[福建]钢结构焊接施工专项方案-secrect.doc

焊接施工专项方案一 工程概况xxxx商业中心位于厦门市思明区鹭江道100号；总用地面积5082.019 平方米，总建设面积78056.80 ；地上41层，地下5层，结构标高192.00米；主体结构为混凝土加带支撑的钢框架体系。工程采用支撑的全钢结构框架体系。钢结构主要分布于：框架柱-圆钢管混凝土柱、支撑体系-跨层折线形矩形钢管支撑、框架梁及楼板-热轧或焊接H型钢与钢筋桁架模板组合楼板的组合形式、层内人字形及V 字形热轧或焊接H 型钢支撑。利用钢支撑作为主要抗侧力构件，钢框架主要承担竖向荷载。钢柱与钢梁节点采用刚性连接；钢支撑与钢管连接节点构造按刚性连接；主次梁节点为铰接，钢结构为主要构件。焊接特点：本工程焊接作业大量处在钢梁及箱型斜撑，均为悬空临边施工，焊接时均需搭设焊接操作平台，焊接作业比较复杂，焊接时防风防雨的安全措施是一道难题。1 本工主要焊接接头形式焊缝部位主要接头焊接形式截面形状示意主要板厚钢管柱横焊36mm35mm30mm25mm18mm钢梁平焊立焊5 mm6 mm8 mm10 mm12 mm16 mm20 mm箱型斜撑平焊立焊仰焊35mm30mm25mm20mm16mm二 焊前准备1 人员准备本工程从事焊接作业的人员，从工序负责人到作业班组长乃至具体操作的施焊人员和无损检测人员，都必须为持证人员和曾从事过类似工程施工的人员。辅助工也须通晓焊接作业平台的具体搭设方法、顺序和搭设所需的时间，从而做好焊前工作、好过程辅助工作及焊后清理工作，首先从人员组织上杜绝安全、质量事故发生。2 技术准备焊接管理人员在焊接施工前应熟悉图纸及图纸规定的施工工艺和验收标准。认真做好技术准备工作，根据建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002的规定编制符合本工程情况的焊接工艺评定计划书、焊接施工技术交底、焊工考试策划、完成公司有关部门及工程监理单位的报批程序，组织好工艺评定的场地、材料、机具，试验单位联系检测器具及评定记录表格。根据本工程焊接工艺评定的结果编制焊接作业指导书，完成人、机、料的计划及组织。根据本工程施焊部位的具体情况，完成焊接施工前的准备工作及本工序的施工技术交底和施工安全交底工作。3 焊接工艺评定焊接工艺评定试验和检验应在现场正式焊接之前完成，并按下列程序进行：1）由项目技术员编制焊接工艺评定计划书， 并上报业主、监理、总包单位审批。2）焊接责任工程师根据批准后的焊接工艺评定计划书，拟定焊接工艺评定指导书安排施焊人员并组织实施。3）责任工程师依据建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002之规定，组织焊工进行焊接工艺评定和试件送检工作。4）试样经检测机构检测合格后，并汇总评定检验结果提出焊接工艺评定报告。鉴于我公司以往施工类似工程的经验，拟将我司施工的深圳大运会及卓越项目焊接工艺评定报告上报监理，根据建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002规定，完全可以覆盖本工程板厚，替代焊接工艺评定。4 焊工进场考试本工程大量使用30mm钢板，存在大量高空厚板焊接，焊接施工条件差，而且焊接位置多样,有横焊、平焊、立焊、仰焊等,焊接难度大，所以对焊工的技术水平要求特别高。根据建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002规定：凡从事钢结构制作和安装施工的焊工，应进行理论知识考试和操作技能考试；进场后进行现场作业条件下的焊工考核，以挑选出水平过硬、符合本工程施工要求的焊工进行焊接操作。4.1 焊工选拔程序序号焊工考试与选拔初选根据每名焊工的个人资料筛选出焊接经验丰富、有类似工程施工经验的焊工。培训1、针对本工程结构特点对焊接要点、焊接注意事项进行培训；2、对厚板焊接工艺、焊接要点要求进行培训；3、特别对钢管柱节点区域对接焊接要点进行培训。考试1、按照建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）的焊工考试规定，对通过初选的焊工进行理论知识考试和操作技能考试；2、操作技能考试主要考核现场焊接条件下的操作能力以及厚板焊接技术，焊接完成24小时以后进行超声波检测并出具报告；3、考试时邀请业主代表、监理参加，共同对焊缝外观、探伤报告进行检查；4、只有全部考核项目合格的焊工才允许进入复试。复试项目正式施工前需对考试合格的焊工进行复试，复试合格后方可进入本工程项目进行焊接施工。4.2 焊工理论知识考试焊工理论知识考试应以焊工必须掌握的基础知识及安全知识为主要内容，并应按考核的焊接方法、类别对应出题，内容范围应符合以下规定：序号考试内容及要求1焊接安全知识（焊接与切割安全GB9448）。2焊接符号识别能力（焊缝符号表示法GB324、气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB985）。3焊缝外形尺寸要求（钢结构外形尺寸GB10854）。4焊接方法表示代号（金属焊接及钎焊方法在图样上的表式代号GB5185）。5本工程焊接方法的特点：焊接工艺参数、操作方法、焊接顺序及其对焊接质量的影响。6焊接质量保证、缺陷分级（焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级GB/T12469）。7建筑钢结构的焊接质量要求，应符合有关钢结构施工验收规程、规范的要求。8与本工程相适应的焊接材料型号、牌号及使用、保管要求。9焊接常用钢材及本工程使用钢材型号、牌号标志和主要合金成分、力学性能及焊接性能。10焊接设备、装备名称、类别、使用及维护要求。11焊接缺陷分类及定义、形成原因及防止措施的一般知识（金属熔化焊焊缝缺陷分类GB6417）。12焊接热输入与焊接规范参数的换算及热输入对性能影响的一般关系。13焊接应力、变形产生原因、防止措施及热处理的一般知识。4.3 焊工操作技能考试操作技能考试以检验焊工的操作技能为原则，以检验焊工遵循工艺指令能力及完成致密焊缝能力为主。焊接位置示意图如下： 平焊板平放，焊缝轴水平 横焊板立放，焊缝轴水平立焊板竖放，焊缝轴铅直5 焊接用机具、材料选择以及工具房的布置本工程单条焊缝最大长度1.54m（D1400钢柱），钢构件材质为Q345B，板厚最大36mm。施工时，针对本工程特点投入OTC500型号电焊机，并配备少数OTC600型焊机配碳弧气刨枪具有气刨功能。同时准备部分手工焊机进行辅助焊接。5.1 焊接机具手工电弧焊焊机CO2半自动气体保护焊焊机等离子切割机栓钉焊机空压机焊条、焊丝烘箱5.2 主要焊接材料工程钢材材质除锚杆为Q235外，其余均为Q345B，焊接方法为CO2气体保护焊，焊接材料按照下表进行选用：序号品名国家标准参照标准适用范围产地牌号1ER50-6GB/ER50-GAWS-A5.18ER70S-GGMAW厦门鹭光2J507T5117-/E5015AWS-A5.1E5015定位焊厦门/3CHT711GB/T10045-2001E501T-1AWS-A5.18ER70S-GGMAW厦门/4CO2气体HG/T2537GMAW.F.H.V厦门特安5.3 焊接工具房的布置根据本工程结构特点在焊接作业面布置焊接工具房，用于提供电力、堆放焊接机具、焊接材料等。将焊把线从工具房内引出，施焊部位附近只需摆设送丝器即可。最大焊把线长度为60米，完全可满足使用需要焊接工具房为集装箱式，随作业面的迁移用塔吊转移。拟在楼层钢梁上布置2个焊接工具房，东西对称布置，布置位置如下图所示:焊接工具房布置图三 焊接施工工艺1 焊前检查及清理构件到场后由项目验收工段根据深化设计图和建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2001焊缝坡口形状和尺寸进行检查。验收工段检查项目：坡口尺寸、角度、坡口表面平整度、焊缝表面的清洁情况，并填写坡口检查记录表。处理应按照以下原则进行：当采用机械方法加工坡口时，加工表面不应有台阶，如有应采用角向磨光机修磨平整。当采用火焰切割坡口时，切割面不应有缺棱现象，如有：当缺棱为13mm时，应修磨平整；缺棱超过3mm时，采用直径不超过3.2mm的低氢型焊条补焊，并修磨平整，补焊前应对修补部位预热加温50。构件组装完毕，焊缝施焊前由焊接工段质检员按钢结构工程施工质量验收规范（GBJ50205-2001）对构件组装质量进行检查。施焊前，检查焊缝坡口表面及组装质量，清理待焊处表面雨水、氧化皮铁锈及油污，检查坡口处钢材缺陷。如果焊接部位组装质量不符合要求，应修磨取焊合格后方能施焊。根部间隙检查使用钢塞尺、平板尺，检查结果符合下表规定：项目允许偏差（mm）无垫板间隙+3.0 0.0有垫板间隙+3.0-2.0间隙不符合要求的处理措施：坡口组装间隙超过允许偏差规定时，可在坡口单侧或两侧堆焊，修磨平整使其符合要求。外筒钢柱对接接头错边使用平板尺，检查结果应符合下表规定：项目允许偏差（mm）图例对口错边T/10，且不应大于5.0全熔透焊缝接头错边量不符合要求的处理措施：重新对构件进行校正；如果是构件截面规格误差和校正累计误差，在错边较低面进行补焊，补焊的要求按1：4。焊前检查完成后填写自检表格，通知监理焊前检查。检查合格开始焊接工艺评定。本工程采用的钢材Q345B、而且板厚规格多、厚板焊接多，焊接过程中对焊接参数、流程的选定，焊前预热、焊后保温的把握，对焊接变形和层间温度的控制都需要通过焊接工艺试验进行测试，找出合适的焊接参数。1） 焊接工艺评定程序序号焊接工艺评定程序1由技术员根据本工程的设计文件、图纸规定的施工工艺和验收标准，结合工程的结构特点、节点形式等提出工艺评定任务书（焊接方法、试验项目和标准）。2专业技术人审核任务书并拟定焊接工艺评定指导书（焊接工艺规范参数）。3专业技术人将任务书、指导书下发焊接工艺评定责任人，安排组织实施焊接工艺评定。4专业技术人依据相关国家标准规定，监督由本企业熟练焊工施焊试件及试件和试样的检验、测试等工作。5焊接工艺评定责任人负责工艺评定试样的送检工作，并汇总评定检验结果，提出焊接工艺评定报告。6评定报告经专业技术人审核后，正式作为编制指导生产的焊接工艺的可靠依据。7焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态且为项目正式施工使用的设备，试样的选择必须覆盖本工程的全部规格并具有代表性，试件应由持有合格证书技术熟练的焊工施焊。2） 焊接工艺评定试件的选择根据建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）规定，选择板厚25mm进行焊接工艺评定可以覆盖本工程全部规格的适用板厚。分析数据如下表所示。3） 焊接工艺评定参考参数表CO2气体保护半自动焊（平焊）参数参考表 参数位置电弧电压（V）焊接电流（A）焊丝伸出长度层厚(mm)焊条极性气体流量（L/min）焊丝规格层间温度()4040首层2224180200202530357阳4550JM-581.285150中间层252723025020253056阳40表面层2224200230202056阳35送丝速度：5.5mm/S；气体有效保护面积：10002，高空焊接时，加大气体流量，增加保护气柱的抗风挺度。CO2气体保护半自动焊（横、立焊）参数参考表 参数位置电弧电压（V）焊接电流（A） 焊丝伸出长度层厚(mm)焊丝极性气体流量（L/min）层间温度()焊丝型号4040首层22241802002025303567阳5055-ER50-61.2mm中间层252723025020253056阳4550100150面层2225180200202056阳4045100150送丝速度：55.5mm/S；气体有效保护面积：1000mm2CO2气体保护半自动焊的预热参考表钢材牌号接头最厚部件的板厚t（）t2525t40Q345B602 焊接工艺流程钢结构焊接作业流程见下图所示。3 主要焊接方法3.1 定位焊钢结构安装就位校正完成后，正式焊接施工前，应对焊接接头进行定位焊接，焊接时应注意以下事项：序号定位焊注意事项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定位焊尺寸参见定位焊尺寸参考表。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，如最后进行埋弧焊时，弧坑、气孔可不必清除。定位焊尺寸参考表母材厚度( mm )定位焊焊缝长度( mm )焊缝间距( mm )手工焊自动、半自动t 3O40-5050-60300-40020 t 3650-6050-60300-4003.2 钢柱焊接钢柱对接焊接要求两个人同时分段对称焊(3人容易互相造成对光影响，伤害眼睛，导致施工人员效率不高，且焊接过程中温度应力过大，不容易控制。)要求对称、同步、分层、多焊道焊接。 圆管柱对称焊接工程实例 圆管柱焊接示意图3.3 钢梁焊接梁同一支柱节点上的对接焊缝要同时对称施焊；同一支梁两端的对接焊缝不允许同时施焊；H型钢梁的安装顺序为：先进行腹板高强螺栓的连接，再下翼缘焊接，最后进行上翼缘焊接。钢梁焊接示意图3.4 斜撑焊接斜撑为箱型结构，焊接主要为斜立焊、仰焊、横焊；焊接时对左右立焊双人对称焊，再焊下侧仰焊，最后焊接上侧焊缝。4 焊接施工序号焊接施工1厚板焊接：带衬板的焊件全部采用CO2气体保护半自动焊焊接。2全部焊段尽可能保持连续施焊，避免多次熄弧、起弧。穿越安装连接板处工艺孔时必须尽可能将接头送过连接板中心，接头部位均应错开。3同一层道焊缝出现一次或数次停顿需再续焊时，始焊接头需在原熄弧处后至少15mm处起弧，禁止在原熄弧处直接起弧。CO2气体保护焊熄弧时，应待保护气体完全停止供给、焊缝完全冷凝后方能移走焊枪。禁止电弧刚停止燃烧即移走焊枪，使红热熔池暴露在大气中失去CO2气体保护。4打底层：在焊缝起点前方50 mm处的引弧板上引燃电弧，然后运弧进行焊接施工。熄弧时，电弧不允许在接头处熄灭，而是应将电弧引带至超越接头处50mm的熄弧板熄弧，并填满弧坑，运弧采用往复式运弧手法，在两侧稍加停留，避免焊肉与坡口产生夹角，达到平缓过度的要求。5填充层：在进行填充焊接前应清除首层焊道上的凸起部分及引弧造成的多余部分，清除粘连在坡壁上的飞溅物及粉尘，检查坡口边缘有无未熔合及凹陷夹角，如有必须用角向磨光机除去。CO2气体保护焊时，CO2气体流量宜控制在4055（L/min），焊丝外伸长2025mm，焊接速度控制在57mm/s，熔池保持水准状态，运焊手法采用划斜圆方法，填充层焊接面层时，应注意均匀留出1.5mm2mm的深度，便于盖面时能够看清坡口边。6面层焊接：直接关系到该焊缝外观质量是否符合质量检验标准，开始焊接前应对全焊缝进行修补，消除凹凸处，尚未达到合格处应先予以修复，保持该焊缝的连续均匀成型。面层焊缝应在最后一道焊缝焊接时，注意防止边部出现咬边缺陷。7焊接过程中：焊缝的层间温度应始终控制在100150之间，要求焊接过程具有最大的连续性，在施焊过程中出现修补缺陷、清理焊渣所需停焊的情况造成温度下降，则必须进行加热处理，直至达到规定值后方能继续焊接。焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应报告焊接技术负责人，查清原因，订出修补措施后，方可进行处理。8焊后清理与检查：焊后应清除飞溅物与焊渣，清除干净后，用焊缝量规、放大镜对焊缝外观进行检查，不得有凹陷、咬边、气孔、未熔合、裂纹等缺陷，并做好焊后自检记录，自检合格后鉴上操作焊工的编号钢印，钢印应鉴在接头中部距焊缝纵向50mm处，严禁在边沿处鉴印，防止出现裂源。外观质量检查标准应符合GB-50221表4-7-13的I级规定。9焊缝的无损检测：焊件冷至常温24小时后，进行无损检验，检验方式为UT检测，检验标准应符合JGB-11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级方法规定的检验等级并出具探伤报告。4.1 整体框架的焊接顺序焊接按照结构单元安装的先后顺序，先立面再平面，同一结构面内先主杆件，后次杆件的顺序进行，每个结构面焊接形成空间稳定体系后，才能进入下一个结构面的焊接，以提高结构在施工过程中的整体稳定性，减小安装累积误差。由于钢柱分节安装，为消除焊接收缩造成的结构应变，确定焊接顺序时遵循从内向外焊接的原则，让焊缝的收缩变形始终可以自由进行，另钢柱分段处钢梁焊接要求应如下图所示：分断层梁柱焊接需在上层钢柱校正完成后进行4.2 平面框架焊接顺序根据本工程结构特点，焊接时采取整体同时焊接与单根柱对称焊接相结合的方式进行。组织6组2人的方式进行焊接施工。局部对称焊见各杆件焊接顺序示意图。4.3 预热温度的措施预热温度：由于本工程构件板材比较厚，为了使焊道周围的热源分布均匀合理，防止焊接时焊缝层状撕裂，焊前预热措施是必要的。预热的加热区域在焊接坡口两侧，宽度为焊件施焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100。预热区域应在焊接坡口两侧，高度应各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100mm。采用氧气加乙炔火焰加热。当用火焰预热时，测温应在加热停止后进行，并采用专用红外测量仪。焊接预热区域示意图加热措施：采用氧气+乙炔火焰加热器进行加热，并用红外线测温仪器检测。4.4 主要钢构件多层多道焊参数参考表构件名称板厚（mm）焊层焊缝层厚（mm）焊缝层数焊接电流（A）焊接电压（V）气流量(L/min)送丝速度（mm/S）备注钢管柱30首层6711802002224505555.5横焊中间层5642302502527455055.5横焊面层5611802002225404555.5横焊30首层6711802002224455055.5平焊6711802002224505555.5立焊3411101302224455033.5仰焊中间层5642302502527404555.5平焊5642302502527455055.5立焊3451101302224455033.5仰焊面层5612002302224354055.5平焊5611802002225404555.5立焊3411101302224455033.5仰焊5 焊中、焊后检查及缺陷处理措施由项目部质量总监组织技术人员、焊接负责人、焊接工区质检员和焊接班组长对焊接过程进行不定期抽查和监控，检查所施焊部位采用的焊接参数、工艺流程是否与焊接工艺评定的焊接参数和工艺流程相符合，从操作工程进行控制，杜绝质量事故的发生。由焊接负责人、焊接工区质检员和焊接班组长等对焊缝的外观质量和尺寸进行自检，并填写焊缝自检记录表。焊缝外观自检合格后才能对焊缝进行无损探伤检测。1） 焊缝检查流程及相关要求2） 发现缺陷和不合格现象的处理措施发现焊工在操作过程中没有按照焊接工艺评定的相关参数进行施焊、药渣、飞溅、焊瘤的处理措施不当、焊接缺陷的处理方式不规范，对其进行批评教育，有针对性的编制焊接作业指导书，并对全体焊工进行一次技术交底，杜绝类似事件的再次发生。焊缝外观根据建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002的相关标准进行检查，不合格，采用砂轮打磨、气刨补焊等方法对焊缝进行修整。焊缝的无损检测结果要符合下表规定：焊缝质量等级一级二级内部缺陷超声波探伤评定等级检验等级B级B级探伤比例100%20%内部缺陷射线探伤评定等级检验等级AB级AB级探伤比例100%20%经无损检测有质量问题和外观有缺陷的焊缝由业主决定是否需要进行返修。对不合格的焊缝，在超标缺陷的位置，采用碳弧气刨等方法去除后，以与正式焊缝相同的工艺方法进行补焊，其核验标准相同。6 焊接注意事项钢梁焊接必须配置引弧板和引出板，其材质应和被焊母材相同，坡口形式与被焊焊缝相同。其引弧板和引出板长度宜为板厚的2倍且不小于100。厚度应不小于6，焊接完成后，应用火焰切割去除引弧板和引出板并修磨平整，不得用锤击落引弧板和引出板。实施多层焊时应连接施焊，每一焊缝焊接完成后应及时清理焊渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊。在连续焊接过程中应控制焊接区母材温度，使层间温度的上、下限符合工艺文件要求。遇有中断施焊的情况应采取适当的后热、保温措施，再次焊接时重新预热湿度应高于初始预热温度。严禁在焊缝以外的母材上打火、引弧或装焊夹具。连续施焊时，确保焊缝一次性完成。由于大量的组合焊缝施焊时间，大大的超过作业人员的单班工作时间，对于此类焊缝应采取轮流施焊方式进行，即人停机不停的方式，直到组合焊缝全部焊接完成。焊后清理及外观检查，仔细清除焊缝表面飞溅、焊渣。焊缝表面不得有咬边、气孔、焊瘤、裂纹、未焊透等缺陷和焊缝表面存在几何尺寸不足现象。不得因切割临时连接板、引弧板、引出板、垫板伤及母材，不得在母材上留有擦头处及弧坑，并做好各项工完场清工作。四 焊接施工措施1 钢梁焊接措施1.1 钢梁焊接作业接火盆1） 接火盆大样1.5厚的铁皮铁皮和8直径的钢筋点焊一起1.2 钢梁焊接中的接火措施钢梁焊接作业时，将接火盆（内铺石棉布）挂在钢梁下方，如图所示。钢梁焊接附近配备灭火器。1.3 焊接作业平台先将挂件置于钢梁上，根据钢梁宽度将吊篮挂于挂件相应部位吊篮挂件2 钢柱焊接措施在钢柱对接焊接处搭设操作架，操作架结构形式如下：操作架俯视图 操作架侧视图钢柱操作架效果图3 焊接防火措施钢柱焊接防护棚。在焊接前，在操作平台上搭设防风棚，操作平台用模板密封，并用石棉布铺于钢管周围，防止焊接火花点燃模板。焊接防风棚实体照片如下： 4 焊接安全注意事项详见本工程钢结构施工安全专项方案；1、操作平台及爬梯验收合格后方可上人；2、施工人员在操作平台上施工必须戴安全带、安全帽；3、钢柱焊接时，下方铺设石棉布，操作架必须放置一灭火器;4、一个节点或双直管段钢柱操作平台严禁超过6人，设备、材料不能超过150kg；施工人员严禁集中站在同一边，必须靠柱边行走及操作；设备材料分散靠柱边堆放。5、大风大雨时，操作平台上人员撤离。6、在负5、负3层焊接时必须保证良好通风设备和抽水设备，明确焊接人员在下面施焊时间不宜过长、必须间隔1小时上来休息换人。