32 钢结构制作1.docx
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32钢结构制作1
水泥机械设备安装作业指导书
钢结构制作作业指导书
CBMI.QEMS.03.77
一、钢结构制作工艺流程
二、质量控制计划
施工过程中的操作步骤
检查内容
工序号
操作名称
检验类型
检验类别
控制类型
文件类型
文件名称
1.1
图纸自审/会审
N
图纸自审/会审记录
1.2
材料计划
1.3
施工交底
N
施工交底记录
1.4
材料检查
DIM+VC
1
E
N
材料验收单
2.1
防样和样板制作
DIM
1
P
2.2
号料
DIM
1
P
3.1
下料、切割
DIM+VC
1
P
4
矫正
DIM+VC
1
B
5
边缘加工
DIM+VC
1
P
6
组装
DIM
1
P
7.1.1
焊材的选择
E
7.1.2
焊接工艺参数的选择
E
7.1.3
气体纯度检查
1
E
7.1.4
引弧板制作
DIM
1
B
7.1.5
定位焊
VC
1
B
7.2.1
环境确认
1
E
7.2.2
焊接区域清理
VC
1
E
7.2.3
焊材使用检查
VC
1
E
7.2.4
焊前预热
1
E
7.2.5
填充焊
1
B
7.2.6
反面清根
VC
1
B
7.2.7
焊接残余应力控制
1
B
7.2.8
焊接变形控制
1
B
7.3.1
外观质量检查
VC
1
E
N
CBMI-JX-GJG-01
7.3.2
焊缝表面缺陷检查
DIM+VC
1
P
N
CBMI-JX-GJG-01
7.3.3
致密性检查
1
E
7.3.4
对接焊缝和组合焊缝尺寸
DIM
1
P
N
CBMI-JX-GJG-01
7.3.5
内部缺陷超声波检查
US
1
E
N
CBMI-JX-GJG-01
8
消除应力热处理
1
B
9
制孔
DIM+VC
1
P
N
CBMI-JX-GJG-01
10.1
高强螺栓摩擦面处理
DIM+VC
1
E
10.2
摩擦面间隙处理
DIM
1
B
11
予拼装
DIM
1
P
N
CBMI-JX-GJG-02
12
最终验收
DIM+VC
2
E+B+P
N
CBMI-JX-GJG-04
检验类型
DIM--尺寸检查DP--着色渗透实验MP--磁粉检查MT--样品机械实验RD--X射线检查RT--运转实验
SC--特殊检查US--超声波检查VC--表面检查
文件类型
N--检验记录R--送检报告
控制类型
E--保证项目B--基本项目P--允许偏差项目
检验类别
1--自检2--会检
三、制作过程控制规范
1.施工准备
序号
工作内容
检查项目
技术要求
操作要领
检测器具
1.1
图纸自审/会审
执行体系文件
CBMI.QEMS.03.07
1.2
编制材料计划
1.3
施工交底
执行体系文件
CBMI.QEMS.03.07
1.4
钢材的检验
化学成分及机械性能
GB709-88
检查钢材质量证明书或复验报告
钢材外形尺寸
热轧钢板和钢带允许偏差GB709-88
碳素结构和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB912-89
碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB3274-88
热轧工字钢允许偏差GB706-88
热轧槽钢允许偏差GB707-88
热轧等边角钢允许偏差GB9787-88
热轧不等边角钢允许偏差GB9788-88
热轧圆钢和方钢允许偏差GB702-86
结构用无缝钢管允许偏差GB8162-87
热轧扁钢允许偏差GB704-88
花纹钢板GB3277-82
钢板厚度测量点位于距边缘≥40mm处
钢尺、卡尺、角尺、拉线、塞尺
钢板表面
矫正后的钢材表面不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不得大于0.5mm
观察检查
2.放样、号料
序号
工作内容
检查项目
技术要求
操作要领
检测器具
2.1
放样和样板的制作
基本要求
放样所画的线条粗细不得超过1mm.
剪切后的样板不应有锐口，直线与圆弧剪切时，应保持平直和圆顺光滑。
a
b
L1
L1
尺寸划法应先量全长后分尺寸，不得分段丈量相加，避免偏差累计。
角尺、钢尺
尺寸偏差
项目
允许偏差
平行线距离和分段尺寸
±0.5mm
对角线差（L1-L2）
1.0mm
宽度、长度（a,b）
±0.5mm
孔距
±0.5mm
加工样板的角度
±20′
2.2
号料
基本要求
号料所画的线条粗细不得超过1mm。
号料予留焊接收缩量、切割、加工余量。
角尺、钢尺
尺寸偏差
零件外形尺寸
±1
孔距
±0.5
3.下料、切割
序号
工作内容
检查项目
技术要求
操作要领
检测器具
3.1
气割、
机械剪切
钢材切割面或剪切面质量
切割面应平整，无裂纹夹渣分层等缺陷。
切割后清除切口处的毛刺或熔渣、飞溅物。
a
b
e
观察检查、放大镜、钢尺、焊缝量规，有疑义作渗透、磁粉、超声波检查
3.2
气割
零件宽度、长度（a、b）
±2..0mm
切割面平面度
0.05t且不大于2.0（t为板厚）
割纹深度
0.2mm
部缺口深度
1.0mm
3.3
机械剪切
零件长度宽度
±3.0mm
边缘缺棱
1.0mm
型钢端部垂直度（e）
2.0mm
环境温度
碳素结构钢在环境温度低于-20℃、低合金结构钢在环境温度低于-15℃不得剪切
温度计
4．矫正
4.1．矫正方法及操作要点：
序号
工作内容
适用范围及特点
操作要领
4.1.1
手动矫正
适用于刚性较小，批量小的钢结构，具有简易、轻型、使用方便等特点。
使用千斤顶、螺旋等进行矫正。
4.1.1.1
机械矫正
加压法
可矫正中板或厚板弯曲，也可矫正部分型钢弯曲。
使用设备：
压力机
弯曲矫平：
矫枉过正
扭曲矫平：
分别在两对角较高处和较低处放垫铁，施加压力。
当钢板既有局部弯曲又有整体弯曲时，先矫正局部。
当钢板扭曲变形同时还存在弯曲变形时，一般先矫扭曲变形。
4.1.1.2
碾压法
槽钢、工字钢小面弯曲，和中板及在卷板机负荷能力范围内的厚板。
卷板机
使用设备：
卷板机
先将矫正件滚出适当的大圆弧，再翻身并用略加大上下轴辊的距离再滚，如此反复。
4.1.2
火焰矫正
使用设备：
烤枪。
适用于碳钢、低合金钢。
不适用于高碳钢、高合金钢、不锈钢及铸铁等脆性材料。
4.1.2.1
点状加热
点状加热一般用于矫正中板、薄板的中间组织疏松（凸变形）或管子、圆钢的弯曲变形。
特别对油箱、框架等薄板焊接件矫正更能显示其优点。
加热圆点的大小（直径）一般是：
D=6t+10（t为板厚）。
加热时动作要迅速，火焰热量要集中，既要使每个点尽量保持圆形，又要不产生过热与过烧现象。
加热点之间的距离应尽量均匀一致。
进行点状加热后采用锤击或浇水冷却，锤击时要避免薄板表面留有明显锤痕，以保证矫正质量。
4.1.2.2
线状加热
线状加热：
线状加热一般加热线长度等于工件长度。
当加热线长度为工件长度80%以下时，线状加热除在宽度上对钢材矫平，还要对在长度方向引起的工件弯曲进行矫正。
4.1.2.3
三角形加热
三角形加热：
三角形加热法常用于刚性较大的型钢、钢结构件弯曲变形的矫正。
其三角形位置应确定在钢材需收缩一边，如需矫直三角形底边应在弯曲凸出的一侧，三角形加热数量则根据弯曲量大小确定，弯曲量大则数量多，反之则少。
三角形加热时加热温度为700℃～800℃。
4.2．火焰矫正操作要点：
序号
工作内容
操作要点
4.2.1
了解工艺要求找出变形原因
了解矫正件材质、塑性；结构特性、刚性；技术条件及于装配关系等。
在此基础上找出变形原因。
4.2.2
变形测量
（1）用目测或直尺、粉线等确定变形大小。
（2）分析变形类别：
压缩、拉伸、弯曲、扭曲变形；角变形、波浪形；均匀整体变形、不均匀整体变形等。
4.2.3
确定加热位置、加热顺序
（1）确定加热位置并考虑是否需加外力等。
（2）确定加热顺序，一般先矫刚性大的方向，然后在矫刚性较小的方向；先矫变形大的局部，然后矫变形小的局部。
4.2.4
确定加热范围、加热深度
如加热有多处，可用石笔划出记号。
4.2.5
确定加热温度
（1）工件小变形不大300℃～400℃
（2）工件较大变形较大400℃～600℃（3）工件大变形大600℃～800℃（4）焊接件700℃～800℃
4.2.6
矫正复查
仔细检查矫正质量，如第一次矫正没达到要求质量范围，可在第一次加热位置附近再次进行火焰矫正，矫正量过大可在反方向再次进行火焰矫正，直至符合技术要求。
4.3.矫正后的质量标准
序号
检查项目
技术要求
图示
检测器具
4.3.1
钢板的局部平面度
t≤14△≤1.5
t
t＞14△≤1.0
1000
△
直尺、塞尺
4.3.2
型钢弯曲矢高
l/1000,但不大于5.0mm
角尺、钢尺、拉线、塞尺
4.3.3
角钢肢的垂直度
b/100
△
△
b
b
4.3.4
槽钢翼缘对腹板的垂直度
b/80
4.3.5
工字钢、H型钢翼缘对腹板的垂直度
b/100，但不大于2.0
4.3.6
钢管的弯曲度
壁厚≤15mm,1.5mm/m
壁厚＞15mm,2.0mm/m
直尺、拉线
5.坡口及边缘加工
序号
检查项目
允许偏差
操作要领
检测器具
5.1
零件宽度、长度
±1.0mm
边缘加工可采用刨边机、坡口加工机、铣床完成。
坡口形式按照图纸的要求或根据GB985-88气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口型式及尺寸、GB986-88埋弧焊焊缝坡口的基本型式和尺寸进行设计。
b
α
P
R
钢尺
5.2
加工边直线度
l/3000且不大于2.0mm
拉线、钢尺
5.3
相邻两边夹角α
±6′
焊缝量规
5.4
加工面垂直度
0.025t且不大于0.5mm
角尺
5.5
加工面表面粗糙度
50
对比块
5.6
坡口尺寸
根
部
间
隙
（b）
全熔透开坡口
（△b为根部间隙偏差）
无垫板
手弧焊：
0≤△b≤4,但I形坡口时0＜△b≤δ/2
埋弧焊:
0＜△b≤1
气体保护半自动焊：
0＜△b≤3,但I形坡口时0＜△b≤δ/3
有垫板
手弧焊和气体保护半自动焊：
-2≤△b
埋弧焊：
-2≤△b≤+2
部分熔透开坡口焊接
手弧焊：
0≤△b≤3
埋弧焊：
0＜△b≤1
气体保护半自动焊：
0＜△b≤2
5.7
钝边高度偏差（△p）
手弧焊和气体保护半自动焊：
有垫板-2≤△P≤+1
无垫板-2≤△P≤+2
埋弧焊-2≤△P≤+1
5.8
根部半径偏差（△R）
手弧焊、埋弧焊和气体保护半自动焊：
-2≤△R
6.组装
序号
工作内容
检查项目
技术要求
操作要领
检测器具
6.1
部件装配和总装配
顶紧接触面应有75%的面积紧贴。
确定基准面，选择组装方法。
用0.3mm塞尺检查，其塞入面积应小于25%，边缘间隙不应大于0.8mm
6.2
隐蔽焊接
检查焊接质量
按照图纸和有关技术要求
当有隐蔽焊接时必须先行预施焊，并经检验合格方可覆盖。
填写隐蔽工程检查记录
隐蔽
6.3
组装尺寸
检查
对口错边（△）
t/10且不大于3.0
a
△
t
△
t
a
间隙（a）
±1.0
搭接长度（b）
±5.0
f
f
b
缝隙（f）
1.5
高度偏差（h）
±2.0
h
h
△
△
b
b
△
△
△
h
h
h
b
e
垂直度
b/100且不大于2.0
中心偏移（e）
±2.0
型钢错位
连接处
1.0
其它处
2.0
箱形截面高度（h）
±2.0
宽度（b）
±2.0
垂直度
b/200且不大于3.0
7.焊接
7.1.焊前准备
序号
工作内容
检查项目
技术要求
操作要领
检测器具
7.1.1
焊材的选择
见表7-1
7.1.2
焊接工艺参数的选择
见表7-2，7-3
7.1.3
气体的纯度检查（CO2气保焊）
气体的纯度
一般要求:
CO2>99%,对于比较重要的焊接结构一般要求CO2>99.8%以上。
检查报告
7.1.4
引弧板的制作
引弧板的坡口应与母材坡口相同,其长度应根据焊接方法和母材厚度而定,一般:
手工电弧焊引弧板的长度为30-50mm;
半自动焊引弧板的长度为40-60mm;
埋弧自动焊引弧板的长度为50-100mm。
引弧板在焊接后,应用气割等将其割掉,切不可用锤击打掉。
在离母材5mm处割断,并用砂轮机修磨平整。
钢尺、焊缝量规
7.1.5
定位焊
定位焊所采用的焊接材料型号,应与焊件材质相匹配;焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3,且不应大于8mm;焊缝长度沿筒体均布8处每段400mm,,并应由持合格证的焊工施焊。
操作方法采用回焊引弧、落弧填满弧坑。
7.2．焊接过程控制
序号
工作内容
检查项目
技术要求
图示或描述
检测器具
7.2.1
环境确认
温度
风力
湿度
气温低于0℃时，将焊接坡口两侧加热到36℃以上。
雨天或湿度大的场合（相对湿度大于80%），应保证母材的焊接区不残留水份，
强风天，应在焊接区周围设置挡风屏。
采用加热方法，把水份彻底清除后才能进行焊接。
温度计
湿度计
7.2.2
焊接区域
清理
坡口切割面与切割面两侧50mm左右的范围内,以及待焊接的母材表面处等的氧化皮,铁锈,油污,水分等妨碍焊接的物质,均应清理干净,要求露出金属光泽.
清理方法可以采用喷丸除锈,砂轮打磨,钢丝刷清刷等方法。
对于焊接坡口内及其表面区域的水分和油污等,可以用氧乙炔火焰加热的方法清除
7.2.3
焊材的
使用检查
烘干温度
碱性焊条：
烘焙温度350-400℃，时间1-2小时；储存时间≤30天，温度100-150℃。
允许反复烘焙次数3次。
使用中放置时间不应超过4h.
焊剂烘焙温度150-350℃，烘焙时间1小时。
使用中放置时间不应超过24h,重复使用次数不超过8次，对混入的杂质进行清除。
使用时放在保温筒内，随用随取。
烘干箱
保温箱
7.2.4
焊前预热
预热温度
厚度大于34mm碳素钢板，工作地点不低于0℃时，应加温至100-150℃进行预热。
预热区域范围应为焊接坡口两侧各80m-100mm,预热时使加热均匀。
红外线
测温仪
7.2.5
填充焊
层间温度
层间温度与预热温度相同。
红外线
测温仪
层间清理
多层焊焊接接头应连续施焊一次完成，每一层焊道焊完后应及时清理，如发现有影响焊接质量的缺陷，必须清除后再焊。
使用钢丝刷或磨光机将熔渣及缺陷清理干净。
放大镜
7.2.6
背面清根
（全熔透焊缝）
清根情况
对于全熔透双面焊接的焊缝，必须反面清根，彻底清理缺陷后方可施焊。
60°
用碳弧气刨进行清根。
7.2.7
焊接残余应力的控制
见表7-4
7.2.8
焊接变形
的控制
见表7-5
常用钢号选用的焊接材料：
表7-1
钢号
焊条电弧焊
埋弧焊
CO2气保焊
氩弧焊
焊条
焊丝钢号
（标准号）
焊剂
焊丝钢号
（标准号）
焊丝钢号
（标准号）
型号
（标准号）
牌号示例
型号
（标准号）
牌号示例
Q235-A.F
Q235-A
10（管）
20（管）
E4303
（GB/T5117）
J422
H08A
H08MnA
（GB/T14957）
HJ401-H08A
（GB/T5293）
HJ431
H08MnSi
（GB/T14958）
-
Q235-B
Q235-C
20G,20g
20R,20（锻）
E4316
（GB/T5117）
J426
H08A
H08E
H08MnA
（GB/T14957）
HJ401-H08A
（GB/T5293）
HJ431
H08MnSi
（GB/T14958）
-
E4315
（GB/T5117）
J427
16Mn,16MnR
E5016
（GB/T5117）
J506
H10MnSi
H10Mn2
（GB/T14957）
HJ401-H08A
（GB/T5293）HJ402-H10Mn2
（GB/T5293）HJ404-H08MnA
（GB/T5293）
HJ431
HJ350
SJ101
H08Mn2SiA
（GB/T14958）
H10MnSi
（GB/T14957）
E5015
（GB/T5117）
J507
碳弧气刨工艺参数的选择:
表7-2
碳棒（mm）
交流/直流
电流（A）
电压（V）
刨槽形状（mm）
刨槽量（mm/根）
（刨槽长度/碳棒消耗长度）
作业速度（mm/min）
（碳棒消耗长度/时间）
深度
宽度
6.5×305
AC
DC
290
240
35
40
3
3
8
8
1800
2280
605
750
8.0×305
AC
DC
360
300
35
40
4
4
9
10
2160
2660
650
875
9.5×305
AC
DC
400
330
36
40
5
5
12
12
2380
2845
520
600
埋弧自动焊焊接规范选用表表7-3
坡口型式
板厚（mm）
焊丝直径（mm）
焊接电流（I）
电弧电压（V）
焊接速度（m/h）
备注
对接
（不开坡口）
4—6
450--550
33—36
36—40
双面焊
8—12
φ4
500--700
34—36
34—38
双面焊
8—12
φ4
650--700
36—38
34—38
双面焊
V型坡口
6—12
φ5
650--750
36—38
40—44
手工封底
14—25
φ4
750--850
36--38
20—25
手工封底
双面V型坡口
20—28
φ5
650--700
36--38
28—30
正面第一层
20—28
φ5
750--800
36--38
32—32
反面第一层
20—28
φ5
650--700
36--38
28—34
其余各层及盖面
＞30
φ5
650--700
36--40
28—30
正面第一层
＞30
φ5
750--800
36--38
32—34
反面第一层
＞30
φ5
650--700
36--38
28—32
其余各层及盖面
对接
（反面清根）
6—8
φ3
250--350
34--36
35—36
不锈钢焊接
10--12
φ4
450--600
36--38
24--32
不锈钢焊接
表7-4
手工电弧焊焊接电流选用表
二氧化碳气体保护焊焊接规范选用表
焊条直径（mm）
焊接电流（I）
焊丝直径
（mm）
焊接电流
（I）
电弧电压
（V）
1.6
25—40
1.0
160-200
33-35
2
40—65
2.5
50—80
1.2
200-240
34-36
3.2
100—130
4
160—210
1.6
240-260
34-36
5
200--270
降低和消除残余应力:
表7-5
序号
技术要求及操作要点
示意图
选用能量密度较高的焊接方法，如采用CO2气体保护焊自动保护焊等代替手工电弧焊，将有助于减少焊接变形。
采用较小的线能量的焊接规范。
设计时尽量将焊缝对称布置，或采用间断焊缝,如图（a）（b）所示。
在焊接工字钢时，采用对称的施焊顺序将有利于调节和控制构件的弯曲变形，如图（c）所示。
接纵横交错布置的焊缝构件时，原则上采用先焊横焊缝后焊纵缝的焊接顺序；在焊接长焊缝时，可以考虑采用逆向分段焊跳焊等方法,如图（d）（e）所示。
预先放置成反变形的方法降低接头的刚度,如图（g）所示。
采用分部件焊接，矫正结束后再进行总装的焊接方法，将有助于控制大型复杂结构最终的整体变形。
刚性固定法，对于刚性小的结构，可以通过采用胎夹具或其他临时支撑等方法，增加结构在焊接时的刚性，以达到减小焊接变形的目的。
但对刚性较大的结构，则不宜采用,如图（f）所示。
对于形接头部对称坡口焊缝，采用先焊小坡口焊缝少的一侧的焊接顺序，将有利于控制焊接变形。
对于受力较大的的T型接头或十字接头，在保证相同的强度条件下，采用坡口角焊缝比一般角焊缝可以大大减少焊缝金属，减小焊接变形。
控制焊接变形的具体方法和措施：
表7-6
阶段
措施
示意图
设计过程中
1.尽量减少焊缝的数量和尺寸，如采用型钢和大尺寸的钢板，采用填充金属量少的坡口形式。
2.避免焊缝布置的过分集中，焊缝应保持足够的距离如图1。
图4
图2
图1
图3
3.尽量避免出现三轴交叉处的焊缝，如图把加劲肋顶端切去内角或圆弧角可改善该处的三向应力状态，如图2。
4.采用刚性较小的接头形式。
5.焊缝尽量不布置在工作应力最集中的区域。
6.在残余应力的区域内避免构件的几何不连续性。
焊
接
过
程
中
1、焊接平面上的焊缝时，应使焊缝的收缩比较自由（特别是横向收缩）；例如焊接接头对接焊缝时，焊接方向要指向自由端。
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