箱型构件的制作工艺.docx
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箱型构件的制作工艺
箱型构件的制作工艺
1组立前期准备
⑴.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。
⑵.检查焊接或装配设备等的完好性，发现问题及时上报维修。
⑶.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。
⑷.焊接所用的焊条、焊剂等材料应按工艺要求进行烘干。
⑸.根据面板厚度、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箱体主焊缝的坡口形式相同，引弧及引出长度应不小于60mm。
⑹.箱型构件主体焊缝坡口采用半自动火焰切割机进行加工，坡口加工完毕后，必须对坡口面及附近50mm范围进行打磨，清除氧化渣及氧化皮等杂物。
2 箱型构件的组立：
⑴.截面宽度及高度在1.5米以下的箱型构件的组装设备为台湾欧粹纵向BOX组立机或横向BOX组立机。
截面宽度或高度在1.5米以上的箱型构件的组装采用人工胎架组装。
⑵.以下翼板顶端基准线作为基准，在下翼板及二块腹板的内侧划出隔板、顶板等装配用线，位置线应延伸至板厚方向。
⑶.在箱型构件的腹板上装配焊接衬板，进行定位焊焊接，对腹板条料应执行先中心划线，然后坡口加工，再进行垫板安装的制作流程，在进行垫板安装时，先以中心线为基准安装一侧垫板，然后在以安装好的垫板为基准安装另一侧垫板，应严格控制两垫板外缘之间的距离。
定位焊缝采取气保焊断续焊缝焊接，焊缝长度60mm，间距300mm，如下图所示：
⑷.把划好线的下翼板置于组立平台上，并把已装配好的各隔板定位在下翼板上，隔板与下翼板之间的装配间隙不得大于0.5㎜，定位好后，检验隔板垂直度，隔板与下翼板的垂直度不得大于1㎜；定位焊要求如下图所示：
⑸.装配两侧腹板，使隔板对准腹板上所划的位置，翼板与腹板之间的垂直度不得大于1mm；然后，对腹板与隔板及腹板与翼板之间的焊缝进行定位，如下示意图所示：
⑹.利用BOX组立机的液压装置，将箱型构件的面板与隔板紧密贴紧，在BOX组立机上组装示意图如下图所示：
⑺.将已形成U型的箱体吊至装配平台上，对隔板与腹板之间的焊缝进行焊接，焊接方法采用CO2气体保护焊。
⑻.隔板与腹板之间的全焊透焊缝焊接完毕并检测合格后，将U型箱体重新吊至组立平台，利用液压装置将装配后的上翼板与U型箱体顶紧并定位焊接。
⑼.装配埋弧焊焊接所需的引弧板及引出板，起始端引弧板长度为150mm，宽度为100mm；熄弧端引出板长度为150mm，宽度为100mm，焊缝熄弧端的坡口加工可利用碳弧气刨进行坡口加工，组装示意图如下所示：
⑽.箱型构件组立完毕后，在箱型构件的外侧面板上利用石笔划出各电渣焊隔板的位置线，同时做出100mm基准线，该基准线用于准确定位及检查隔板与梁翼板的对应程度，同时作为箱型构件柱顶端铣的基准线，端铣时应以该基准线为基准，控制基准线到钢柱柱顶之间的距离，如下图所示：
3箱型构件主焊缝的焊接：
⑴.埋弧焊采用的设备：
采用台湾欧淬纵向BOX流水线或横向BOX流水线中的焊接设备、采用门型埋弧焊焊接设备、采用半自动埋弧焊焊接设备。
⑵.埋弧焊焊接操作：
①.埋弧焊焊接前，用钢丝刷（钢丝刷装于磨光机上）或砂轮机清除焊缝附近至少20mm范围内的铁锈、油污等杂物。
⑶.埋弧焊焊接参考规范：
①.在焊接工艺上主要采取气保焊打底，埋弧自动焊填充及盖面，打底厚度根据板厚为15-20mm。
箱型直线构件坡口平焊单丝埋弧焊焊接工艺参数
序号
板厚
焊道
焊丝直径mm
电流
A
电压
v
速度
m/h
伸出长度
mm
1
14~18
盖面
φ4.8mm
650~680
35-38
36~40
25±5
2
20~25
盖面
φ4.8mm
650~680
35-38
33~36
25±5
3
30~35
填充层
φ4.8mm
670~690
36~40
36~40
25±5
盖面层1
φ4.8mm
580~600
30~32
34~36
25±5
盖面层2
φ4.8mm
550~580
30~32
36~38
25±5
4
40~50
填充层
φ4.8mm
670~690
36~40
36~40
25±5
盖面层1
φ4.8mm
600~620
32~34
34~36
25±5
盖面层2
φ4.8mm
580~600
30~32
36~38
25±5
盖面层3
φ4.8mm
580~600
30~32
36~38
25±5
5
60~80
填充层
φ4.8mm
670~690
36~40
36~40
25±5
盖面层1
φ4.8mm
600~620
32~34
34~36
25±5
盖面层2
φ4.8mm
600~620
32~34
34~36
25±5
盖面层3
φ4.8mm
600~620
32~34
34~36
25±5
盖面层4
φ4.8mm
580~600
30~32
40~44
25±5
箱型直线构件坡口平焊双丝埋弧焊
序号
板厚
电极
焊丝直径mm
电流
A
电压
v
速度
m/h
伸出长度mm
1
T＞30
DC
φ4.8mm
650~750
34~36
25~35
25~30
AC
φ4.8mm
700~800
33~38
25~35
25~30
2
T＞60
DC
φ4.8mm
650~750
34~36
25~35
25~30
AC
φ4.8mm
700~800
33~38
25~35
25~30
②.焊缝坡口形式及焊缝成型规范要求如下：
⑷.箱体主焊缝焊接方法及次序：
打底焊接采用气体保护焊（GMAW）焊接，打底厚度10～20mm或坡口厚度的2/3，焊接设备采用OTC-XC-500/OTC-XD-500）气保焊机或TSW3000双弧双丝气保打底焊机,焊接位置采用平焊位置焊接；焊接位置及焊接次序如下图所示：
焊接顺序示意图
焊道堆层图示例
焊接次序说明：
焊接时先对箱体焊道1进行打底焊接，焊接厚度为20㎜；焊好后翻身焊背面焊道2的打底焊；然后通过传输辊道转埋弧焊再将该面盖面层3焊满；焊好后再翻身将背面盖面层4焊满。
⑸.对于箱型构件检出的超差缺陷，用碳弧气刨进行铲除，打磨，然后用气保焊或手工电弧焊补焊，焊后进行清理、打磨，之后进行重新探伤，对同一处缺陷允许第二次气刨后补焊，并第三次探伤。
对第三次探伤不合格者，不得再返修，并上报技术部门处理，对于全面合格的打合格印记。
4箱型构件的电渣焊焊接：
⑴.施工准备
①.电渣焊采用的设备：
采用台湾欧淬纵向BOX流水线或横向BOX流水线。
②.熔丝电渣焊焊丝选用H10Mn2，熔嘴电渣焊选用φ2.4mm的H08MnMoA焊丝，焊丝质量符合标准《埋弧焊用低合金焊丝和焊剂》（GB/T12470-2003）的规定。
③.熔嘴电渣焊所用的熔化嘴（φ10*3或φ12*3）焊前需经250℃×1h烘培；焊剂选用JF600，焊剂质量符合标准《低合金钢埋弧焊用焊剂》（GB/T12470-2003）的规定，焊剂使用前必须在200-250℃温度下烘干1h，未经烘干的焊剂严禁使用。
④.电渣焊孔应采用摇臂钻钻制，钻孔过程当中应使用空气冷却，不允许采用水冷却，根据不同厚度的隔板应采用不同的孔径加工，如下图所示：
⑤.钻制电渣焊孔时，孔加工完毕后，孔内会残留污物或油污；因此，焊接前应先用木棒清除焊孔内的杂物，并辅以高压气体清除，油污用火焰加热烘烤的方法去除，可用火焰来加热烘烤。
⑥.焊接过程中所需要的主要工具：
千斤顶、玻璃目镜、引弧铜块、引出铜块、火焰烘枪、砂轮机等。
⑵.电渣焊焊接操作
①.安装引出装置：
引出装置用黄铜制成，放置于焊道上端。
安装前应将圆孔周围约φ150范围打磨平，使焊接时渣液不易外流。
②.当采用熔咀电渣焊时，熔化咀的安装应注意以下事项：
先插入管状焊条，将管极用铜夹头夹紧，以利导电（熔化咀在整个焊接过程中不能短路）；熔化咀必须与孔中心平行,并在中心位置。
焊接前将焊丝插入熔化咀中，检查焊丝是否平直，是否位于熔化咀的中心，并根据情况作出相应处理；焊丝伸出熔咀末端约5mm。
③.安装引弧装置：
引弧装置为引弧铜帽，用黄铜制成，将其孔中心对准焊孔中心，焊前在引弧装置的凹部撒放高约10mm，粒度为φ1×1mm的引弧剂，再撒放高约15mm的焊剂，整套装置对准中心后，放于焊口下端，并用千斤顶顶紧。
④.焊接：
为使箱型变形程度得到一致，必须是对称焊接，为此采用两台电渣焊机对内隔板的两侧焊道同时同规范进行焊接。
⑶.电渣焊焊接时注意事项：
①.电渣焊焊接：
启动电渣焊机，引燃电弧，熔剂熔化后，形成熔渣。
焊接过程中,根据面板颜色适当的调节熔化嘴或焊枪的空间位置，使其处于熔池中心部位，稳定燃烧,防止烧穿，并根据渣池的深度适当的补充焊剂,保持渣池深度约30-60mm。
引弧时，焊接电压要比正常焊接电压高一点，接近空载电压，焊接电流比正常焊接电流小一点；转入正常焊接后，将焊接电压及焊接电流调至正常值；当焊接至距顶端约100mm左右时，将电压稍降1～2V。
②.拆除引弧装置：
熔池上升到离焊道下端约50-100mm时，松开千斤顶，并用木锤击落引弧装置。
焊缝冷却后，将焊道起端终端修磨平整。
③.焊缝收尾：
当焊接进行到引出阶段时，不应立刻放掉熔渣，而应保证合适的引出长度；
⑷.为了有效防止收尾处的缩孔和火口裂纹，可以采用以下几种方法：
①.断续送丝。
②.逐渐减小电流和电压直至断电。
③.收尾后，渣池不应立即放掉，以免产生裂缝。
⑸.焊接工艺参数的选定：
序号
隔板厚度（mm）
焊孔大小（mm）
焊丝直径（mm）
渣池深度（mm）
焊接电流（A）
焊接电压（V）
1
18
18*25
φ2.4/1.6
30-40
350～400
38～40
2
20
20*25
φ2.4/1.6
30-40
350～400
38～40
3
22
22*25
φ2.4/1.6
30-45
400～450
40～42
4
24
24*25
φ2.4/1.6
30-45
400～450
40～42
5
28
28*25
φ2.4/1.6
30-45
450～500
40～45
6
30
30*25
φ2.4/1.6
30-50
450～500
40～45
7
32
32*25
φ2.4/1.6
30-50
450～500
40～45
8
35
35*25
φ2.4/1.6
30-50
450～500
40～45
9
40
40*25
φ2.4/1.6
30-50
450～500
40～45
10
45
45*25
φ2.4/1.6
35-55
450～500
40～45
11
50
50*25
φ2.4/1.6
35-55
500～550
42～46
12
60
60*25
φ2.4/1.6
35-55
530～600
45～50
⑹.全面检验
①.焊缝质量检验应注意引弧及引出部位无火口裂纹，并且引出长度超过15mm以上。
②.焊接完毕24小时后进行超声波探伤检验，焊缝质量应符合一级标准。
⑺.电渣焊的返修
①.对于检出的电渣焊超差缺陷，用碳弧气刨从箱型构件面板外刨开，将缺陷铲除后打磨，然后用气保焊补焊，焊后进行打磨，之后进行重新探伤，对同一处缺陷允许第二次气刨后补焊，返修后进行探伤。
②.对第二次返修后探伤不合格者，不得再返修，并上报技术部门处理。
5箱型构件整体装配：
⑴.装配前，应首先确认箱型构件的主体已检测合格，局部的补修及弯扭变形均已调整完毕。
⑵.将构件本体放置在装配平台上，确立水平基准；然后，根据各部件在图纸上的位置尺寸，利用石笔在钢柱本体上进行划线，其位置线包括中心线、基准线等，各部件的位置线应采用双线标识，定位线条应清晰、准确，避免因线条模糊而造成尺寸偏差。
⑶.待装配的部件（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。
牛腿翼板或支撑牛腿翼板与钢构件之间的焊缝坡口形式采用内坡口，外侧清根，改善清根的工作环境，保证清根的质量。
⑷.在装配平台上，按其部件在钢构件上的位置进行组立，如下示意图所示：
⑸.大组立完毕后，进行外部零件的焊接，节点区域牛腿的焊接顺序如下图所示：
典型的柱、梁、支撑节点
⑹.在节点处，存在“丁”字接头，且接头处板件厚度较厚，存在层状撕裂的风险性，接头形式如下图所示：
针对以上类型的“丁”字型接头，在焊接时应注意层状撕裂风险性的控制，因此，基于此，制定如下两种方案：
方案一：
接头形式设计如下：
①．为减小焊接应力，进而更好的防止钢板的层状撕裂，现要求对于节点上翼缘所有包含以上接头形式的节点，按下图所示的焊接顺序进行焊接。
方案二：
接头设计形式如下：
①.牛腿翼缘的坡口形式定为大小K型坡口，内侧为大坡口，外侧为小坡口；焊接时，先焊接内侧坡口，内侧坡口焊接完毕后，对外侧小坡口进行清根并焊接完毕。
②.焊接过程中遵守预热、层间温度及保温管理制度。
③.打底层的20mm范围内，可不必进行分道焊接，中间层及盖面层必须进行多层多道焊接。
⑺.在进行各附件装配时，其控制基准及主要的控制尺寸应注意以下几点：
①.牛腿在长度方向上的定位应以牛腿中心线来确定，而不应是牛腿翼缘的上表面，如控制尺寸L1。
②.在钢构件牛腿长度的定位时应注意控制牛腿腹板中心螺栓孔到钢构件中心轴线的距离，在牛腿装配前必须测量牛腿装配位置线所在的箱型构件的截面尺寸，然后根据该尺寸确定牛腿腹板中心螺栓孔中心到箱型构件表面的距离尺寸，如利用控制尺寸L14。
③.对支撑牛腿，由于该牛腿为斜牛腿，位置尺寸的精度对安装至关重要，应控制支撑牛腿中心点到钢构件中心轴线与牛腿轴线交汇点的斜长距离，如控制尺寸L9，即控制牛腿的长度尺寸；同时利用斜牛腿翼板中心点到构件端头面板中心及相近牛腿的翼板中心的距离来控制斜牛腿的角度，如计算尺寸L13。
⑻.箱体端口焊接垫板的装配
①.当装配箱体端口衬板时，为保证衬板伸出长度，可采用对箱体先垂直下料、定长，然后进行坡口加工的方法。
②.当对焊接垫板进行定位焊时，焊点不应在坡口面内，而应在反面，点焊长度按40mm，间距按300mm，焊脚尺寸满足6mm，如下示意图所示：
⑼.大组立装配完毕后，在构件两端按要求对箱体的中心线做样冲眼标识，并准确核对装配的方向，用石笔标注北向标识。
⑽.钢柱大组立尺寸控制：
钢柱大组立完毕后，应对装配尺寸检验合格后方能进行焊接操作，钢柱装配尺寸成品控制见附页标准规定。
⑾.清理、矫正，对熔透焊缝按要求进行UT探伤，并对组装后的箱体尺寸进行检验，确保满足规范要求，箱型构件组装尺寸过程控制见附页。
箱型钢柱的尺寸允许偏差
项目
允许偏差（mm）
图例
柱的高度H
±3.0
截面高度
h（b）
连接处
±2.0
非连接处
±3.0
牛腿间距的偏差
Δ1或Δ2
±2.0
柱身弯曲矢高
H/1500且不大于4.0
牛腿孔到柱轴线
距离L2
±3.0
柱身扭曲
h/250且不大于4.0
牛腿的翘曲、扭曲、侧面偏差Δ
L2≤1000
2.0
L2>1000
3.0
端部铣平面
表面粗糙度
0.03mm
斜交牛腿的夹角
偏差
2°
柱端面尺寸偏差
端铣面
h（b）/800
且不大于1.0
非端铣面
h（b）/400
且不大于2.0
腹板垂直度Δ1
翼板垂直度Δ2
接合部位
h（b）/100且
不大于1.5
其它部位
h（b）/150且
不大于4.0
BOX钢柱连接处
对角线差
2.5
BOX面板局部
平面度f/m2
面板t≤14
3.5
面板t>14
2.5
翼板直边与腹板面平齐度偏差Δ
Δ≤0.05t
且Δ≤1.5（平滑过渡）
（t为最薄的面板厚度）
BOX钢柱两腹板至翼板中心距离偏差a
连接处
1.0
其他处
1.5
柱脚底板平面度
4.0
柱脚螺栓孔对柱轴线的距离a
1.5
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