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北京XXXXXXXXXXXXXXXXXX作业文件
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中国XXXXXX改扩建工程
新建部分钢桁架制作工艺要领
受控状态:受控
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实施日期:2009.5.13
技术部编写
目 录
第一章 总则 3
第二章 工程目标 5
第三章 材料 5
第四章 桁架杆件的加工 7
第五章 整体制作桁架的装配与焊接 12
第六章 桁架预埋结构制作 15
第七章 焊接工艺 16
第八章 桁架的预拼装 27
第九章 除锈涂装 31
第十章 构件标识 33
第十一章 包装运输 34
第一章 总则
1.1适用范围
本工艺适用于中国XXXXX改扩建工程新建部分钢桁架和桁架连接处预埋结构。
1.2桁架简介
XXXX桁架可分为四大部分:
1、21.000m标高中央大厅上方展览厅楼盖。本部分钢结构采用方钢管相贯焊钢桁架结构体系,其楼板采用钢筋桁架楼板制作。本部分桁架编号为HJA(设计图编号,以下同)。
2、29.000m标高展览厅屋盖,其上放置冷却塔等设备,局部设置机房。本部分钢结构采用方钢管相贯焊钢桁架结构体系,其楼板和屋面板均采用钢筋桁架楼板制作,冷却塔设备放置在桁架下弦。本部分桁架编号为HJB。
3、34.500m公共空间楼面部分+室外环廊部分+其他屋面部分。本部分钢结构采用方钢管相贯焊钢桁架结构体系,其楼板和屋面板均采用钢筋桁架楼板制作,部分屋面位置设置天窗。本部分桁架编号分区定义为HJC、HJD和HJE。
4、42.500m公共空间屋面部分,本部分钢结构采用方钢管相贯焊钢桁架结构体系,整个屋面桁架放置在8个混凝土筒体上,支座采用铸钢件制作。其屋面板采用钢筋桁架楼板制作,部分屋面位置设置天窗。本部分桁架编号为HJF。
主桁架通过次桁架和连系次梁连接形成楼盖和屋盖。(以下为21.000m标高桁架模型)
1.3桁架分类与分布
XXXXX桁架按分布的区域和标高分为HJA、HJB、HJC、HJD、HJE、HJF五大类,在平面上分布于A2、A4、A5、A6区域(HJA、HJB、HJE位于A2区,HJC、HJF位于A5区,HJD位于A4、A6区);立面上HJA标高20.55米、HJB标高34.80米、HJC标高34.20米、HJD和HJE标高33.95米、HJF标高42.5米。各桁架分区布置图如下:
桁架的上、下弦杆及腹杆均为箱型,截面规格分别有:□150*150*8*8、□200*200*10*10、□300*300*14*14、□300*300*20*20、□350*350*16*16、□400*400*18*18、□400*400*30*30、□400*400*35*35、□400*400*50*50、□400*600*30*30、□500*600*30*30、□600*600*30*30等;
连系次梁为焊接H型钢、热轧H型钢及少部分的箱型,截面形式有: H800*400*14*26、H244*175*7*11、H294*200*8*12、H340*250*9*14、H390*300*10*16、H594*302*14*23、□300*400*18*18、□250*250*14*14等。
1.4编制依据
《钢结构工程施工及验收规范》 GB50205-2001
《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81-2002
《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ99-98
《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》 JGJ82-91
《钢结构焊缝外形尺寸》 GB5777-96
《低合金高强度结构钢》 GB/T1591
《厚度方向性能钢板》 GB/T5313
《低合金钢焊条》 GB/T5118-95
《气体保护焊钢丝》 GB/T14958-94
《熔化焊用钢丝》 GB/T14957-94
《低合金钢埋弧焊用焊剂》 GB/T12470
《涂层钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 GB8923-88
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》 GB11345-89
第二章 工程目标
为加强施工控制,我公司针对钢结构加工制造过程中工程质量、职业健康安全、环境保护等控制要素严格按质量管理体系(QMS)和质量、环境、职业健康安全管理手册(3J/QEOHS/C-2005)要求制定了管理目标。
2.1 质量目标
本工程的设计使用年限为100年,质量全部达到合格标准。
确保结构工程及竣工长城杯。
钢结构达到《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)的分部分项工程的合格标准。
工序产品交与质检员一次检验合格率98%以上。
2.2 职业健康安全目标
无重大工伤事故(劳动能力鉴定4级及以上)。
无重大交通、安全死亡、环境污染和火灾爆炸事故发生。
无职业病发生。
2.3环境保护目标
废气、废水、噪声、扬尘、固废排放达标。
涂装车间苯最高排放浓度不超过0.8mg/m3。
大抛丸机粉尘颗粒物最高排放浓度不超过120mg/m3。
主材料损耗低于4%。
第三章 材料
3.1 钢材
桁架中所有箱形的材料材质均为Q345C;主次桁架间的焊接H型钢、热轧H型钢等连系次梁的材质均为Q345B,所有钢材质量标准应符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。对于板厚大于等于40mm的钢板,厚度方向性能级别为Z15;大于等于60mm的钢板,厚度方向性能级别为Z25,均应符合《厚度方向性能钢板》GB/T5313的要求。全部钢材均应符合:实测强屈比不应小于1.2,钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率应大于20%,应有硫、磷和碳含量的合格保证,良好的可焊性及合格的冲击韧性;具有冷弯试验的合格保证。
3.2 螺栓及滑移面
高强螺栓均为摩擦型10.9级,其技术条件须符合GB/T1228-1231的规定。普通螺栓为C级螺栓,性能等级为4.6级,其热处理、制作和技术要求应分别符合GB5780-86、GB41-86、GB95-85的规定。高强螺栓摩擦面抗滑移系数不得小于0.5。
3.3 油漆
详见除锈、涂装章节
3.4 焊材
焊接材料的选用见下表:表1
焊接方法
母材钢号
焊材牌号
遵循标准
手工电弧焊
Q345B/Q345C
E5015/E5016
《低合金钢焊条》(GB/T5118-95)
埋弧自动焊
Q345B/Q345C
H10Mn2
SJ101
《熔化焊用钢丝》GB/T14957-94 《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB/T12470
CO2气体保护焊
Q345B/Q345C
ER50-6
CO2
《气体保护焊钢丝》GB/T14958-94
《焊接用二氧化碳》HG/T 2537
电渣焊
Q345C
ER50-6+JF600
《熔化焊用钢丝》GB/T14957-94
3.5 桁架F支座采用铸钢支座、铸钢材料为DIN17182规定的GS-20Mn5V低合金铸钢。
3.6 原材料验收
1、原材料进厂必须核对其质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。
2、钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度允许负偏差值的1/2。
3、钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923规定的C级及C级以上。
4、钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。
5、原材料、焊材进厂后按照GB50205-2001中或甲方、设计、监理的要求,编制本工程质检计划,按照批准后的质检计划进行材料复验,并提交相应的复验报告。
第四章 桁架杆件的加工
4.1 桁架制作分段原则
1、对于截面高度小于4米的桁架采取整段制作,分段运输;对于截面高度大于4米的桁架采取散做,分上、下弦杆及腹杆运输;需要起拱的桁架工厂进行预拼装起拱。
2、分段原则:根据各类桁架现场安装方案的不同,考虑现场塔吊的起吊能力、运输限制以及相关规范要求进行分段,在建模时已经按上述原则进行分段。分段示例如下:
4.2 桁架杆件类型:
桁架杆件按截面分为:焊接箱型、热轧方管、焊接H型钢梁、热轧H型钢四种。
4.3 下料、拼接要求
1、焊接箱型:
(1)翼缘、腹板拼接长度不低于2倍的板宽,翼缘和腹板拼接焊缝错开不低于200mm。且翼缘、腹板拼接焊缝应错开连接板、劲板或孔群不低于200mm。
(2)不等厚箱型板对接节点做法见右图:
2、热轧方管:桁架中有部分小截面箱型材料可能由焊接改为成品方管(待定)。当方管做弦杆时,最短接料长度为500mm,且拼接处应避开节点80mm以上,见下图示。当方管做腹杆时,原则上不允许对接,如果必须对接,则每根只允许有一个接头,相邻的腹杆
不宜同时对接且现场焊接的腹杆不允许存在接头。腹杆对接数量不超过腹杆总数的5%。
3、热轧H型钢:拼接最短长度不小于1000mm,对于钢梁拼接位置应在受力最小处(两端1/4L~1/3L处),拼接方式采用直接法。
4、焊接H型钢:翼缘拼接长度不小于2倍的板宽,腹板拼接长度不小于600mm,翼缘和腹板拼接焊缝错开不低于200mm。
4.4 焊接箱形杆件制作工艺
4.4.1箱形牛腿的制作及组装
包括:桁架截面高度大于4米的桁架平面内弦杆上与腹杆连接的牛腿;主次桁架间的连接牛腿。
1、 箱形牛腿的制作:翼缘和腹板可采用数控切割进行下料;采用火焰切割进行
坡口加工,翼缘腹板与主体间连接的坡口方向按下图示意,牛腿的装配可以先将翼缘、腹板制作完成后再分别焊接到主弦杆上,也可以将牛腿焊接完成后组装到弦杆上。
2、主次桁架间的连接牛腿坡口参照以上直牛腿坡口设置方式。
4.4.2 箱体翼板、腹板下料
1、主材的拼接采用埋弧自动焊,焊后翻身再焊,焊后拆除引、熄弧板后进行火工校正,合格后才能进行主材的条料切割。
2、条料切割,长度方向的余量为30~50mm(根据杆件长度及焊接节点数量定),腹板宽度方向预留2~4 mm焊接收缩余量。
3、坡口加工:坡口形式参见焊接工艺章节
4.4.3 箱形电渣焊隔板制作
1、电渣焊隔板的尺寸按详图要求,下料时按0~+1mm公差范围控制。隔板的两对角线长度的误差应控制在0~+1.5mm范围内,电渣焊隔板用的衬板必须矫平矫直。
图a 内隔板和衬板、垫板的组装
2、隔板、垫板、衬条板组装前,应对尺寸进行核查,并必须将油、锈、氧化皮、水等清理干净,方可开始组装。
3、将隔板上二垫板、二衬板条与隔板采用Φ3.2mm的焊条进行分段点固焊(每段30mm,间隔50㎜),点固时应在非电渣焊区进行。板间应贴紧、平整,间隙要求<0.5mm。如图示:
4、电渣焊垫板需要进行铣削加工,加工后应保证外形尺寸不允许出现负公差。
5、电渣焊隔板加工公差要求:0<L1+△L1、L2+△L2<1mm
L3-L4<1.5mm L1⊥L2<1mm
6、若电渣焊隔板厚度小于20 mm,应在组装时将渣孔宽度装配成20 mm。
4.4.4 箱形杆件的装配
1、在腹板上装配焊接衬板,定位焊并焊接;
2、在装配胎架上把划好线的下翼板置于胎架上,把已装配好的各隔板定位在下翼板上,隔板与下翼板之间的装配间隙不得大于0.5㎜,定位好后,检验隔板垂直度,隔板与下翼板的垂直度不得大于1㎜;
3、装配两侧腹板,使隔板对准腹板上所划的位置,翼板与腹板之间的垂直度不得大于b/500(b为边长);
4、对隔板与腹板之间的焊缝进行焊接;翼板与腹板之间的垂直度不得大于b/500(b为边长);
5、隔板距离超过1500mm的增加工艺隔板,来保证箱体的外形尺寸,工艺隔板焊接采用断续焊,焊道长度应为60~80mm,焊脚尺寸不小于0.7t(t为工艺隔板的厚度);
6、组成箱体后按照规定在划好大组立基准线,隔板位置线,并打好洋冲。
7、箱型构件进行埋弧焊的打底焊(打底厚度不小于10mm)。
组装两侧腹板
4.4.5 埋弧焊焊接
1、打底焊完成并清渣后,进行埋弧焊接;
2、埋弧焊时,四条纵焊缝遵循同侧的两条焊缝同时、同方向、相同规范施焊的原则,以减小构件的焊接变形;
3、焊接完成后,将焊瘤、气孔等缺陷处理干净。割去引弧板及熄弧板(不可锤击),并打磨匀顺;
4、若发现箱形构件存在变形,应采用火焰矫正,其温度值应控制在750~900℃之间,同一部位加热矫正不得超过2次。矫正后应缓慢冷却,低合金钢不得用水骤冷;
5、主焊缝的焊接认真做好焊接记录,焊接完成后应打上焊工印记;
6、检查箱型的外形尺寸、外观质量。
4.4.6 隔板电渣焊
1、采用两个电渣焊机头对内隔板的两侧焊道,同时同规范进行焊接;
2、焊接启动后必须使电弧充分引燃,启动时焊接电压应比正常电压稍高2-4V;焊接过程中随着焊接渣池的形成,应继续加入少量焊剂,待电压略有下降,并使其达到正常的焊接电压;
3、收弧时可逐步减少焊接电流和电压、防止发生收缩裂纹;
4、焊接完成后,应将焊口处余高去除,并打磨均匀。
4.4.7 箱形杆件的校正
1、由于构件刚性较大,在箱形扭曲变形校正时,除火焰校正外,必要时还需施加外力协助。
2、用线状加热来矫正扭曲构件;视变形、扭曲情况大小,用一条或数条斜线来对称矫正。斜线方向和扭曲的方向成八字形,即相反方向,加热温度750℃—850℃,加热宽度为板厚的1—2倍,深度是板厚的1/2—2/3。斜线的斜坡在35°—50°之间,斜坡越大,矫正量越大。
4.4.8 箱形杆件的验收标准
项 目
允许偏差(mm)
图 例
测量工具
长度L
±L/2500
±10.0
钢尺
直角尺
BOX截面尺寸h(b)
h(b)≤2000
±2.0
h(b)>2000
±3.0
腹板垂直度Δ1
翼板垂直度Δ2
接合部位
h(b)/100且
不大于1.5
其它部位
h(b)/150且
不大于3.0
对角线差
3.0
钢尺
旁弯S
L/2000且不大于10.0
钢丝线
钢尺
扭曲a(梁高h)
h/250且不大于4.0
钢丝线
线锤、钢尺
BOX面板局部平面度f/平方米
t≤14
3.0
1m钢直尺
塞尺
t>14
2.0
翼板直边与腹板面的平齐度偏差Δ
Δ≤0.05t
且Δ≤1.0(平滑过渡)
(t为最薄的面板厚度)
钢尺塞尺
BOX两腹板至翼板中心距离a的偏差
连接处
1.0
钢尺
其他处
1.5
BOX两端面的垂直度Δ
h(b)/200
且不大于2.0
直角尺
塞尺
第五章 整体制作桁架的装配与焊接
根据安装方案确定桁架的制作分两种类型:(1)整体制作、分段运输的桁架;(2)弦杆、腹杆制作散件运输的桁架,本章仅适用于第一种情况。
5.1 桁架组装
1、主弦杆、直腹杆、斜腹杆、牛腿、零件板等制作完成并检验合格后才能进行桁架的组装。
2、胎架布置:桁架的组装在胎架上进行,胎架需固定并能承受桁架的自重;胎架间距不应大于3米,根据桁架的长度合理布置胎架,避开节点(如下图)。胎架布置后应使用水平仪进行测量调平,平整度控制在3mm以内。
3、主弦杆定位:首先将上下弦杆摆放在胎架上,以桁架长度方向的中心为定位基准,确定下弦杆位置,以下弦杆确定上弦杆位置。
4、腹杆、牛腿的定位:以主弦杆的定位基准点进行装配,且以杆件几何中心为组装基准,腹杆、牛腿均以同一组装基准点装配,不得选取多个基准点。
对直腹杆的组装,应控制一个方向的尺寸;对于斜腹杆应控制两个方向的尺寸。
5、腹杆装配顺序:先装配直腹杆,后塞装斜腹杆,最后再装与次桁架连接的牛腿。若装斜腹杆后,直腹杆有隐蔽焊缝无法焊接,应先焊接隐蔽焊缝后再装斜腹杆。
考虑焊接收缩的影响,杆件节点区域之间应适当预留焊接收缩余量。
5.2 桁架焊接
1、所有的节点都组装完毕后,经自检和专检合格后,方能焊接。
2、焊前清除干净焊缝区域存在的铁锈、毛刺、氧化物、油污、油漆等杂质。
3、桁架焊接时应注意焊接顺序,一般应首先焊接中间节点,再向桁架两端节点扩展焊接,以避免由于焊缝收缩向一端累积而引起的桁架各节点间尺寸误差。并且不在同一个腹杆两端同时焊接,应首先焊接下弦杆的节点,然后焊接上弦节点。
需要翻身焊接的桁架,应先焊接一面的焊缝再将桁架翻身焊接另一面的焊缝。
4、焊缝尺寸应符合设计要求的计算厚度值或焊脚尺寸,但也要避免过多的堆焊加强高而产生较大的焊接残余应力。
5、焊缝坡口根部间隙大于标准值1.5mm以上时,应按超标间隙值增加焊脚尺寸。但间隙大于5mm时应先用堆焊和打磨方法修整端头或在接口处堆焊焊道,以减小焊缝间隙。
6、根据JGJ81-2002中第4.3.6条,对于矩形管间T、Y、K形相贯接头完全焊透焊缝各区坡口形状与尺寸要求,本工程中箱形相贯焊缝的焊接可以按以下三类施焊:
a. 当夹角在40~75°时,小夹角侧允许有部分未熔透(属C区)。
b. 当夹角15~40°范围内时,按角焊缝焊接,如下图示(属D区)。
c. 其它区域为全熔透区(属A、B区)。
但对于直腹杆与弦杆间的焊接,还应采取背面加衬板的焊接方式,以确保熔透。
5.3 预拼装起拱对制作的影响
1、对于需要预拼起拱的桁架,在制作阶段,桁架端头及桁架各分段位置牛腿不焊接、腹杆不取长,待预拼起拱后再进行焊接、取长。
2、预拼桁架端头两段的主弦杆在制作阶段,暂时不取长且预留50mm长度余量。对中间各端桁架上弦杆取正偏差,下弦杆取负偏差。
3、为避免桁架弦杆现场对接时,出现仰焊位置,厂内制作时,桁架分段接头处弦杆揭活板,活板位置及大小参见详图。箱形桁架对接接头的坡口方向是:上、下弦杆下翼缘坡口朝箱体内,其余均朝外。现场焊缝一侧工厂预留200mm主焊缝不焊(便于现场调节对接口)。
桁架端头
各分段接头处
5.4 桁架制作验收标准
项 目
允许偏差
图 例
桁架两端头
之间的距离
(L)
-5.0 £ DL £ +5.0
H
桁架高度(H)
接口处
±3.0
其它
±5.0
L
杆件轴线交
点错位(e)
3.0
e
e
桁架跨中拱度
设计要求起拱
±L/5000
设计未要求起拱
10.0
-5.0
弦杆弯曲
5.0
第六章 桁架预埋结构制作
桁架连接处预埋结构主要为A2区核心筒内的钢骨柱、埋件。主要结构形式有焊接H型钢柱、不等宽翼缘H型柱等。截面规格:H500*500*35*35,不等宽翼缘H型柱截面如图:其中在桁架预埋柱间的焊接板 最厚达到70mm。
6.1 下料拼接要求
见第三章中的焊接H型钢的下料要求。
6.2 焊缝质量等级要求
见第六章中桁架预埋结构焊缝质量等级的要求。
6.3 其他要求
桁架预埋结构只除锈不涂装,抛丸除锈质量等级为Sa2.5级。
第七章 焊接工艺
7.1 焊工培训及焊工资格
从事本工程焊接工作的焊工、焊接操作工及定位焊工,必须按照JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》的有关规定经考试合格,取得相应项目合格证并在有效期内施焊。焊工资质等级应与焊缝质量等级相对应,不允许低资质焊工施焊高等级的焊缝。
7.2 焊接方法和焊接设备
焊接方法
焊接设备
电流和极性
手工或机械
焊条电弧焊(SMAW)
直流电源
直流反接(DCEP)
手工
CO2气体保护焊(GMAW)
直流电源
直流反接(DCEP)
半自动
埋弧自动焊(SAW)
直流电源
直流反接(DCEP)
自动
电渣焊(ESW-WE)
直流电源
直流反接(DCEP)
自动
7.3 焊接材料
1、焊接材料的保管和使用
1)焊接材料应符合标准和要求并附有质量保证书,入库前应对焊接材料进行检查;如规范有要求或有疑义,应按要求进行复验。
2)焊接材料根据材质、种类、规格分类堆放在干燥室,焊条不得有锈蚀、破损、脏物,焊丝不得有锈蚀、油污,焊剂不得混有杂物。
3)焊工应按工程要求领取合格的焊材,领取的焊条置于保温筒中,随用随取。
2、材料的烘焙和储存
焊接材料在使用前应按材料说明书规定的温度和时间要求进行烘焙和储存,也可按下表要求执行:
焊材型号
使用前烘焙条件
使用前存放条件
容许在大气中暴露时间
焊条:E5015/16
350~380℃; 2小时
120±20℃
4小时
焊剂 SJ101
300~350℃; 2小时
120±20℃
4小时
焊条烘干后应放置于110~120℃的保温箱中存放、待用;使用时应置于保温筒中随用随取;烘干后的低氢焊条在大气中放置时间超过4小时应重新烘干;焊条重复烘干次数不宜超过2次。
7.4 接头的准备
1、 焊接坡口可采用机械、火焰等方式加工,火焰加工时应采用半自动火焰切割机,切割后应检查切割表面。
2、切割后的母材边缘应光滑且无影响焊接的割痕缺口,切割边缘粗糙度应符合GB50205-2001规范的要求,割纹深度应小于0.2mm,局部缺口深度应小于1.0mm;当割纹深度为1.0~2.0mm时,可采用砂轮打磨成平滑过渡,过渡为1:10的斜坡;当割纹深度超过2.0mm时,应按焊接工艺要求进行补焊和打磨。
3、焊接接头区域和附近的母材应无油脂、铁锈、氧化皮及其它杂物。
4、焊接接头的基本形式和尺寸
1)埋弧对接全熔透焊缝形式:
2)箱型主焊缝全熔透焊缝形式:
δ≤30mm 30mm<δ<60mm
3)箱型主焊缝部分熔透焊缝形式: 4)电渣焊焊缝形式:
电渣焊坡口形式
5)焊接H型钢主焊缝坡口形式:
6)CO2气体保护焊全熔透焊缝形式:
5、接头的装配要求:
序号
项目名称
示 意 简 图
标准公差
11
坡口钝边
(f+f1)
f+f1
-1£ f1 £ +1
2
根部间隙
(R+R1)
3-1:对接:(全熔透)
R+R1
-3 £ R1£ 1.5 mm (MAW、GMAW)
0 £ R1£ 1.5 mm (SAW)
3-2:T接:
R+R1
-3 £ R1£ 1.5 mm (MAW、GMAW)
0 £ R1£ 1.5 mm (SAW)
3
搭接长度(L+L1)
搭接间隙(R+R1)
L+L1
R+R1
-5 £L1£ +5 mm
0£R1£ +1.0 mm
7.5 焊接环境
1、焊接作业区风速当手工电弧焊超过8m/s、气体保护电弧焊及药芯焊丝电弧焊超过2m/s时,应设置防风棚或采取其它防风措施;制作车间内焊接作业区有穿堂风或鼓风机时,也应按以上规定设挡风装置。
2、焊接作业区的相对湿度不得大于90%。
3、当焊件表面潮湿时,应采取加热去湿除潮措施。
7.6 焊接预热
1、 焊接前的预热温度按下表:
钢材牌号
接头最厚部件的板厚t(mm)
t < 30
30 ≤t≤ 40
40 < t ≤ 60
60 < t ≤ 80
Q345
--
60℃
80℃
100℃
注: (1)上表适用的接头形式为坡口对接;
(2)T型接头应比对接接头的预热温度高25~50℃;
(3)操作地点环境温度低于常温时(高于0℃)应提高预热温度15~25℃;
2、预热方法:可采用电加热或火焰加热两种方式。一般地,电加热速度慢但加热较为均匀,而火焰加热快但加热不太均匀。应采用专用的测温仪器测量温度。
3、预热范围:预热区在焊缝坡口两侧,每侧宽度不小于焊件厚度的2倍,且不小于100mm。预热温度应在焊件反面测量,测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处;当用火焰加热器预热时正面测温应在加热停止后进行。
7.7 定位焊
1.定位焊焊缝所采用焊接材料及焊接工艺要求应与正式焊缝的要求相同;
2.定位焊焊缝的焊接应避免在焊缝的起始、结束和拐角处施焊,弧坑应填满,严禁在焊接区以外的母材上引弧和熄弧;
3. 定位焊尺寸参见下表要求执行:
母材厚度
定位焊焊缝长度( mm )
焊缝间距
( mm )
( mm )
手工焊
自动、半自动
t£20
40--50
50--60
300--400
20<t£40
50--60
50--60
300--400
t>40
60--70
70--100
300--400
4.定位焊的焊脚尺寸不应大于焊缝设计尺寸的2/3,且不大于8mm,但不应小于4mm;
5.定位焊焊缝有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时,必须清除后重新焊接。
7.8 引弧和熄弧板
对接接头、T接接头和要求全焊透的角焊缝,应在焊缝两端配置引弧板和引出板,焊接引弧板及引出板,厚度应与母材相同或相当,引弧板及引出板要与母材材质相同,焊接引弧、熄弧板的去除应首先采用气割在离母材约3-5mm处切割,然后再用砂轮机打磨至母材齐平。严禁用锤击直接去除。
焊接引弧板、熄弧板的要求:
类型
引弧板和引出板
长度mm
引弧板和引出板
宽度mm
焊缝引出长度
埋弧焊对接接头
150
80
≥80
埋弧自动焊T型接头
250
150
≥80
箱形主焊缝接头
150mm
100
≥80
手工焊或气体保护焊对接
80
50
≥50
手工焊和气体保护焊
T形接头
100
50
≥50
7.9 焊接工艺规范
不同板厚的接头焊接时,按较厚板的要求选择焊接工艺;
1、 手工电弧焊的参数选择:
焊接方法
材质
焊接材料
焊材
规格
焊接电流
(A)
焊接电压
(V)
焊接速度(cm/min)
焊条电弧焊
Q345
E5015
Ф3.2
100~110
21~22
18~19
Ф4.0
145~150
24~25
20~30
2、二氧化碳气体保护焊工艺参数的选择
材质
焊接
材料
焊材
规格
焊接电流
(A)
焊接电压
(V)
焊接速度(cm/min)
气体流量(L/min)
Q345
ER50-6
Ф1.2
120~300
20~30
20~40
15~25
Ф1.6
150~250
30~40
30~50
15~25
3、角焊缝焊接参数的选择
类别
焊角
尺寸
(mm)
焊丝规格(mm)
电流
(A)
电压
(V)
焊接速度
(cm/min)
气体流量
(L/min)
电源极性
焊接位置
埋弧焊、 二保焊
6
1.2
200-250
24-26
40-45
18-20
DC
平
角
焊
8
1.2
260-300
28-34
25-35
18-20
10
1.6
350-380
35-38
40-50
18-20
3
1.2
150-200
21-25
40-45
15-18
船
形
焊
4
1.2
150-200
21-25
35-40
15-18
6
1.2
300-350
30-36
40-45
18-20
8
1.2
300-350
30-36
35-40
18-20
10
1.6
430-450
38-40
40-45
18-20
注:大于10mm的采用多道焊进行焊接,焊接过程中认真清理层间杂物。
4、箱型构件全熔透焊缝焊接参数的选择:
板厚
接头形式
焊道
焊接方法
焊丝规格(mm)
电流
(A)
电压
(V)
焊接速度
cm/min
气流量
L/min
电源
极性
t1≤8
1
GMAW
1.6
340-360
28-30
27-30
19-21
DC
t1≥
16
打底
1
GMAW
1.6
340-360
25-28
40-45
19-21
DC
2
GMAW
1.6
380-400
28-30
40-45
19-21
DC
填充
盖面
SAW
4.8
600-650
40-43
58-63
-
DC
600-650
35-38
AC
7.10 焊接过程控制
1. 严禁在焊接区以外的母材上打弧、熄弧,焊缝区外的斑痕应通过磨光完全清除,必要时在磨光后采用磁粉检查裂纹显示,并在需要时按焊接工艺对其进行修补;
2. 多层和多道焊时,应严格清除焊道或焊道间的焊渣、夹渣、氧化物等,清理可采用砂轮、凿子及钢丝刷等工具进行;
3. 从接头两侧进行的全焊透焊接,在反面开始焊接之前,采用适当的方法(碳刨、凿子等)清理根部至正面完整焊缝金属为止,清理部分的深度不得大于该部分的宽度;
4. 每一焊道熔敷金属的深度或熔敷的最大宽度不应超过焊道表面的宽度;
5. 焊缝应连续施焊,一次完成。焊完每一道焊缝后及时清理,发现缺陷必须清除后再焊。只要能保证熔敷焊缝金属的深度至少等于最终焊缝厚度的1/3,焊接工作可以在必要时中断。在中断后重新开始焊接之前,如果有预热方面的要求,应按此要求进行预热;
6. 焊接尽可能采用平焊焊接和平焊盖面,加筋板、连接板的端部焊接应采用不间断围角焊,引弧和熄弧点位置距端部应大于10mm,弧坑应填满;
7. 焊道不在同一平面时,应由低向高填充;
8. 多道焊的接头应错开,多层焊应在端部作出台阶;
9. 焊缝的根部、面层和边缘母材不得用尖锤锤击。
7.11 焊后处理
1.焊缝焊接完成后,清理焊缝表面的熔渣和金属飞溅物,焊工自行检查焊缝的外观质量;如不符合要求,应焊补或打磨,修补后的焊缝应光滑圆顺,不影响原焊缝的外观质量要求;
2.焊工自行检查焊缝外观合格后,在焊缝附近打上焊工的钢印。
7.12 焊缝质量等级要求
7.12.1 箱形桁架焊缝质量等级
1、工厂钢板对接焊缝均为全熔透二级。现场对接焊缝为全熔透一级。
2、主弦杆箱形主焊缝均为全熔透二级。
3、腹杆箱形主焊缝分两种情况:
(1)桁架标识区域内的腹杆主焊缝:节点区域(腹杆端头各600mm)全熔透二级,非节点区域部分熔透;
(2)桁架标识区域以外的腹杆主焊缝均为全熔透二级。如下图(以HJA-A18为例)
所有标识的桁架见列表:具体标识范围见深化详图。
HJA
主桁架
HJA-A18~ A23
所标范围内:节点区域内腹杆全熔透,其他位置部分熔透
次桁架
HJA-AM、AR、AP
HJB
主桁架
HJB-AQ、AN、AL1
次桁架
HJB-A19、A22
HJC
主桁架
HJC-AB、AC、AD、AE
HJC-AF、AG、AH、AJ
次桁架
HJC-A18 ~ A23
HJD
次桁架
HJD-AC、AD、AE、AF、AJ
主桁架
HJD-A2 ~ A12
HJD-A26 ~ A39
HJD-A13 ~ A15
HJE
主桁架
HJE-AL、AM、AN、AP、AQ、AR、AS
次桁架
HJE-14、15、26、27
HJE-AU
4、腹杆与弦杆、腹杆与腹杆、牛腿与本体之间的相贯焊缝中的A、B区为全熔透二级。
5、箱体内隔板:电渣焊隔板全熔透二级;工艺隔板双面角焊缝。
6、焊接H型钢次梁主焊缝均为全熔透二级,加劲板为三面围焊双面角焊缝。
7、所有部分熔透坡口焊的熔深均不小于开坡口板的厚度的2/3。
8、除图中特殊说明外,角焊缝的焊脚高度均为0.75倍较薄板厚,且不小于6mm,均为满焊。
7.12.2 桁架预埋结构焊缝质量等级要求
1、焊接H型柱(包括翼缘不等宽H型柱):翼缘、腹板间主焊缝为全熔透二级。
2、钢柱翼缘、腹板与柱底板间焊缝为角焊缝,焊脚高度不小于12mm。
3、牛腿所对应的横向加劲板与柱翼缘、腹板间为角焊缝,焊脚高度不小于12mm。竖向加劲板与柱翼缘间焊缝质量等级为全熔透二级。
4、箱形牛腿、H型牛腿翼缘、腹板与柱本体间焊缝质量等级为全熔透二级。
5、缀板与牛腿间焊缝为角焊缝、焊脚高度不小于12mm。
6、所有部分熔透坡口焊熔深均不小于板厚的2/3。
7.13 焊缝质量检测
1、焊缝外观质量检查:所有焊缝焊接后,在焊缝冷却至室温后应进行100%的外观检查,焊缝的外观检查质量标准及允许偏差应满足《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)的要求,对不合格部位按规定返修。
焊缝尺寸检验的允许偏差
项目
允许偏差或质量标准
图例
焊脚尺寸
偏差
d≤6mm
+1.5mm
0
d>6mm
角焊缝余高
d≤6mm
+3mm
0
d>6mm
T型接头
焊缝余高
t≤40mm
a=t/4mm
+5mm
0
t>40mm
a=10mm
+5mm
0
焊缝宽度及余高值(mm)
焊接方法
焊缝形式
接头示意图
焊缝宽度C
焊缝余高h
Cmin
Cmax
埋弧焊
Ⅰ形焊缝
b+8
b+28
0~3
非Ⅰ形
焊缝
g+4
g+14
手工焊及气体保护焊
Ⅰ形焊缝
b+4
b+8
平焊:0~3
其余:0~4
非Ⅰ
形焊缝
g+4
g+8
焊缝边缘直线度
焊接方法
焊缝边缘直线度f
示意图
埋弧焊
≤4
手工焊及气体保护焊
≤3
焊缝表面
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