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