某超高層綜合樓鋼結構焊接施工方案

鋼結構高空焊接及消除溫度與誤差之間的質量保證措施.1焊接的分布情況該工程的焊接量主要分布于巨型鋼骨柱的連接；復合型鋼柱的連接；鋼梁與鋼梁抗彎剛性拼接；屋頂拱結構的接點連接；會議中心弧形結構的接點連接；會議中心箱型鋼柱與圓管柱的連接。.2焊接設備的選擇本工程鋼構件材質主要為Q345B，鋼板厚40～100mm。施工時，針對本工程特點特別投入CPXC-600型多功能焊機，該機種集手工電弧焊、碳弧氣刨、CO2氣體保護半自動焊于一體，功率大，持續(xù)負載達100％。主要焊接設備及輔助設備實物圖如下所示：手工電弧焊焊機KH系列CO2電電焊機電焊條烘箱空壓機HT3000數(shù)字式超聲聲波探傷儀焊縫檢測工具箱等離子切割槍碳弧氣刨槍焊接檢驗尺二氧化碳流量計、氧氧氣減壓器及及乙炔減壓器器CO2電弧焊槍及及焊接割槍焊條保溫筒.3焊接材料本工程主要鋼構件材質為Q390GJC(Q420GJC)、Q345GJC、Q345、Q235，焊接方式有手工電弧焊和二氧化碳氣體保護焊。焊接材料根據(jù)設計要求采用以下焊材：焊接方式焊接母材焊接材料規(guī)格備注手工電弧焊Q235E4303Φ3.2mm、Φ44mm焊條Q345E5015、E55016、E50188Φ3.2mm、Φ44mm焊條Q345GJCE5515、E55516Φ3.2mm、Φ44mm焊條Q390GJC((Q420GJC)E6015、E66016Φ3.2mm、Φ44mm焊條CO2氣體保護焊焊Q235E4303Φ1.2mm焊絲（藥芯）Q345GJC、Q390GJC((Q420GJ)E5515、E66015Φ1.2mm焊絲（藥芯）.4現(xiàn)場焊接工藝鋼結構現(xiàn)場安裝焊接工藝評定方案，是針對現(xiàn)場鋼結構焊接施工特點，選用本工程最具特點的焊接位置進行試驗。按照《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》（JGJ81-2002）第五章“焊接工藝評定”的具體規(guī)定及設計施工圖的技術要求，在施工前進行焊接工藝評定。評定的目的是針對各種類型的焊接節(jié)點確定出最佳焊接工藝參數(shù)，制定完整合理詳細的工藝措施和工藝流程。焊接工藝評定在現(xiàn)場正式焊接之前完成，按下列程序進行：序號焊接工藝評定程序序1由技術員提出焊接接工藝評定任任務書焊接方方法、試驗項項目和標準；；2焊接責任工程師審審核任務書并并擬定焊接工工藝評定指導導書焊接工藝藝規(guī)范參數(shù)；；3焊接責任工程師依依據(jù)相關國家家標準規(guī)定，監(jiān)監(jiān)督由本企業(yè)業(yè)熟練焊工施施焊試件及試試件和試樣的的檢驗、測試試等工作；4焊接試驗室責任人人負責評定送送檢的試樣的的工作，并匯匯總評定檢驗驗結果，提出出焊接工藝評評定報告；5焊接工藝評定報告告經焊接責任任工程師審核核，企業(yè)技術術總負責人批批準后，正式式作為編制指指導生產的焊焊接工藝的可可靠依據(jù)。6焊接工藝評定所用用設備、儀表表應處于正常常工作狀態(tài)，鋼鋼材、焊材必必須符合相應應標準，試件件應由本企業(yè)業(yè)持有合格證證書技術熟練練的焊工施焊焊。本工藝評定的目的：序號焊接工藝評定目的的1選擇有工程代表性性的材料品種種，規(guī)格，擬擬投入的焊材材，進行可焊焊性試驗及評評定；2選定有代表性的焊焊接接頭形式式，進行焊接接試驗及工藝藝評定；3選擇擬使用的作業(yè)業(yè)機具，進行行設備性能評評定；4模擬現(xiàn)場實際的作作業(yè)環(huán)境條件件，采取預防防措施和不采采取措施進行行焊接，評定定環(huán)境條件對對焊接施工的的影響程度；；5對已經取得焊接作作業(yè)資格的焊焊接技工進行行代表性檢驗驗，評定焊工工技能在本工工程焊接施工工的適應程度度；6通過相應的檢測手手段對焊件焊焊后質量進行行評定；7通過評定確定指導導本工程實際際生產的具體體步驟、方法法以及參數(shù)；；8通過評定確定焊后后實測試板的的收縮量，確確定本工程所所用鋼材的焊焊后收縮值。本次焊接工藝評定的試件由鋼結構制作廠家按要求制作加工并運至指定的地點，試件必須滿足要求。序號項目要求1焊接機械整流式弧焊機，電電流調節(jié)范圍圍為40A—600A，電電壓調節(jié)范圍圍為8V—40V；2試件材質Q345C，規(guī)格：：250×6600×255mm；3墊板材質國產Q345C，規(guī)格：：40×7000×8；4焊材型號CHE507Ф33.2-Ф4.0mmm（SMAW）；JM-58Ф1.2㎜（GMAW）；5接頭形式對接橫焊，單面VV型帶襯焊縫縫；6焊接方法手工焊封底1層------CCO2焊接填充層-------手工焊接面面層；7試驗場地施工現(xiàn)場；8試驗日期焊接工藝評定時間間須由試件抵抵達現(xiàn)場時間間而定。.5焊接參數(shù)表及焊縫外觀尺寸手工電弧焊參數(shù)表參數(shù)位置電弧電壓（V）焊接電流（A）焊條極性層厚(mm)層間溫度(℃)焊條型號平焊其它平焊其它首層24～2623～25105～115105～160陽----------E5003Ф3.2-Ф4.00中間層29～3329～30150～180150～160陽4～586～150表面層25～2725～27130～150130～150陽4～585～150CO2氣體保護弧焊平焊參數(shù)表參數(shù)位置電弧電壓（V）焊接電流（A）焊絲伸出長度層厚(mm)焊條極性氣體流量（L/mmin）焊絲規(guī)格層間溫度(℃)≤40＞40首層22～24180～20020～2530～357陽45～50JM-58Ф1.285～150中間層25～27230～2502025～305～6陽40表面層22～24200～23020205～6陽35送絲速度：5.55mm/S；氣體有效效保護面積：：1000㎜2，高空焊接接時，加大氣氣體流量，增增加保護氣柱柱的抗風挺度度。CO2氣體保護弧焊橫、立焊參數(shù)表參數(shù)位置電弧電壓（V）焊接電流（A）焊絲伸出長度層厚(mm)焊條極性氣體流量（L/mmin）焊絲型號層間溫度(℃)≤40＞40首層22～24180～20020～2530～356～7陽50～55JM-58Ф1..285～150中間層25～27230～2502025～305～6陽45～50表面層22～25≤20020205～6陽35～40送絲速度：5.55mm/S；氣體有效效保護面積：：1000mmm2，高空焊接接時，加大氣氣體流量，增加保護氣柱的抗抗風挺度。焊縫外觀尺寸標準焊接方法焊縫余高（mm）焊縫錯邊量（mmm）焊縫寬度（mm）平焊其它位置平焊其它位置坡口每邊增寬寬度差手工焊0～30～4≤2≤30.5～2.5≤3CO2氣體保護焊焊0～30～4≤2≤30.5～2.5≤3.6焊工考試由于每個工程所使用的鋼材材質不同，結構的設計特點也不一樣，現(xiàn)場開始焊接之前還需要針對工程的具體情況，對合格焊工進行培訓和開始。對焊工進行技術交底，讓他們明白作業(yè)過程中必須遵守的焊接工藝，避免盲目作業(yè)造成質量事故。.7焊接工具房的布置現(xiàn)場主塔樓焊接工具房布設在樓層上，根據(jù)結構特點，每相鄰三層在中間一層布設，平面布設位置如下圖。會議中心焊機工具房在中心區(qū)域布設一個。主塔樓焊接工具房布設圖焊接工具房焊縫檢測工具箱焊接工具房焊縫檢測工具箱.8本工程主要接點的焊接順序工字鋼柱對接示意圖工字鋼柱對接示意圖由于工字鋼柱翼緣板比腹板厚，所以焊接時先同時焊接由于工字鋼柱翼緣板比腹板厚，所以焊接時先同時焊接1、2焊縫，再同時焊接3、4焊縫。箱型鋼柱對接示意圖箱型鋼柱對接示意圖2人分段對稱焊接，先1、2同時分段焊接，再同時焊接3、4的方式進行。2人分段對稱焊接，先1、2同時分段焊接，再同時焊接3、4的方式進行。蓋板蓋板H型鋼梁焊接時，先同時焊接1、2焊縫，再同時焊接3、4焊縫。H型鋼梁焊接時，先同時焊接1、2焊縫，再同時焊接3、4焊縫。H型鋼梁焊接順序H型鋼梁焊接順序天窗天窗天窗蓋板所有焊縫天窗蓋板所有焊縫蓋板蓋板天窗天窗日字型鋼柱焊接時，先焊接1號焊縫，然后同時焊接2、3、4號焊縫，最后同時將天窗蓋板的所有焊縫一起焊接，圖上標號為5號焊縫。日字型鋼柱焊接時，先焊接1號焊縫，然后同時焊接2、3、4號焊縫，最后同時將天窗蓋板的所有焊縫一起焊接，圖上標號為5號焊縫。日字型鋼柱對接示意圖日字型鋼柱對接示意圖.9焊接工藝流程:.10本工程焊接要點1、天氣條件氣體保護焊在風速超過2米/秒，手工電弧焊在風速超過8米/秒時，應采取良好的防風措施，防止焊縫產生氣孔。遇有雨天時一般停止施工，若因進度要求需趕工時，除局部加熱和防風外，焊縫必須在采取有效的防雨措施后才能施工。2、焊前預熱焊前進行預熱溫度應控制在100－150，預熱區(qū)在焊道量兩側，每側寬度應大于焊件厚度的5倍，且不應小于100mm，預熱溫度的測量應在距焊道50mm進行。3、在跟據(jù)測量結果進行焊接；鋼柱在校正后總存在一定的垂直誤差，可以利用焊縫收縮規(guī)則防止累積誤差。4、連續(xù)作業(yè)，保證焊縫一次成形由于大量的厚板焊接超過一個工人的工作時間，對于此類焊縫應采取輪流作業(yè)的方式進行，焊工輪流休息，焊機不停，直到一條焊縫完成。焊多道焊時，各層各道間的熔渣應徹底清除干凈。焊接時還要嚴格控制層間溫度。5、對稱焊接箱形柱對接部位焊縫，采用兩名焊接速度相差不大的焊工同時從兩面開始焊接，直到該焊縫焊接完成，減少焊接變形。6、整體框架的焊接順序在鋼結構柱、梁及桁架安裝過程中會形成許多的框架結構，為減少焊接收縮造成的應力對結構產生破壞，確定焊接順序時遵循從內向外焊接的原則，讓焊縫的收縮變形始終可以自由進行。7、焊后熱處理對于板厚>40mm，屈服強度>345Mpa鋼板焊縫，在焊后立即進行后熱處理，加熱采取遠紅外線加熱器，布置在焊縫兩側各100mm的范圍內，并外包石棉布進行保溫，后熱處理溫度200～300℃，使焊縫溫度緩慢降至到室溫。鋼柱焊接防護棚內鋼柱焊接防護棚內保溫棉焊接焊后保溫措施實例保溫棉圍護范圍：保溫棉圍護范圍：600~1000mm.11焊縫返修序號焊縫返修1返修前編寫返修方方案，經工程程技術負責人人同意，報監(jiān)監(jiān)理工程師批批準后方可實實施。2返修焊縫的工藝及及質量要求與與焊縫相同，焊焊縫同一部位位返修次數(shù)不不宜超過兩次次，如兩次返返修后仍不合合格，應重新新制訂返修方方案，經工程程技術負責人人同意，報監(jiān)監(jiān)理工程師批批準后方可實實施。3焊補時應在坡口內內引弧，熄弧弧時應填滿弧弧坑；多層焊焊的焊層之間間接頭應錯開開。4返修部位應連續(xù)焊焊成，如中斷斷焊接時，應應采取后熱、保保溫措施，防防止產生裂紋紋。5焊接修補的預熱溫溫度應比相同同條件下正常常焊接的預熱熱溫度高。6返修焊縫應填報返返修施工記錄錄及返修前后后的無損檢測測報告，作為為工程驗收及及存檔資料。.12消減殘余應力的質量保證措施序號保證措施具體做法1焊接前母材檢查焊接前，對母材料料焊道中心線線量側各2倍板厚加300mm的區(qū)域域進行超聲波波探傷檢查，母母材中不得有有裂紋、夾層層及分層等缺缺陷存在。2溫度作用構件加工時的環(huán)境境溫度與安裝裝焊接時的環(huán)環(huán)境溫度，每每相差±20℃時，構件長長度考慮溫度度效應±3mm～4mm。（見制作與與安裝溫度效效應分析）3焊接中應力消減焊接過程中，用電電動風鏟振動動敲擊焊道，消消減焊接應力。4焊后熱處理焊接完成后，為保保證焊縫中的的擴散氫有足足夠的時間得得以逸出及焊焊接產生的應應力得以釋放放，從而避免免延遲裂紋出出現(xiàn)，焊后立立即進行后熱熱、保溫處理理。.13制作與安裝溫度效應分析制作與安裝溫度比較廣州典型年月平均溫度月份123456789101112月度平均干球溫度度（℃）13.914.218.322.426.127.228.828.027.424.320.115.4杭州典型年月平均溫度月份123456789101112月度平均干球溫度度（℃）5.26.610.816.321.224.927.628.224.119.212.76.5表示安裝月份表示制作月份制作月平均最高氣溫：28.2℃；安裝月最低溫度：13.9℃；溫差：15.7℃。制作月平均最低氣溫：5.2℃；安裝月最高氣溫：28.8℃；溫差：23.6℃。安裝時的氣溫與設計氣溫溫差為－11.1℃～＋1.1℃。溫度變形計算(1)、荷載選取選擇參考溫度5.2℃，計算溫度28.8℃。(2)、截面選取計算截面選擇焊接1200×840×50×30＋1300×80，計算長度為1米，材質為Q345GJC的鋼材。(3)、模型建立根據(jù)結構的實際尺寸，建立胎架的空間三維模型作為計算模型；鋼材料為Q345GJB，彈性模量E=2.06×105，屈服強度fy=295MPa，泊松比為0.3；線膨脹系數(shù)材料本構關系采用理想彈塑性模型，屈服準則采用VonMises屈服準則，計算時屈服強度取值為345MPa。結論：計算時取參考溫度5.2度，加載的溫度是28.8度，從計算結果可以看出構件變形為0.28mm/m。因此按照構件分段長度13m左右，制作與安裝溫度差異產生的構件變形為±3～4mm..14中厚板焊接施工解決措施本工程大部分構件鋼板都為中厚板，中厚板焊接施工及焊接質量的檢測與保證將是本工程施工的重難點。為解決中厚板在焊接施工時存在的困難，保證焊接施工質量，我司將采取以下幾方面措施：1）在工程施工前，對焊接施工使用的焊絲進行送檢試驗，合格后進行焊接工藝評定及焊接施工用。2）我司在焊接施工前將進行焊接工藝評定，以確定本工程最佳焊接參數(shù)，指導焊接施工。3）根據(jù)焊接工藝評定試驗報告，編制焊接工藝指導書指導焊接施工，嚴格按照確定工藝參數(shù)和檢測手段進行施工和檢測，保證焊接施工質量。4）選用優(yōu)良的進口焊接設備（OTC-600A焊機），該類型焊機可以連續(xù)進行施工24小時，保證本工程的中厚板焊接施工可以連續(xù)一次完成，保證焊接施工質量。5）焊接施工時，嚴格按照作業(yè)指導書進行焊接施工，做好焊接施工前的準備工作（工序交接、檢查焊接設備、清理坡口、調試焊接工藝參數(shù)、預熱等）、焊接施工過程中的控制工作（層間溫度控制、層間清理、過程中質量檢查等）、焊接施工完成后的檢查及檢測工作（后熱處理、質量檢查、配合監(jiān)督檢查、工序交接）。.15焊接變形控制措施序號焊接變形控制措施施1在同一構件上焊接接時，應盡可可能采用熱量量分散，對稱稱分布的方式式施焊；2采用多層多道焊代代替單層焊；；3雙面均可焊接操作作時，要采用用雙面對稱坡坡口，并在多多層焊時采用用與構件中性性軸對稱的焊焊接順序；使使焊接變形和和收縮量最小??；收縮量大大的部分先焊焊，收縮量小小的部分后焊焊。4T形接頭板厚較大時時采用開坡口口角對接焊縫縫；5對于長構件的扭曲曲，不要靠提提高板材平整整度和構件組組裝精度，使使坡口角度和和間隙準確，電電弧的指向或或對中準確，以以使焊縫角變變形和翼板及及腹板縱向變變形值沿構件件長度方向一一致；6在焊縫眾多的構件件組焊時或結結構安裝時，要要選擇合理的的焊接順序。.16焊縫質量檢查與檢測焊縫超聲波探傷工作程序序號焊縫無損檢測1無損檢測在外觀檢檢查合格的基基礎上進行。2進行焊縫無損檢測測的人員持有有無損檢測Ⅱ級或者Ⅱ級以上資格格證書。3施焊完畢的焊縫待待冷卻24小時后，按按設計要求對對全熔透一級級焊縫進行100％的檢測。超超聲波探傷的的方法及評定定標準按照《鋼鋼焊縫手工超超聲波探傷方方法和探傷結結果分析》（GB12331-19991）進行。4自檢合格后，通知知監(jiān)理和業(yè)主主，組織第三三方監(jiān)督檢測測和抽檢。焊接質量檢查序號名稱焊