钢结构加工工艺钢管柱.docx

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钢结构加工工艺钢管柱

武咸城际铁路咸宁南站

站台钢结构

加

工

工

艺

XXXXXXXXXX

2013年3月

武咸城际铁路XXXX

钢结构加工工艺

1加工顺序

根据施工顺序，先加工钢管柱，再加工钢梁，后加工联系杆、水平支撑、拉条、隅撑，最后加工附件等。

2加工过程

2.1主要过程

原材料进厂→检验检测→板材型材下料→胎具制作、调整→厂内材料运输→构件定位、点拼→焊接作业→焊缝探伤、处理→抛丸除锈→厂内运输、存放→喷涂防腐漆→整体检验→构件编号、包装、标示→批次运输至安装现场

2.2过程简介

a原材料进厂：

根据图纸要求、材料计划采购所需板材、型材、标准件、油漆等；

b检验检测：

由检验人员检验材质、板厚等合格后材料进仓入库，将材料卸至加工设备处；

c板材型材下料：

通过剪板机、数控切割机、半自动切割机等按照图纸尺寸要求进行下料，并采取防弯曲措施；

d胎具制作、调整：

制定满足尺寸、定位等加工要求的胎具，经过试验，调整后投入使用；

e厂内材料运输：

将已下料的满足尺寸要求的型材、板材运输至下一工序操作地点，放置在平台后进行相关操作；

f构件定位、点拼：

平台平整度等调整至允许误差范围后，使用胎具、组立机等将构件定位后进行点拼；

g焊接作业：

根据结构类型，将点拼完成后的构件运输至自动埋弧焊机处进自动焊接，或者气体保护焊接、手工电弧焊等；

h焊缝探伤、处理：

按照探伤要求，进行超声波探伤，并形成探伤书面记录；

i抛丸除锈：

以上工序完成后，将各构件运输至抛丸机，进行抛丸处理；

j厂内运输、存放：

将已完成的构件，运离生产线，安放在喷漆房处等待喷涂防腐漆；

k喷涂防腐漆：

先喷涂底漆2道，在漆膜干后喷涂中间漆2道；

l整体检验：

包括油漆厚度、控制尺寸、螺栓面保护等；

m构件编号：

按照生产加工图要求，进行编号、标示，方便现场安装、检测；

n运输至现场：

根据现场进度及安装顺序，将构件运输至现场安装，汽车长度须在13米以上；

3下料要求

3.1垂直度标准

切割方法

材料厚度（mm）

垂直度允差（mm）

机

器

切

割

20～30

<1.5

31～40

<2

41～50

<2.5

51～60

<3

手

工

切

割

20～30

<2

31～40

<2.5

41～50

<3

51～60

<3.5

表格31板料垂直度公差要求

3.2加工余量

板厚

气割件（长mm×宽mm）

<150×15

150×15～300×300

300×300～500×500

10

6+3

8±2

10±2.5

20

7

+2

9±2

11±2.5

-1

25

8±2

10±2

12±3

30

8±2

10±2

12±3

40

9±2

11±2.5

12±3

50

10±2

12±2.5

12±3

表格32气割件待加工余量

3.3质量标准

项目

允许偏差（mm）

零件宽度、长度

±1.0

加工边直线度

L/3000，且不应大于2.0

相邻两边夹角

±6'

加工面垂直度

0.025t,且不应大于0.5

加工面表面粗糙度

表格33边缘加工质量要求

a气割件切割，必须与母体金属（材料）分离，残渣及粘附物必须清除干净；

b半自动切割轨道放置与划线间距要求等距至少检查三点。

切割过程中要不断检查轨道的尺寸，发现轨道偏移应及时调整。

并对超差部位进行修理；

c所有构件的坡口均采用半自动切割、坡口机切割,不处人工修整；箱形柱腹板坡口切割时应采用对称切割以防止变形；

d切割坡口时，切割人员必须用坡口样板经常检查坡口的大小和坡口的钝边，发现超差应立即停止切割，调整合适后才能继续切割；

e气割用的枪嘴头应经常清理，保证切割气流的畅通；

4接料及点拼

4.1一般要求

a翼缘板只允许长度拼接；

b翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不应小于200mm；

c翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽；

d腹板拼接宽度不应小于300mm，长度不应小于600mm；

e在制作过程接料焊缝及现场拼接节点焊缝不允许在一个截面内；

f拼接缝应错开200mm以上，节点板边200mm以内禁止有接缝；

g连接表面及沿焊缝每边30~50mm范围内铁锈、毛刺、油污必须清除干净；

4.2拼接偏差

a点拼时应有适当的工具和设备、胎架，以保证有足够精度。

精度要求如下：

项目

允许偏差mm

对角线差

±1.0

宽度、长度

±0.5

孔距

±0.5

表格41点拼允许偏差

b如有隐蔽部位，应经质控人员检查认可签发隐蔽部位验收记录，方可封闭；

c铆接或高强度螺栓连接组装前的迭板应夹紧；

d用0.3mm的塞尺检查，塞入深度不得大于20mm；

e接头接缝两边各100mm范围内，其间隙不得大于0.3mm；

4.3接料参数

采用埋弧自动焊。

所有要求熔透的焊缝正面焊后，反面用碳弧气刨清根，打磨渗碳层后再施焊。

所有箱形、工字形主材的接料必须采用大板接料；

焊接工艺参数见下表：

板厚

Mm

焊丝

mm

接头型式

焊接顺序

焊接电流

A

电弧电压

V

速度

cm/分

备注

12

φ2.0

正

反

500～580

550～650

32～34

30～32

30～40

反面清根

16-18

φ5.0

正

反

600～650

750～780

33～36

32～35

25～35

20-22

φ5.0

正

反

620～670

750～780

30～34

30～35

20～30

25

φ4.0

正1

正2

反1

反2

650～700

650～720

750～800

650～720

30～34

34～37

30～34

34～38

20～25

25～30

28-36

φ5.0

正1

正2

反1

反2

650～700

650～770

750～800

650～720

30～34

34～37

30～34

34～38

20～25

25～30

表格42对接焊接工艺参数

5焊接要求

5.1焊缝等级

a坡口焊缝及对接焊缝均要求焊透；

b所有主材拼接焊缝均要等强焊透,其焊缝质量等级为一级；

c工厂焊接对接焊缝质量等级为一级，现场焊接对接焊缝质量等级为二级；

d角焊缝质量等级为三级；

e钢结构焊接应符合设计图纸、《钢结构工程施工质量验收规范》、《建筑钢结构焊接技术规程》有关规定；

f板厚相差大于4mm的钢板对焊需按1：

2.5放坡；

5.2坡口形式

aT形熔透焊缝坡口形式

b箱形梁焊缝坡口形式

c柱加劲板焊接坡口形式

d扎制H型钢拼接接口形式:

（拼接位置为梁跨中1/3范围以外）

5.3持证作业

焊工应按规定考试合格并取得资格证书，其施焊范围不得超越资格证书的规定；作业前需穿戴好焊工手套、护目镜等劳动保护用品。

禁止非焊工及不合格焊工进行电气焊作业。

5.4UT探伤

质量等级为一、二级的焊缝，质检部门对其施焊过程进行严格监控，并派专职人员对焊缝进行超声波探伤，以确保焊缝达到设计要求；探伤结果需要形成书面记录，并作为竣工资料保存。

5.5焊材储存

a存放在干燥、通风良好的仓库内，仓库内保持一定的温度和湿度，温度为20～25℃，湿度〈65%。

b焊材的进货、领用、回收必须登记造册，认真核对材质、规格、炉批号，严格按规定要求发放。

c使用前必须按规定进行烘干，烘干后存放在保温筒内随用随取。

d并由专人保管。

5.6引弧灭弧板

a严禁在焊缝以外的母材上打火引弧；

b对接、T型接头施焊应在其两端设置的引（熄）弧板上起（落）弧；

c引（熄）弧板的坡口、厚度、材质等应与构件相同；

d引（熄）弧板的长度：

手工电弧焊和CO2气体保护焊为25～50mm；埋弧自动焊为50～100mm；

5.7埋弧自动焊机焊接参数

H型主焊缝的焊接采用埋弧自动焊机进行焊接。

焊接时，焊接规范参数可参下表：

aT型接头自动焊接工艺参数

焊角高度（mm）

焊丝直径（mm）

焊接电流（A）

焊接电压（V）

焊接速度（mm/min）

备注

6

4

600～650

34～36

500～600

船形焊

8

5

600～650

34～36

500～600

10

5

750～800

34～36

320～400

12

5

750～800

34～36

260～320

表格51T型接头自动焊接工艺参数

bT型熔透接头埋弧自动焊接工艺参数

坡口型式

焊接顺序

焊接电流

（A）

电弧电压

（V）

焊接速度

（mm/min）

备注

正

反

堆焊层

650～750

650～750

650～700

32～36

32～36

36～38

350～450

350～450

焊丝φ4.0

随板厚减小调节焊接速度和堆焊层数

表格52T型熔透接头焊接工艺参数

6钢梁制作

完成下料等工序后进入如下制作流程：

6.1箱梁组立

a构件组立前，应先检查组装用零件的编号、材质、尺寸、数量和加工精度是否符合图纸及工艺要求；

b组立时认真清除接口表面30～80mm范围内的铁锈、油污等杂质；

c将翼缘板和腹板边缘的气割熔渣清除掉；

d对翼缘板和腹板必须进行弯曲度检查，如有弯曲必须将弯曲修直后，才能进行组对；

e不允许在母材上面引弧，工字形组对不允许粘斜撑和定位档，箱型组对不允许粘斜撑和弯尺把，保证构件表面的光洁；

f定位焊采用CO2气体保护焊，焊丝采用ER50-6,直径Φ=1.2mm；

g定位点焊脚高度不得大于所在焊缝宽度的2/3；长度为60mm；焊缝间距为500mm。

焊缝外观应均匀、平整。

组立完成后应及时将焊接药皮清除干净；

6.2箱梁焊接

a在钢板平台上采用放1：

1大样装配；

b根据长宽度清理相应大小的拼装场地；

c大样在长度、宽度方向上加焊接收缩余量；

d将箱梁下翼板放在平台上，保证下翼板与拼装平台良好接触；

e划出下翼缘板中心线，在两端头冲眼，划出位置线及其他部件的定位线；

f以中心线为基准，划出隔板位置，并在端隔板两侧拉钢丝线，保证整体直线度，组装筋板应严格控制筋板的垂直度，用弯尺或90度卡样板进行检查；

g按图将两腹板固定在隔板两侧，预焊接；

h隔板点焊完后进行复查，确认无误后进行焊接；

i上翼缘板等焊接；

j检查各尺寸，如误差过大则进行矫正；

k

箱梁制作步骤如下图

6.3H型钢梁焊接

a采用H型钢流水生产线，即用H型钢组立机自动组立、焊接、矫正；

b龙门型埋弧自动焊机进行埋弧自动焊接、矫直机矫直。

采用此条生产线的特点是：

焊接位置采用船形焊，焊缝成形良好，外型美观漂亮；

c钢板按图纸尺寸用多头切割机切割成板后，在龙门型埋弧自动焊机上焊接H型主焊缝；

d为减少钢柱弯曲确保平直度，焊接顺序采用对称角焊；

e直段H型梁焊接矫正后再与筋板整体组装焊接；

f组装后，翼缘板及腹板的对接焊缝达到一级焊缝；

6.4外形尺寸允许偏差

项目

允许偏差（mm）

图例

梁长度

0

-5.0

端部高度

±2.0

拱度

10.0

-5.0

侧弯矢高

L/2000且不应大于10.0

扭曲

h/250且不应大于10.0

腹板局部平面度

4.0

翼缘板对腹板的垂直度

b/100且不应大于3.0

梁端板的平面度

h/500且不应大于2.0

表格61H型钢梁允许偏差

6.5预先起拱

本工程要求起拱量为（L跨度/500/750），经计算可得最大起拱量为43mm。

设置预拱度时要考虑的因素是：

设计图纸、钢箱梁设计预拱度、工厂制造时因焊接量不同引起的焊接变形。

工厂制造前的预拱度值=设计竖曲线+设计预拱度+工厂制造预设拱度.

7钢管柱制作

7.1主要工序

钢管、内隔板、法兰板等下料→构件定位、点拼→焊接作业→检验检测、矫正→焊缝探伤、处理→抛丸除锈→喷涂防腐漆

7.2下料

a钢管件采用锯床下料、半自动切割等方法下料，钢管两端按熔透接头开坡口；

b钢柱主管定长度尺寸采购，下料时放焊接收缩余量5～10mm；

c圆管内侧节点板下料时应比圆管直径小3～5mm，便于节点板的组装。

d下料后，必须立即对构件或杆件进行检验，当钢管不平直或有局部凹陷时，应对钢管进行矫正；

e对于较大牛腿在下料、放样时，为节省原材料和安装方便，应将节点板分段下料。

分段准则：

一是便于下道工序识别、组对；二是牛腿组拼后没有焊缝重合现象。

f节点钢板的切割，应根据放样套料图及数控切割下料图，用数控自动切割、半自动切割或剪板机下料。

7.3钢管对接

对接接头焊接时，应注意以下事项：

a最小对接长度不应小于2倍的管直径且不应小于800mm。

对接位置应错开节点位置不小于200mm的距离。

当钢管柱本体采用直缝焊接管时，管材对接处的直焊缝也应错开200mm以上。

b对接示意图如下

c钢管焊接收缩余量

板厚mm

每个对接缝收缩余量mm

每个节点的收缩量mm

每个环缝接口收缩量mm

≤16

1.5

3

1.0

＞16

2.5

2

1.5

表格71焊接收缩余量表

d对接后的允许偏差值

表格72钢管允许偏差值

7.4点拼焊接

a圆管柱组装时应首先做出钢管的相垂直的两条母线，作为组立时的角度基准。

b组立时应以柱顶板为基准平面，所有节点定位时均以基准平面为基准进行测量定位，不允许分段累加定位，防止累积误差过大。

c节点板组立时应以钢管中心为基准，减少圆管椭圆度对牛腿精度的影响。

d应尽量采用半自动埋弧焊机焊接；

e焊接时尽量在滚轮架上进行，焊接过程中焊接位置应处于将近水平位置；

f起弧位置和收弧位置不能在同一处，各层之间应错开不小于50mm的距离；

g焊接时应填满弧坑，不能出现起弧和收弧裂纹。

h完成后的各项偏差检查应符合下表

表格73钢管柱加工误差控制表

7.5过程简介

a钢管下料

b板材下料

c节点板制作

d点拼、焊接

e栓钉焊接

f抛丸、喷漆

g检测探伤

h成品防护

4栓钉

3法兰

2隔板

1钢管

i结构示意

8抛丸除锈、涂装、编号

8.1抛丸除锈

a所有构件除锈等级按Sa21/2级或设计要求执行。

b钢结构除锈采用立式抛丸机，对一些小的杆件，采用喷砂除锈。

c按施工图纸要求进行编号、标识，一般涂装在法兰板、不影响外观处。

8.2涂装

a工厂内构件的涂装主要采用高压无气喷涂，以确保构件的表面涂装质量；

b各类小型构件可采用刷涂。

对局部处理位置，可采用手工补漆，但必须保证涂刷均匀，且与原漆表面连续，外观美观。

c涂装工作地点温度宜在5～38℃之间，相对湿度不应大于85％；

d雨天或构件表面有结露及灰尘较大时不得作业，涂装后4小时内严防雨淋。

e在喷涂角焊缝时，枪嘴不宜直对角部喷涂，应让扇形喷雾掠过角落，避免涂料在角部堆积而产生龟裂现象。

f如已产生涂料堆积现象，应在涂料末表面干前及时用干燥漆刷抹去多余涂料。

g抛丸作业

8.3编号

涂刷全部检查验收合格后，并及时按图纸要求标注构件编号；

用钢印和红色油漆打上标高和中心线等醒目的标识。

9现场焊接

针对该工程的现场情况、钢箱梁的结构特点、道路运输情况，拟采用厂内分段制作、整体拼装合格后，分段运输至现场采用吊车吊装，最后工地焊接成整体的总体施工方案。

9.1焊缝坡口

a安装焊缝坡口可采用气割、刨边、手工打磨和铣加工等方法进行加工。

b安装焊缝坡口加工的精度除达到相应加工方法的精度要求外尚应满足坡口角度偏差不大于5°，其钝边偏差不应大于1.0mm。

9.2施工要求

a施焊前焊工应复查焊件接头质量，焊接表面的边缘应平整、均匀，并无毛刺、氧化物、挂渣、裂缝和其他影响焊缝强度和质量的缺陷。

b当不符合要求时，应以修磨合格后才可施焊。

c对于焊缝连接构件，应仔细对位，位置偏差不应超过所连接构件中较薄一个厚度的10%，并在任何情况下不得大于3mm。

d焊工应遵守焊接工艺，不得在焊道以外的母材上引弧，应加用引弧板。

e现场焊缝两侧各50mm及高强度螺栓摩擦面范围内暂时不涂漆，待施工完毕后再按规定补涂油漆。

10焊接作业指导书

10.1一般内容

a工序名称：

钢板焊接

b工艺流程：

备料→焊前准备→焊接→检验→转下道工序

c采用设备：

电焊机、焊枪、其它辅助工具、气保焊机

d材料：

气保焊丝、钢板、ø2.5-3.2mm焊条、ø3.2-4.0mm焊条

e焊前准备

f充分了解焊件状况及施焊工艺要求和生产计划单规定图纸规定尺寸。

g根据工件选择适当的焊接方法。

h焊前检查上道工序的装配质量，焊缝尺寸和间隙是否合焊接要求。

10.2方法和步骤

a板体：

板厚12mm，焊角高为8mm，焊缝间距不大于120mm。

b保证钢板对接平顺，所有焊缝采用连续角焊缝，焊缝高为8-10mm。

c体焊接时采用气保焊，机体采用连续角焊缝高度8-10mm，。

10.3质量检查

a内在质量：

下道工序在安装过程中发现根部未焊透，局部长度在5mm以下，不影响使用的作次品处理，发现焊缝边缘间根部未焊透影响使用的又无法返工的作废品处理。

b气孔及渣眼：

重要焊接部位应保证焊接质量，符合技术要求。

c裂纹：

焊接区域或更换焊件出现局部破裂，必须返工，不等待入下道工序。

如发现两处裂纹，长度超过10mm作本道工序废品处理。

d夹渣：

焊层局部夹渣，焊粉等需要及时清除；返工；严重夹渣，应及时返修，并作本道工序废品处理。

10.4注意事项

a严格控制焊接部位的相对位置尺寸，合格后方准焊接；

b选择合理焊接工艺参数和次序，防止裂纹；

c焊条按要求需烘干，焊接区域清理干净，焊接过程中，可适当加焊接电流，降低焊接速度，使气体完全逸出，防止产生焊接气孔；

d多层焊接连续进行时，每层焊完后及时清理，防止产生夹渣现象；

e选用适合的电流，避免电弧拉得过长，控制好焊条的角度及运弧方法，杜绝咬边现象的产生。

10.5工艺参数

材料

（mm）

焊条直径

（mm）

焊接电流

（A）

焊接电压

（V）

焊接速度

（m/min）

<10

Ø3.2

200-250

30-38

0.2-0.3

10-20

Ø4.0

200-250

30-38

0.15-0.25

30以上

Ø4.0

320-350

30-38

0.3-0.5