铆工技术知识和技能培训教材.docx

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铆工技术知识和技能培训教材

1.目的

编制本教材主要是为了提高铆工理论与实际相结合的综合技术能力，较全面地介绍了铆工行业中现行使用的新标准、新技术、新设备、新工艺等方面的内容及应用。

共分钢结构的变形原因，钢结构的内在联系，防止和减少钢结构焊接变形的措施、钢结构的矫正、钢结构件焊后消除焊接应力的方法进行描述，使学员具有在核电施工现场进行实际操作能力，并达到满足现场安装实际操作的技能水平。

2.适用范围

本培训教材适用于参与现场铆工作业人员的培训。

3.参考文件

《钢制焊接常压容器》JB/4735－97

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

《钢结构工程主要和次要钢结构工程》0706JT0201

《形状和位置公差》GB/T1184-1996

《一般公差和未注公差的线性的角度尺寸的公差》GB/T1804-2000

4.钢结构制作

4.1材料要求

1）钢结构使用的钢材、焊接材料和涂装材料等应具有质量证书，必须符合设计要求和相应技术标准的要求。

2）进厂的原材料，除必须有生产的出厂证明书外，还应按合同要求和有关现行标准进行现场见证取样、送样、检验和验收，做好检查记录。

3）在加工过程中，如发现原材料有缺陷，必须经检查人员和主管技术人员研究处理。

4）材料代用应向甲方报审，并经设计单位确认后方可代用。

5）焊接材料应集中管理，建立专用仓库，库内要干燥、通风良好。

4.2制作工艺流程图

4.3制作工艺流程详述

4.3.1划线、号料

1）熟悉制作安装图，发现有疑问之处，应与技术人员联系解决。

2）准备好做样板、样杆的材料，一般用薄铁皮和小扁钢。

3）放样所用的钢尺必须经过计量部门的校验复核，合格后方可使用。

4）号料前必须了解原材料的材质及规格，检查原材料的质量。

不同规格不同材质的零件应分别号料，并依据先大后小的原则依次号料。

5）样板样杆上应用油漆或记号笔写明加工号、构件编号、规格，同时标注上孔直径、工作线、弯曲线等各种加工符号。

6）利用计算机放样或用样板计算出下料尺寸，直接在板料成型钢表面上画出零构件形状的加工界线，采用剪切、冲裁、锯切、气割等工作过程进行下料。

允许偏差见下料与样杆（样板）的允许误差表。

下料与样杆（样板）的允许误差表

项目

允许偏差（mm）

零件外形尺寸

±1.5

孔

±0.7

基准线（装配或加工）

±1.0

对角线差

1.5

加工样板的角度

±20°

7）放样和号料应预留收缩量（包括现场焊接收缩量）及切割，铣端等需要的加工余量：

a）铣端余量：

剪切后加工的一般每边加3-4mm，气割后加工的则每边加4-5mm；

b）切割余量：

自动气割割缝宽度为3mm，手工气割割缝宽为4mm。

8）主要受力构件和需要弯曲的构件，在号料时应按工艺规定的方向取料，弯曲件的外侧不应有样冲点和伤痕缺陷。

9）号料应有利于切割和保证零件质量。

10）本次号料后的剩余材料应进行余料标识，包括余料编号、规格、材质及炉批号等，以便于余料的再次使用。

4.3.2切割下料

1）下料划线以后的钢材，必须按其所需的形状和尺寸进行小料切割，剪切时应注意以下要点：

a）当一张钢板上排列许多个零件并有几条相交的剪切线时，应预先安排好合理的剪切次序后再进行切割；

b）材料剪切后的弯曲变形，必须进行矫正；剪切面粗糙或带有毛刺，必须修磨光洁；

c）剪切过程中，切口附近的金属，因受剪力而发生挤压和弯曲，重要的结构和焊缝的接口位置，一定要用铣、刨或砂轮磨削等方法进行处理。

2）锯切机械施工中应注意以下施工要点：

a）型钢应校直后方可进行锯切；

b）单件锯切的构件，先画出号料线，然后对线锯切。

成批加工的构件，可预先安装定位挡板进行加工；

c）加工精度要求较高的重要构件，应考虑预留适当的加工余量，以供锯切后进行端面精铣；

d）锯切时，应注意切割端面垂直度的控制；

e）切割前应将钢材表面切割区域内的铁锈、油污等清除干净；切割后清除断口边缘熔瘤、飞溅物，断口上不得有裂纹和大于1mm的缺棱，并清除毛刺。

3）气割操作时应注意以下几点：

a）气割前必须检查确认整个气割系统的设备和工具全部运转正常，并确保安全；

b）气割时应选择正确的工艺参数。

切割时应调节好氧气射流（风线）的形状，使其保持轮廓清晰，风线长和射力高；

c）气割前，应去除钢材表面的污垢、油污及浮绣和其它杂物，并在下面留出一定的空间，以利于熔渣的吹出；

d）气割时，必须防止回火；

e）为了防止气割变形，操作中应先从短边开始，应先割小件，后割大件；应先割较复杂的，后割较简单的。

4.3.3矫正

1）低碳钢和普通低合金钢的热矫正加热温度一般为600~900℃，而800~900℃为热塑性变形的理想温度，但不准超过900℃。

2）中碳钢则会由于变形而产生裂纹，所以中碳钢一般不用火焰矫正。

3）普通低合金钢在加热矫正后应缓慢冷却。

4.3.4成型

1）热加工：

对低碳钢一般都在1000~1100℃，热加工终止温度不应低于700℃。

加热温度在500~550℃，钢材产生脆性，严禁锤打和弯曲，否则容易使钢材断裂。

2）冷加工：

钢材在常温下进行加工制作，大多数都是利用机械设备和专用工具进行的。

4.3.5边缘加工（包括端部铣平）

1）常用的边缘加工方法有：

铲边、刨边、铣边、碳弧气刨、气割和坡口机加工等。

2）气割的零件，当需要消除影响区进行边缘加工时，最少加工余量为2.0mm。

3）机械加工边缘的深度，应能保证把表面的缺陷清除掉，但不能小于2.0mm，加工后表面不应有损伤和裂缝，在进行砂轮加工时，磨削的痕迹应当顺着边缘。

4）碳素结构钢的零件边缘，在手工切割后，其表面应做清理，不能超过1.0mm的不平度。

5）构件的端部支承边要求刨平顶紧和构件端部截面精度要求较高的，无论是什么方法切割和用何种钢材制成的，都要刨边或铣边。

6）施工图有特殊要求或规定为焊接的边缘需进行刨边，一般板材或型钢的剪切边不需刨光。

7）零件边缘进行机械自动切割和空气电弧切割之后，其切割表面的平面度，都不能超过1.0mm。

主要受力构件的自由边，在气割后需要刨边或铣边的加工余量，每侧至少2mm，应无毛刺等缺陷。

8）柱端铣后顶紧面应有75%以上的面积紧贴，用0.3mm塞尺检查，其塞入面积不得大于25%，边缘间隙也不应大于0.5mm。

9）关于铣口和铣削量的选择,应根据工件材料和加工要求决定,合理的选择是加工质量的保证。

10）构件的端部加工应在矫正合格后进行。

11）根据构件的形式采取必要的措施,保证铣平端与轴线垂直。

4.3.6制孔

1）构件制孔优先采用钻孔，当证明某些材料质量，厚度和孔径，冲孔后不会引起脆性时允许采用冲孔；厚度在5mm以下的所有普通结构钢允许冲孔，次要结构厚度小于12mm允许采用冲孔。

在冲切孔上，不得随后施焊（槽形），除非证明材料在冲切后，仍保留有相当韧性，则可焊接施工，一般情况下在需要所冲的孔上再钻大时，则冲孔必须比指定的直径小3mm。

2）钻孔前，一是要磨好钻头，二是要合理地选择切屑余量。

3）制成的螺栓孔，应为正圆柱形，并垂直于所在位置的钢材表面，倾斜度应小于1/20，其孔周边应无毛刺、破裂、喇叭口或凹凸的痕迹，切削应清除干净。

4）精制或绞制成的螺栓孔直径和螺栓杆直径相等，采用配钻或组装后绞孔，孔应有H12的精度。

4.3.7摩擦面加工

1）高强度螺栓连接摩擦面的加工，可采用喷砂、抛丸和砂轮机打磨等方法（注：

砂轮机打磨方法应与构件受力方向垂直，且打磨范围不得小于螺栓直径的4倍）。

2）经处理的摩擦面应采取防油污和损伤保护措施。

3）制造厂和安装单位应分别以钢结构制造批进行抗滑移系数试验。

制造批可按分部（子部分）工程划分规定的工程量每2000t为一批，不足2000t的可视为一批。

选用两种及两种以上表面处理工艺时，每种处理工艺应单独检验，每批三组试件。

4）抗滑移系数试验用的试件应由制造厂加工，试件与所代表的钢结构构件应为同一材质、同批制作、采用同一摩擦面处理工艺和具有相同的表面状态，并应用同一性能等级的高强度螺栓连接副，在同一环境条件下存放。

5）试件钢板的厚度，应根据钢结构工程中有代表性的板材厚度来确定。

试件板面应平整、无油污、孔和板的边缘无飞边、毛刺。

6）制造厂应在钢结构制造的同时进行抗滑移系数试验，并出具报告。

试验报告应写明试验方法和结果。

7）应根据现行国家标准《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82的要求或设计文件的规定，制作材质和处理方法相同的复验抗滑移系数用的构件，并与构件同时移交。

4.3.8组装

1）组装前，工作人员必须熟悉构件施工图及有关的技术要求，并根据施工图要求复核其需组装零件质量。

2）由于原材料的尺寸不够或技术要求需拼接的零件，一般必须在组装前拼接完成。

3）在采用胎模装配时必须遵循下列规定：

a）选择的场地必须平整，并具有足够的强度；

b）布置装配胎模时必须根据其钢结构构件特点考虑预防焊接收缩量及其它各种加工余量；

c）组装出首批构件后，必须由质量检查部门进行全面检查，经检查合格后，方可继续组装；

d）构件在组装过程中必须严格按照工艺规定装配，当有隐蔽焊缝时，必须先行施焊，并经检验合格后方可覆盖。

当有复杂装配部件不易施焊时，亦可采用边装边施焊的方法来完成其装配工作；

e）为了减少变形和装配顺序，可采取先组装成部件，然后组装成构件的方法。

钢结构构件组装方法的选择，必须根据构件的结构特性和技术要求，结合制造厂的加工能力、机械设备等情况，选择能有效控制组装的质量、生产效率的方法进行。

4.3.9预拼装

1）预拼装按设计要求和技术文件规定。

2）预拼装组合部位的选择原则：

尽可能选用主要受力框架、节点连接结构复杂，构件允差接近极限且有代表性的组合构件。

3）预拼装中所有构件应按施工图控制尺寸，各杆件的重心线应交汇于节点中心，并完全处于自由状态，不允许有外力强制固定。

单构件支承点不论柱、梁、支撑，应不少于两个支承点。

4）预拼装构件控制基准，中心线应明确标示，并与平台基线和地面基线相对一致。

控制基准应按设计要求基准一致，如需变换预拼装基准位置，应得到工艺设计认可。

5）所有需要预拼装的构件，制作完毕必须经专检员验收合格后，方可进行预拼装。

6）在胎架上预拼全过程中，不得对构件动用火焰或机械等方式进行修正、切割或使用重物压载、冲撞、锤击。

7）大型框架露天预拼装的检测时间，建议在日出前，日出后定时进行。

所使用卷尺精度应与安装单位相一致。

8）高强度螺栓连接件预拼装时，可采用冲钉定位和临时螺栓紧固。

试装螺栓在一组孔内不得少于螺栓孔的30%，且不少于2只。

冲钉数不得多于临时螺栓的1/3。

9）预装后应用试孔器检查，当用比孔公称直径小1.0mm的试孔器检查时，每组孔的通过率不小于85%；当用比螺栓公称直径大0.3mm的试孔器检查时，通过率为100%，试孔器必须垂直自由穿落。

按上述规定检查不能通过的孔，允许修孔（铰、磨、刮孔）。

修孔后如超规范，允许采用与母材材质相匹配的焊材焊补后，重新制孔，但不允许在预装胎架进行。

5.钢结构变形的原因、预防及矫正

5.1钢结构变形的原因

钢结构件是由钢板和型钢经过多道工序加工和装配组成的钢结构产品，因而钢结构件的变形原因是多种多样的，下面从几方面进行分析：

5.1.1钢材在轧制、运输和存放时引起的变形：

钢材在下料前，往往表面存在不平，弯曲，扭曲，波浪形等缺陷。

这些缺陷主要是由以下三种原因引起的：

1）在轧制钢材时，对钢锭施加外力，轧制结束外力撤消，钢材内部却残留了部分内应力，即残余内应力。

热轧时，由于材料受热膨胀和轧后受冷收缩，使其内部也产生残余内