精品四肢格构柱制作加工工艺.docx
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精品四肢格构柱制作加工工艺
[精品]四肢格构柱制作加工工艺
-
工程概况
本项目位于天津市北辰区山河路与永兴道交口东北侧，厂房结构形式为门式钢架结构，生产辅房为钢筋混凝土框架结构，建筑主体结构设计使用年限为50年。
其中厂房建筑高度约为17.60m，生产用房建筑高度9.60m（室外地面至女儿墙顶）。
总建筑面积为15939.98m2，其中车间建筑面积为13788.24m2，生产辅房建筑面积为1075.87m2，建筑基底面积14864.11m2。
本项目为大型工业建筑，建筑主体结构设计使用年限为50年。
火灾危险分类为戊类，耐火等级为二级，抗震设防烈度为7度。
1、材料进厂检验
原材料进厂以后，在磅房过磅量过实际重量后，经由实验室质检人员对进厂的钢板进行厚度、宽度以及长度方向的测量，记下每块钢板的炉批号，对照送货单、质保书检查完毕签字后方可卸货在指定地点，卸货后由探伤员进行钢板探伤，看其内部有无裂纹、分层等缺陷。
钢板使用前由实验室人员进行取样，取样后的试样送到实验室做相应的力学化学实验，本次钢板材质主要为Q345，测量其质量标准是否符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-2008）标准，检验报告出来后交由资料员存档。
对于进厂的螺旋管和圆管经过磅房测过实际重量后，由实验室质检人员对螺旋管和圆管的厚度方向、外径及长度进行测量，对照送货单质保书检验确认合格后签字方可找仓库人员卸货在指定地点。
对于进厂的H型钢进过磅房测过实际重量后，由实验室质检人员对H型钢翼缘板和腹板等长度与厚度进行测量，对照送货单质保书检验确认合格后签字方可找仓库人员卸货在指定地点。
流程图如下：
2、钢板的对接与拼接
1.1板在拼接前应检查材质、规格（L*B*H）、数量及各拼接尺寸是否和图纸要求相符。
1.2凡是两个接头以上的拼接板，拼接位置应由工艺人员确定，拼接人员不得随意拼接。
1.3使用的板材长度不够，需要拼接时，必须按工艺要求进行拼接，确定拼接长度和位置，拼接的板材必须用记号笔在拼接板上标注拼接长度、规格和数量。
1.4各种钢焊接头的预放收缩量见表。
名称
接头式样
预放收缩量（一个接头处）
备注
δ=10~16
δ=18~40
钢板对接
1）10~16mm厚钢板采用单面坡口对接；
2）16mm厚以上钢板采用X型双面坡口对接；
1.5~2
2.5~3
1.5拼接前注意检查坡口方向和形式是否和配料单一致，并考虑是否要对称拼接。
1.6拼接时必须按要求处理好被焊坡口周围铁锈及毛刺、油污等杂物，用磨光机进行打磨以保证对接板的焊接质量。
焊接时应在两端各加同等板厚的引弧板，以保证焊接质量和美观。
1.7对接接头较短钢板拼接时应采用反变形方法来保证焊接后的平整，垫块的厚薄在焊接时逐步调整，使通过焊接后平整为前提。
1.8拼接板时，应按长度方向在平台上弹线拼接，尽量采用靠模拼接，保证拼接板的直度和长度的准确。
1.9焊接H型钢翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽；腹板拼接宽度不应小于300mm，长度不应小于600mm；腹板下料拼接时拼接焊缝与翼缘板任一拼接焊缝应不在同一截面上，相互之间错开尺寸L>200mm。
拼接焊缝还应避开柱节点位置，同时与劲板之间错开尺寸L>200mm；拼接后构件长度方向余量需满足设计要求；吊车梁翼缘板的拼接点应在距梁端1/3范围内，上翼缘采用自动焊的直缝拼接；下翼缘采用自动焊的斜缝（45°）拼接，上下翼缘板与腹板的拼接焊缝由工艺科下料时，在放样单上注明拼接位置，拼接人员必须按放样单进行拼接，如发现疑问与工艺科人员取得联系，予以解决。
1.10拼接钢板有超偏差的波浪形弯曲必须单块板矫平后才能拼接。
1.11拼接两块不同厚度的板时，应按相关技术要求予以拼接，具体拼接方式，根据工艺科放样单进行拼接。
1.12拼接板组装的允许偏差，以便参考。
1.12.1焊接连接制作组装的允许偏差mm
项目
允许偏差
图例
对口错边Δ
t/10,且不应大于3.0
间隙a
±1.0
1.12.2对接焊缝及完全熔透组合焊缝尺寸允许偏差mm
序号
项目
图例
允许偏差
1
对接焊缝余高C
一、二级
三级
B<20:
0~3.0
B≧20:
0~4.0
B<20:
0~4.0
B≧20:
0~5.0
2
对接焊缝错边d
d<0.15t,
且≦2.0
d<0.15t,
且≦3.0
1.13检验人员在检验对接板时所采用工具为钢卷尺、角度尺。
在检查对接板时应以第四条、第十二条为参照，如检查中发现偏差过大不符第四条、第十二条所提到的允许偏差值之内应要求返工。
直至达到所需的允许偏差值之内方可转入下道工序。
同时应做好原始记录。
检查对接板时做好首检、巡检、做到不误检、不漏检，确保对接板的质量。
3、下料
2.1割前必须检查材质、规格、尺寸是否符合图纸要求，符合后方可切割，特别要合理使用材料，减少损耗。
2.1.1切割好板料，必须按图号用记号笔写上工程名称、规格、（长*宽*厚）、数量，以便检查复核。
2.1.2切割人员必须检查第一块切割的长度、宽度、厚度、直径、周长，并经检验员检验合格后，准确无误时方可进行下一块板的切割。
2.1.3由于主钢管为螺旋管，在下料时予以考虑切割孔的余量，工艺科在下料时，应将所有带圆管孔的板件孔直径放大10mm。
2.1.4切割人员在操作时应经常检查设备、运行情况，特别是割嘴火焰是否正常，否则要修复后方可切割。
要严格遵守操作规程。
2.1.5不同厚度的板材，应预放不同的切割余量，保证切割质量。
附表1：
切割余量表，以便参考
切割方式
材料厚度（mm）
割缝宽度留量（mm）
气割
≦10
1.2
10-20
2.5
20-40
3.0
附表2：
氧、丙烷切割工艺参数
切割板厚度（mm）
＜10
10-20
20-30
气体压力
（mpa）
氧气
0.69-0.78
0.69-0.78
0.69-0.78
丙烷
0.02-0.03
0.03-0.04
0.04
切割速度
（mm/min）
400-500
400
400-420
割嘴与钢板距离
预热焰
的3/4
预热焰
的3/4
预热焰
的3/4
2.1.6切割好的板材，应及时进行核对长度、宽度、厚度、直径，以保证切割质量。
附表3：
切割允许偏差工艺参数
项目
允许偏差
零件宽度、长度
±3.0
零件直径
2.0
切割面平面度
0.05t,且不应大于2.0
割纹深度
0.3
局部缺口深度
1.0
注：
t为切割面厚度
2.1.7在切割前，检验人员必须用钢卷尺对所切割的板材进行检查，明确并告知操作人员，切割所需余量见（附表1）。
氧、丙烷切割工艺参数（附表2）。
检查切割成型后板材的允许偏差值以第六条（附表4）为参照，不合格的产品不准流入下道工序，确保切割板材的质量。
2.2剪板前必须熟悉图纸。
对图纸中的构件材质、各部位尺寸、规格无疑问时方可加工。
加工时必须严格按照图纸中的要求加工，包括切角加工。
2.2.1剪切好的板材，应及时进行核对长度、宽度、厚度，以保证剪切质量。
附表4：
剪切允许偏差工艺参数
项目
允许偏差
零件宽度、长度
±3.0
边缘缺棱
1.0
型钢端部垂直度
2.0
2.2.2选择配料时，应先用边料，头料等零散的料，必要时选择整料，要预先排板，减少材料的损耗。
2.2.3加工好的板料，应按分区、分类堆放，并用油漆注明名称、数量及规格，以便下道工序正确辨认。
注明：
钢板材质为Q345B厚度为16mm（含）以下、长度为1500mm以下、宽度为450mm以下的钢材均机械剪板。
4、组立与拼装
第一加工段要强调的是组装，其方法建议采取卧式法。
即在胎架上先进行钢柱宽度方向上杆件的依次组装（组装时以柱下端面为基准面），CO2气体保护焊的焊接顺序由中间到两边进行对称施焊，最后再进行矫正。
将组装后的钢柱部件吊上整体组装胎架，调整并定对基准面后进行钢柱间的腹杆组装，装焊采取CO2气体保护焊，顺序由中间向两边对称依次施焊。
对组装后的钢柱分段按设计图纸和现行相关规范要求进行检验，对局部超差部位应实施矫正。
这里要强调的是钢柱上下端部的尺寸必须准确（如检测对角线差）。
拼装顺序如下图所示：
第一步：
构筑胎架，做好准备工作
第二步：
搭建四根螺旋管
第三步：
螺旋管之间缀条焊接
第四步：
组装顶部盖板
第五步：
将上端两根圆管组装
第六步：
组装两侧盖板
第七步：
组装横向盖板与封板
第八步：
组装4块底部盖板
第九步：
组拼外部小构件
最终拼装完成效果图
5、焊接工艺
5.1门式埋弧焊
5.1.1埋弧焊人员取料时必须是经过前道工序检验合格后并标有合格标识的组立构件并按照生产指令生产。
5.1.2焊前必须清除焊缝周围毛刺、铁锈、油污、焊渣，点焊高度大于设计焊缝高度时应打磨成平滑过度，方可施焊。
5.1.3施焊前H型钢两端必须设引弧板，厚度与被焊件相等，其材质和坡口形式应相匹配，引弧板的引出长度应大于100mm，其宽度应大于80mm，焊缝引出长度应大于70mm。
5.1.4施焊应根据图纸和工艺要求确保焊缝质量，焊丝焊剂的材质和牌号必须和被焊件相匹配。
5.1.5在施焊时使用的焊剂必须经过烘焙，焊剂不含有铁屑和其他杂物，未经烘焙的焊剂不得使用。
5.1.6施焊时不得离开操作岗位，对焊接位置、速度、电流有偏差时应及时进行调节以保证焊接质量。
5.1.7对焊好的焊缝应清楚其焊渣，做自检，发现气孔、咬边等缺陷，必须进行补焊，打磨合格后经检验员检验合格后方可转入下道工序。
5.1.8焊好后的H型钢会因单边受热产生弯曲，因此焊后构件必须放在平整地上待冷却后方可堆放。
5.1.9焊好后的H型钢在端部明显的位置应写上焊工的编号，以备检查。
5.1.10H型钢自动埋弧焊搭接角焊缝的计算厚度he。
5.1.11对于需要进行焊前预热或焊后热处理的焊缝，其预热温度或后热温度应符合（附表8）的规定。
预热区在焊道两侧，每侧宽度均应大于焊件厚度的1.5倍以上，且不应小于100mm；后热处理应在焊后立即进行，保温时间应根据板厚按每25板厚1h确定。
附表8：
常见钢结构钢材最低预热温度要求
钢材牌号
接头最厚部件的板厚t（mm）
t<25
25≦t≦40
Q345B
-
60℃
5.1.12检验人员检测焊缝高度时用焊角尺进行测量。
构件在埋弧焊前需督促车间人员加引弧板和收弧板。
并根据板厚的不同和相关图纸及工艺技术要求做出合理的判断。
同时作好原始记录确保构件质量。
5.1.13埋弧焊相关参数如下：
附表9不同直径焊丝适用的焊接电流范围
焊丝直径（mm）
4
5
电流密度（A/mm²）
40~63
35~50
焊接电流（A）
500~800
700~1000
附表10不开坡口留间隙双面埋弧自动焊工艺参数
焊件厚度（mm）
装配间隙（mm）
焊接电流（A）
焊接电压（V）
焊接速度（m/h）
交流
直流反接
14、16
3~4
775~825
34~36
32~34
30
注：
Q235H08A焊丝焊丝直径4mm、5mm；431焊剂
Q345H08MnA焊丝焊丝直径4mm、5mm；101焊剂
5.2CO2气333333333333333333333333333
5.2.1钢构件焊接前应熟悉图纸及相关的工艺要求。
5.2.2结合本公司实际焊接设备均采用二氧化碳（CO2）气体保护焊，二氧化碳气体保护焊必须采用直流反接。
5.2.3在施焊前，焊工必须检查构件的编号、规格、数量是否与图纸相符。
同时检查施焊部位组装和表面清理的质量。
5.2.4在焊接之间必须加设引弧和引出板，焊接引出长度应大于25mm。
5.2.5焊接完成后，应用火焰切割去除引弧板和引出板，需修磨平整。
5.2.6定位焊所用的焊材必须与母材匹配。
定位焊焊缝厚度不超过设计焊缝厚度的2/3，长度宜大于40mm，间距宜为500~600。
并应填满弧坑。
5.2.7施焊时应考虑焊接顺序，减少应焊接产生的变形和应力。
应做反变形的措施。
5.2.8焊接成型后的构件的外观质量，一般采取目测。
一级焊缝不得存在未满焊、根部收缩等、咬边、接头不良、表面气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤等缺陷；二级、三级焊缝以（附表12）为参照。
附表12：
二级、三级焊缝外观质量标准mm
项目
允许偏差
缺陷类型
二级
三级
未焊满（指不足设计要求）
≦0.2+0.02t,且≦1.0
≦0.2+0.04t,且≦2.0
每100.0焊缝内缺陷总长≦25.0
根部收缩
≦0.2+0.02t,且≦1.0
≦0.2+0.04t,且≦2.0
长度不限
咬边
≦0.05t，且≦0.5；连续长度≦100.0，且焊缝两侧咬边总长≦10%焊缝全长
≦0.1t且≦1.0，
长度不限
弧坑裂纹
-
允许存在个别长度≦5.0的弧坑裂纹
电弧擦伤
-
允许存在个别电弧擦伤
接头不良
缺口深度0.05t，且≦0.5
缺口深度0.1t，且≦1.0
每1000.0焊缝不应超过1处
表面夹渣
-
深≦0.2t长≦0.5t，
且≦0.2
表面气孔
-
每50.0焊缝长度内允许直径≦0.4t,且≦3.0的气孔2个，孔距≧6倍孔径
注：
表内t为连接处较薄的板厚。
附表13：
部分焊透组合焊缝和角焊缝外形尺寸允许偏差mm
序号
项目
图例
允许偏差
1
焊脚尺寸hf
hf≦6:
0~1.5
hf>6:
0~3.0
2
角焊缝余高C
hf≦6:
0~1.5
hf>6:
0~3.0
注：
1、hf>8.0mm角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值1.0mm，但总长度不得超过焊缝长度10%；
2、焊接H形梁腹板与翼缘板的焊缝两端在其两倍翼缘板宽度范围内，焊缝的焊脚尺寸不得低于设计值。
CO2气体保护焊焊接工艺参数（见下表）
焊脚
尺寸
焊接形式
焊丝直径
道数
焊接电流（A）
电弧电压（V）
焊接速度（cm/min）
CO2气体流量（L/min）
5
Ø1.2
1
240~260
28~30
45~55
16~22
Ø1.2
260~300
28~31
50~60
7
Ø1.2
240~260
28~30
30~40
Ø1.2
260~330
27~32
35~45
9
Ø1.2
260~330
27~32
30~40
12
Ø1.2
2
220~260
26~30
30~40
200~250
25~29
0~50
15
Ø1.2
3
260~330
27~32
30~40
5
Ø1.2
1
250~260
28~30
50~60
17~23
7
Ø1.2
300~320
34~36
40~50
9
Ø1.2
2
300~320
34~36
35~40
Ø1.2
1
420~440
37~39
30~35
14
Ø1.2
3
300~320
36~38
20~24
Ø1.2
2
420~440
37~39
18~22
板厚25
Ø1.2
15~16
260~280
32~34
30~50
20~25
5.2.9检验人员检测构件焊缝、焊脚尺寸时所用工具为卡规。
同时以焊缝外观质量及内部质量应以第5.2.9条为检测参照。
所有一、二级焊缝必须经无损探伤检测，如有特殊要求，根据要求配备相关检测设备，一级焊缝应进行100%的检验，二级焊缝应进行抽检，抽检比例应不小于20%。
附表14：
焊缝评定等级及探伤比例
焊缝质量等级
一级
二级
内部缺陷超声波探伤
评定等级
Ⅱ
Ⅲ
检验等级
B级
B级
探伤比例
100%
20%
内部缺陷射线探伤
评定等级
Ⅱ
Ⅲ
检验等级
AB级
AB级
探伤比例
100%
20%
注：
探伤比例的计数方法应按以下原则确定：
（1）对工厂制作焊缝，应按每条焊缝计算百分比，且探伤长度应不小于200mm，当焊缝长度不足200mm时，应对整条焊缝进行探伤；
（2）对现场安装焊缝，应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算百分比，探伤长度应不小于200mm,并不少于一条焊缝。
（1）焊接过程中应作好焊丝对中，确保焊接质量，保证熔池中心在焊缝的中心线上，消除因焊接位置不对称而产生的变形以及焊接缺陷的产生。
（2）电弧引弧必须在引弧板上引弧，并在进入焊缝之前调整好焊接参数和焊接状态。
熄弧时将电弧引入熄弧板上，熄灭电弧，避免引弧和熄弧而引起裂纹等缺陷。
（3）翻身焊时，必须进行严格清根处理。
采用碳弧气刨对焊缝进行清根刨，气刨留下的渗碳及熔渣必须用砂轮打磨机打磨干净，直至露出金属光泽后，再进行焊接。
（4）焊后及时作好保温措施。
一是消除或减少残余应力，二是防止层状撕裂，减少焊接变形。
（5）焊后24小时后方可进行焊缝外观及尺寸检验以及超声波无损检测。
焊接质量等级必须达到相应的设计规定要求。
对H型钢焊缝超声波探伤时，还应注意对两侧焊趾以及焊道成层下母材内部缺陷的检查。
5.3碳弧气刨要点
5.3.1、根据碳棒直径选择并调节好电流，使气刨枪夹紧碳棒并调节碳棒外伸长为80～100mm左右：
打开气阀并调节好压缩空气流量，使气刨枪气口和碳棒对准待刨部位。
5.3.2、通过碳棒与工件轻轻接触引燃电弧。
开始时，碳棒与工件的夹角要小，逐渐将夹角增大到所需的角度。
在刨削过程中，弧长刨削速度和夹角大小三者适当配合时，电弧稳定、刨槽表面光滑明亮：
否则电弧不稳、刨槽表面可能出现夹碳和粘渣。
5.3.3、在垂直位置时，应由上向下操作，这样重力的作用有利于除去熔化金属；在平位置时，既可从左向右，也可从右向左操作；
d.碳棒与工件之间的夹角由槽深而定，刨削要求深，夹角就应大一些。
然而，一次刨削的深度越大，对操作人员的技术要求越高，且容易产生缺陷。
因此。
刨槽较深时，往往要求刨削2～3次。
5.3.4、要保持均匀的刨削速度。
均匀清脆的嘶嘶声表示电弧稳定，能得到光滑均匀的刨槽。
速度太快易短路：
太慢又易断弧。
每段刨槽衔接时，应在弧坑上引弧，以防止弄伤刨槽或产生严重凹痕。
6、构件制孔
6.1钻孔前必须熟悉图纸，注意孔的位置、规格、数量及对称性，划线时以眼孔的中心线及两纵向孔的中心线为基准划线。
6.2在构件上钻孔，构件必须垫平，打孔平面应平整，防止在钻加工时构件摇动，以保证孔的精度，孔的准确性，同时也避免钻头断裂现象的产生。
6.3钻孔时，一是要预先磨好钻头，二是要合理选择切削余量，制成孔应为正圆形，并垂直于所在位置的钢材表面，倾斜度应小于所在板厚的1/20，其孔周围应无毛刺、破裂、喇叭口或凹凸的痕迹、切屑应清理干净。
6.4摇臂钻床打孔时应作好基准面记号，以使下道工序准确拼装。
6.5一般重要的连接板不得无限制叠钻，叠钻时平台一定要平整以免造成孔的倾斜度。
6.6螺栓孔孔距的允许偏差超过规定时，应采用与母材料相匹配的焊条补焊后重新制孔。
6.7每块板完成钻孔后先自检，经检验员检验合格后方可进行下道加工。
6.8检验人员检测的工具为钢卷尺游标卡尺及孔径量规。
孔距的允许偏差的检测依据以（附表16）为参照。
孔周围不应有毛刺、破裂、喇叭或凹凸的痕迹，孔为正圆孔，经检验合格并贴有相应的标识方可进入下道工序。
附表16：
螺栓孔孔距允许偏差mm
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
±2.0
±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。
附表17：
A、B级螺栓孔（Ⅰ类孔），应具有H12的精度，孔壁表面粗糙度Ra不应大于12.5µm，其允许偏差。
（见下表）
螺栓孔直径
允许偏差（mm）
Ø10~18
+0.18
Ø18~30
+0.21
Ø30~50
+0.25
附表18：
2C级螺栓孔（Ⅱ类孔），孔壁表面粗糙度Ra不应大于25µm，其允许偏差。
（见下表）
项目
允许偏差（mm）
直径
+1.0
圆度
2.0
垂直度
0.03t,且不大于2.0
附表19：
构件钻孔孔位允许偏差。
（见下表）
项目
示意图
允许偏差（mm）
孔中心偏移ΔL
-1≤ΔL≤+1
孔间距偏移ΔP
-1≤ΔP1≤+1
-2≤ΔP2≤+2
孔的错位e
e≤1
孔边缘距L+Δ
Δ≥-3
L应满足设计要求。
7、抛丸与油漆
7.1钢材表面经喷砂处理后，除锈等级不能低于Sa2.5级，处理好的磨擦面，不得有飞边、毛刺、焊疤或污损等，并不允许再行打磨或锤击、碰撞。
7.2涂装环境应符合涂料产品说明书的规定，相对湿度不应大于85%。
构件表面有结露或油污时，不得作业。
涂装后4h内不得淋雨。
7.3涂料使用前应搅拌均匀，配好的涂料应当天用完，涂装时不得任意增添稀释剂。
涂层应饱满，不得漏涂、误涂、表面不应有起泡、脱皮和返锈，并应无明显皱皮、流坠等缺陷，应避免仰角喷涂。
涂层附着力的检测方法一般可使用划交叉线法。
7.4高强螺栓连接摩擦面、构件坡口部位、钢柱牛腿上表面及距牛腿上表面以上150mm范围内的钢柱不允许涂刷油漆或有油污。
7.5现场焊接部位及两侧50mm范围内，暂不涂刷油漆，待现场焊接完毕后，经检验合格认可后按常规进行补漆。
7.6构件在运输或安装过程中如有碰损现象，应及时补漆。
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