焊接球节点网架焊接专项方案.doc

中航通用飞机有限责任公司205总装厂房

网
架
焊
接
专
项
方
案

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9

一、工程概况
本工程为205号总装厂房主厂房屋面网架的安装。主厂房平面尺寸180m×111m，跨度54m+57m（两个区域）；区域一（54m跨，A轴线～B轴线）下弦标高18m，区域二（57m跨，B轴线～C轴线）下弦标高12m。
屋盖采用单层正放四角锥网架结构，焊接球节点，下弦周边支撑。支承系统为钢筋混凝土柱加柱间支撑系统，区域一和区域二在两侧分别为A轴线和C轴线上的混凝土框架柱支撑， B轴线混凝土框架柱为两个区域共用。结构A、B、C轴线框架柱柱距为12m。主厂房屋盖设有多台10t、3t多支点悬挂吊车。
屋面网架安装区域为横向180m，纵向为111m，结构安装高度最高达22m。结构自重较大，且杆件众多。
建设地点：珠海机场西
二、焊接材料要求
（1）钢网架安装的钢材、连接材料、焊条、焊丝、焊剂等，应符合设计的要求，并应有出厂合格证。
（2）钢网架安装用的空心焊接球、加肋焊接球、半成品小拼单元、杆件，以及橡胶支座等半成品，应符合设计要求及相应的国家标准的规定。

三、网架焊接操作工艺
该工程焊接以全位置焊缝为主，部分接头存在俯焊，竖焊和仰焊相结合，根据我们单位多年来对网架施工经验，决定采用手工电弧焊封底和盖面。
采用上述焊接工艺的目的是由于手工电弧焊,在高空作业方便灵活。

焊接工艺流程图

1、焊接机具
手工电弧焊机，磨光机，焊条烘箱，碳弧气刨。
2、焊接材料
焊条：E5016，直径ø3.2mm～ø4.0mm;
3、网架上下弦管对接焊接工艺
（1）网架上下弦及腹杆材质为Q345B钢材，焊接方式为手工电弧焊，上下弦杆对接及网架杆件与焊接球焊接是该工程焊接的重点，必须从焊前清理、组对、校正复验、预留焊接收缩量、定位焊、焊前防护、焊前清理、焊前预热、焊接、焊后处理与无损检测等工序严格控制，才能确保焊接质量全面达标。
（2）具体方法如下述
1)清理、组对
组对前用卡具对钢管同心度、圆率、纵向曲度认真复查核对，确认合格后，采用锉刀和砂布将坡口处管内外壁处仔细磨去锈蚀及污物。组对时不得在接近坡口处管壁上点焊夹具或硬性敲打，以防四周出现凹凸不平圆弧不顺滑。
2)校正复检、预留焊接收缩量
根据管径大小，壁厚预留焊接收缩量，校正后固定，确保整个网架系统的几何尺寸不因焊接收缩而引起改变。
3)定位焊
定位焊对管口的焊接质量有直接影响，本工程网架的对接焊时采用对称点焊接方式，可避免焊接产生的收缩变形不均的问题发生。先对称的在管周圈进行3-4处定位点焊，确保钢管与焊接球位置定位准确，并在后续焊接时不至于发生偏差。
4)焊前防护
网架上下弦杆件接头处焊前搭设平台或吊篮，焊接作业平台或吊篮距离管的高度为应适合工人进行焊接操作，操作面宽度应能满足工人操作需求，如果是木跳板则其上要采取相应措施防止火灾发生，焊接位置用彩条布密闭围护，以免作业时有风雨侵扰。跳板搭设要稳定牢固，确保焊接作业人员具有良好的作业环境。
5)焊前清理
正式焊接前将定位置，对接口处的焊渣、飞溅雾状附着物、油污、灰尘等认真清涂。
6)焊前预热
当环境温度低于+10℃且空气湿度大于80%时，采用氧、乙炔中性焰对焊口进行加热除湿处理，使对接口两侧100ｍｍ范围温度均匀大100℃左右。
7)焊接
上弦杆的对接焊采用左右两焊口同时施焊的方式，操作者采用外侧起弧逐渐移动到内侧施焊，每层焊缝均按此顺序实施,直至节点焊接完毕。
8)焊后清理与外观检查
认真除去焊道上飞溅、焊瘤、咬边、气孔、夹渣未溶合、裂纹等缺陷，对于角焊缝，焊脚尺寸应符合设计要求。
9)无损检测与缺陷返修
用角向磨光机作UT检验前清理，注意不得出现深刻磨痕，经UT检验焊缝符合规范及设计要求，方允许拆除防护措施。探伤不合格的焊缝采用碳弧气刨对缺陷部分进行刨除，并用角向磨光机打磨清除渗碳及熔渣，确认缺陷清除后，采用与正式焊接相同的工艺进行补缝，24h后进行UT复探，并出具返修复探伤记录，同一部位返修次数不得超过2次。
四、网架焊接工艺顺序
1、总体焊接顺序
如下图所示：中心区四棱锥体先行焊接后开始扩散拼装，待拼装完第三格下弦后开始焊接第二格下弦，然后依次为：第二格下弦、第二格上弦、第三格下弦。焊接与拼装速度应基本协调一致。

焊接顺序示意图
2、 单个球节点的焊接工艺
（1）定位焊
构件就位后先点焊固定，定位焊采用￠3.2焊条，如下图所示，定位焊一般为3～4处，定位焊位置沿钢管圆周均匀分布，定位焊前应检查管端是否完全吻合，坡口两侧是否有油污杂质，应清理干净后方可点焊，定位焊缝必须焊透，长度一般为30mm左右，根据管径大小而定，定位焊缝不宜过厚。

球－杆定位焊方法示意图
（2）成型焊缝焊接顺序
每个节点的焊接顺序如下图所示，先焊弦杆、后焊腹杆，球节点上全部焊缝第一遍打底焊采用￠3.2焊条，全部焊完后进行各焊缝的成型焊接，成型焊接根据壁厚采用￠3.2或￠4.0进行焊接。以防止焊接应力集中，使网架产生变形。不允许在同一条焊缝中一半成型后再焊另一半的打底焊。

单个焊接球节点各焊缝的焊接顺序
（3）成型焊缝焊接工艺
如下图所示，环形焊缝是以钢管的垂直中心将环形焊口分成对称的两个半圆形焊口，按照仰一立一平的焊接顺序，各进行仰一立一平焊，在仰焊及平焊处形成两个接头，此方法能保证铁水与熔渣很好地分离，熔深也比较容易控制。

球－弦杆对接焊缝焊接方法
为了防止仰焊与平焊部位出现焊接缺陷，焊接前一半时，仰焊位置起点及平焊位置的焊点必须超过管子的半周，超越中心线5～15mm，当焊条至定位焊焊缝接头处时，应减慢焊条前移速度，使接头部分能充分熔透，当运条至平焊部位时(即超过中心线)，必须填满弧坑后才能熄弧。
在焊后一半时，运条方法基本与前一半相同，但运条至仰焊及平焊接头处时必须多加注意，仰焊接头处由于起焊时容易产生气孔、未焊透等缺陷，故接头时应把起焊处的原焊缝用电弧割去一部分(约10mm长)，这样既割除了可能有缺陷的焊缝，而且形成的缓坡形割槽也便于接头。
从割槽的后端开始焊接，运条至接头中心时，不允许立即灭弧，必须将焊条向上顶一下，以打穿末熔化的根部，使接头完全熔合。平焊接头处焊接时，选用适中的电流强度，当运条至稍斜立焊位置时，焊条前倾，保持顶弧焊并稍作横向摆动，在距离接头处3、5mm而将封闭时，绝不可立即灭弧，需把焊条向里稍为压一下，此时可以听到电弧打穿根部而产生响声，并且在接头处来回摆动，以延长停留时间，从而保证充分的熔合。熄弧之前，必须填满弧坑，随后将电弧引至坡口一侧熄弧。第二遍三遍的运条方法基本相同，主要是在接头处搭焊相垒10～15mm使接头处平缓过渡保证焊缝尺寸。
（4）焊接要求：
1）焊工在施焊前应清理焊接部位的油污杂质，检查定位焊缝有无缺陷，如有缺陷应先清理后方可施焊。
2)第一遍打底焊完后，要认真清渣，检查有无焊接缺陷，确认无误后方可开始第二遍的焊接。
3） 焊条在施焊前应进行烘焙，烘焙温度在350～400℃之间，烘焙时间一般为两小时，下班时剩余焊条必须收回，进行恒温烘焙。
4） 焊接时当杆件壁厚大于4mm时，焊接厚度为壁厚的1.2倍。该工程的部分杆件壁厚均较大，整条焊缝应为3-4遍成型。第一遍为打底焊，必须焊透，不允许有夹渣、气孔、裂纹等缺陷。经认真清理检查合格后，进行第二遍焊接。以后各遍程序相同，最后一遍为成型焊接。成型后的焊缝要求表面平整，宽度、焊波均匀，无夹渣、气孔、焊瘤、咬肉等缺陷，并符合一级或二级焊缝的规定，完成后的焊缝周围的熔渣和金属飞溅物应及时清理。
3、焊接质量检验
质量检验员应对所有焊缝进行100％的外观检查，并作好记录。严禁有漏焊、裂纹、咬肉等缺陷。按规范和设计要求对焊缝进行超声波探伤跟踪检测无损检测应在焊缝焊后24小时后进行。对内部有超标缺陷的焊缝必须进行返修。同一条焊缝只允许有两次返修，返修后的焊缝必须进行复测，无误后方可视为合格。作好探伤检测记录，提供探伤报告。
4、不合格焊缝的处理
焊接完成后，及时进行焊缝超声波探伤，标明不合格焊缝的位置及区域，由专人进行返修，返修操作工为高级焊工。
不合格焊缝返修措施：
不合格焊缝先采用碳弧气刨将不合格位置去除，去除深度由专业探伤人员指导，当剩余焊缝检验合格后，清除杂质，进行补焊。
若经过返修二次的焊缝仍为不合格焊缝，必需对该条焊缝进行加固处理，具体方法为将钢管沿长度方向切割开四条长150mm，宽20mm的条形切口，并开剖口，塞入20mm厚钢板，将钢板与钢管壁及钢管与焊接球的焊缝按照该节点设计要求焊接成型，这样可以增加焊缝长度，提高该节点的受力性能。(如下图所示)。

对二次不合格焊缝的返修处理

五、钢结构焊接工程质量控制程序
焊条、焊剂准备，出具合格证

焊条烘焙

焊接机具、焊接检验工具准备

焊工考试合格

首次施焊的钢种和焊接材料，进行焊接工艺和力学性能试验

厚度大于34mm的普通碳素钢和厚度大于80mm的低合金钢要预热
和下道工序处理交接手续

焊条合格证及烘焙记录

焊缝质量检验记录

焊接试验记录

自检记录
质量评定记录
焊接记录
不合格的处理（返工）
禁止在焊缝区外的母材中打火引弧
注意焊缝长度.厚度及质量缺陷
准备工作
学习操作规程和质量标准
熟悉图纸和技术资料
书面交底
操作人员参加
复查安装质量和焊缝区处理情况
办理上道工序交接检查
中间抽查
自 检
清除熔渣及金属飞测物
在焊缝附近打上钢印代号
清理现场，文明施工
技术交底
焊 接
质量评定
资料整理
执行验评标准