某钢结构项目工艺创优方案.doc

某钢构项目工艺创优方案

一、钢柱与外伸隔板的焊接
本工程钢柱壁板厚度较厚，外伸隔板厚度也比较厚，焊接时隔板容易发生层状撕裂，通过本工艺的制定和实施，成功的解决了这一问题。
1．工程材料、焊材规定：
（1）本工程钢构件及钢板均采用Q345B，其力学性能和化学分析应符合《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-94）的要求；
（2）设计或工艺特殊要求外，板厚≥40mm时要求Z向性能,板厚方向端面收缩率不小于国标《厚度方向性能》（GB5313-85）中Z15级规定的容许值。钢板厚度大于50mm时，应进行超声波分层检测检测板内有无分层存在，按压力容器试板超声波探伤检测规定，边缘及每隔200mm为探伤一线；
（3）焊接材料（见表一）：
表一 焊接材料的选择
钢材牌号
手工焊焊条
气体保护焊
埋弧焊
电渣焊
焊丝
焊剂
焊丝
焊剂
Q345
E5003
ER50－6
H08MnA
SJ101、SJ301
ER50－6
JF－6
焊条、焊剂须按说明书要求进行烘焙，回收利用要求必须重新进行烘焙；
3.坡口形式，
为了减少焊接填充量，减少焊接应力，又要保证有足够的空间进行施焊，焊接时选用表二所示的坡口进行焊接。
表二 外伸隔板与柱的坡口
序号
坡口形状示意图
坡口尺寸
使用部位
1

b=6mm
α=35°
H = t2
钢柱与外伸隔板之间

4.衬条装配
a．钢板壁厚较厚，衬条需要单独加工，用30mm的钢板切割下料10mm宽；
b．装配前衬条的焊接面上的氧化层应打磨干净，露出金属光泽；
c．衬条装配时要和柱壁板贴紧，间隙不能超过1mm，如右图1所示；
图1 衬条的装配
d．对于间隙超过1mm的区域，焊前应认真补焊；
e. 点焊要求：点焊长度40mm~50mm，点焊间距200mm~300mm，焊角高度5~6mm；焊缝外观应光滑无气孔、夹渣、裂纹等缺陷；
4.构件的组装要求
a.箱型柱的对接应在水平平台上进行，为了防止焊接时变形，需加放临时加固板，其厚度应不小于20mm，具体加固板尺寸形状如图3所示。临时加固板的加放如图4所示。

图2对接装配加固板

b.对于箱型柱组立和盖板时由于加放临时支撑的焊点，组立后应立即补焊打磨，临时支撑的去除应采用气割或气刨的方法，严禁大锤击落；
5.焊接要点
焊前预热
钢柱外伸隔板与柱以及钢柱与柱底板之间的焊缝，焊前一定要进行预热，预热温度按表三规定的温度进行，预热区域在焊缝周围75mm的范围；
多层多道焊焊接
图4 多层多道焊道次示意图

焊接时一定要采用多层多道焊进行焊接，一次焊道的厚度不超过5mm。宽度不超过16mm，严禁一次焊接的焊缝宽度超过20mm，焊接道次如上图4所示；
层间温度的控制
由于焊缝长度较短，焊接时应严格控制层间温度，层间温度T要大于预热温度小于250℃；
焊接参数
为了防止外伸隔板的层状撕裂，焊接时要尽可能采用小规范参数进行焊接，具体焊接工艺参数按下表八执行，其中打底和填充采用CO2保护焊焊接，盖面采用混合气体保护焊焊接（80%Ar+20%CO2）；
表三 外伸隔板与柱、柱底板与柱焊接工艺参数
焊接道次
焊接方法
焊接
材料
电流（A）
电压（V）
焊接速度（cm/min）
气体流量（L/min）
焊接位置
打底
CO2保护焊
ER50-6
φ1.2
240~280
28~30
25~35
15
平焊
填充
280~310
28~32
25~35
15
平焊
盖面
混合气体保护80%Ar+20%CO2
ER50-6
φ1.2
250∽310
29∽33
25~35
15
平焊
焊接次序，多次翻身
构件焊接时首先要对同一节点区域的焊缝打底焊，打底焊的厚度10mm左右；之后再进行填充焊，填充焊时每焊接20mm就翻身一次，且要对称焊接，隔板两侧的焊缝要对称焊
接，同一柱两侧的焊缝也要对称施焊。如下图5所示，先焊接焊缝至h=20mm深度，再焊接焊缝至20mm深度，然后翻身再焊接焊缝至20mm深度，再焊接焊缝至20mm深，然后翻身焊接焊缝，以此类推进行焊接；
焊角高度，对于开坡口的全熔透焊缝，焊缝的焊角高度hf=t/4,且≤10mm，hf如下图6所示；
角部焊缝的处理，由于端部容易形成缺陷，焊缝焊接完成后，对角部30mm的焊缝气刨后重新焊接，重新焊的焊缝应采用绕焊，圆弧过渡；

图5对称焊接示意图 图6 焊角高度示意图
焊工要求，参与本工程柱主焊缝、外伸隔板与柱和柱与柱底板焊接的焊工，一定要有相应焊接方法的资质具有一定厚板的焊接经验；
焊接完毕后对外伸隔板伸出段50%UT检测，以确定是否有层状撕裂发生。
通过以上工艺的控制，本工程焊接外伸隔板的合格率达到98%以上。
二、巨型柱腹板变形的控制
本工程巨型柱由于翼缘板厚度大于腹板厚度，在二节柱中调整了翼缘与腹板的位置，焊缝填充量增加，导致了焊接时腹板容易出现波浪变形，最大的变形达到了25mm；

制作时采用了下面的工艺进行了控制：
1.柱本体的组立
该类钢柱截面较大，而钢柱内几乎没有固定隔板，为了减少构件的变形，制作时每3米或每一段钢柱两端各加放了一道工艺隔板，
2.焊接变形控制
a.为了减少焊接变形，焊接时工艺上采用了气体保护焊打底、单丝埋弧焊填充、盖面的工艺；
b.焊接时，埋弧焊采用对称焊接，每焊接20mm后，就翻身一次；
3.焊后校正
考虑到本焊接变形是由于焊缝两侧加热不均匀引起的，火焰校正时需要从焊缝背面进行加热，如下图所示：
火焰加热位置
火焰加热位置

经过火焰校正构件腹板的波浪变形已经控制在2mm以内，满足验收标准的要求。