箱型柱加工工艺.doc

江苏赛鼎重工有限公司

浙江嘉化能源化工钢结构工程
箱型柱施工工艺

编 号： SD-003
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浙江嘉化能源化工箱形柱施工工艺
1．施工概况
浙江嘉化能源箱形柱截面规格囗500*30*13185mm，材质为Q345B。该箱形柱是由四块板组成的方形承重构件，本工程加工的钢箱柱共13支，计103吨。
2．施工方法
采用分部件组装、分部件焊接（即边装边焊的装配-焊接顺序）来控制焊接变形。
3．主控工序
该方形构件内设加筋隔板，焊接熔敷金属量大，隔板处需采用电渣焊（SES），该处电渣焊作为一个重点工序，在制作过程中应加以重视。
4、箱形柱的生产流程（见附页）
4．1钢材检验
4.1.1钢材应附有合格的《钢板质量证明书》，证明书中各项内容应符合设计文件及国家标准的要求。
4.1.2钢板钢号及规格与要求相符。
4.1.3钢板表面不允许有裂缝、结疤、折叠、麻纹、气泡和夹渣。
4．2钢板下料拼接
4.2.1根据本工程构件的加工情况，选择在长度方向上进行拼接。拼接处不应在高强螺栓连接范围。
4.2.2拼接时，根据板厚选择所开坡口形式为V型坡口，所留间隙为0-6mm。
4.2.3拼板焊接
4.2.3.1焊接准备：清除对接焊缝两侧50mm以内及焊丝表面的油污、锈迹。焊缝两端装焊引出弧板，引出弧板的材质和坡口形式应与被焊工件相同。由于材质为Q345B选用SJ101焊剂，该烧结焊剂在使用前必须经250-350ºC（1-2h）的烘干。
4.2.3.2焊接方法及设备
拼板焊接采用埋弧自动焊，直流弧焊机（MZ-1000）
4.2.3.3焊接工艺参数（见表1-1）
对接板焊接工艺参数 （表1-1）
板厚
坡口形式
道次
焊接方法
焊丝或焊丝
电流
（A）
电压
（V）
速度
m/h
牌号
Φ
18
V型
正
埋弧
H08MnA
4
820-850
35-37
26
反
埋弧
H08MnA
4
840-880
36-37
24
25
V型
正
埋弧
H08MnA
4
850-900
36-38
32
反
埋弧
H08MnA
4
900-940
37-39
22
30
V型
正
埋弧
H08MnA
4
850-900
36-37
34
反
埋弧
H08MnA
4
900-950
37-38
23
注：背面用圆形碳棒进行清根，清根至露出金属光泽，刨槽表面不应残留夹碳夹渣。最后用角向砂轮把刨槽打磨干净，方可进行焊接。

4.2.3.4焊缝检验
焊接完毕后，检查焊缝表面成型。焊缝尺寸应均匀一致，焊波光滑美观。表面无气孔、咬边等缺陷。检查引熄弧部位的处理情况是否按照工艺要求，焊接完成后用气割割除引熄弧板并用磨光机打磨平整。
4．3划线
根据图纸在板料上画出切割位置，标注出构件的尺寸和名称。
4．4下料切割
4.4.1小件下料用半自动气割机，长条整板或拼接板用数控直条切割。在该箱体下料过程中，隔板采用数切气割，根据试焊结果，得出隔板在下料时应留出3-4mm的焊接收缩余量。腹板和翼板每米焊缝横向收缩量为2-3mm；纵向收缩量为
1.5-2mm。垫板和箱体工艺板采用扁铁型材，翼板和腹板采用数控切割。气割时的允许偏差：长度应留出20-30mm切割余量，宽度允许偏差±1.5mm。腹板和翼板切割时由于受热产生变形，宜采取两侧同时切割，这样切割使两侧受热均匀，保证了两块板平行对接时的间隙均匀，焊接质量得以保证。
4.4.2切割尺寸不准超出允许偏差，允许偏差在2mm以内。切割后边缘的氧化渣应清除干净。
4．5矫正
切割翼缘板和腹板的矫直，宜采用物理冷矫，不建议锤击矫平。不直度，总长允许偏差2mm，局部允许偏差3mm。
4．6坡口切割
根据图纸要求对箱形柱腹板开30º、35º单边V形坡口，间隙7mm。用半自动切割机切割坡口，16mm-40mm坡口图示见工艺附图1-a

4．7小件的组合隔板安装永久衬垫。
4.7.1隔板和衬板或垫板必须组装密贴，间隙<0.5mm，防止电渣焊漏渣。该箱形柱隔板T3电渣焊垫板厚度为20-28mm，宽度为50mm，长度为柱截面高度尺寸。图示见工艺附图1-b

4.7.2为保证组装紧密，隔板四周及衬垫两侧可采用铣削加工（铣削余量为每边2-3mm，表面粗糟度Ra值小于6.3μm）
4．8腹板划线安装垫板
在腹板两侧画线定位点焊垫板，垫板厚度为6mm，宽度为30mm，长度同腹板长。由于腹板材质为Q345B，点焊焊条选用E50XX型。该型号焊条在使用前须经350-400ºC的烘干。安装垫板采用定位点焊，焊缝长度不小于25mm，点固高度不宜超过设计焊缝高度的2/3，间距宜为300-400mm。
4．9内隔板及口型结构组合
4.9.1内隔板和下翼板的组装，依据图纸在下翼板上划出安装线，按线组装内隔板。使其与下翼板成直角，组装间距满足图纸要求后点焊牢固。见工艺附图1-c

4.9.2内隔板和两腹板及下翼板的组装，在腹板上划出隔板定位线，按线与内隔板组装，组装时须设临时支撑隔板。隔板和翼缘板、腹板组装间隙≤0.5mm。见附图1-d

4．10内隔板及翼腹板的焊接
隔板和两侧腹板及下翼板应采用CO2气体保护焊，焊丝选用ER50-6，焊丝直径（Φ）为1.2mm，焊丝伸出长度保持在15-20mm，焊接气体为氩气和CO2气体，气体纯度不得低于99.5%。见附图1-e

4.10.1焊接工艺参数的选择（表1-2）
内隔板及翼腹板的焊接工艺参数 （表1-2）
板厚
接头形式
焊序
焊接方法
焊条或焊丝
电流
（A）
电压
（V）
速度
（cm/min）
牌号
Φ
16、30
16、30
平角接
平角接
正面
CO2 焊
ER50-6
1.2
230-250
22-24
28
反面
CO2 焊
ER50-6
1.2
250-280
24-28
30
14、30
平角接
正面
CO2 焊
ER50-6
1.2
200-240
20-23
20
反面
CO2 焊
ER50-6
1.2
240-260
22-26
23
14、30
平角接
正面
CO2 焊
ER50-6
1.2
220-250
21-23
24
反面
CO2 焊
ER50-6
1.2
240-270
22-26
26
22、30
平角接
正面
CO2 焊
ER50-6
1.2
260-280
26-27
31
反面
CO2 焊
ER50-6
1.2
280-300
27-30
33
20、30
平角接
正面
CO2 焊
ER50-6
1.2
250-280
26-28
31
反面
CO2 焊
ER50-6
1.2
260-300
27-30
32
25、30
平角接
正面
CO2 焊
ER50-6
1.2
280-300
27-30
32
反面
CO2 焊
ER50-6
1.2
300-310
29-30
34
18、30
平角接
正面
CO2 焊
ER50-6
1.2
240-260
23-25
29
反面
CO2 焊
ER50-6
1.2
250-290
25-28
30
4.10.2焊接检验，焊缝外表尺寸均匀、无焊瘤、咬边等缺陷。内部经UT检测要求达到全熔透，合格后方可盖上翼板。
4．11口型结构组合
经检验合适，下道工序安装上翼板组装成口型结构。安装时保证其平直度和垂直度符合规范要求。最后定位点焊牢固。见工艺附图1-f

4．12电渣焊及焊接清理
4.12.1电渣焊前割∏型槽或钻孔。∏型槽为正方形，尺寸为14x14；如采用钻孔则孔径尺寸为Φ14。
4.12.2根据图纸内隔板的厚度及翼板厚度。采用Φ8mm、Φ10mm、Φ12mm的管状熔嘴；ER50-6，Φ1.2-2.0mm的焊丝；H08MnA，Φ3.2mm配HJ431焊剂或选用专用焊剂HJ360；以钢丸或机加工铁屑为引弧剂。引弧和收弧装置采用铜材车制。
4.12.3安装管状熔嘴并调整对中，熔嘴下端距引弧板底面距离为15-25mm。
4.12.4焊接工艺参数选择（见表1-3）
内隔板电渣焊工艺参数的选择（表1-3）
板厚
（mm）
熔嘴数量（根）
熔嘴外径
衬板
焊丝φ
（mm）
电流
（A）
电压
（V）
速度
（cm/min）
厚（mm）
宽（mm）
30
1
10、12
20
50
1.2、2.0
320-400
32-40
1.5-2.7
30
1
10、12
22
50
1.2、2.0
340-420
32-40
1.5-2.4
30
1
10、12
25
50
1.2、2.0
350-450
32-40
1.5-2.1

（1） 电渣焊焊接完毕后冷却24小时再对焊缝进行超生波探伤，焊缝达到全熔透的要求。
（2） 焊接清理用气割切除电渣焊（SES）焊后熄弧物并用磨光机打磨焊缝，打磨至焊缝表面与两侧焊缝平齐，打磨后焊缝表面应光滑、美观。
4．13四条纵焊缝焊接
焊接箱形柱四条纵焊缝，易产生焊接变形，在施焊中四条纵向主角焊缝必须严格遵守同向、同步、同规范施焊，并不得焊接中途间断，以免焊后产生扭曲。如果设备发生故障，焊接中断再施焊时一定要把停弧处用碳弧气刨刨出金属沟槽后再继续施焊。见工艺附图1-g

4.13.1焊接方法及设备
宜采用埋弧自动焊。焊接设备为龙门式自动焊接机。
4.13.2焊前准备
清除焊缝区域的氧化渣、油污、锈迹。选用H08MnA的焊丝，φ3.2-4mm，配SJ101焊剂。焊剂焊前经250-350ºC（2h）的烘干。焊缝两端装焊引出弧板，引出弧板的材质和坡口形式应与被焊工件相同。
4.13.3焊接工艺参数选择（见表1-4）
箱形柱四条纵焊缝焊接工艺参数（表1-4）
板厚
（mm）
焊层
焊接
方法
电流
（A）
电压
（V）
速度（m/min）
单丝
（L）
双丝
（L、S）
电源极性
直流
交流
30
打底
CO2焊
280-300
26-28
36

二层
埋焊
440-500
28-30
27-31
L

直流

三层
埋焊
440-500
28-30
27-31
L

直流

四层
埋焊
500-550
30-35
25-28
L

600-650
35-38

五层
埋焊
500-600
34-38
24-26

L

600-650
35-38

S

牛腿与柱全熔透焊，牛腿腹板开设R孔30mm,R孔不封。

4.13.4焊接检验
焊接完毕后，焊缝表面焊波应均匀、无气孔、夹渣、咬边等缺陷。焊缝冷却24小时后内部用UT检测达到全熔透。
4．14焊接变形矫正
箱形柱焊接后产生的各种变形如（侧弯）采用火焰加热矫正，加热温度为600-800ºC，加热方式为线状加热和三角形加热。加热时应注意，同一部位加热矫正不得超过两次，火烤后应采用自然冷却，不得用冷水浇，矫正至去除变形为止。
4．15端部精加工
箱型柱的端部采用磨（铣）平。磨或铣的余量为2mm，表面粗糙度小于6.3μm。
4．16喷砂除锈2.5级
4．17喷涂
喷料、涂装遍数，涂层厚度均应符合图纸设计要求，所使用油漆严格按照油漆说明书正确调配，构件表面经喷砂，除锈后尽快进行喷漆，其间隔时间不可超过12小时，该工程仅做环氧富锌漆，漆膜厚度为70um,材料均由海门远威提供，暂定油漆数量400kg.

附：箱形柱的生产工艺流程
划线
钢板下料拼接
审图
钢板检验

小件的组合隔板安装永久衬垫（两侧精加工）
UT
下料切割
矫正
坡口切割

内隔板及翼腹板的焊接

内隔板及口型结构组合
腹板划线安装垫板

UT UT
四条纵焊缝焊接
电渣焊及焊接清理
口型结构组合

喷漆
喷砂除锈
端部精加工
焊接变形矫正

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