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钢结构制作工艺

一.1钢结构制作方案

一.1.1钢结构制作工艺流程

一.1.1.1箱型钢结构制造工艺流程：

一.1.1.2

十字柱制作工艺流程图：

一.1.1.3

H型钢梁制造工艺流程：

一.1.2材料进场

一.1.3材料进场前应进行检验。

检验过程包括材质证明及材料标识和材料允许偏差的检验。

材料检验合格后方可投入使用。

一.1.3.1当钢材表面有锈蚀，麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负偏差值1/2，否则不得使用。

一.1.3.2钢材矫正:

可用机械方法或火焰矫正，火焰矫正温度不可超过650℃，并严禁强制降温。

一.1.3.3钢材矫正后的表面不应有明显的划痕，划痕深度不得大于0.5mm。

一.1.3.4钢材矫正后的允许偏差

序号

项目

允许偏差mm

钢板的局部不平度

t≤14

1.5

t>14

1.0

型钢弯曲矢高

L/1000且不应大于5.0

角钢肢的垂直度

b/100双肢栓接角钢的角度不得大于90°

槽钢翼缘对腹板的垂直度

b/80

工字钢、H型钢翼缘对腹板的垂直度

b/100且不大于2.0

注：

t-钢板厚度，L-钢材长度，b-型钢翼缘宽度

一.1.4放样号料

一.1.4.1本工程放样采用的计量器具应经计量检测单位检测合格后方可使用。

一.1.4.2

在计算机上对节点进行1：

1放样，放样时应根据设计图确定各构件的实际尺寸。

人工放样在平整的放样平台上进行，凡放大样的构件，应以1:

1的比例放出实样。

一.1.4.3放样工作完成后，对所放大样和样板进行自检，无误后报质检员进行检验。

一.1.4.4号料前必须核实所用钢材与设计图纸相符，钢材材质必须符合相关规范要求；如有代料应有代料通知单；做到专料专用。

严格按照材料使用部位表进行号料，避免长料短用，宽料窄用。

一.1.4.5在施工过程中，无论划线号料、气焊、还是铆工等工序都必须认真检查钢材是否有重皮、裂纹等缺陷，如发现应及时会同技术人员及检查人员研究处理。

一.1.4.6号料时长度和宽度方向必须留焊接切割收缩量。

一.1.4.7号料时，H形和箱形截面的翼板及腹板焊缝不能设置在同一截面上，应相互错开200mm以上，并与隔板错开200mm以上。

接料尽量采用大板接料形式。

一.1.4.8钢管接料，壁厚大于等于6mm时管接料应开坡口。

壁厚小于6mm时可不开坡口。

下料阶段不得采用人工修补的方法修正切割完的钢管。

一.1.4.9接料坡口形式：

A.钢板接料坡口形式：

B.钢管对接：

采用全焊透对接焊缝，坡口形式如下：

先用小直径焊条E5016底进行打底焊，然后用CO2气体保护焊施焊，对接焊缝必须焊透。

一.1.4.10H型钢的盖板及腹板下料用计算机编程，在数控切割机上进行切割加工。

一.1.4.11号料必须注明坡口的角度和钝边方向。

一.1.4.12号料允许偏差

项目

允许偏差mm

零件外形尺寸

+1.0

孔距

+0.5

基准线

+0.5

对角线差

1.0

加工样板的角度

+20'

一.1.5

切割

一.1.5.1

一.1.5.2切割时对于板材采用火焰切割，对于H型钢等可采用卧式双柱双缸龙门带锯床或H型钢切割机切割下料。

一.1.5.3切割时必须预留焊接及切割收缩余量。

一.1.5.4火焰切割气体的要求：

A.氧气：

气割用氧气纯度应在99.5%以上，并有厂家产品合格证且符合国家标准。

B.乙炔气：

用乙炔气纯度应在96.5%以上，并有厂家产品合格证且符合国家标准。

C.丙烷类气体：

切割用丙烷纯度在98%以上，并有厂家产品合格证且符合国家标准。

一.1.5.5气割注意事项

A.清除切割线两侧50mm范围内的铁锈、油污。

避免由于铁锈污物等在受热时发生飞溅物堵塞割咀熄火而造成切割边缘的缺陷。

B.切割后断口上不得有裂纹，并应清除边缘上的熔瘤和飞溅。

C.切割后钢板不得有分层。

发现分层要作出标识，并向技术部门报告处理。

D.切割中割咀的芯距工件表面高度不宜超过10mm。

E.割咀喷出的火焰应符合下列要求：

（1）喷出的纯氧气流网线应笔直而清晰，在火焰中没有歪斜及出叉现象。

（2）喷出的纯氧气流网线周围和全长应均匀。

（3）如发现不正常时，宜用透针修理，并将嘴孔处附着的杂质毛刺清除掉。

一.1.5.6多头直条火焰切割注意事项

A.将待切割的钢板放在切割平台上、并使其定位。

B.根据排版图调整切割咀的间距，使其达到板宽尺寸，并按工艺要求放出切割余量（切割余量按板厚预留）。

C.平行切割

主材切割时，确保火焰切割嘴头的平行度及整条板的两面同时受热。

采用龙门式火焰切割机，同一箱形结构的盖板，腹板在同一版面上切割。

切割时应注意以下几个要点：

（1）确认板材合格

（2）确定盖板及腹板宽度时应在割嘴切割量基础上加1毫米。

（3）边缘切割不得低于10mm。

（4）

切割50mm后应确认板宽及直角度。

一.1.5.7气割时应控制切割工艺参数，如下表

自动、半自动切割工艺参照系数

割咀

号码

板厚

（mm）

氧气压力

（Mpa）

乙炔压力

（Mpa）

气割速度

（mm/min）

6-10

0.69-0.78

≥0.3

650-450

10-20

0.69-0.78

≥0.3

500-350

20-30

0.69-0.78

≥0.3

450-300

30-40

0.69-0.78

≥0.3

400-300

一.1.5.8坡口加工：

坡口加工可采用火焰切割或机械加工两种方式。

A.坡口加工若采用火焰切割时，应注意清除氧化皮。

B.坡口加工应采用半自动切割机进行，并且尽量两侧对称切割，以减小变形。

一.1.5.9切割质量标准

A.火焰切割质量标准

项目

允许偏差

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

机械切割质量标准

项目

允许偏差（mm）

零件宽度、长度

±3

边缘缺棱

1.0

型钢端部垂直度

2.0

C.气割的质量标准

项目

允许偏差

零件宽度、长度

±3

切割面平面度

0.05t且不大于2.0

割纹深度

0.3

局部缺口深度

1.0

注:

t为钢板厚度

一.1.6制孔

一.1.6.1高强螺栓节点板钻孔，在平面由数控钻床上进行，H型钢端部采用三维数控钻床钻孔，安装螺栓孔可采用摇臂钻钻孔。

一.1.6.2对于制孔难度较大的构件，可在预装时套钻制孔，以确保高强螺栓连接的精度。

一.1.6.3制孔前先对柱、梁、节点板在端部铣床上进行端部加工以确定定位基准，然后再划线或在数控钻床上钻孔。

一.1.6.4安装螺栓孔划线时，使用划针划出基准线和钻孔线，螺

栓孔的孔心和孔周敲上五点梅花冲印，便于钻孔和检查。

一.1.6.5钻孔允许偏差如下：

螺栓孔的允许偏差

项目

允许偏差（mm）

直径

+1.00.0

圆度

2.0

垂直度

0.03t,且不应大于2.0

制孔的允许偏差

项目

允许偏差（mm）

两相邻中心线距离

±0.5

矩形对角线两孔中心线距离及边孔中心距离

±1.0

孔中心与孔群中心距离

0.5

两孔群中心距离

±0.5

一.1.7接料

一.1.7.1接料的组装必须在经过测平的平台上进行，平台的水平差≤3mm。

一.1.7.2接料前，先将坡口两侧30-50mm范围内铁锈及污物毛刺等清除干净。

H形和箱形截面接料焊缝必须采用埋弧自动焊，焊缝两端加入引入板

和引出板，引入板和引出板规格自动焊为50mm×100mm，材质与板厚

和坡口形式应与焊件相同，焊接完毕用气割切掉并修整平

直，不得用锤击落。

一.1.7.3板材接料焊缝要求焊透。

采用碳弧气刨清根，接料焊接后24小时经探伤合格后，方可流入下道工序。

一.1.7.4接料时，H形和箱形截面的翼板及腹板焊缝不能设置在同一截面上，应相互错开200mm以上，并与隔板错开200mm以上。

一.1.7.5接料允许偏差见下表

项目

允许偏差（mm）

对口错边（Δ）

t/10且不大于3.0

间隙（α）

1.0

一.1.8端部加工

端部加工包括铣平端的加工、端部过焊孔加工、坡口加工等。

一.1.8.1对于箱形柱、十字形、H形柱梁等重要构件的端部均需采取端面加工。

一.1.8.2端铣前进行二次划线并标出端铣线和检查线，每节预留焊接收缩余量。

一.1.8.3调平端铣平台，保证端铣平面与梁垂直度不大于1mm。

一.1.8.4端铣加工在端面铣床上进行，加工时应注意：

A.结构端面不得有气孔凹痕。

B.确定总长度时应校核温差。

C.长度有出入时，以隔板位置为准。

D.进刀量以板厚为准。

一.1.8.5端铣后进行检查。

垂直度与水平度均在0.5mm以内，必要时以水平仪校核。

B.工件长度L≤±2mm，端面直角度≤1.5H/10000

一.1.9组装

一.1.9.1组装的一般要求

A.组装在经过测平的平台上进行。

B.在平台上放出组装大样并经检验合格，确定组装基准。

C.组装人员必须熟悉图纸、加工工艺及有关技术文件，检查组装用的零件的编号、材质、尺寸、数量和加工精度是否符合图纸和工艺要求，确认后进行装配。

D.下料、装配、净料用的钢尺必须经计量检测合格，并且使用前统一校尺，组装平台必须平整。

E.构件组装要按工艺流程进行，零件连接处焊缝两侧各30-50mm范围内的油污、铁锈等清理干净，并显露出钢材的金属光泽。

F.装配时要认真控制好各零件的安装位置和角度，避免使用大锤敲打和强制装配。

G.对于在组装后无法进行涂装及焊接的隐蔽面应在部件或构件整体组装前进行，经检查合格后方可组合。

一.1.9.2箱形结构组装

箱形梁的组装在日本进口箱形梁生产线上进行。

A.隔板组对

隔板组对采用以下措施：

（1）隔板加工图：

（2）隔板组对加工精度应满足以下要求：

其中L：

¡0.5mm

H：

¡0.5mm

|d1-d2|≤1.5mm

（3）隔板组对应注意以下几点:

隔板与垫条之间的毛刺应清除干净.

隔板组对时,必须保证90°夹角.

斜隔板应采用机加工的方法保证倾角.

不同隔板做好标记以免混乱.

（4）组对隔板用胎具如图所示：

隔板组对示意图

B.装配隔板

（1）盖板修理，由于切割产生的弯曲应修直后划线，包括隔板位置、封板位置，以及隔板外引线，以便电渣焊钻孔。

弯曲度e≤1mm/3m。

（2）打磨盖板、腹板氧化皮及杂物。

（3）

加设封板是为了保证箱形结构端部的稳定性。

隔板装配示意图

C.U型组对

（1）两侧腹板组在专门的U型组对机上进行，盖板、腹板以200mm基准线对齐。

（2）U组立机压紧后，测量上、下高度、左右宽度一致后方可焊接。

隔板引出线误差应在0.5mm内。

（3）盖、腹板偏移1mm，柱扭曲量≤6H/1000mm，腹板与隔板间隙≤0.5mm，腹板与垫板间隙≤0.5mm。

D.箱形组对

（1）箱形组对同U型组对，上下、左右夹紧，外侧坡口内均匀点焊。

（2）端头约100mm校正平行度后方可点焊。

加上盖板时，盖、腹板紧密贴合≤0.5mm。

箱形组对示意图

（3）组立完成后将隔板位置与基准线及隔板厚度标示在左右腹板及上下盖板上，用透明漆保护。

E.箱形结构组装完成经检验合格后方可转入下道工序施工。

一.1.9.3焊接H型组装

焊接H型的组装在H型钢生产线组立机上进行。

A.腹板和翼缘板在组装前进行局部不平度检查。

B.组装工字形前，要求四条主焊缝区域的油锈及其它污物除净，腹板除锈宽度一般为20-30mm，盖板除锈宽度不小于腹板厚度加上50mm。

C.在H型钢组对机上进行组对工字形。

组装时应调整好组立机的机头位置，边组对边检查。

D.H字形组对允许偏差

项目

允许偏差（ｍｍ）

高度（h）

±1

垂直度（Δ）

B/100且不大于2.0

中心偏移（e）

±1.0

缝隙（Δ）

1.0

一.1.9.4十字柱组装：

A.工字形修理合格后组装柱中的零件部件，组装前各零件部件要检查合格后，方可使用。

B.组装顺序：

组装好一个工字形，交电焊焊接，焊后修整合格，再将另一工字钢切制成T型，由铆工组修整后。

组装成十字柱，再交电焊焊接，最后修整。

C.组装时,严格控制十字形截面尺寸,如图：

一.1.9.5二次组装：

即对柱、梁上的节点连接板或加劲板等进行装配。

A.二次装配前各零部件经检验合格，符合要求后方可装配。

B.二次组装应以端部加工面为统一定位基准，按此基准进行二次放线。

C.二次放线检查合格后进行组装附件。

二次装配检验合格后交付焊接。

一.1.9.6组装精度要求

项目

允许偏差（mm）

T形连接的间隙

t<16

1.0

t≥16

2.0

搭接接头长度偏差

+5.0

搭接接头间隙偏差

1.0

对接接头钢板错位

t≤16

1.5

t/10

t≥30

3.0

对接接头间隙偏差

埋弧自动焊和气体保护焊

+1.0；0

对接接头直线偏差

2.0

根部开口间隙偏差（背部加衬板）

+2.0

隔板与梁翼缘的错位量

t1≥t2且t1≤20

t2/2

t1≥t2且t1>20

4.0

t2/4

t120

5.0

焊接组装构件端部偏差

3.0

加劲板或隔板倾斜偏差

2.0

连接板、加劲板间距或位置偏差

2.0

一.1.10焊接

一.1.10.1焊接通则

按JGJ81-2002《钢结构焊接技术规程》的要求对焊工和焊接程序进行认证，被认证的设备型号和焊缝都应与施工过程中的相同。

A.焊接工作人员要求

（1）焊工

a.参与本工程的所有焊工（含定位焊工）必须经过培训取得上岗证书，并在其允许范围内工作。

b.焊工在焊接过程中应严格遵守工艺操作规程，并对其焊接的产品质量负责。

c.对焊前准备不符合技术要求的构件，焊工有权拒绝操作并报主管工程师。

（2）焊接技术人员

a.本工程钢结构的焊接全过程，必须在焊接责任工程师的负责下进行生产施工。

b.焊接工程师应具备建筑钢结构焊接生产、施工的总体规划管理和技术指导的工作能力。

B.焊接工艺编制

焊接前必须经过焊接工艺评定试验，根据焊接工艺评定试验的结果编制焊接工艺。

C.焊接方法及焊接材料选择

焊接方法

焊材牌号

焊接位置

手工电弧焊

E50型焊条

定位焊对接角接

埋弧自动焊

H08Mn2Si+HJ431

对接角接

CO2气体保护焊

H08Mn2SiA

定位焊对接角接

电渣焊

H08Mn2Si

隔板焊接

D.焊前准备

（1）焊接设备检验：

焊接前必须保证焊接设备处于良好的技术状态。

（2）焊前清理

a.焊前在焊缝区域30-50mm范围内清除氧化铁皮、铁锈、水、油污、杂质、矿尘和其他污物，要求露出金属光泽。

b.在埋弧自动焊的被焊钢材表面，除按上述要求清理外，对于在焊接过程中焊剂可能触及的水、锈、油污等杂物一律清除干净，以防混于焊剂内。

c.焊接区域的除锈一般应在组装前进行，构件组装后应注意保护，如重新锈蚀或附有水份、油污等杂物应重新清理。

（3）焊材烘干

必须严格按照焊接材料管理办法对焊接材料进行烘干与保存，焊接材料烘干温度要求如下表：

焊接材料烘干温度表

焊接材料牌号

使用前烘焙条件

使用前存放条件

焊条E50型

350-400℃；2h

100-150℃

焊剂HJ431

150-350℃；1h

100-150℃

（4）焊接坡口检查：

焊接前认真检查焊缝坡口形式及几何尺寸符合设计要求。

（5）焊前对于焊接变形采取适当的控制措施。

（6）焊接前按照焊接工艺文件的要求调整焊接参数。

E.定位焊

（1）由持有焊工合格证的焊工担任。

（2）定位焊必须避免在产品的棱角和端头等强度和工艺上易出问题的部位进行，坡口内尽可能避免进行定位焊，定位焊在构件的起始端应离开端部20-30mm。

（3）定位焊应采用和母材焊接相同的焊条，定位焊焊条的最大直径不超过Φ4mm。

（4）定位焊缝若不得以在坡口内进行时，其焊缝高度应小于坡口深度的2/3，长度宜大于40mm。

（5）定位焊的长度和间距，视母材厚度、结构长度而定，无特别指定时，按下表规定的定位焊的长度和间距。

板厚

定位焊长度（mm）

定位间距（mm）

手工电弧焊

T≤3.2

200-300

3.2

300-400

t>25

300-400

（6）定位焊后应及时清除焊渣并进行检查，若发现定位焊后有

裂纹或气孔等影响焊接质量的缺陷应在正式焊接前清除干净后，并重新进行定位焊。

F.焊接引熄弧板

（1）对接、T型对接、角接焊缝、应在焊缝始、终端安装焊接引熄弧板。

（2）引熄弧板坡口应与主焊缝坡口吻合，也可用碳弧气刨刨出坡口。

（3）引熄弧板应用与母材相同的钢材。

（4）引熄弧板的长度：

手工焊大于35mm，自动焊大于100mm。

（5）引熄弧板在去除时，应用氧乙炔气割，不得用锤击落。

在距离母材1-3mm处割去后，然后用砂轮打磨光顺，与构件表面齐平。

G.环境气候对焊接影响

（1）当环境温度低于0℃时，不得焊接施工，如果必须施工应采取预热措施。

（2）

（3）在强风的环境中焊接，应在焊接区域周围设置挡风屏。

（4）焊接区域的相对湿度不得大于90%。

H.焊接过程

（1）焊接引熄弧

a.始焊时引弧应在引弧板上进行，焊接过程再引弧应在焊缝坡口内，不允许在非焊接区的母材表面上引弧，以防将母材划伤。

b.收弧时应将弧坑填满，避免收弧时出现弧坑裂纹。

在焊缝未端收弧时应在熄弧板上进行。

（2）

对接焊缝

a.要求熔透的双面对接焊缝，在一面焊接结束，另一面焊接前应彻底清除焊根缺陷至露出焊缝金属光泽，方可进行焊接，但采用埋弧自动焊并能保证焊透的情况下，允许不进行清根。

b.采用背面钢垫板的对接坡口焊缝，垫板与母材之间的接合必须紧密，应使焊接金属与垫板完全熔合。

c.不同厚度的构件对接，其厚板一侧应加工成平缓过渡形状，当板厚差超过4mm时，厚板一侧应加工成1:

2.5-1:

4的斜度,对接处与薄板等厚。

d.对接焊缝，除特别指定以外，应使焊缝余高最小，余高值不得超过3mm，并平和过渡至母材表面。

（3）贴角焊接：

a.贴角焊缝的两侧焊脚不得有明显差别，对不等角贴角焊缝要注意保证焊脚尺寸，并使焊趾处平滑过渡。

b.贴角焊缝一般成弧形圆滑过渡。

c.贴角焊缝在构件的端部转角处应有良好的包角焊。

包角焊缝的高度应为1.2倍的焊脚尺寸，包角焊缝的起落弧点应距端部10mm以上。

（4）部分熔透焊接：

部分熔透焊缝的焊接，焊前必须检查坡口深度，以确保要求的熔透深度。

I.焊缝完工的清理

焊工焊接完工后，应对焊缝进行清理，去除焊渣及焊接飞溅后，仔细检查焊缝外观质量，合格后提交检验，并在合格焊缝附近打上焊工钢印。

J.现场焊接接头的保护：

在钢结构件现场焊接接头及两侧50-100mm范围内不得进行工厂油漆，可使用提前粘不干胶纸对焊接无碍进行临时保护。

一.1.10.2箱形焊接

A.箱形焊接顺序

（1）在组对时首先对隔板的两条手工焊缝进行一次焊接。

箱形封盖后对主缝进行焊接。

（2）对隔板剩下的二条电渣焊缝进行电渣焊接。

B.箱形主焊缝焊接

箱形结构四条主焊缝焊接采用埋弧自动焊。

焊接时采取左右对称同时施焊，焊接变形小。

C.隔板非熔嘴电渣焊

箱形主焊缝焊接完成以后，应进行初步修理，修理后进行平面钻孔及非熔嘴电渣焊。

（1）非熔嘴电渣焊采用直径Φ=1.6，

（2）H08Mn2SiA实芯焊丝，效率高。

焊丝导管上升驱动是由设定的电流值自动控制，操作简单。

单电极时可焊接16-65mm隔板。

（3）工序如下所示：

检查焊口→确认焊机→上下、左右、前后调整导管→矫正焊丝→焊丝位置确认→打开冷却循环水→确认焊接条件→开始焊接→安装引出板→再次检查焊接条件和导管位置→焊接结束→处理焊接突头→关机结束。

（4）电渣焊的几点注意事项：

a.钻孔时，应核对隔板位置，划线的偏移量≤1mm，根据不同隔板厚度选择不同钻头形式。

钻孔以原200mm基准线为准。

b.焊前应仔细清理焊口。

c.焊接引弧下部≥20mm，上部≥40mm。

d.焊丝为H08Mn2SiA，焊剂SH331。

e.调整电压时：

a、

f.起弧为40-42Vb、加入焊剂后54Vc、正常焊接后50-51Vd、接近表面约10mm时降为48V。

g.非熔嘴电渣焊采用左右对称，6台同时施焊。

一.1.10.3H形焊接

A.H形焊接四条主缝在H型钢生产线上采用埋弧焊焊接。

B.焊接顺序

一.1.10.4十字柱焊接

A.十字柱焊接方法同“H形钢焊接”。

B.十字柱焊接顺序：

一.1.10.5焊接材料

A.埋弧自动焊：

Q235钢选用H08A，焊剂HJ431；

Q345钢选用H08Mn2Si，焊剂HJ431；

B.CO2气体保护焊：

选用H08Mn2SiA焊丝。

C.电渣焊：

选用H08Mn2Si焊丝。

一.1.10.6栓钉焊

A.栓钉焊接工艺流程图：

B.本工程使用的栓钉必须经栓钉出厂前进行过焊接端的鉴定试验合格，方可使用。

C.栓钉的存放应保证无油、无锈；保护瓷环的存放应避免受潮和沾油污，使用前应经过120℃约2小时的烘焙。

D.栓钉必须采用专用的焊接机进行焊接。

手工焊仅用于局部修补。

E.每天施工作业前，应在与构件相同的材料（厚度可变动¡25%）上先试焊2只栓钉，然后进行30°的弯曲试验，如果挤出焊脚达到360℃，且无热影响区裂纹时，方可进行正式焊接。

F.栓钉焊的质量检验

（1）栓钉焊后，360°范围内必须有均匀的挤出焊脚，且不得有裂纹等其它缺陷。

（2）焊好的栓钉以100只为一批，抽查1%进行榔头敲击试验，弯曲角度30°，若挤出焊脚无裂纹等缺陷认为合格。

（3）敲打试验检查中，发现不合格时再检查2枚，如其中1枚还达不到合格的话，则该批量全部检查，或者全部重新施焊。

一.1.10.7焊接检验

钢结构的焊接检验应包括检查和验收两项内容，因而焊接检验不能仅仅局限于焊接完毕后，应贯穿在焊接作业的全过程中，如下表所示：

检验阶段

检验内容

焊接施工前

接头的组装、坡口的加工、焊接区域的清理，定位焊质量、引、熄弧板安装，衬板贴紧情况

焊接施工中

焊接材料烘焙，焊接材料牌号、规格、焊接位置

焊接完毕

外观检查

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