关键特殊工艺焊接.docx
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关键特殊工艺焊接
钢构造工程
重点/特别工序
焊接作业指导书
编制：
日期：
审查：
日期：
同意：
日期：
项目经理部
二0一四年一月十天
作业指导书会签单
编号：
工程名称工程
本施工指导书包含以下内容：
一、编制依照；
指导书内容
二、工程概略及工程特色；
三、主要施工工艺；
附图
评审结果
项目经理同意
有关部门会签
一、制依照⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1
二、工程概略及工程特色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1
三、主要施工工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3
一、编制依照：
1.1《钢构造施工质量查收规范》GB50205-2001
1.2《工业安装工程质量查验评定一致标准》GB50252-2010；
1.3现场施工条件及我企业近似施工经验；
1.4签署的施工合同
1.5业主供给的有关施工图纸
钢柱系统
吊车梁系统
屋面系统
二、工程概略及工程特色：
2.1工程概略
工程名称：
工程
建设地址：
建设单位：
设计单位：
监理单位：
轧钢主厂房概略
2
ESP车间主厂房总长554.25m，共5跨，总轴线面积56827m。
钢柱系统由
排架柱和柱间支撑构成，合计138根。
此中，WA和WF列钢柱顶标高为20.750m，
牛腿处标高为11.070m和12.070m；WB和WE列钢柱顶标高为21.650m，牛腿处
标高为11.070m和11.470m；WC和WD列钢柱顶标高为23.150m，牛腿处标高为
11.070m和11.470m,钢柱最重约为10t。
吊车梁顶标高为13.850m，吊车梁最
重为32.480t。
ESP车间主厂房建筑一览表
序跨度跨长轨面标高
跨间名称
号（m）（m）（m）
轴线面积
备注
2
（m）
1
WA-WB主电机跨
18
100.5
14
第一条ESP
1809
生产线
2
WB-WC主轧跨
30
554.2
14
第一条ESP
5
16628
生产线
3
WC-WD磨辊间
36
554.2
14
两条生产
5
19953
线共用
4
WD-WE主轧跨
30
554.2
14
第二条ESP
5
16628
生产线
5
WE-WF主电机跨
18
100.5
14
第二条ESP
1809
生产线
合计
56827
钢柱形式：
上柱为实腹式，下柱为格构式，肩梁腹板为单腹板。
上柱与
下柱在距离牛腿标高800mm处采纳Z型接口螺栓加焊接。
柱底标高为-1.600、
-2.100m，此中钢柱A6a、A9、A9a柱底标高为-1.600，其他钢柱柱底标高为
-2.100m。
厂房柱脚为分别式柱脚，与基础采纳锚栓连结。
上柱采纳Q345-B或Q235-B,下柱、柱脚、肩梁、系杆、缀条及柱间支撑
采纳Q235-B。
吊车梁系统：
吊车梁为简支焊接实腹式工字形，制动系统为制动板，
协助桁架。
吊车梁截面高度有：
1.7m、2.3m、2.7m、3.1m、3.2m、3.5m、3.65m、3.7m。
吊车粱材质为Q345C。
屋面系统由钢管桁架屋架、桁架式檩条及支撑系统构成，檩条为桁架
式，上弦设横向水平支撑和纵向水平支撑，下弦经过隅撑来减小其平面外的
计算尺寸，屋架与柱顶的连结采纳铰接。
WB-WC跨11-21线屋架最重4.700t,最轻3.209t。
管桁架采纳热轧无缝钢管，管桁架弦杆上下弦杆材质为Q345B，其他为Q235B材质，特别注明处除外。
天沟为墙架柱的水平支点，墙架柱为
天沟的中部垂直支点。
连铸主厂房概略
连铸主厂房建筑一览表
序号跨间名称长×宽轴线面积轨面标高起重机配置备注
（m）（m2）（m）（数目×吨位）
1浇铸跨205×24492025.23×100/30Lk=21
连铸主厂房总长约208m，共1跨（AB跨为24m）。
檐高约34m，总轴线面
积约4920m2，7-15线合计10轴，基本柱距26m、27m，局部6m、9m、30m。
钢
柱为双肢格构式，合计9根。
WA列钢柱顶标高为33.500m，牛腿处标高为
21.460m,钢柱最重为26.114t。
吊车梁顶标高为25.200m，吊车梁最重为
39.474t。
钢柱形式：
上柱为实腹式，下柱为格构式，肩梁腹板为单腹板。
上柱
与下柱在距离牛腿标高800mm处采纳Z型接口螺栓加焊接。
柱底标高为
-1.000m。
厂房柱脚为分别式柱脚，与基础采纳锚栓连结。
上柱采纳Q345-B,下柱、柱脚及肩梁腹板采纳Q420-B，缀条及柱间支撑
采纳Q235-B。
吊车梁系统：
吊车梁为简支焊接实腹式工字形，制动系统为制动板，
协助桁架。
吊车梁截面高度有：
2.5m、3.5m、4.0m、4.3m。
吊车粱材质为Q345C。
屋架系统由屋架、托架、屋面檩条以及支撑系统构成，檩条下设隅撑。
屋架、托架主要采纳上承式。
屋面天沟支撑在屋架、托架上弦牛腿上，可作
为墙架柱的水平支点。
2.2工程特色：
（1）本工程钢构件拥有构造外形尺寸大，体积重量大，安装高度高的特色。
（2）钢柱分为2克制作，分段运至施工场所，高空接口，施工及质量控制难
度大。
（3）施工工期紧，制作及安装任务大，交错作业多，施工作业面广。
三、主要施工工艺
3.1焊接人员，应明确以下事宜:
a、规范要求的长宽允差及切割边质量要求。
b、焊缝缩短余量。
c、铆工一定向气割工说明有关划线表示用途。
d、坡口形式，起拱要求。
e、半自动切割机的工艺参数、焊接工艺参数。
f、焊接质量等级及查验手段。
钢板拼接采纳等强对接，为保证质量，钢板应视板厚开设不一样坡口，钢板拼接焊缝在焊前加引弧板和熄弧板，其材质、坡口同焊接母材，焊完后引、熄弧板不得锤落，应用气割切除，并修磨平坦。
板材的切割采纳半自动切割，切割下料尺寸应预留割口宽度，参照数据以下：
切割方式
资料厚度（mm）
割缝宽度留量（mm）
≤10
1～2
气割下料
10～20
2.5
20～40
3.0
40以上
4.0
（1）下料时为减少切割变形（旁弯）可在板料两头留一段距离暂不切割，板料太长时，中间也应留一段不切，待钢板冷却后再切割。
（2）凡需刨平顶紧的工件，要进行刨削，铣削加工或打磨。
（3）钢板切割尺寸同意误差见下表：
项
目
同意误差（mm）
切割件宽度、长度
±3
切割面平面度
0．05t且不大于2
割纹深度
0．2
局部缺口深度
1
（4）板料下好后，要检查确认，并进行校订办理，及消除焊缝
100mm邻近的
油迹、铁锈。
3.2焊接H型钢制作
本次施工中，厂房柱，吊车梁等构件的主要构造形式为焊接H型钢，所以此部分制作的质量控制尤其重要。
（1）H型钢组对时，先用粉线弹出腹板地点线，将翼板与腹板紧贴，不得有空隙，H型钢上下翼缘板拼缝与腹板拼缝要错开200mm以上。
（2）关于H型钢翼缘板和腹板的拼接，要求为一级焊缝质量标准。
（3）H型钢翼缘与腹板的对接焊缝应互相错开200mm以上。
关于梁的主加劲肋与拼接缝也应尽量错开200mm以上。
（4）关于超出24米的大梁的拼接，上翼缘板的拼策应尽量避开跨中1/4跨度范围，下翼缘板拼策应避开1/3跨度范围，腹板拼策应避开1/5跨度范围。
（5）屋架及托梁在跨度大于或等于24m时，构件需要按L/1000要求起拱。
（6）H型钢组焊完后，会因焊接而产生变形，应实时改正、矫平，可在H型钢矫直机上改正。
当用火焰改正时，同一部分加热不宜超出两次，加热温度不超出900℃，以目测加热部分达到暗红色为宜，并禁止浇水冷却。
（7）H型钢组装质量标准见下表：
项目同意误差
高度±2mm
垂直度B/100.且不大于2mm
中心偏移±2mm
3.3焊接工艺
制作过程中焊接质量将直接影响着工程质量。
在厂房构件制作中，存在大批的一、二级焊缝。
除钢板拼接和H型钢T型缝等采纳埋弧半自动焊接外，还有好多坡口焊缝及贴角焊缝，采纳手工电弧焊和CO2气体保护焊进行焊接。
（1）H型钢构造焊接
①全部H型钢的焊接采纳船形焊。
焊接H型钢时，采纳专用胎具，胎架长30
型钢
米，使焊缝成船形焊接地点。
其胎具构造以以下图:
12
34
图6
②焊接次序：
H型钢的焊接，主假如防备其挠曲变形，适合安排焊接次序，
可经过焊缝自己的缩短达到互相抵消上、下挠曲变形的作用，焊接次序按1→2→3→4的次序进行焊接，见图6。
关于用于吊车梁的H型钢，应先注意下翼板的方向，先接下翼板与腹板的主角焊缝，再焊上翼板与腹板的主角焊缝。
③H型钢角焊缝焊接工艺参数见下表
层次焊丝直径（mm）焊接电流（A）焊接电压（V）焊速（cm/min）
1（打底焊）
3.0
550～600
27～30
40～50
2（过渡焊）
3.0
650～700
30～32
35～40
3（盖面焊）
3.0
550～600
32～34
40～45
（2）焊接要求：
①构件施焊的焊工应经过考试并获得相应地点焊合格证后方可从事焊接工
作（而且在有效期内，中间中断时间不超出六个月）。
②焊材：
焊缝金属一般与母材金属相适应。
在两种不一样金属相连结时，在保证可焊性的前提下，焊材标号应与低强度钢材相适应。
焊接方法
钢号
钢号
焊缝质量等级
焊接资料
Q235B
Q235B,Q345，Q420B
一级
E4315或E4316
Q235B
Q235B,Q345，Q420B
二级、三级
E4301或E4303
手工焊
Q345
Q345，Q420
一级、二级、三级
E5015或E5016
Q420
Q420
一级、二级、三级
E5515-G或E5516-G
焊条性能须切合《非合金钢及细晶粒钢焊条》（GB/T5117-2012）和《热轧钢
焊条》（GB/T5118-2012）的规定。
Q235
Q235,Q345，Q420
一级、二级、三级
H08A焊丝
Q345
Q345，Q420
一级、二级、三级
H08MnA焊丝
埋弧（半）
Q420
H08MnMoA焊丝
Q420
一级、二级、三级
自动焊
GB/T5293-1999，《埋弧焊用
焊丝和焊剂须切合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》
低合金钢焊丝和焊剂》（GB/T12470-2003）的规定。
③施焊前，焊工应复查焊件接头质量和焊区的办理状况。
当不切合要求时，
应经修整合格后方可施焊。
对接接头、T形接头、角接接头、十字接优等对
接焊缝及对接和角接组合焊缝，应在焊缝的两头设置引弧和引出板，其材质
和坡口形式与焊接同样。
焊接完成后用气割切除引弧和引出板，并修磨平坦。
④焊条（特别碱性焊条）一定在烘箱进行烘焙，E43系列焊条的烘干温度2000C--2500C，烘干时间2小时；E50系列焊条的烘干温度为3500C--4000C，烘干时间2小时，烘焙后置于保温筒内，保温温度均为1500C。
随取随用。
⑤焊接时，不得使用药皮零落或焊芯生锈的焊条和受潮结块的焊剂及已熔烧
过的渣壳。
⑥角焊缝转角处宜连续绕角施焊，起落弧点距焊缝端部宜大于10.0mm；角焊
缝端部不设置引弧和引出板的连续焊缝，起落弧点距焊缝端部宜大于
10.0mm，弧坑应填满。
⑦焊条使用时应放入保温筒内,随用随取。
在保溫桶内寄存时间不得超出4
小时。
超出4小时后，应按原烘干制度从头干燥。
但重复烘干次数不宜超出
二次。
焊丝在使用前应消除铁锈和油渍等污物。
⑧焊前，应将焊缝坡口及其双侧100mm范围内清理洁净。
⑨主要焊缝须连续焊接，即一旦开始焊接，不一样意半途中断（特别状况中断，
焊前须预热）；焊接过程中，焊工一定恪守工艺纪律，不得私自改变。
多层
施焊时，须将层间焊渣消除洁净，发现焊缝表面出缺点，应实时清除。
⑩厚板焊接前应预热办理，预热温度依据板厚和材质确立焊接工艺。
焊后应进行后热办理。
焊成凹形的角焊缝，焊缝金属与母材间应平过渡；加工成凹形的角焊缝，不得在其表面留下切痕。
焊缝出现裂纹时，焊工不得私自办理，应查清原由，订出修理工艺后方可办理。
焊缝同一部位的返修次数，不宜超出两次。
当超出两次时，应按返修工艺进行。
焊接完成，焊工应清理焊缝表
面的熔渣及双侧的飞溅物，检查焊缝外观质量。
检查合格后应在工艺规定的
焊缝及部位打上焊工钢印。
（3）焊接环境
在露天施工当出现以下状况之一又未采纳有效防备举措时禁止施焊：
雨天；
雪天；
风速超出8m/s；
相对湿度超出90%。
（4）焊缝外观质量标准及尺寸同意误差①二级、三级焊缝外观质量标准（mm）见下表
项目
同意误差
缺点种类
二级
三级
未焊满（不
≤0.2+0.02t,且≤1.0
≤0.2+0.04t,且≤2.0
足设计要
每100焊缝内缺点总长≤25.0
求）
根部缩短
≤0.2+0.02t,
且≤1.0
≤0.2+0.04t,且≤2.0
长度不限
≤0.05t，且≤0.5；连续长
咬边
度≤100，且焊缝双侧咬边
≤0.1t且≤1.0，长度不限
总长≤10%焊缝全长
弧坑裂纹
-
同意存在个别长度≤
5.0的弧坑
裂纹
电弧擦伤
-
同意存在个别电弧擦伤
接头不良
缺口深度0.05t
，且≤0.5
缺口深度0.1t，且≤1.0
每1000焊缝不该超出1处
表面夹渣
-
深≤0.2长≤0.5t
，且≤20.0
每50.0焊缝长度内同意直径≤
表面气孔
-
0.4t，且≤3.0的气孔2个，孔距
≥6倍孔径
注：
表内t为连结处较薄的板厚
②对接焊缝及完整熔透组合焊缝尺寸同意误差（
mm）见下表
序号
项
目
同意误差
一、二级
三级
1
对接焊缝余高C
；～
3.0
；
～
4.0
B<20
0
B<20
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
注：
B为焊缝宽度，t为板厚
③部分焊透组合焊缝和角焊缝外形尺寸同意误差（
mm）见下表
序号
项目
同意误差
Hf≤6；0～1.5
1焊脚尺寸Hf
Hf>6；0～3.0
Hf≤6；0～1.5
2角焊缝余高C
Hf>6；0～3.0
注：
1、hf>8mm的角焊缝其局部焊脚尺寸同意低于设计要求值1.0mm，但总
长度不得超出焊缝长度10%；
2、焊接H型梁腹板与翼缘板的焊缝两头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。
（5）焊接变形控制
主要采纳的焊接方法有埋弧自动焊接、CO2气体保护焊接为主，手工焊接为
辅。
①板单元焊接变形控制
板单元所产生的焊接变形主假如缩短变形和角变形。
a:
缩短变形采纳预留焊接缩短余量的方法进行解决，长度方向按5/10000进行预留，宽度方向每个借口预留1.0mm。
b:
角变形则采纳反变形法。
因为对接钢板较厚，达到20~60mm，假如板单元拼接使产生了角变形将对改正带来特别大的困难，机械锤击法及火焰改正法实行成效都不显然。
所以，一定要掌握好反变形的尺度，将环节变形撤消于反变形中。
以δ30mm板厚为例，在接口处垫高形成160度夹角最为适合，以下图。
160
（5）H型钢构造焊接变形控制
H型钢构造组装后，四条主角焊缝采纳埋弧自动焊进行焊接，加劲板与板单
2
元的连结采纳CO气体保护焊与手工电弧焊进行焊接。
其焊接变形主假如焊接缩短变形，旁弯和歪曲变形。
采纳的防变形方法主假如：
预留焊接缩短余量、对称施焊法、考虑适合的焊
接次序以及设置暂时支撑增添构件刚性以减少焊接变形。
3.4改正工序：
采纳火焰进行成品改正时，同一部位加热次数不利超出二次，改正温
度不该在钢材淬火温度邻近，并禁止水冷。
3.5成品查验：
构件作完后，按施工图及有关规范进行自检，并进行构件编号，检查
合格后请业主及监理工程师查收，查收合格后才可进行下道工序。
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