钢结构主要构件关键施工技术关键工艺.docx
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钢结构主要构件关键施工技术关键工艺
第一节钢结构主要构件关键施工技术关键工艺
一、H型钢制作
（一）H钢制作工艺流程
（二）
放样、套料
1）套料前，套料人员应熟悉工艺要求，然后根据排版图、工艺卡和构件图进行号料。
2）放样和样板的允许偏差：
项目
允许偏差（mm）
平行线距离和分段尺寸
±0.5
对角线
1
长度、宽度、孔距
长度0～+0.5，宽度0～-0.5，孔距±0.5
加工样板的角度
±20′
3）放样时，发现施工图有遗漏和错误以及其它原因需要更改施工图时，必须取得设计单位的同意，不得擅自修改。
4）号料时，凡发现材料规格或材质外观不符合要求的须及时报材料、质量、工程技术部门处理。
5）钢板划线后，应标明基准线、中心线和检验控制点。
6）接料要求：
焊接H型钢翼板、腹板长度，错开200mm以上；翼板最短料接头长不得小于翼板宽度2倍，腹板最短接料宽度方向最小不得小于300mm、长度不小于600㎜且接料处避开牛腿和连接板位置200mm左右；接料处避开孔群，距边孔位置大于200mm以上。
7）构件的接料缝需要在套料图、拼接图或构件图中有明确标识。
8）所有连板或H型钢排料时注明坡口型式或坡口长度，标明接料焊缝的拼接位置。
（三）下料、切割
（1）钢材的切割优先采用数控切割机编程切割，异形件必须用数控切割.次要部位的零件可以采用半自动加切割小车或手工切割，材料切割后，自由边缘（非装配边）必须进行打磨。
（2）切割前先检查钢材的规格、材质、质量等，是否符合要求，钢材表面上的油污、铁锈、氧化物等应清除干净。
（3）切割面的精度要求如下：
项目
图例
允许偏差
切割断面的粗糙度
坡口面≤0.2mm
自由边≤0.1mm
切割断面的局部割痕
坡口面d≤1.0mm
自由边d≤0.5mm
切割断面的垂直度e
t≤20mme≤1mm
t＞20mme＜t/20
（4）当达不到上述要求时，应用砂轮打磨，必要时进行堆焊补修后，再用砂轮打磨平整，以保证切割断面的质量。
（四）焊接坡口
（1）焊接坡口制备，钢板拼接接头应采用坡口熔透焊，背面焊之前应清根。
焊接坡口制备，接料坡口见下图:
t＜20mm时拼接坡口形式
t≥20mm时拼接坡口形式
（2）拼接时中心要对齐，拼接前要将坡口及两侧50mm左右打磨到露出金属光泽。
（3）所有接料焊缝均应加引弧板、熄弧板，引弧、熄弧板均需用火焰或机械切割，不得锤击，割口处需打磨或刨削。
（五）H型钢组立及焊接
1根据设计要求焊接H型钢钢柱腹板厚度小于等于20mm为坡口焊缝；坡口形式见下图.H型钢的截面尺寸为H1500×800×L以下，宜在H型钢组立生产线完成成。
2H钢组立流程见图
组立时保证H钢柱翼、腹板上端对齐，组立后H钢外形尺寸检验标准见下表
序号
项目
允许偏差
图例
检验方法
1
截面高度（h）
H＜500
0
+2.0
钢直尺
H≥500
0
+3.0
2
截面宽度（b）
±3.0
钢直尺
3
腹板中心偏移（e）
±2.0
钢直尺
4
腹板面部平面度（f）
T＜14
2.0
钢直尺
T≥14
1.5
3定位焊应由合格的持证定位焊工或持证焊工施焊。
4定位焊与正式焊缝是一样的质量要求.焊后彻底清除熔渣，定位焊焊缝出现裂纹应清除后重焊。
5定位焊应避免在焊缝的起始结束和拐角处施焊，T形接头应在两侧对称进行。
6定位焊尺寸不大于设计尺寸的2/3，且不小于4mm，但不宜大于8mm。
7BH型钢焊前组装尺寸需考虑焊接收缩量，宽度方向可适当加放2mm收缩量。
焊接合格后，必须进行校正，尤其要控制弯曲和扭曲变形及截面的角变形，把误差控制到最低，以保证组装和焊接的精度。
每根H钢组立完毕后，必须马上打上钢印号。
8焊接
1）H钢焊接顺序
2）埋弧焊采用Ø5㎜H08MnA焊丝.焊剂型号为HJ431，用前250——300℃烘干2小时。
3）装引熄弧板
H型钢焊前装引熄弧板，引熄弧板材质与H钢主材材质相同，板厚大于等于12㎜，引熄弧板长度不小于140㎜，引熄弧长度大于等于100㎜。
4）埋弧焊焊接参数见下表：
焊丝型号
焊丝直径（㎜）
焊剂
电流（A）
电压（V）
焊接速度（㎜/min）
H08MnA
Ø5
HJ431
600～700
36～40
300～500
无法用普通埋弧焊焊接的部位，如园弧部位可用CO2气体保护焊进行焊接。
5）焊接完毕，清理焊缝，割除引熄弧板，注意引弧板只能用火焰割除或机械切除，不准用锤击落，割除时留5㎜余量，然后用砂轮磨平。
9校正
H钢清理完毕，焊接检验合格后需进行机械校正和火焰校正.火焰校正严禁用水急冷，母材加热温度不超过900℃.H型钢校正后的外形尺寸按下表检验.
项目
允许偏差（mm）
图例
截面高度（h）
h＜500
±2.0
500≤h≤1000
±3.0
H＞1000
±4.0
截面宽度（b）
±3.0
腹板中心偏移
±2.0
翼板与腹板垂直度（△）
B/100不大于3.0
弯曲矢高
L/1000不大于5.0
（图纸不要求时）
钢梁类弯曲矢高按构件图要求制作、检验
扭曲
h/250且不大于3.0
腹板局部平面度
T＜14
2.5
t≥14
1.5
10下料、切割
H钢柱以柱顶端为基准，划长度切割线，划切割线时要考虑割缝宽度及焊接收缩量，割缝宽度一般按3㎜考虑，焊接收缩量根据构件特点和加劲板多少确定，长度方向每对加劲板按0.3-0.4㎜计算。
11端铣
多层钢柱制作时，柱端必须端铣，铣削前检查钢柱支承架上平面必须水平，钢柱
本体轴线必须与铣床的水平导轨垂直。
铣床垂直导轨与水平面垂直。
铣削后的柱端精度达下表要求：
端部铣平的允许偏差
项目
允许偏差（mm）
两端铣平时构件长度
±2.0
两端铣平时零件长度
±0.5
铣平面的平面度
0.3
铣平面对轴线的垂直度
h/1500
注：
h—构件截面高度
12划线制孔
1）全部高强螺栓连接孔，一律采用钻孔成型，孔边无毛刺、飞边.高强螺栓连接孔不准冲孔。
下图为H型钢柱和钢梁的节点孔.钢
2）连板外形在1200×1200×50以内优先采用平面数控钻孔床加工.柱顶牛腿的孔位线用电脑放样，手工划针划线。
3）需划线钻孔的工件，使用划针，划出基准线和孔心线，孔心打上样冲。
4）对于孔群尺寸较有规律或相同尺寸孔群分布较多.可在5O钻床上钻孔，并提前加工好钻模，保证孔群内尺寸精度.钻模的对线基准必须正确无误，每批用前要进行复检.构件上钻模定位基准线划完后必须检验合格.钻模定位好后须经复检合格方可开钻，钻套内径超过允差，要及时更换.正常钻套内径比图示孔径大0.25mm。
5）制孔精度控制如下：
项目
允许偏差（㎜）
孔中心到组装边
±1
孔中心到自由边
±2
圆度
1.5
垂直度
1
孔径偏差
Ø13.5～Ø17.5
Ø22～Ø24
Ø26～Ø33
+0.43
0
+0.52
0
+0.84
0
任意两组孔间距偏差
2000以内
2000以上
±1.2
±1.5
孔群内孔间距偏差
±0.5最大不超过1㎜
a．H钢上、下翼板孔与腹板孔心间距偏差≤1㎜。
b．H钢上、下翼板孔群中心线与腹板中心线对称度≤1㎜。
6）对板制件，划线制孔时，划线基准边以组装边为基准，划出孔基准线及中心线。
7）多件板件叠层装夹钻孔时，保证组装边及基准边对齐。
8）数控钻床、数控平面钻床，编程后钻孔前必须复查一遍.首件钻好后要进行首件检查，避免产生批量错件。
9）所有钻孔加工完毕后必须打磨去除飞边毛刺，最好用锪钻倒0.5mm角，以免产生二次毛刺。
二、平台梁、屋面梁制造工艺
（一）材料的使用
1屋面梁采用Q345B钢。
2焊材：
序号
母材
埋弧自动焊
CO2气保焊
手弧焊
1
Q345B
H08MnA+HJ431
ER50-3
E5016
3连接接触面采用抛丸处理，Q345B材质的表面，抗滑系数不得小于0.45。
4钢材表面不允许有重皮、结疤、气孔、夹渣及钢材边缘分层等缺陷，且表面锈蚀、划痕不得超过钢材负偏差的一半。
5材料到厂后按公司材料验收流程验收，确认合格入库后交工厂使用。
6材料代用必须经甲方和设计院同意。
（二）焊接H型钢梁制作工艺
平台梁有两种形式，一种是两端铰接的简支梁，另一种是两端刚接的框架梁.`钢梁翼腹板接料需避梁中部三分之一范围，翼腹板接口，相互错开200MM以上。
1下料：
板拼H型钢，腹板、翼板材质均为Q345B.翼板-宽度尺寸按图纸尺寸下净尺寸，长度尺寸全长应预留20mm加工和焊接余量.腹板下料宽加2MM焊接余量.腹板长度加20MM加工余量。
2翼板、腹板的接料坡口按通用接板工艺双面坡口埋弧焊全熔透，接板焊后进行100%UT检测，并校平校直。
3接板后进行组对H型体.H型体组对焊道部位必须采用手砂轮打磨，祛除氧化皮、锈污，见金属光泽.翼板腹板接板焊缝位置规定：
长度方向接板焊缝应与腹板接缝错开≥200mm，与螺孔群边线及H型钢上附件组焊缝错开≥120㎜.最短接板长度应大于翼板宽度的2倍，腹板最短接料长度应大于600mm.（详按：
GB50205-2001标准相关规定）。
4H型钢组立在组立机上进行，装对点固焊.要求：
翼板和腹板装对要贴严，每侧均匀对称点固焊，间隔500~600mm，焊点长60~100mm.点固焊焊条J506。
5焊接：
板拼H型钢翼板与腹板主焊缝，双面均采用埋弧焊至出焊脚K=0.7t（t为腹板厚）mm.
6矫正：
对超标变形的柱体必须进行调平校直，先用校正机调平翼板，再用为焰调整旁弯、拱度、角变形（采用加热法调矫，注意加热法加热温度控制900℃以下且均匀移动），Q345钢材不允许用水急冷.H型柱体的尺寸偏差要求详按GB50205-2001标准附录C表C.0.3规定。
7异形连接板、筋板采用数控气割下料及数控钻孔（若板面积大于数控加工面，则采用手工划线号孔）.规则连接板、筋板采用半自动气割（或机械加工）下料及钻膜板定位钻孔。
8H型钢组装：
连接板、筋板等组装前必须进行复核，其另部件号、材质、规格、螺孔、尺寸偏差等应与设计图相符且应符合相关技术规范要求。
9组装规定：
将H型钢置于组装平台，划出中心线，注意图纸规定的H型钢的方向。
装配线--按图纸以H型钢0位为基准划出各附件在H型钢长度方向的装配定位线；以H型钢中心线为基准按各件图纸标注的螺孔中心线作为各附件在H型钢侧向的装配定位线，按线装配各附件，注意装配点固各附件后应进行互检校核确认.直梁两端接长的连接板孔群垂直方向的轴线要与起拱后的直钢梁水平轴线垂直。
10焊接：
H型钢上的板件均采用半自动CO2气保焊，CO2焊丝为ER50-3Ø1.2，焊接电流240~300A，电压24~30V，CO2气体流量20-25L/MIN，对称布置的焊缝应对称施焊，坡口焊缝应清根熔透（自然坡口不清根）.焊缝焊脚尺寸按图
11所有H型钢都要明确标示出其中心线和H型钢的方向。
H型钢的中心线线作法：
以翼缘板和腹板两端宽度中心为定位两端点相连划出中心线。
12H型钢上高强螺栓孔加工：
H型钢上螺栓孔均以腹板、翼板中心线为基准线定位号线.采用钻膜钻孔.第一个钻膜基准定位必须经专职检验员检查，合格后方可进行其余钻模基准定位。
13螺栓孔群在喷漆前必须按规定范围覆盖粘贴覆盖物（一般为硬纸片或不干胶带）。
14标记：
按相关杆件标记的规定进行。
三、热轧H型钢制作工艺
（一）热轧型钢的切割
（1）数控锯床
技术参数
切割宽度
切割高度
带锯频率
800mm
1000mm
20r/min
（2）砂轮盘
砂轮盘仅仅用于小角钢的切割，数控锯床可以用作H型钢、槽钢、大角钢、工字钢的切割。
（二）坡口加工
半自动切割机的性能参数
序号
项目
参数
1
最大切割厚度
120mm
2
切割氧压力
0.6~1Mpa
（三）制孔设备
（1）平面数控钻床
平面数控钻床的性能参数
序号
项目
参数
1
最大板厚范围
200mm
2
孔间精度
0.15mm
（2）磁吸钻
作业范围
序号
名称
作业范围
1
平面数控钻床
用于连接板孔的加工
2
摇臂钻床
位置好的成品构件孔的加工
3
磁吸钻
用于位置差的成品构件孔的加工
（四）技术要求
1、下料切割的技术要求
（1）号料前，首先确认材质和熟悉工艺要求，然后根据排版图进行号料。
（2）所用计量工具必须定时送检，应用于本工程的计量器具必须在鉴定有效期内。
（3）材料必须平直，没有超标缺陷，否则应先矫正。
（4）划线精度：
划线精度
项目
允许偏差
基准线，孔距位置
≤0.5mm
零件外形尺寸
≤1.0mm
（5）号料时，应标明基准线、中心线和检验控制点。
（6）钢板上不应留下永久性的划线痕迹.少量的样冲标记其深度应不大于0.5mm，
（7）号料后，按质保体系相应程序文件的规定，做好材质标记的移植工作。
（8）切割前，应清除母材表面的油污、铁锈和潮气；切割后，气割表面应光滑无裂纹，熔渣和飞溅物应清除干净。
（9）气割的精度要求：
气割的精度要求
项目
允许偏差
零件的宽度和长度
±3.0mm
切割面不垂直度
0.05t且≤2.0mm
割纹深度
0.3mm
局部缺口深度
1.0mm
（10）切割后的外露自由边应倒角2mm。
（11）火焰切割引起的热变形应立即进行矫正，不能流入下一道工序。
（12）边缘加工的允许偏差
项目
允许偏差
零件的宽度、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分
加工面垂直度
0.025t，且不应大于0.5
加工面表面粗糙度
（13）自动、半自动气割工艺参数
割嘴
号码
板厚（毫米）
氧气压力（Mpa）
乙炔压力
（MPa）
气割速度
（mm/min）
1
6-10
0.20-0.25
≥0.030
650-450
2
10-20
0.25-0.30
≥0.035
500-350
3
20-30
0.30-0.4
≥0.040
450-300
4
40-60
0.50-0.60
≥0.045
400-300
5
60-80
0.60-0.70
≥0.050
350-250
6
80-100
0.70-0.80
≥0.060
300-200
2、坡口加工的技术要求
（1）坡口加工的精度
1
坡口角度△a
△a=±2.5°
2
坡口钝边△a
△a=±1.0
（2）三条焊缝相交的部位要加工应力孔.当钢板厚度≤22mm时，应力孔的半径为20mm；当钢板厚度界于22与40mm之间时，应力孔的半径为25mm；当钢板厚度≥40mm时，应力孔的半径为30mm。
（3）半自动切割机用于加工Y型坡口；刨边机用于加工Y型坡口，U型坡口。
（4）用火焰加工坡口时，如果出现切割缺陷，要进行补焊，然后打磨，当割痕深度超标时，同样应进行以上工作。
3、钻孔的技术要求
（1）高强螺栓孔应具有H12的精度，孔壁表面粗糙度Ra不应大于12.5μm.其孔径的允许偏差应符合下表要求。
（2）普通螺栓孔的孔壁表面粗糙度Ra不应大于25μm.其孔径的允许偏差应符合下表要求。
（3）螺栓孔孔距的允许偏差应符合下表之要求
螺栓孔孔距范围
≤500
501~1200
1201~3000
＞3000
同一组内任意两孔间距离
±1.0
±1.5
-
-
相邻两组的端孔间距离
±1.5
±1.5
±2.5
±3.0
注：
1、在节点中连接板与一根杆件相连的所有螺栓孔为一组；
2、对接接头在拼接板一侧的螺栓孔为一组；
3、在两相邻节点或接头间的螺栓孔为一组，但不包括上述两款所规定的螺栓孔；
4、受弯构件翼缘上的连接螺栓孔，每米长度范围内的螺栓孔为一组
四、箱型柱加工制作
（一）箱型柱加工制作流程
（二）箱型柱制作工艺和方法
（三）箱型柱制作工艺要点
1、零件下料与加工
1）主材进行下料时，采用龙门式平行火焰切割机进行下料，以确保主材的平直度。
腹板的坡口加工采用半自动火焰切割机进行，腹板的两边坡口应同时切割以防一边切割后旁弯。
在部分熔透和全焊透坡口交界位置，用气割将过渡处在部分焊透坡口处割除一个小三角块，再用砂轮打磨以平缓过渡。
2）隔板及衬板利用数控切割下料，隔板下料后应进行铣边和坡口加工，隔板如设计要求有透气孔时应采用摇臂钻床钻孔，若设计要求有中间过人孔时采用半自动切割机切割或数控下料时直接切割。
隔板衬垫板下料后须铣边。
2、组装焊接
1）组装前先检查组装用零件的编号、材质、尺寸、数量和加工精度等是否符合图纸和工艺要求，确认后才能进行装配，构件组装要按照工艺流程进行。
。
2）箱体内隔板组装在时，首先应对电渣焊衬垫板进行机加工（铣边）,以保证电渣焊时与腹板的间隙在规定的范围内。
隔板组装在隔板组立机上进行。
对隔板进行小合拢组装时，隔板和垫板必须组装密贴，间隙不大于0.5mm，防止电渣焊漏渣，同时每两块垫板应保证平齐，垫板高低差不得大于0.5mm，以免在安装腹板时出现间隙，影响电渣焊。
隔板组装时采用Φ3.2mm的焊条进行点焊固定，点焊固定时应在非电渣焊区进行。
电渣焊衬垫板组装精度示意图
3）零件检查合格后，将箱体下翼缘板吊至胎架，从下端坡口处（包含预留现场对接的间隙）开始划线，按每个隔板收缩0.5mm、主焊缝收缩3mm均匀分摊到每个间距，然后划隔板组装线的位置，隔板中心线延长到两侧并在两侧的翼板厚度方向中心打上样冲点。
箱体组装划线示意图
工厂箱体内隔板组装划线实景
4）箱体U型组立时，首先将隔板与下面板组装，组装时必须保证隔板的垂直度以及电渣焊衬垫板与下面板的间隙（当隔板间距较窄时，为了便于后续焊接，应将焊接坡口朝外。
当隔板较密集时，应从中间向两侧逐步退装退焊，即先装中间两块隔板，装好后即行焊接，然后依次向两侧装焊）。
合格后点焊固定。
U型组立时为了提高柱子的刚性及抗扭能力，在部分焊透的区域每1.5mm处设置一块工艺隔板。
隔板定位合格后，组装箱体腹板，组装时将腹板与翼缘板下端对齐，并用千斤顶和夹具将腹板与下翼缘板和隔板顶紧靠牢。
腹板定位合格后安装腹板与面板全熔透焊缝的焊接衬垫板。
箱体U型组立后交专人检测，合格后进行隔板和腹板的焊接，隔板与腹板焊接坡口形式为单面V形坡口，焊接采用CO2气体保护焊进行，焊后对焊缝进行探伤检测。
工厂箱体U型组立实景一
工厂箱体U型组立实景二
5）箱体U型组焊合格后组装上面板，组装上面板前应将U型箱体内的杂物清除干净，组装时用外力将上面板与腹板及隔板顶紧靠牢，然后进行点焊固定，面板组装后交专人检测，合格后转入电渣焊工序。
工厂箱体组装上面板实景
6）箱体隔板电渣焊在专用电渣焊生产线上进行，焊接前应对焊丝进行矫直，并调整焊接参数至工艺要求。
为保证电渣焊焊接过程稳定和电渣焊焊接质量，应使设备调整、引弧造渣、正常焊接及焊缝收尾等关键环节连续完成，中间不宜中断。
焊接结束后待焊缝完全冷却后再去除引熄弧板，同时割除多余焊缝并修磨与母材平整一致。
主焊缝坡口示意图
a）全熔透坡口箱型截面形式
板厚范围t＜35板厚范围t≥35所有板厚
b）部分熔透坡口箱型截面形式
板厚范围t＜35板厚范围t≥35所有板厚
电渣焊内部示意图
7）箱体四条纵缝埋弧焊接在专用箱型埋弧焊生产线上进行，焊前在箱体焊缝两端设置引熄弧板，焊接坡口及坡口两侧不小于30mm范围内应进行清理，不得有水、油、锈及氧化皮等影响焊接质量的杂物。
厚板焊接时采用H08MnA、Φ4mm焊丝配HJ431焊剂，焊接电流为500-800A，电弧电压为30-36V，焊接速度为40-50cm/min。
焊前进行预热处理，焊后24时进行焊缝外表检验和焊缝内部质量探伤检测。
工厂箱体纵缝埋弧焊焊接实景
8）箱体检测合格后进行端铣，未经检测、矫正合格的箱体不得进行端铣，端铣时箱体应卡紧、固定，避免加工时发生窜动，并且保证箱体端面与刀盘平行。
五、焊接工艺要点
（一）焊接工艺参数的确定
焊接
焊材
焊接
焊条（焊
焊接条件
方法
型号
位置
丝）直径
焊接电流
焊接电压
焊接速度
（mm）
（A）
（V）
（cm/min）
手工焊条电弧焊
E4316
E5016
平焊和横焊
3.2
100--140
22--24
8--12
4.0
140--180
23--25
10--18
5.0
180--230
24--26
12--20
立焊
3.2
80--110
22--26
5—8
4.0
130--160
24--26
6--10
CO2气保护焊
ER50-3
平焊和横焊
1.2
260--320
28--34
35--45
埋弧自
H08MnA
平焊/单层单道焊
4.0
600--700
30--50
35--50
动焊
/HJ431
平焊/单层多道焊
4.0
600--700
30--35
35--50
角焊
4.0
600--700
30--35
35--50
（二）在本工程中焊接要求如下：
焊缝部位
焊缝等级
备注
钢柱
管、翼板、腹板接料缝
二级
熔透焊
100％UT合格
焊接H型钢翼、腹板纵缝
三级
角焊缝
柱底板、柱顶板与柱
三级
坡口焊
铣平顶紧接触面
备注
未详之处，见节点图
（三）主焊缝钢印
处必须作好焊工标识，打钢印。
（四）焊缝焊脚
厚度偏差为0～3mm.未注角焊缝焊脚为薄板0.7t，未注坡口焊缝焊脚为薄板0.5t
（五）构件外观质量
所有产品的焊缝按二级外观质量检查标准执行，如下表格所示：
项目
质量标准
一级
二级
三级
1
气孔
不允许
不允许
直径大于1mm的气孔在1米长度范围内不超过5个
2
咬边
不允许
深度不超过0.5mm，梁计总长度不得超过焊缝总长度的10％
深度不超过0.5mm，累计总长度不得超过焊缝总长度的20％
3
对接焊缝余高
0.5～3.0
0.5～3.5
0.5～4
4
对接焊缝凹面值
0
0～0.5
0～0.5
5
角焊缝
焊角偏差
K≤6时
0～1.5
0～1.5
0～1.5
K＞6时
0～3
0～3
0～3
6
角焊缝
余高
K≤6时
0～1.5
0～1.5
0～1.5
K＞6时
0～3
0～3
0～3
（六）主焊缝的
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