网架加工制作方案.docx

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网架加工制作方案

第六章钢结构制作工艺

一、材料管理

本工程主要原材料为中厚钢板、槽钢、管材等，材质为Q235、Q345，材料种类、数量、规格多。

为保证本钢结构工程的顺利实现，在材料的管理上构件加工厂各部门按ISO9001质保体系严格控制，以保证原材料质量。

1）原材料采购原材料采购时选择生产工艺成熟、国内知名度高的材料生产厂家进行材料采购，拟采购

材料的厂家及采购周期如下：

序号

材料类别

产地、厂家

采购周期

1

中厚钢板

宝钢、首钢集团

5天

2

钢管

天津、青岛

10天左右

3

焊丝

辽宁锦州锦泰金属工业有限公司

3天

4

焊条

杭州电焊条厂

3天

5

焊剂

宜州焊接材料厂

3天

6

高强度螺栓

天津

3天

2）各职能部门及职责

加工厂原材料控制部门主要有：

详图设计部、计划部、采购供应部、质检部、检测中心和材料仓库等，依据作业指导书进行原材料采购和质量控制。

各部门管理职责如下：

（1）详图设计部根据标准及设计图及时计算出所需原辅材料和外购零部配件的规格、品

种、型号、数量、质量要求以及设计或甲方指定的产品，送交计划部。

（2）计划部根据公司库存情况，及时安排原材料及零配件的采购需求计划，并具体说明材料品种、规格、型号、数量、质量要求、产地及分批次到货日期，送交采购科。

（3）采购供应部根据采购需求计划及合格分承包商的供应能力，编制采购作业任务书，责任落实到人，保质、保量、准时供货到厂。

对特殊材料应及时组织对分供方的评定，采购文件应指明采购材料的名称、规格、型号、数量、采用的标准、质量要求及验收内容和依据。

（4）质检部负责进厂材料的及时检验、验收，根据作业指导书的验收规范和作业方法进行严格的进货检验，确保原材料的质量。

（5）公司所属检测中心应及时对进场材料作出化学分析、机械性能的测定复试，并按规定送第三方检测试验室做见证取样试验。

（6）材料仓库按规定保管好材料，并做好相应标识，做到堆放合理，标识明晰，先进先出。

材料经验收确认后，由保管员作好验收标记并按规定进行材料保管和发放，选取合适的场地或包件储存该工程材料，按品种规格分别堆放，并按规定进行材料保管和发放。

原材料检验程序见下图

原材料检验程序

3）材料的储存保管

（1）钢板、型钢按品种、按规格集中堆放，加以标识和防护。

（2）焊接材料按牌号和批号分别存放在适温或干燥的贮藏室内,焊条和焊剂在使用之前按出厂证明书上的规定进行烘焙和烘干。

（3）所有螺栓均按照规格、型号分类储放，妥善保管，避免因受潮、生锈、污染而影响其质量，开箱后的螺栓不得混放、串放，做到按计划领用，施工未完成的螺栓及时回收。

4）材料的使用

（1）材料的使用严格按照样图和放样资料进行领料和落料，实行专料专用，严禁擅自代用

（2）材料排版及下料加工后的重要材料应按质量管理的要求作好编号。

（3）车间剩余材料应加以回收管理，钢材、焊材、螺栓应按不同品种规格、材质回收入库

材料使用流程详见材料使用流程图

原材料使用流程

二、钢结构构件加工工艺

1）、加工精度、进度的要求本工程主要为焊接球网架和型钢加工，因此工厂加工主要为焊接球、桁架构件相贯面切割等。

（1）、网壳焊接成品杆件长度的制作误差允许值取±0.5mm和杆件长度的0.5％的较严值，不同轴度不大于管径的1％。

（2）、毛坯球直径的极限偏差为+1mm/-0.5mm球,的圆度为0.75mm（D≤120）和1.2mm（D>120）,同一轴线上两铣平面平行度≤0.1mm（D≤120）度和≤0.15mm（D>120）。

（3）、钢构件表面的防锈方法采用抛丸除锈，除锈等级达Sa2.5其质量要求应符合现行国家

标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923的规定。

（4）、本工程施工工期为45天，因此加工必须尽早进行，确保现场安装进度要求。

2）、保证加工精度、进度的对策

（1）、充分准备：

1、总体计划及生产作业计划应及时、详细、周密、科学、合理。

2、对加工设备在加工前进行检修、保养、维护，确保设备运行正常。

3、对有关的技术、管理、质检及车间生产工人进行培训，保证有关人员熟悉工艺文件、

技术要求、施工管理，从而保证加工制作过程控制的顺利进行。

4、对加工能力进行适当的储备。

（2）、制作加工

1、图纸、人员、设备、材料及时到位。

2、作业计划详细、周密，应根据实际变化情况进行滚动式修改和编制，确保日、周、月的生产进度满足总体工期计划要求。

3、加强检验、测量、试验人员的配置，做到各工序及时检验、及时放行、及时处理。

同时做到对生产过程中工艺、方法的严格控制，务必使制作加工一次成功，减少不必要的返工返修，减少直到杜绝因质量问题导致的停工停产。

4、储备适当的工程技术人员和生产工人，以备必要时能加班加点

5、努力根据各种不同的构件的数量、工艺方法与所加工设备进行综合平衡，尽量减少设备的闲置，以充分发挥设备的整体加工能力。

3）、加工机械配置

1、钢板、节点板、圆钢等下料：

小车式半自动切割机；等离子数控火焰切割机切割任意形状的钢板；数控钢板切割机、数控多头切割机厚板直条切割；数控卧式带锯锯床；数控卧式带锯机床下料圆钢。

2、坡口加工：

数控钢板铣边机、钢板坡口铣边机、龙门刨床。

3、网壳杆件下料：

自动管子切割机床，下料坡口一次完成。

4、焊接球胚：

加热后用压力机、空气锤配胎模加工。

5、劈面加工：

在专用机床上配以专用夹具加工。

6、相贯面加工:

五、六轴数控相贯面切管机,采用计算机控制。

7、焊接设备：

自动埋弧焊机、小车式埋弧焊、电渣焊、全自动CO2气体保护焊机、硅整

流电焊机、杆件CO2自动焊接机床、焊接球埋弧焊机、悬臂焊接机床等。

8、抛丸除锈、涂装：

八抛头抛丸除锈机、钢管抛丸除锈机、高压无气喷涂机、喷砂空压机。

、

9、钢材化学检查设备：

分光光度计、锰磷硅微机数控自动分析仪、电脑数显硫碳自动分析仪及其他化学分析仪器。

10、钢材力学性能检查设备：

100吨液压万能试验机、200吨屏显式万能材料试验机、洛

氏硬度计、数控量仪测力计、冲击试验机。

超声波探伤仪、磁粉探伤仪、数字钢材材质无损分选仪、裂纹深度测量仪。

4）、焊接球网架构件加工工艺流程及技术措施

（1）、焊接球的制作

加肋焊接球制作的工艺流程

加肋焊接球制作的工序图例如下

工序说明

简图

钢板下料

压制半球

半球坡口

加工劲板

劲板与板球焊

接

两半球定位点

焊

1、半球的下料根据焊接球直径及加工剖口余量，计算半球下料尺寸（加肋焊接球还须计算加肋板的下料），钢板下料采用数控等离子切割机切割，下料允许误差±1mm，切口不应有大于2mm熔深或3mm的凹陷.

2、半球的压制

空心球压制时温度控制在1050℃±50℃（用温度色卡比对）,在350T-630T液压机上模锻成型，脱模温度不低于650℃，在空气中自然冷却。

半球成型后，不应有起泡现象，外观光滑，无明显起皱，壁厚的减薄量不大于壁厚的10%且不大于1.5mm（用测厚仪测试）。

3、机械加工半球剖口及劲板

在专用车床上加工压制半球胚至标准半球，并半球坡口至规定尺寸。

用车床加工劲板至规定要求。

4、半球加肋焊接采用剖口钢板与半球焊接，采用CO2气保焊，焊接参数同下述。

5、半圆球连接成焊接球

焊接球的焊接采用空心球专用自动焊机和CO2气保护半自动焊接，先进行定位点焊、点焊在球圆周方向不少于4点先定位焊,检查尺寸合格后正式施焊。

定位焊接电流采用上限值,厚度大于36mm时应预热至100℃。

6、对焊接球的质量要求①无损探伤：

每只焊接球应进行超声波无损探伤，其焊缝质量应达到一级标准。

②承载能力应达到规定要求，按600只一批进行随机抽样，进行轴心受拉和受压试验，合

格后才准出厂

3壁厚减薄量不大于10%，且不超过1.2mm。

④表面应光滑、平整，不得有超过规定的凹凸不平.

（2）、焊接球网壳杆件的制作

1、制作按下述工艺过程进行:

下料、开坡口→杆件尺寸检验→抛丸除锈处理→涂装。

2、钢管的下料将经检验合格的钢管在五维和六维数控相贯线切割机及管子切割机上进行切割,长度尺寸按翻样图规定,端面剖口在切割时直接成形，钢管长度偏差为±0.5mm。

下料及坡口一次完成。

腹杆与上下弦杆之间为焊接连接，而且大部分焊缝需要熔透，为保证焊接质量减少焊接变形，采取以下措施：

1切割设备

钢管相贯杆件的切割采用数控相贯线切割机，它能根据事先编制的放样程序在计算机控制下自动切割，所以对相贯钢管的切割来说，切割程序的编制极为重要。

按照数控切割集成软件PIPE-COAS、TWIN3D、CAD等并结合Xsteel、AUTOCA等D软件实现这一目标。

2杆件切割长度的确定：

通过试验事先确定各种规格杆件预留的焊接收缩量，在计算杆件钢管的断料长度时计入预留的焊接收缩量和钢管端面机械削坡口的加工余量。

3切割相贯线管口的检验：

先由原尺寸通过计算机把相贯线的展开图在透明的塑料薄膜上按l：

1绘制成检验用型板，型板上标上管件的编号。

检验时将型板根据线标志紧贴在相贯线管口，据以检验吻合程度。

经过长期实践，证明为检验相贯线管口准确度的最佳方法。

4切割长度的检验：

原寸放样人员对每根杆件都有一一对应的加工票标示杆件的长度，车间切割机操作员每完成一根构件的切割必须检查构件的长度并填表记录。

5管件切割精度：

采用等离子切割能使偏差控制在±1mm，以较高的切割精度来保证网架的制造质量和尺寸精度。

6切割件的管理：

加工后的管件放入专用的贮存架上，以保护管件的加工面。

7放样切割流程

8

制作样板

校对

下料工场

钢板下料

手工下料

数控下料

光电下料

焊接坡口切割

钢管相贯线

数控切割

型钢数据专用

机床切割

送制造车间

放样切割流程图

9切割允许偏差加工后钢管外形尺寸的允许偏差（mm）

项目

允许偏差

直径（d）

±d/500

±5.0

构件长度（l）

±1.0

管口圆度

d/500

5.0

端面对管轴的垂直度

d/500

3.0

弯曲矢高

1/1500

5.0

对口错边

t/10

3.0

3、将下料后的钢管送入抛丸除锈机除锈箱进行除锈，除锈等级为Sa2.5级。

4、按要求喷涂底漆，钢管两端留50-70mm的范围不涂，与焊接球连接后，现场补涂。

采用无气喷涂机喷涂。

喷涂后进行编号、包装和堆放。

5）、支座

1、支座加工按下述工艺过程进行：

支座的肋板和底板下料→支座底板钻孔→支座肋板与底板，肋板与肋板，肋板与球的组装焊接→防腐前处理（除锈）→防腐处理（涂装）。

2、支座的肋板和底板的下料采用全电脑自动钢板切割机下料。

3、支座底板采用数控平面钻床和摇臂钻床加工。

底板的平整度误差应不大于3mm。

4、肋板与底板、肋板与肋板的焊接采用CO2气体保护焊或手工电弧焊焊接，焊接材料为焊丝满足规范要求。

肋板与焊接球或螺栓球的焊接采用手工电弧焊，焊接前预热处理，然后分层焊接，要求焊缝保温缓冷。

焊缝质量和高度应满足设计及规定要求。

5、按设计要求进行防腐前处理和防腐处理。

6）、抛丸除锈及涂装

本工程所有构件及其他零部件将采用抛丸除锈机进行表面处理，除锈等级应达到Sa2.5级，抛丸后4小时内进行底漆喷涂防锈。

三、钢结构构件工厂加工焊接工艺

本工程工厂加工焊接主要采用手工电弧焊、CO2气保焊等焊接方法,焊接的工艺及技术措施和工艺评定方案等详见下述：

1）、焊接工艺规程

（1）、焊接工艺规程

1、焊接人员A.焊接技术人员①焊接技术责任人员应接受过专门的焊接技术培训，取得中级以上技术职称并有一年以上焊接生产或施工实践经验。

②焊接质检人员应接受过专门的技术培训，有一定的焊接实践经验和技术水平，并具有质检人员上岗资质证。

B.焊工

①参加本工程焊接的焊工应持有行业指定部门颁发的焊工合格证书。

严格持证上岗从事与其证书等级相应的焊接工作。

②重要结构装配定位焊时，应由持定位焊工资格证的焊工进行操作。

③持证焊工无论其原因如何，如中断焊接工艺连续时间超过半年者，该焊工再上岗前应重新进行资格考试。

4焊工考核管理由质管部归口

（2）、焊接工艺方法及焊接设备

1、本网壳工程焊接用手工电弧焊、CO2气体保护自动和半自动焊及埋弧自动焊等焊接工艺方法。

2、为保证钢结构工程具有优良的焊接质量，本工程施工使用的主要焊接设备有：

直流手工电弧焊机、交流手工电弧焊焊机、CO2气体保护自动和半自动焊机（美国林肯及日本松下公司等产）、空心球自动焊接机床、焊接材料烘培设备及焊条保温筒钢板采用上海伊萨切割机等。

（3）、钢材焊接材料订购、进库、检验及管理要求本工程钢材，焊接材料的订购、进库、检验及管理。

按公司制定的程序文件规定，并严格做到：

1、焊材的选用必须满足本钢结构工程的设计要求并选用本钢结构工程技术规范指定的焊

接材料

2、本网壳工程的焊接材料必须具有材料合格证书，每批焊接材料入厂后，应由公司质量部门按采购要求和检验标准进行检验，合格后方可使用。

3、焊接材料的贮存、运输、焊前处理（烘干、焊丝油锈处理等），烘焙和领用过程中都要有标识、标明焊接材料的牌号、规格、厂检号或生产厂批号等（若焊材本身的标识可满足正常的话，则可免做此工作）。

焊接材料的使用应符合制造厂的说明和焊接工艺评定试验结果的要求。

4、焊接材料使用过程中应可以追踪控制，产品施工选用的焊接材料型号与工艺评定所用的型号一致，本网壳工程施焊拟定采用的焊接材料为：

——手工电弧焊：

Q235采用E43、Q345采用E50。

——CO2气体保护焊：

YJ502Q药芯焊丝或ER49-1（Q235）、ER50-6（Q345）。

——CO2气体（纯度大于99.5%）。

5、焊条从烘箱和保温筒中取出并在大气中放置四小时以上的焊条需要放回烘箱重新烘培。

重复烘培次数不允许超过两次。

6、关于本网壳工程所用焊接材料的管理和发放等规定按公司有关的焊接材料管理方法和发放条例执行。

2）、焊接施工要求

（1）、定位焊

1、装配精度、质量符合图纸和技术规范的要求才允许定位焊。

2、若焊缝施焊要求预热时，则一定要预热到相应的温度以后才能允许定位焊；

3、定位焊完毕后若产生裂纹，分析产生原因并采取适当措施后才能在其附近重新定位焊，并将产生裂纹的定位焊缝剔除。

（2）、焊接环境

——原则上本网壳网壳工程的焊接应在车间或相当车间的环境中进行。

——对于在车间外的焊接环境，规定必须要满足以下条件：

钢板表温度≥0℃，相对湿度

≤80%，风速≤10m/s（手工电弧焊）或风速≤2m/s（人气体保护焊）。

3）、对焊工的要求

1、施焊时应严格控制线能量（≤45KJ/CM）和最高层间温度（≤350℃）;

2、焊工应按照工艺规程中所指定的焊接参数,焊接施焊方向,焊接顺序等进行施焊;应严格按照施工图纸上所规定的焊角高度进行焊接,原则上要求对称同时进行;

3、焊接前应将焊缝表面的铁锈、水分、油污、灰尘、氧化皮、割渣等清理干净；

4、不允许任意在工作表面引弧损伤母材，必须在其它钢材或在焊缝中进行；

5、施焊应注意焊道的起点、终点及焊道的接头不产生焊接缺陷，多层多道焊时焊接接头应错开。

6、焊后要进行自检、互检，并做好焊接施工记录。

4）、焊缝表面质量

1、对接焊缝的余高为2～5MM，必要时用砂轮磨光机磨平;

2、焊缝要求与母材表面匀顺过度，同一焊缝的焊脚高度要均匀一致;

3、焊缝表面不准电弧灼伤、裂纹、超标气孔及凹坑;

4、主要对接焊缝的咬边不允许超过0.5mm，次要受力焊缝的咬边不允许1MM；

5、管子的对接焊缝应与母材表面打磨齐平。

5）、焊接检验

本网壳工程无损探伤由质管部门的专职人员担任,且必须经岗位培训,考核取得相应的资格证书后方能按持证范畴上岗检验、检测。

（1）、焊接检验过程主要包括如下几个方面:

1、母材、焊接材料;

2、焊接设备、仪表、工装设备；

3、焊接接口、接头装配及清理；

4、焊工资格；

5、焊接环境条件；

6、现场焊接参数，次序以及现场施焊情况；

7、焊缝外观和尺寸测量。

8、焊缝内在质量及变形状况。

（2）、焊缝外观检查焊缝外观应均匀、致密，不应有裂纹、焊瘤、气孔、夹渣、咬边弧坑、未焊满等缺陷。

焊缝外观检查的质量要求应符合GB10854《钢结构焊缝外形尺寸》技术规范之规定，无损探伤须在焊缝外观检查合格后，24小时之后进行。

无损探伤的部位，探伤方法，探伤比例等按GB11345《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》规定施工。

（3）、焊缝质量无损检测

焊缝无损探伤检测发现超标缺陷时,应对缺陷产生的原因进行分析,提出改进措施,焊缝的返修措施应得到焊接技术人员同意,返修的焊缝性能和质量要求与原焊缝相同.返修次数原则

上不能超过两次,超次返修需要经焊接工程师批准.焊缝返修应注意以下几点：

1、返修前需将缺陷清除干净,经打磨出白后按返修工艺要求进行返修.

2、待焊部位应开好宽度均匀、表面平整、过渡光顺、便于施焊的凹槽,且两端有1:

5的坡度。

3、焊缝返修之后,应按与原焊缝相同的探伤标准进行复检。

4、要求二级焊缝的进行20％的超声波无损探伤。

6）、典型节点的焊接工艺细则

（1）、本工程网壳主要节点坡口及焊接技术要求:

1、钢管与空心球的焊接坡口示意：

图

焊接工艺：

焊接方法：

CO2半自动焊焊或手工电弧焊；焊接设备：

松下KR-500半自动CO2焊机或交流电弧焊机BX3-500；

焊接材料：

ER50-6（Q345）、ER49-1（Q235、Q235与Q345）；

焊接参数：

焊接电压：

28~30V（CO2焊）或21～25V（手工弧焊）;

焊接电流：

250~320A（CO2焊）或160～200A（手工弧焊）

焊缝质量要求：

二级焊缝；焊后20％超声波探伤。

2、加肋焊接球制作焊接工艺

焊接空心球节点示意图

对接焊缝为全熔透焊缝,焊缝质量等级为一级。

焊接参数：

250~320A（CO2焊）、700～750A（埋弧焊）

焊缝质量要求：

一级焊缝；焊后100％超声波探伤。

2）、焊接方法及焊接材料要求

组装焊接采用手工电弧焊或CO2气体保护半自动焊,焊接材料为:

E43或E50焊条,ER49-1

或ER50-6焊丝,定位焊用手工电弧焊进行.打底焊用φ3.2的焊条，填充及盖面焊用φ4.0的焊条或φ1.2焊丝进行；施焊时严格按《焊接工艺指导书》规定的参数范围进行。

3）、焊接顺序要求

1、总体原则：

任一平面或杆件（空间）尽可能按排双数焊工进行对称施焊，为最大限度

地避免焊接应力导致构件变形，应先施焊完整个结构节点的打底焊，再施焊整个结构节点的填充焊，最后施焊节点的盖面焊，使各层应力有一个自由释放的过程。

2、在施焊前要求焊工先检查工装胎架是否对结构件进行了有效定位，结构两端是否有保型装置，并且做好防风、抗雨、保温等各项焊前准备工作，在施焊过程中尽可能使用一种焊接方法进行施焊，以减少焊接能量不同引起的附加焊接应力。

（4）、焊缝质量检验要求:

1、空心球与弦管，钢管对接焊缝为二级焊缝、焊缝焊好24小时后进行20%的超声波探伤。

2、两个半球的对接焊缝为二级焊缝,焊缝焊好24小时后进行20%的超声波无损探伤。

3、支座焊缝为三级焊缝。

5）、焊接工艺评定方案

（1）、焊接工艺评定要求

1、焊接工艺评定根据GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》规定，JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》、施工图技术要求进行。

2、焊接工艺评定之前应根据网壳工程节点形式提出相应的焊接工艺评定指导书，用来指导焊接工艺评定试验（已做过的焊接工艺评定试验，经工程监理确认后可免做或替代）。

焊接工艺评定试验经多次检验或试验评定合格后，由公司有关部门根据试验结果出具焊拼工艺评定报告。

3、焊接工艺评定前，主管焊接工程师应根据JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》中的内容，并结合产品的结构特点、节点形式等编制焊接工艺评定试验方案。

4、焊接工艺评定试验方案由主管焊接工程师提出，经业主或监理会签后实施。

5、施工单位根据焊接工艺评定报告，编制焊接工艺指导书用于指导产品的焊接。

（2）、焊接工艺评定说明、试件制备、检验。

1、说明

1焊接工艺评定用设备应处于正常工作状态,钢材、焊接材料必须符合相应标准，由本单位技能熟练的合格焊接人员焊接试件。

2评定对接焊缝焊接工艺时，采用对接焊缝试件，评定角接焊缝焊接工艺时，采用角焊缝试件，对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用角焊缝。

3板材对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于管材的对接焊缝。

反之亦然。

4板材角焊缝试件评定合格的焊接工艺适用管与板（或管）的角焊缝。

评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺适用于焊件的母材厚度和焊缝金属厚度有效范围按

表1和表2的规定：

试件母材厚度T

适用于母材厚度的有效范围

最小值

最大值

1.5

1.5

2T,且不大于12

T≥8

0.75T

1.5T

试件焊缝金属厚度

适用于母材厚度的有效范围

最小值

最大值

1.5

不限

2T,且不大于12

T≥8

不限

1.5T

⑤对接焊缝试件或角焊缝试件评定合格的焊接工艺用于焊件角焊缝时,焊件厚度的有效范

围不限。

2、焊接工艺评定用试样

①试件制备

——母材焊接材料剖口、试件的焊接必须符合焊接工艺指导书的要求。

——试件的尺寸和数量应满足制备试样的要求。

②试件及试样

——对接焊缝试件及试样。

角焊缝试件及试样

3、试件检验

①角焊缝试件检验

——检验项目：

外观检查、金相检验（宏观）

——外观检查：

试件接头表面不得有裂纹、未焊透、未熔合——金相宏观检验方法

a.试件两端各舍25mm，然后沿试件横向等分切取5个试样。

金相试样切面如图

角焊缝试样图

b.每块试样取一个面进行金相检验，任意两检验面不得为同一切口的两侧面。

c.焊缝根部应焊透，焊缝金属和热影响区不得有裂纹未熔合。

d.角焊缝二端焊焊脚高之差不大于3mm。

②对接焊缝试件和试件的检验

——外观检查表面不得有裂纹、未焊透未熔合、气孔等缺陷。

——无损探伤：

试件用超声波探伤仪（按JB1152规定）焊缝质量等级应为一级焊缝，评定等级Ⅱ级。

——力学性能试验：

包括拉力试验，弯曲试验和冲击试验。

试样的切取方法见试件试样图拉力试验（试样3件）：

按GB228规定的试验方法测定焊接接头的抗拉强度，每个试样