H型鋼組焊工法

1、H型鋼組焊工法主編：趙向東1 前言九五年初，我們首次承接了蘭化重點(diǎn)工程乙烯和大化肥的H型鋼制作任務(wù)，當(dāng)時(shí)沒有成熟的工藝和經(jīng)驗(yàn)，而且工期緊，任務(wù)重，我們初步擬定了H型鋼的制造工藝，經(jīng)過幾年來經(jīng)驗(yàn)的積累，又對(duì)其逐步進(jìn)行了修改和完善，從而滿足生產(chǎn)經(jīng)營的需要。2 基本原理2.1 適用范圍 該工法適用于工業(yè)與民用建筑、構(gòu)筑物及非標(biāo)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)用的焊接H型鋼、輕型焊接H型鋼。2.2 原理根據(jù)H型鋼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采取預(yù)先對(duì)其翼極增加一個(gè)反變形值的方法，以抵消焊接過程產(chǎn)生的焊接變形，從而得到合格的產(chǎn)品。3 施工工藝程序3.1 材料 制造所用的鋼板應(yīng)符合GB70088標(biāo)準(zhǔn)，碳鋼焊條應(yīng)符合GB511795標(biāo)準(zhǔn)，碳鋼埋

2、弧焊用焊劑應(yīng)符合GB529385標(biāo)準(zhǔn)，焊接用鋼絲應(yīng)符合GB424184標(biāo)準(zhǔn)，其它的技術(shù)要求應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其表面質(zhì)量應(yīng)符合GB327488標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。3.2 鋼板放樣、號(hào)料及切割3.2.1 H型鋼的翼板和腹板放樣和號(hào)料應(yīng)留焊接收縮量和切割后二次機(jī)械刨邊的加工余量。3.2.2 冀板和腹板的切割線與號(hào)料線的允許偏差不得大于lmm。3.2.3 冀板和腹板均采用半自動(dòng)切割機(jī)氣割，氣割時(shí)預(yù)熱火焰均采用中性焰的氧化焰，切割口表面應(yīng)光滑干凈，粗細(xì)要一致，割縫要均勻，割件切口邊緣棱角不應(yīng)熔化。3.2.4 切割前將鋼板表面切割區(qū)內(nèi)的鐵銹、油污等清除干凈，切割后斷口上不得有裂紋和大于lmm的缺棱，并清除邊緣上

3、的熔瘤和飛濺物，切割面與鋼板表面不垂直度應(yīng)不大于鋼板厚度的10且1.0mm。3.2.5 翼板和腹板的切割允許偏差： 翼板寬度允許偏差：2mm 腹板寬度允許偏差：2mm 翼板和腹板切割后的側(cè)向彎曲偏差2mm。3.3 翼板和腹板的拼接3.3.1 翼板和腹板拼接的最小板長800mm，并使軋制方向與長度方向一致。（C）3.3.2 翼板和腹板的組對(duì)允許偏差應(yīng)符合以下規(guī)定： 厚度的錯(cuò)過量t10t且t2mm（見圖A）。 寬度錯(cuò)位量b：腹板1mm，翼板2mm（見圖B）。3.3.3 拼接時(shí)按圖示（A）、（B）、（C）接點(diǎn)圖（或按甲方提供的接點(diǎn)圖）施工。3.3.4 翼極和腹板拼接時(shí)，采用X型玻口（見圖示D）。 焊

4、接采用手工電弧焊，其焊接工藝參數(shù)如下：B012 焊條E4303 規(guī)格3.24電壓2225V 電流120130A160170A焊速：1012cmmin 極性：直流正接 焊接層數(shù)：23層焊縫余高e1.5±0.5mm 焊縫焊接后需探傷檢查，具體規(guī)定見第3.9條。翼板和腹板拼接及檢查合格后方可進(jìn)行組對(duì)焊接。3.3.5 翼板和腹板對(duì)接后，側(cè)向彎曲偏差應(yīng)符合下表規(guī)定：型鋼類別尺寸范圍允許偏差H型鋼柱H400H4000.15L0.10LH型鋼梁H360H3600.15L0.10LH型鋼柱H300H3000.20L0.10L3.4 矯正、預(yù)變形及刨邊3.4.1 翼極和腹板在長度方向上矯正后允許偏差（

5、見圖E）：在1米范圍內(nèi)，當(dāng)板厚t14mm時(shí)，f1.5mm；當(dāng)板厚t14mm時(shí)，f1mm，矯正后的鋼板表面不應(yīng)有明顯的凹面和損傷，其表面劃痕深度0.5mm。3.4.2 翼板預(yù)變形 翼極預(yù)變形必須在壓力機(jī)和胎具上壓制，在試驗(yàn)及制造過程中逐漸測(cè)量數(shù)據(jù)，最后總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)H型鋼制造的施工過程，翼極的預(yù)變形“a”值參照表l，因?yàn)橛捎诤附訁?shù)的變化，預(yù)變形也跟著變化，所以在制造過程中嚴(yán)格控制每道工序執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，預(yù)變形后用樣板檢查（弦長與實(shí)物等長），其間隙0.5mm。表1 埋弧焊“H”型鋼反變形“a”參考值（mm）板寬b板厚t1012141618202430361001.52.142.82.9

6、2.422.11.661.2511201.82.583.363.492.932.521.981.51.211502.253.214.24.353.613.182.481.881.5120034.285.65.84.884.223.32.52.12403.55.146.726.955.855.053.7533.413004.56.428.48.77.326.324.963.753.23605.47.71010.458.787.575.944.53.6240068.5711.211.69.758.426.5254.024506.759.6412.513119.487.415.634.425007.

7、510.71414.512.210.58.256.255.03600912.8516.817.414.512.69.97.56.02720100010.815.420.8 20.917.515.211.997.233.5 H型鋼組對(duì)3.5.1 翼板、腹板檢查合格后，方可進(jìn)行組對(duì)，組對(duì)后的H型鋼宜當(dāng)天焊完，翼板和腹板的組對(duì)間隙為為0，見圖H，翼板對(duì)接焊縫與腹板對(duì)接焊縫應(yīng)錯(cuò)開，其間距200mm。3.5.2 H型鋼組對(duì)前，連接表面及沿焊縫每邊3050mm范圍內(nèi)的鐵銹、毛制和油污等必須清除干凈。3.5.3 H型鋼采用埋弧自動(dòng)焊時(shí)，組對(duì)應(yīng)執(zhí)行如下規(guī)定，如圖H所示進(jìn)行組對(duì)點(diǎn)焊，點(diǎn)焊用手工電弧焊，焊條E43

8、03，每隔300500mm點(diǎn)焊，點(diǎn)焊長度3050mm，焊腳高為k22k3。點(diǎn)焊順序按1、2、3、4（埋弧自動(dòng)焊用如圖I）。注：本圖標(biāo)注的傾角，是組對(duì)焊接的條件，據(jù)焊接參數(shù)和預(yù)變形值可作調(diào)整，焊接后必須保證H型鋼滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。3.6 焊接 焊接H型鋼的焊工、焊接材料保管、焊材烘烤及發(fā)放、焊接管理應(yīng)按壓力容器制造質(zhì)量管理規(guī)定執(zhí)行，施焊前焊工應(yīng)復(fù)查組對(duì)質(zhì)量和待檢區(qū)的表面處理情況，若不符合要求，必須進(jìn)行修理，H型鋼在施焊前應(yīng)放平墊穩(wěn)，防止在施焊過程中產(chǎn)生變形，影響制造質(zhì)量。3.6.1 埋弧自動(dòng)焊焊接方法埋弧焊選用H08A焊絲，焊劑HJ431，焊絲直徑4，其焊接工藝見下表：焊腳高度焊絲直徑焊接電流A電弧

9、電壓V焊接速度m/l84575625343630104650700343623124725775363820 焊接時(shí)應(yīng)在引弧板上引孤。焊接位置采用船形焊。焊接順序按圖J中1、2、3、4順序進(jìn)行焊接，每層焊接順序：a、從一端起焊到另一端停止；b、從中間起焊分別向兩端延伸。a、b兩種順序根據(jù)實(shí)際情況自己選擇，確保焊接質(zhì)量和防止焊接變形。3.6.2 H型鋼組焊的一般要求3.6.2.1 所有貼角焊接必須滿焊，焊腳k0.6C（C為腹板厚度）或者按設(shè)計(jì)要求，貼角焊縫外形允許偏差見下表。3.6.2.2 焊接工藝參數(shù)根據(jù)焊接試件及首件產(chǎn)品結(jié)果來確定，若調(diào)節(jié)出可行的焊接工藝參數(shù)，在實(shí)際焊接中，必須按其執(zhí)行。3.

10、6.2.3 多層焊接時(shí)，其中每一層焊道焊完之后應(yīng)及時(shí)處理，如發(fā)現(xiàn)有影響焊接質(zhì)量的缺陷，必須清除后再焊接，焊接母材應(yīng)平緩過渡，嚴(yán)禁在焊縫區(qū)以外母材上引弧，焊完之后應(yīng)清除熔渣及飛濺物。3.7 調(diào)直 組焊成型的H型鋼，進(jìn)行外形尺寸檢查，據(jù)外形尺寸檢查結(jié)果來決定調(diào)直方法，常用方法為用氣焊局部加熱和用壓力機(jī)或千斤頂對(duì)H型鋼調(diào)直，直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為止。3.8 外形幾何尺寸的規(guī)定3.8.1 H型鋼的尺寸允許偏差 單位：mm寬度高度A腹板偏心度S翼緣斜度PH400H400B200B200B200B200±3±2±B/100±2B100±23.8.2 H形綱的彎

11、曲度型鋼類別尺寸范圍允許偏差H型鋼柱H4000.15LH4000.10LH型鋼梁H3600.15LH3600.10LH型鋼柱H3000.20LH3000.10L注：L為制造的H型鋼的實(shí)際長度。3.8.3 H型鋼扭轉(zhuǎn) 焊接H型鋼不得有明顯扭轉(zhuǎn)，一般情況下，梁的扭曲偏差A(yù)250mm（A梁高）且3mm，柱扭曲偏差3mm。3.9 H型鋼焊縫檢查3.9.1 外觀檢查 焊縫金屬表面焊肉應(yīng)均勻，不得有裂紋、夾渣、焊瘤、弧坑和針狀氣孔等影響質(zhì)量的缺陷，焊接區(qū)不得有飛濺物，咬邊深度不得超過0.5mm，累計(jì)長度不得大于該焊縫的10。3.9.2 H型鋼無損檢測(cè) 組對(duì)H型鋼，對(duì)接和貼角焊縫均采用超聲波檢查，檢查比例貼

12、角焊縫檢查焊縫長度的50，H型鋼兩端必檢，對(duì)接焊縫為100。若有疑點(diǎn)時(shí)用RT復(fù)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷時(shí)，對(duì)所有焊縫進(jìn)行超聲波檢查。焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)UT按JB473094標(biāo)準(zhǔn)級(jí)合格，RT按JB473094標(biāo)準(zhǔn)級(jí)合格。 4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制4.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（l）、焊接H型鋼YB330192（2）、鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB205（3）、石油化工鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范SH507874.2 保證措施4.2.1 控制下料變形 若采用一個(gè)割炬，不僅效率低下，且切割后的鋼板，因受熱不均勻，形成側(cè)彎，給矯直帶來很大的困難。我們將兩臺(tái)半自動(dòng)切割機(jī)改造為四嘴切割，將需切割的鋼板靠緊定位板，并在邊緣留1020mm的切

13、割量，目的是使被切割的板條兩側(cè)受熱均勻，控制切割后的側(cè)彎變形。4.2.2 確定反變形數(shù)值 由于我們采用船形位置埋弧自動(dòng)焊，為使焊接產(chǎn)生的變形控制在規(guī)定范圍內(nèi)，需將翼緣板預(yù)先進(jìn)行反變形，因?yàn)楹附赢a(chǎn)生的角變形隨翼板厚度及焊腳高度而變化，因此正確確定反變形數(shù)值是抵消焊接角變形的前提。根據(jù)我廠的實(shí)際焊接條件，我們對(duì)角變形值進(jìn)行了試驗(yàn)，然后按片制作胎具，并在施工過程中嚴(yán)格把關(guān)，由專人檢查，作好測(cè)量記錄，為下道工序做好準(zhǔn)備。4.2.3 控制組對(duì)超標(biāo) 由于我們采用不開坡口的T型接頭的貼角焊縫，組對(duì)時(shí)將二塊翼板、一塊腹板放在自制的胎具上，組對(duì)角度用樣板控制，達(dá)到規(guī)定要求時(shí)點(diǎn)焊固定。H型鋼的下端用直尺量出二翼緣

14、板的間距，其數(shù)值與上端二翼緣板間距尺寸吻合后，用固定板條與H型鋼點(diǎn)焊固定，如果尺寸不吻合，可用楔鐵找正。腹板與翼板組對(duì)間隙為0。4.2.4 控制焊接變形4.2.4.1 胎具制備我們根據(jù)廠里的實(shí)際條件設(shè)計(jì)制作出船形托架，并自制與之相配套的自動(dòng)焊軌道，使自動(dòng)焊機(jī)在軌道上運(yùn)行自如，且保證機(jī)頭在運(yùn)行過程中對(duì)準(zhǔn)焊縫中心。由于H型鋼傾斜45°，其焊縫相當(dāng)于90°V型坡口，這樣的船形焊，易獲得理想的焊縫形狀。4.2.4.2 確定焊接順序 我們采取了如下圖的焊接順序，即先焊小角度一側(cè)，后焊大角度一側(cè)。由于組對(duì)角度不好控制，根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，把小角度變形量控制在H型鋼總變形量的13左右，大角度

15、控制在23左右，并依此做出樣板，在組裝時(shí)進(jìn)行檢查。5 安全措施5.1 加強(qiáng)安全教育，堅(jiān)持開好班前安全會(huì)，參加施工的全體人員應(yīng)認(rèn)真遵守本工種的安全操作規(guī)程。5.2 凡獨(dú)立操作的工人，必須有本工種、本崗位的操作合格證和勞動(dòng)部門要求的安全操作合格證。沒有操作合格證的，不得上崗操作。5.3 機(jī)械、工具應(yīng)有專人管理、保養(yǎng)，經(jīng)常保持性能完好，別人管理的機(jī)械嚴(yán)禁亂動(dòng)。5.4 施工前應(yīng)仔細(xì)檢查所用的施工機(jī)械、工具，嚴(yán)禁使用不合格的機(jī)具。5.5 施工過程中，應(yīng)按規(guī)定穿戴防護(hù)用品。6 施工機(jī)具施工機(jī)具一覽表序號(hào)名 稱規(guī) 格數(shù)量備注1.直流焊機(jī)AX7-400 26KVA62.可控硅整流焊機(jī)ZX5-630 48KVA

16、43.直流埋弧自動(dòng)焊機(jī)MZ1-1000 89.5KVA34.角向磨光機(jī)100105.電動(dòng)砂輪機(jī)180156.大錘8 12107.半自動(dòng)切割機(jī)KLG-30048.油壓機(jī)Y32-500t19.油壓機(jī)Y32-315t210.超聲波探傷儀CTS-22111.射線探傷儀250EGS2212.雙梁橋式起重機(jī)QD-30/5 QD-15/3 DLQ-10/3.2313.單梁橋式起重機(jī)DLQ-3 DLQ-5214.除濕器KQF-3A KQF-5515.焊條烘烤箱ZYH-100 YZH-10027 勞動(dòng)力組織勞動(dòng)力組織一覽表序號(hào)工 種人數(shù)主 要 工 作1鉚工45負(fù)責(zé)號(hào)料、組對(duì)、反變形、矯直、打磨工作2電焊10負(fù)責(zé)拼板焊接工作3自動(dòng)焊6負(fù)責(zé)H型鋼焊接工作4起重12負(fù)責(zé)H型鋼的吊裝、翻轉(zhuǎn)、搬運(yùn)工作5天車5配合起重、鉚工工作6電工2負(fù)責(zé)電氣設(shè)備修理工作7鉗工2負(fù)責(zé)設(shè)備修理工作8探傷工6負(fù)責(zé)探傷工作9材料員2負(fù)責(zé)材料驗(yàn)收、發(fā)放工作10焊條專責(zé)員2負(fù)責(zé)焊條烘烤、發(fā)放、回收工作11檢查員3負(fù)責(zé)施工過程中的檢查工作12安全員2負(fù)責(zé)安全工作13施工員2負(fù)責(zé)人員調(diào)度，協(xié)調(diào)生產(chǎn)14生產(chǎn)主任2負(fù)責(zé)施工中的全面工作15技術(shù)員2負(fù)責(zé)施工中的技術(shù)工作8 效益分析 按此工法施工保證了施工質(zhì)量，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。當(dāng)承接蘭化乙烯