焊接H型钢制作工艺.docx
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焊接H型钢制作工艺
3.1焊接H型钢组装
3.1.1适用范围
本规程适用于钢结构构件采用焊接H型钢的施工工艺。
3.1.2施工准备
1、主要材料
(1)钢材的品种、规格、性能应符合设计要求和国家现行有关产品标准的规定;进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定的要求;均应具有产品质量合格证明文件。
材料进厂后,公司检测中心应及时对钢材的表面质量、化学成分及机械性能进行检验。
钢材进入车间时,应对其规格、表面质量进行复查合格后方可施工。
(2)焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂和焊接保护气体等;均必须具有产品质量合格证明文件及产品使用说明书等。
①焊条应符合国家现行标准《碳钢焊条》GB/T5117、《低合金钢焊条》GB/T5118的规定;
②焊丝和焊剂:
埋弧自动焊和气体保护焊焊丝的各项性能指标,应分别符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/12470、《熔化焊用钢丝》GB/T14957《气体保护焊用焊丝》GB/T8110的各项规定。
被选用的焊丝牌号必须与相应的钢材等级、焊剂和保护气体的成分相匹配。
③CO2气体应符合《焊接用二氧化碳》HG/T2537的规定。
2、配套材料:
引弧、引出板、定位板等。
3、主要机具:
H型钢组立机、组装胎架、定位焊用焊机、砂磨机、烤枪、割炬、碳刨钳等。
4、主要量具:
钢尺、平尺、塞尺、角尺、焊缝量规等。
3.1.3操作工艺
1、零件下料
(1)零件下料采用数控火焰切割机及数控直条切割机进行切割加工,切割质量应符合下表要求:
项目
允许偏差
备注
零件宽度,长度
±2.0
切割面平面度
0.05T,且不大于1.5
T为板厚
割纹深度
0.2
局部缺口深度
1.0
与板面垂直度
不大于0.025T
条料侧弯
不大于3mm
(2)对H型钢的翼板、腹板采用直条切割机两面同时垂直下料,对不规则件采用数控切割机进行下料。
(3)对H型钢的翼板、腹板的长度加放50mm余量,宽度不放余量;在深化的下料图中,其尺寸系按净尺寸标注,但应在图纸中说明,“本图中尺寸不含任何余量”,准备车间下料时应按工艺要求加放余量。
(4)当H型钢主体因钢板长度不够而需拼接时,其翼板对接长度应不小于翼板板宽的2倍,腹板的最小长度应在600mm及以上,同一零件中接头的数量不超过2个;同时,在进行套料时必须保证腹板与翼板的对接焊缝错开距离满足200mm以上。
(5)H型钢附件(如H型钢牛腿)应由生产部进行长度套料,并由H型钢流水线进行组焊、下料及钻孔等加工工序,如下图所示;当H型钢梁两端与牛腿连接时,宜将梁与牛腿组焊成一根H型钢,再将两端牛腿整体下料、钻孔、可避免梁与牛腿出现高度差。
(6)下料完成后,施工人员应按材质进行色标移植,同时对下料后的零件标注工程名称、钢板规格、零件编号,并归类存放。
2、H型钢的组装、钻孔及锁口
(1)施工前期准备工作
①核对各待组装零部件的零件号,检验零件规格是否符合图纸及切割标准要求,发现问题及时反馈;
②检查焊接或装配设备等的完好性,发现问题及时上报返修;
③根据H型钢的截面尺寸,可采用H型钢流水线及人工胎架法,当采用人工胎架法时,根据腹板与水平面的位置关系,将胎架分为水平组装胎架和竖直组装胎架,胎架示意图如下所示:
H型钢竖直组装胎架图
④检查零件的外观切割质量,对零件外观质量不符合要求处进行修补或用磨光机进行打磨;
⑤根据H型钢的板厚、坡口要求制备引弧板及引出板,引弧板及引出板的坡口形式应与H型钢的坡口形式相同,引弧及引出长度应不小于60mm,其材质应与母材相同;
⑥当H型钢的腹板需要开坡口时,应采用半自动火焰切割机进行,其主体坡口形式应符合图纸要求;
⑦坡口加工完后,必须对坡口面及附近50mm范围内进行修磨,清除割渣及氧化皮等杂物,同时,对全熔透焊和部分熔透焊的坡口,在其过渡处应修磨出过渡段,使其平滑衔接,过渡按1:
2的比例。
(2)H型钢组装的施工工艺流程如下图所示:
(3)H型钢的组装:
①H型钢的组装可采用H型钢流水线组装机或人工胎架进行组装,定位焊采用气保焊,定位焊缝尺寸和间距见本规程的4.5节。
其中,起始焊点距离端头距离为30mm,当零件长度较短,其长度在200mm以下时,定位焊点分为两点,分布位置分别为距离端头20mm。
定位焊示意图如下图所示:
②H型钢在进行组装定位焊时,母材上不允许有电弧擦伤,定位焊咬边应在1mm以内;
③H型钢翼板与腹板对接焊缝应错开200mm以上,以避免焊缝交叉和焊缝缺陷应力集中;
④H型钢翼板与腹板之间的组装间隙△≤1mm。
3、H型钢的焊接
(1)H型钢在焊接前,应在H型钢的两端头设置“T”形引弧板及引出板,引弧板及引出板长度应大于或等于150mm,宽度应大于或等于100mm,焊缝引出长度应大于或等于60mm。
引弧板及引出板应用气割切除,严禁锤击去除。
(2)H型钢的焊接采用门型埋弧焊机及小车式埋弧焊机两种方式进行。
焊接顺序如下图所示:
(3)H型钢船型位置角焊缝自动埋弧焊的焊接参数可按下表选取:
板厚
间隙
电源极性
焊丝直径(mm)
电流
(A)
电压
(v)
速度
(m/h)
伸出长度(mm)
6
≤1
反
φ4mm
500-550
30-32
23~25
25-30
8
≤1
反
φ4mm
550-600
30-32
22~24
25-30
10
≤1
反
φ4mm
550-600
30-32
22~24
30-35
12
≤1
反
φ4mm
600-650
32-34
21~23
30-35
14
≤1
反
φ4mm
650-700
32-34
20~23
30-35
(4)H型钢流水线埋弧焊不清根全熔透焊接技术(限于流水线采用):
①焊缝要求及形式:
根据H型钢的腹板板厚,其焊缝形式如下图所示:
②坡口加工:
坡口的加工采用半自动火焰切割机进行,切割后的坡口表面宽度应一致并应进行割渣及氧化物清理;
③H型钢组装可由H型钢组立机进行,定位焊采用气保焊,φ1.2mm焊丝;
④埋弧自动焊丝的选择应与钢材材质相匹配,当钢板材质为Q235时,选用φ4.0mm的H08A焊丝配合HJ431焊剂;当钢板材质为Q345时,选用φ4.0mm的H10Mn2焊丝配合SJ101焊剂;
⑤焊接胎架:
将H型钢放置在胎架上后,其斜置角度应按下图所示。
(5)焊接规范:
采用门型埋弧焊机进行焊接,正式焊接前应清除焊接区的油污、铁锈及其它污物。
根据工艺试验的结果可采用埋弧焊直接焊接反面不清根工艺措施。
①当采用单面坡口形式时,方法之一是:
正、反面均用埋弧焊焊接,在坡口面,埋弧焊打底一道,盖面一道;在非坡口面,埋弧焊角焊缝一道。
焊接时,注意焊丝对准坡口中心略偏腹板。
方法之二是:
在坡口面,先利用气保焊打底,打底厚度根据钝边大小而定,打底后,其钝边总厚度以5mm为宜,翻身后对非坡口面进行埋弧焊焊接,为角焊缝一道,再翻身焊接坡口面一侧,进行中间层及盖面的焊接;
②焊接规范:
I=800-820A,U=33-35V,V=500-550mm/min;
③埋弧焊焊接完后,应认真清理焊缝区的熔渣和飞溅物,冷却后,割去引出板及引弧板,并修磨平整。
4、H型钢的矫正:
(1)当翼板厚度在28mm及以下时,可采用H型钢翼缘矫正机进行矫正。
(2)当翼板厚度在28mm以上时,采用合理焊接工艺顺序辅以手工火焰矫正。
矫正后的表面,不应有明显的凹面或损伤,划痕深度不得大于0.5mm。
5、H型钢的两端余量切割,应先划线定位,有条件时应采用锯切,目前可采用半自动切割,切割完应修磨平整。
6、H型钢的锁口,先进行划线,采用手工切割,再磨光顺。
7、当翼缘板需开内坡口时,为防止割伤腹板,应先将腹板上的过焊孔(锁口)先行切割,再切割翼板上的坡口,修磨过焊孔、坡口及过焊孔余渣等。
如下图:
附:
H型钢组装尺寸过程控制允许偏差(mm)
项目
允许偏差
图例
测量工具
T型连接的间隙△
t<16
1.0
塞尺
t≥16
1.5
焊接组装构件端部偏差△
3.0
钢尺
截面高度
h
h≤2000
±1.0
(考虑焊接收缩量后)
钢尺
h>2000
±2.0
(考虑焊接收缩量后)
截面宽度b
±2.0
腹板中心
偏移e
接合部位
1.5
其它部位
2.0
翼缘板
垂直度Δ
b/100
且不应大于2.0
直角尺
腹板局部平面度
t<14
3.0
1m钢直尺
塞尺
腹板t≥14
2.0
3.1.4H型钢构件组装
1.施工准备:
(1)零件组装时应确认零件规格和外形尺寸并经检验合格,无切割毛刺和缺口,并应核对零件编号、方向和尺寸无误后方可进行组装。
(2)核对待组装的H型钢主体的编号、规格等,确认局部的补修及弯扭变形均已修整合格。
(3)零件在组装时,必须先清除被焊部位及坡口两侧各50mm内的铁锈、熔渣、油漆和水分等杂物;重要构件的焊缝部位的清理,应使用磨光机修磨至呈现金属光泽。
(4)焊接施工前,T型接头或对接接头当采用气保焊或焊条电弧焊,应设置引弧板及引出板,引弧板及引出板的长度应大于50mm,宽度不小于30mm,厚度不小于6mm,焊缝引出长度应不小于25mm。
(5)当构件在组装时,因构件结构形式的需要而需增设临时加劲板时,加劲板不得设置在摩擦面的区域内,摩擦面区域不允许有焊点等污物。
2.H型钢梁的组装要求及方法:
(1)H型钢梁组装前,应确认H型钢的主体已检测合格,局部的补修及弯、扭变形均已符合标准要求。
对不合格部件不得组装,必须交原工序修整合格后方可组装。
(2)将H型钢主体放置在组装平台上,根据各部件在图纸上的位置尺寸,利用石笔在钢梁主体上进行划线,包括中心线、基准线及位置线等,各部件的位置线应采用双线标识,定位线条清晰、准确,避免因线条模糊而造成尺寸偏差。
(3)待组装的部件(如牛腿等),应根据其在结构中的位置,先对部件进行组装焊接,使其自身组焊在最佳的焊接位置上完成,实现部件焊接质量的有效控制。
(4)在组装平台上,按其部件在钢梁上的位置进行划线、组装,如下图所示:
(5)在H型钢梁组装、焊接过程中,由于零件的焊缝对构件主体长度及宽度会有一定的影响,例如,在进行构件的端头下料时,需考虑端头下料完后再焊接零部件,则零部件的焊接会产生焊接收缩量,在焊接收缩量的影响下,构件的总长和断面形状也会产生不同程度的变化,因此,在零件组装过程中,应预先考虑该收缩量对零件位置的影响,即在零件定位划线时,对其定位尺寸应加上焊缝收缩余量,如下图为H型钢梁零件组装位置示意图:
3.H型钢柱的组装要求及方法:
(1)组装划线:
长度方向以H型钢顶面锯切面为组装基准,宽度方向以H型钢截面中心线为组装基准,对各零件的组装位置进行划线,在H型钢长度及宽度方向上划出牛腿、节点板、安装耳板的定位线,牛腿以牛腿中心线为定位基准,节点板、安装耳板上的端孔中心线为定位准,如下图所示:
因此,在进行焊接H型钢的组装及组装焊接时,应预放焊接收缩量,主要根据构件截面高度、板厚及加劲板的数量等因素而定,参见下表:
焊件特征和板厚
焊缝收缩余量
四条纵缝每米收缩余量(mm)
每对加劲板焊缝梁长度收缩余量(mm)
焊透梁高收缩余量(mm)
断面高≤1000mm且板厚≤25mm
0.6
0.3
1.0
断面高≤1000mm且板厚>25mm
1.4
0.7
1.0
断面高>1000mm的各种板厚
0.2
0.5
1.0
(2)牛腿组装:
将要安装牛腿的柱体表面置于上水平面,按对应定位线安装牛腿,调整牛腿处标高及端孔至柱轴线距离应符合设计要求,调整牛腿的角度符合设计要求,用拉线、吊线、直角尺、钢尺检查合格后定位焊接固定。
(3)节点板、耳板组装:
按对应定位线以零件上端孔中心线定位安装节点板、耳板。
调整、检查合格后定位焊接牢靠。
(4)加劲板组装:
按对应位置安装与牛腿翼板相对应的加劲板。
加劲板与牛腿翼板对齐安装。
检查合格后定位焊接固定。
(5)组装接头精度要求:
T型接头组装间隙≤1mm,加劲板与牛腿翼缘板位置错位不大于2mm。
4.H型钢柱的标识,H型钢柱的整体组装、焊接、矫正并经检查验收合格后,应作下述样冲眼标记:
双侧中轴线﹙柱两端﹚、行列线编号、标高线﹙底层柱的标高基准线﹚、工程名称、构件编号等。
3.1.5检验标准:
部件或零件组装定位焊后应进行整体组装尺寸复查,确保无误后进行整体焊接,整体焊接完后,对焊接所产生的变形,应矫正,对飞溅等杂物应清理干净。
H型钢梁、柱的尺寸控制见附页。
附1:
H型钢梁的允许偏差(mm)
项目
允许偏差(mm)
图例
测量
工具
梁的长度L
端部有凸缘支座板
0
-0.5
钢尺
其他形式
±L/2500
±10.0
截面高度
h
h≤2000
±2.0
h>2000
±3.0
截面宽度b
±2.0
腹板中心偏移e
接合部位
1.5
其它部位
2.0
翼缘板垂直度Δ
接合部位
b/100
且不大于1.5
直角尺
钢尺
其它部位
b/100
且不大于3.0
H钢梁侧弯S
L/2000且不大于10.0
拉线
钢尺
H钢梁拱度C
设计要求起拱
±L/5000
注:
吊车梁不允许下挠
设计未要求起拱
-5.0~10.0
梁的扭曲a(梁高h)
h/250且不大于4.0
拉线
吊线
钢尺
腹板局部平面度f/m2
腹板t<14
3.0
1m钢直尺
塞尺
腹板t≥14
2.0
续上表
项目
允许偏差(mm)
图例
测量工具
梁两端孔间的距离Δ
Δ=±2.0
钢尺
吊车梁上翼缘与
轨道接触面平面度
1.0
-
钢尺
梁端板的平面度
(只允许凹进)
h/500
且不应大于2.0
-
钢尺
角尺
梁端板与腹板的垂直度
h/500
且不应大于2.0
-
钢尺
角尺
附2:
H型钢柱的允许偏差(mm)
项目
允许偏差(mm)
图例
测量工具
柱的高度H
±3.0
钢尺
截面高度
h
连接处
±2.0
非连接处
±3.0
截面宽度b
±2.0
柱身弯曲矢高
H/1500
且不大于5.0
拉线
钢尺
柱身扭曲
h/250
且不大于4.0
拉线
吊线
钢尺
牛腿上表面到柱底距离L1
两牛腿上表面之间的距离L4
±2.0
牛腿的长度偏差
±3.0
牛腿孔到柱轴线距离L2
±3.0
牛腿的翘曲、扭曲、侧面偏差Δ
L2≤1000
2.0
拉线、角尺
钢尺
L2>1000
3.0
端部铣平面
表面粗糙度
0.03mm
检验样板
斜交牛腿的夹角偏差
3/1000
角度样板
塞尺
腹板局部平面度f/m2
腹板t≤14
3.0
1m钢直尺
塞尺
腹板t>14
2.0
续上表
项目
允许偏差(mm)
图例
测量工具
腹板中心偏移e
接合部位
1.5
钢尺
其它部位
2.0
翼缘板垂直度Δ
连接处
≤B/100
且不大于1.5
直角尺
钢尺
其它处
≤b/100
且不大于3.0
柱脚底板平面度
3.0
直尺
塞尺
柱脚螺栓孔对柱轴线的距离a
1.5
钢尺
柱端连接处
的倾斜度
1.5h/1000
吊线
角尺