、 装配焊接工序卡( 内含检验工序) 、 工序图等可装订成册。
工艺规程中有工序步骤( 其中就包括检验工序) , 这些工序或工步的内容中包含工艺参数, 设备、 工装等, 有工序图, 而工序图就应是该工序内容所要表示的图形和要求。
我们建筑钢结构行业, 由于产品是按不同工程而设计的, 每一项目的结构都是不同的, 如编制工艺规程也只能是单个项目的, 更主要的是产品结构能够分明显的类型, 生产中能够借用典型结构的通用工艺规程, 配合工艺详图来进行。而编制正规的工艺规程就有点化不来了。因此一般能够用工艺详图的方式来进行。
但对重要而复杂的结构, 加工难度大, 工序长, 工艺路线长的结构, 如大型钢结构桥梁, 就有必要用工艺规程的方式来执行了。
1.4 工艺文件:
在构件制作的全过程中, 因为工艺要求内容繁多, 单靠用工艺详图是不够的, 还必须有指
导书( 如剪切、 气割、 埋弧焊、 气保焊、 涂装工艺指导书) , 本企业的各种加工标准、 检验标
准, 典型构件的通用工艺等, 不同的加工特点有不同的工艺, 如气割下料工艺、 装配工艺、 涂
装工艺等。这些资料连同工艺详图合在一起统称工艺文件。
因此严格的说工厂生产执行的是按工艺文件, 而不只是工艺详图。只是除工艺详图外的工
艺文件一般不直接出现在工位上, 它能够在车间的看板上, 也可在车间或工段的办公室, 也可
在检验工作点上。而工艺详图是必须要在工位上的, 每一工序和工步的工作都是离不开的。
每个工程必须有根据工艺详图而编制的配套文件如排料图、 采购清单、 下料清单、 生产用
零部件配套清单、 入库清单、 发货清单等。
工艺文件的内容是随工程不同面不同的。是按需要而定的。没有一定的要求和格式。只要
是为生产服务, 但其中有些通用的工艺文件, 如各类焊接工艺指导书、 各种典型构件的加工工
艺要点, 各种加工方法的企业质量标准等, 是工厂生产所必要有的。
各类工艺文件编制宗旨是根据本厂的设备、 工装、 人力、 场地和项目特点, 来进行工艺分析, 制定出合理可行的加工方案、 工艺方法与措施, 把各种要求和工艺以书面形式去指导和规范工人生产。
工艺文件是工程生产前准备的主要工作内容。

2. 工艺评定与工艺进步
重大工程项目要对编制的工艺文件进行工艺评定, 工艺评定可有气割下料工艺评定, 焊接工艺评定, 油漆工艺评定等。这些评定的目的是经过这些评定前的试验, 得出可用于生产的合理可行的工艺方法与工艺参数。
但这此工艺评定的作用并不是要每个工程必做, 因为当已有很多这方面的经验时, 工厂一般可不进行。
焊接工艺评定是规范中规定一定要进行的。因此只得搞。但对同种材质、 厚度、 接头形式的焊评资料能够在以后的其它工程中覆盖使用。因此工厂一定要把焊评管理好, 因为在开工前和竣工资料中必须有它, 而且做这些评定还要化费较大的人力、 财力和时间。因此全集团的工程项目所进行过的焊评一定要集中管好, 使用好这一共同的资源。
规范中要求的焊接工艺评定存在不少问题, 特别是对构件的实际上采用的焊接工艺的确定基本不起作用, 但王八屁股龟腚, 不做通不过, 只得做。但我们要实际指导生产, 就有必要做对实际操作有用的试验和评定, 这是真正为我们自己需要做的。
工艺不是一成不变的, 它永远只能代表一定水平, 因此工艺必须及时吸取先进的元素不断对老的, 落后的工艺进行改进。其中有工人的先进经验, 有不断进行工艺试验和评定得到的先进工艺参数来改进工艺。如油漆的质量与定额, 只有不断的试验和总结, 才能使油漆的质量保持最佳状态, 才能使油漆的用量定额保持最合理。工艺技术人员必须经常深入现场, 向一线操作工人学习和请教, 吸收工人中的先进的工艺技术, 把它溶入到我们的工艺文件中去。

3. 工艺与质检的关系
工艺是工厂的法律。
生产工人和质检人员都是按工艺要求来进行工作的。在工艺规程中, 检验工序是各工序中的工序内容之一, 质检人员不能脱离工艺要求, 按自己的想象来进行检验工作, 而工艺中的检验工序就是质检员要进行的工作。
特殊工序的检验要按检验操作的规程进行, 如超声波探伤操作规程。这些规程的编制由质检部的技术人员进行。
在工艺详图中不列出具体工序步骤, 质检员按所属类型构件的通用工艺规程中的检验工序
内容并结合工艺详图执行。对我们鸿路来说, 质检人员要逐渐扭转轻过程, 重结果的检验理念。而要对生产过程进行检验就必须按工艺方件来进行。从下料到成品的每一工序都要用书面工艺来执行。
因此鸿路的工艺制度的贯彻和推行, 第一步必须从抓质量开始。质检员检查下料件, 就要有下料工艺详图, 否则就通不过质检。以此来逼分厂事业部重视工艺详图的推行。由质量推工艺, 工艺推质量。只有基层对详图的工艺性认识提高了, 重视了, 才会有需求, 而使用者的需求才是工艺制度推进和真正动力。