鋼結(jié)構(gòu)工程施工方案-加工制作

第頁2、本工程2#鑄鋼節(jié)點使用在塔冠結(jié)構(gòu)標高504.9m~508m間，鑄鋼節(jié)點管徑為φ500×20，重量約2.3t；3#鑄鋼節(jié)點用在塔冠結(jié)構(gòu)標高519.85m~522.45m間，鑄鋼節(jié)點管徑為φ500×22，重量約2.2t；裙樓鋼天幕端部支座位置選用鑄鋼件重量約0.7t。2#鑄鋼節(jié)點（重2.3t，8件）2#鑄鋼節(jié)點立面圖3#鑄鋼節(jié)點立面圖3#鑄鋼節(jié)點（重2.2t，4件）2#鑄鋼節(jié)點俯視圖3#鑄鋼節(jié)點俯視圖2#、3#鑄鋼節(jié)點布置裙樓鋼天幕鑄鋼節(jié)點（重0.7t，1件）鋼天幕鑄鋼節(jié)點立面圖鋼天幕鑄鋼節(jié)點俯視圖鑄鋼節(jié)點設計、受力分析計算模型荷載取值對斷面1、2、6，荷載取截面強度的0.85倍，斷面1、2施加壓應力300x0.85=255MPa；斷面6施加拉應力300x0.85=255MPa；對斷面3、4，荷載取截面強度的0.6倍，每個斷面施加的壓應力為300x0.6=180MPa；對斷面5，荷載按照與斷面6平衡得出，施加壓應力145MPa；計算參數(shù)取值：鋼結(jié)構(gòu)材料為Q345C，彈性模量為2.06e11N/m2。VonMises應力分布-視角1(N/m2)VonMises應力分布-視角2(N/m2)VonMises應力分布-視角3(N/m2)計算結(jié)果分析：在設計荷載作用下節(jié)點最大應力為300MPa，且最大應力分布在鋼管截面局部受彎區(qū)域。節(jié)點區(qū)域應力都遠小于屈服強度，節(jié)點處應力均勻。實際加工時連接部位較平緩，不會產(chǎn)生過大的應力集中。因此，純鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點核心區(qū)域的板件強度具有足夠的安全儲備，符合強節(jié)點弱構(gòu)件的設計原則。本工程使用鑄鋼節(jié)點工藝難點分析本工程超大鑄鋼節(jié)點在塔冠結(jié)構(gòu)與塔帽轉(zhuǎn)換層由兩根φ1000mm直管和兩根根φ500mm變徑管及四根700的方管相貫而成，且相貫部位為實體。由于鑄鋼件壁厚較厚，屬構(gòu)造特殊復雜的超大型鑄鋼節(jié)點，因此在多個制作環(huán)節(jié)均存在很大的難度。根據(jù)塔冠結(jié)構(gòu)和帽桁架鑄鋼件特點，從鑄鋼關鍵流程進行針對性措施。制模方面由于模具尺寸過大，單純的木制結(jié)構(gòu)剛度小，為防止搬運、起吊、組裝、造型過程中產(chǎn)生變形，須提高木模的剛度，因此制作模具時須在其內(nèi)部多處設置鋼龍骨，保證鑄鋼件成型質(zhì)量。工裝方面鑄件的尺寸決定工裝的尺寸。該節(jié)點造型時所用砂箱的尺寸為：7.5m×3.0m×3.2充型方面該節(jié)點為復雜結(jié)構(gòu)，鋼水充型時須填充大面積平面，如果澆注系統(tǒng)選擇不當，鑄件會在大平面上形成冷隔、夾砂、軸線縮松、氣孔等鑄造缺陷，因此選用緩沖階梯式澆注系統(tǒng)，讓鋼水從不同高度充型，減小了局部溫差；同時在合適的位置設置多個冒口，鑄件得到充分補縮，以獲得質(zhì)量優(yōu)良的鑄件。熱處理方面該工程鑄鋼節(jié)點最大長度為6.2m，鑄鋼件熱處理時需要較大的熱處理爐中進行。同時該批鑄鋼節(jié)點壁厚尺寸較大，需制定專用與本工程節(jié)點的針對性熱處理工藝。采用強風噴霧冷卻淬火工藝方法，達到細化晶粒，提高和改善材料的力學性能。工藝說明：加熱：以≤80℃/h升溫至650±20℃，保溫，然后以最大速率升溫至920±保溫：升溫至920±20℃出爐淬火?；鼗穑阂浴?0℃/h加熱升溫至620±20隨爐冷卻至250℃鑄鋼節(jié)點生產(chǎn)工藝流程質(zhì)控點：制模，造型，冶煉（化學成份分析），熱處理（力學性能試驗）、精整（無損檢測、焊補），成品（外觀、尺寸）。鑄鋼節(jié)點制作工藝制模根據(jù)塔冠下部鑄鋼件特點，采用鋼龍骨，在此基礎上加附木結(jié)構(gòu)木模材料選擇干燥的實木、多層板和膠合板，防止模具的收縮和變形而引起尺寸的變化。按照工藝參數(shù)制作模具的各部件，控制矩形管的外徑尺寸、分型負數(shù)和直線度，確保產(chǎn)品尺寸符合鑄造公差。模具的組裝：平板造型的產(chǎn)品，在水平平板上劃出各矩形管的水平投影線和端面控制線，將制作好的部件按照投影線和各特征點標高組裝模具，檢查各特征點的坐標是否符合要求，最后將模具固定牢靠。模具的油漆：相貫線部位按照圖樣要求采用膩子刮制圓角，并對模具表面涂刷聚氨酯油漆，確保模具表面光潔。在模具上做好產(chǎn)品標識，內(nèi)容包括產(chǎn)品號、爐批號。隨爐基爾試塊同樣標出爐批號，每件產(chǎn)品制作3件試塊。鑄模鋼龍骨(長7m、寬3m)造型型砂材料的選擇造型選用優(yōu)質(zhì)的4#石英砂和波美度不低于40Be°的水玻璃。型砂的混制按照混砂工藝要求混制面砂、泥芯砂和背砂，并對各種型砂進行強度檢測，符合工藝要求方可使用。要求面砂和泥芯砂強度≧1.1Mpa，背砂強度≧0.55Mpa。造型前熟悉鑄造工藝圖，明確冒口和澆注系統(tǒng)的設置，造型時澆道的排設和冒口的擺放嚴格按照工藝圖布置。造型時面砂層厚度控制在10～15cm，舂砂要掌握適當?shù)木o實度，確保型腔的強度，澆道和冒口四周的砂型要緊實，防止?jié)沧r浮砂掉入型腔引起夾砂等鑄造缺陷。對熱節(jié)部位（相貫線、泥芯的環(huán)形筋板）按照工藝要求采用鉻鐵礦砂。泥芯制作時，為確保泥芯排氣暢通并具有一定的退讓性，芯骨視直徑大小需要纏繞1～3道草繩。配箱時需要對照圖紙檢查產(chǎn)品的壁厚是否符合工藝要求，并確保使用的芯撐無銹蝕。合箱前檢查型腔是否清潔，泥芯的排氣是否暢通。合箱后砂箱緊固要可靠，防止?jié)沧r出現(xiàn)抬芯和漏箱。沙箱內(nèi)初步形成鑄鋼節(jié)點外廓形狀根據(jù)工藝設計要求，做出鑄鋼芯柱，通過環(huán)向加深槽內(nèi)設置抬高措施，保證芯柱定位，從而達到設計要求壁厚。沙箱內(nèi)澆注造型冶煉與澆注冶煉采用堿性電弧爐氧化-還原法煉鋼和精煉爐精煉鋼水，確保鋼水合格。爐料選用優(yōu)質(zhì)廢鋼、回爐料、合金元素、稀土和配碳生鐵或配碳劑，嚴格控制殘留元素。冶煉過程對鋼液溫度的控制爐料熔清時，鋼液的溫度較低，應在氧化期中提高溫度，使鋼液在氧化期末的實際溫度達到或略高于鋼液的出爐溫度。還原期中基本上保持冶煉過程在鋼液出爐溫度條件下進行。如鋼液溫度稍低，可適當提溫，但應避免在氧化期末鋼液溫度過低，而在還原期大幅度提溫。澆注澆注溫度宜為1560℃±20℃。澆注控制措施：鋼包根據(jù)澆注布置圖吊至各澆注工位，鋼包全部到位后同時開始澆注。開始時鋼水流要小一些過程逐漸加大至全流，鋼水上升到冒口時要緩流，再繼續(xù)澆到冒口需要高度，澆注中不能斷流。澆注完立即往明冒口上加覆蓋材料（碳粉）保溫。待完全凝固后，松開緊固螺絲，讓其能自由收縮。澆注過程開始應立即在泥芯頭和冒口的出氣口引火，便于氣體的順利排出?；瘜W成分分析氧化期、還原期，進行取樣分析（2#氧化末期樣、3#還原樣），以便過程調(diào)整。出鋼前，鋼液溫度須高于澆注溫度40℃左右，即1600℃±20℃，按規(guī)定在出鋼時取桶樣（成品樣）。每件產(chǎn)品澆注附鑄力學性能試塊3塊，附鑄力學性能試塊的形狀、尺寸符合GB11352中Ⅲ型試樣的要求。成品樣留存時間一般為3天。檢測人員將所有檢測結(jié)果記錄于“光譜分析原始記錄”。塔冠1#鑄鋼件澆注系統(tǒng)設置熱處理鑄件進行淬火+回火熱處理，均勻鋼的化學成分和組織，采用強風噴霧冷卻淬火工藝方法，細化晶粒，提高和改善材料的力學性能。工藝說明：加熱：以≤80℃/h升溫至650±20℃，保溫，然后以最大速率升溫至920±保溫：升溫至920±20℃出爐淬火?；鼗穑阂浴?0℃/h加熱升溫至620±20℃隨爐冷卻至250℃以下，出爐空冷。熱處理后力學性能試驗產(chǎn)品裝爐前盡量清理殘砂，以保證熱處理過程中工件受熱均勻,相同爐次澆注的產(chǎn)品盡量同一爐熱處理，如分開應考慮力學性能試塊的數(shù)量,熱處理裝爐時，應注意力學性能試塊的裝爐位置。嚴格按照熱處理工藝操作，并做好記錄，熱處理結(jié)束后將裝爐作業(yè)記錄及溫度曲線交質(zhì)保部匯總。淬火+回火工藝圖毛坯件的打磨、修補技術(shù)措施當鑄鋼節(jié)點的缺陷較深時，應先用風鏟、砂輪等機械或氧乙炔切割、碳弧氣刨等方法去除缺陷后進行焊補。缺陷底部必須圓滑過渡，避免尖角的出現(xiàn)。如采用碳弧氣刨消陷，應對焊接修補部位進行打磨以清除碳層與熔渣等雜物。鑄鋼節(jié)點焊接修補的工藝應按CECS235《鑄鋼節(jié)點應用技術(shù)規(guī)程》中6.3節(jié)的規(guī)定及工藝文件要求進行。鑄鋼節(jié)點的焊補應在最終熱處理前進行，焊補后的質(zhì)量達到設計及使用要求。焊補用焊絲符合焊補工藝的規(guī)定。同一部位的修補次數(shù)不宜多于兩次。焊補前進行預熱處理，預熱溫度120～150℃，焊接過程中控制層間溫度150～200℃。二氧化碳保護焊為防止出現(xiàn)氣孔等缺陷，必須做好防風措施。焊后應在表面覆蓋石棉布保溫，使之緩慢冷卻。鑄鋼節(jié)點焊補后，其焊接修補部位應進行打磨，其表面質(zhì)量應符合設計要求。對于重大缺陷焊接修補的部位、區(qū)域大小、修補過程和修補質(zhì)量等應作記錄。對需要補焊的鑄件，對焊補處將缺陷清除干凈后應進行滲透或磁粉、超聲波等無損探傷檢查。允許焊補范圍：鑄鋼節(jié)點有氣孔、縮孔、裂紋等內(nèi)部缺陷時，對于缺陷深度在鑄件壁厚的20%以內(nèi)且小于25mm，允許進行焊接修補.對于可能出現(xiàn)的大于以上缺陷尺寸的重大焊補，須編寫詳細的焊補工藝方案。經(jīng)熱處理后焊補的鑄件須進行不低于550℃的回火處理，消除焊接應力。鑄鋼件鑄造缺陷控制措施鑄鋼件常見的鑄造缺陷主要有縮孔、縮松、粘砂、冷裂、熱裂、氣孔以及夾雜物?？s孔、縮松（疏松）防止措施：合理設置澆注系統(tǒng)?？紤]到該節(jié)點結(jié)構(gòu)，采用階梯式澆注系統(tǒng)的同時，開設多個內(nèi)澆口。整體為同時凝固，局部為順序凝固，具有良好的補縮通道，為實現(xiàn)補縮提供了條件；合理設置冒口。如澆注工藝示意圖所示，在熱節(jié)等易產(chǎn)生縮孔縮松缺陷的部位設置保溫冒口；并在澆注后一段時間后，向明冒口內(nèi)補注高溫金屬液，以提高冒口內(nèi)補縮金屬液量，提高其補縮效率。粘砂防止措施：車間在造型時，面砂均采用耐火度高的細粒新砂，面層造型時全部使用新砂，不使用再生砂；采用氣鎬舂砂緊實，便于提高砂型的緊實度，易于掌控型砂的緊實均勻性。采用耐火度高的醇基鋯英粉涂料，涂刷均勻后點燃涂料來烘干涂料層，此外嚴格控制涂料層厚度，不超過2mm，以免影響透氣性；冷裂和熱裂防止措施：合理設置澆冒口系統(tǒng)，如澆注工藝示意圖所示，冒口設置分散均勻，避免由于冒口的設置使鑄件局部過熱；金屬液由多個內(nèi)澆道分別導入型腔，并在內(nèi)澆口處設置鉻鐵礦砂，避免內(nèi)澆口處局部過熱；造型的過程中，在型砂中摻入碎木屑、芯骨上纏繞草繩，從而提高型砂和型芯的退讓性；合理控制鑄件在鑄型內(nèi)的冷卻時間，以免開箱過早在鑄件內(nèi)產(chǎn)生較大應力。對殘余應力大的鑄件，在清理及機加工前進行熱時效或振動時效處理，降低鑄件內(nèi)的殘余應力。氣孔防止措施：造型時，在型腔最高處和容易窩氣的部位開設出氣冒口；砂芯內(nèi)開設排氣通道，合型時要填補芯頭間隙，以免鉆入金屬液堵塞通氣道；澆注時金屬液不得斷流，控制合適的充型速度，保證金屬液平穩(wěn)的充滿型腔，有效防止卷氣并將氣體順利排出型腔；車間在型芯在制作完成后，盡快用于澆注產(chǎn)品，以免吸濕返潮。夾雜物 防止措施：鑄鋼車間在熔煉時，對爐料進行除油、除銹、干燥，保證爐料的清潔；澆注前，清理澆包，并采用底注式澆包，以便于渣留在澆包內(nèi)，降低渣進入型腔的可能性；造型時，用棉布塞住澆注系統(tǒng)，以免型砂進入，難以清除。型內(nèi)浮砂在合型前均用壓縮氣體及吸塵器清理干凈。鑄鋼件焊接工藝焊接性分析化學成分分析表：鋼號CSi≤MnP≤S≤Mo≤Ni≤G20Mn5QT0.17～0.230.601.00～1.600.0200.0200.150.40Q345C≤0.20.551.00～1.600.0350.0350.06～0.150.02～0.2力學性能分析表：鋼號屈服強度σs(N/mm2)極限強度σb(N/mm2)延伸率δ5%沖擊功(J)室溫G20Mn5QT≥300500-650≥22≥60Q345C325470-6302234鑄鋼材質(zhì)G20Mn5QT與Q345C鋼材焊接性相近，但是由于鑄鋼件勻質(zhì)性差，結(jié)構(gòu)較軋制鋼板疏松，厚度方向受力較弱，不能用厚度方向性能Z向指標對鑄鋼件衡量；異種鋼對接坡口設置鑄鋼母材不開坡口，減小熔合比，減小鑄鋼材料粗晶雜質(zhì)向焊縫區(qū)過渡。鑄鋼節(jié)點對接坡口設置焊接工藝預熱溫度:150--200℃,預熱范圍：預熱應沿焊縫中心兩側(cè)各100mm以內(nèi)進行全方位均勻加熱，當預熱溫度范圍均達到預定值后，持續(xù)20-30分鐘，溫度的測試須在距坡口80-100mm處進行，采用遠紅外測溫儀測試。層間溫度：180--220℃,嚴格控制鑄鋼件母材的，要求達到，層間溫度應保持最低預熱溫度，但最高不應超過250℃。嚴格控制焊接材料的儲存、烘焙、發(fā)放、空氣中暴露等要求，避免焊接材料受潮后，造成焊縫中氫含量增加。焊接方法：亦采用小電流、快速度、多層、多道焊接工藝措施，特別是靠近鑄鋼件的坡口邊，應盡可能選稍小規(guī)范焊接。焊接工藝參數(shù)選取表焊材規(guī)格電流電壓速度備注ER50-6φ1.2220~260A24~28V30~35cm/minCO2保護焊焊后處理：焊后立即進行后熱保溫處理，后熱應在焊縫兩側(cè)各100mm處全方位均勻加熱，加熱方式采用電腦溫控電加熱或火焰加熱。后熱溫度應為200--300℃，溫度測量距焊縫中心線50mm處進行，溫度達到后不少于兩層石棉布緊裹并用扎絲捆緊，保溫時間不少于2小時，確保接頭區(qū)域達到環(huán)境溫度后方能拆除。工廠焊接方案工廠焊接概況本工程主體焊接量大、鋼板厚、焊接難度高。F48~F51層桁架使用最厚鋼板60mm，材質(zhì)為Q390GJC-Z25，非桁架層結(jié)構(gòu)外框柱材質(zhì)為Q345C，厚度40mm鋼管焊接量5000t左右，均為Z向性能鋼板，因此防止層狀撕裂，保證接頭質(zhì)量和接頭的延性、韌性性能，減小和消除焊接變形及殘余應力，確保高強鋼厚板焊接質(zhì)量是本工程的重點之一；構(gòu)件焊接后尺寸精度要求高；節(jié)點部分構(gòu)件焊接量大、焊縫集中，焊接殘余應力如果得不到有效的消減，內(nèi)應力的不穩(wěn)定不但對構(gòu)件精度及現(xiàn)場拼裝和安裝都會產(chǎn)生影響，還將給工程帶來較大的潛在危險。針對本項目厚板極多的特點，在編制焊接工藝時需要設計合理的焊縫坡口，控制焊接工藝參數(shù)、適當提高焊道截面的寬深比，加強預熱后熱措施、控制焊縫冷卻速度，避免焊縫裂紋的產(chǎn)生。工程中的主要焊接構(gòu)件列表如下：序號名稱圖例構(gòu)件說明1外框組合圓管柱1.截面形式：鋼柱為圓管截面。最大截面尺寸φ2300×402.柱身帶多向牛腿，內(nèi)部設置加筋板。3.焊接方法：CO2氣體保護焊、埋弧自動焊。2外框鋼管柱1.截面形式：鋼柱為圓管截面。最大截面尺寸φ1300×302.焊接方法：埋弧自動焊、氣體保護焊。3鋼板剪力墻1、板厚：30mm、25mm；2、焊接方法：埋弧焊、CO2保護焊4組合鋼管構(gòu)件1、鋼管規(guī)格：φ2300×40、φ2300×33、φ1800×40；2、鋼管內(nèi)部連接板最厚50mm。5環(huán)狀桁架層構(gòu)件1、構(gòu)件整體尺寸：5530mm×4400mm。2、使用板厚60mm，材質(zhì)：Q390GJC—Z25。3、單塊零件板最重約7噸。4、焊材使用量約1噸。6L17~L20、L28~L36層間組合角柱使用鋼管φ1500、φ1200組合體壁厚40mm，748層環(huán)狀桁架巨柱巨柱截面形狀成折邊日字型，內(nèi)設25mm工藝隔板。焊接總體思路對于長直、且適合平位置施焊的焊縫，采用氣保焊打底，埋弧焊填充、蓋面焊接作業(yè)；對于下列情況采用CO2氣體保護焊：復雜節(jié)點，施焊空間狹小，焊接操作難度大的部位；構(gòu)件牛腿、加勁板等部位，采用實心焊絲氣保焊打底、填充，采用藥芯焊絲氣體保護焊進行焊縫蓋面。對于箱型內(nèi)隔板，箱型柱封閉后不能施焊的焊縫，采用電渣焊設備進行焊接。焊接工藝評定試驗焊接方法選用序號焊接方法焊接部位1手工電弧焊/SMAW主要用于加勁板、連接板的焊接，焊接位置不利的部位。2二氧化碳氣保焊/GMAW主要用于裝配焊接，加勁板、連接板的焊接，焊接位置較好的部位。3埋弧焊/SAW主要用于主焊縫、拼板焊縫的焊接。4電渣焊/ESW箱型柱內(nèi)隔板的的焊接。焊接材料Q345鋼材的焊接采用E50系列型焊條，焊條應符合國家標準《低合金鋼焊條》GB/T5118-95規(guī)定。手工焊用焊條應符合現(xiàn)行規(guī)范《碳鋼焊條》(GB/T5117)及《低合金結(jié)構(gòu)鋼焊條》(GB/T5118)的規(guī)定，選用的焊條應與母材相匹配。自動焊或半自動焊的焊絲與焊劑應與母材相匹配，焊劑應符合《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》(GB/T5293)及《低合金鋼埋弧焊用焊劑》(GB/T12470)，焊絲應符合現(xiàn)行標準《熔化焊用鋼絲》(GB/T14957)或《氣體保護焊用鋼絲》(GB/T14958)的規(guī)定。當不同強度鋼材焊接時，焊接材料的強度應按強度較低的鋼材選用。焊接設備下列焊接設備適用于本工程的焊接工作焊接方法焊接設備手工或機械埋弧焊ZGNH-2自動雙絲雙弧埋弧焊MZGT-2000自動手工焊條電弧焊ZX5-500手工CO2氣體保護焊YN-500KR2半自動電渣焊SESNET-W自動焊接方法與接頭形式為有效保證焊接工藝評定試驗能夠全覆蓋工程鋼結(jié)構(gòu)焊接內(nèi)容，需要對焊接類型進行總結(jié)分析；針對不同的材質(zhì)和板厚，采用不同的焊接方法，工廠實際制作時不同焊縫采用不同的焊接位置及接頭形式。本工程主要使用鋼材材質(zhì)有Q345B、Q345C、Q390C、Q390GJC，鋼材板厚10~80mm；其焊接方法主要:手工電弧焊、CO2氣體保護焊、埋弧自動焊等，焊接方位和焊接接頭形式如下表：序號焊接方法焊接接頭形式焊接位置1手工電弧焊定位焊、對接、角接橫焊、立焊2埋弧自動焊對接、角接平焊3CO2氣體保護焊定位焊、對接、角接橫焊、立焊焊接工藝評定內(nèi)容依據(jù)現(xiàn)行標準《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝規(guī)程》（JGJ81-2002）對焊接工藝評定試驗的規(guī)定確定本工程焊接工藝評定試驗內(nèi)容：主要分為對接接頭和T型接頭：對接接頭對Q345C材質(zhì)進行鋼板對接和構(gòu)件對接，主要坡口形式選為窄間隙焊縫、單面Y型坡口加墊板、單面V型坡口加墊板、X型坡口和不加墊板的單面坡口，采用焊接方法為氣保焊或埋弧焊；T型接頭主要選取加墊板的單面坡口和K型坡口。對接接頭焊接工藝評定內(nèi)容序號母材規(guī)格焊接方法焊材型號規(guī)格mm焊接位置接頭形式1Q345C10埋弧自動焊HJ431-H08MnAΦ4.8F2CO2氣保焊ER50-6Φ1.2F320埋弧自動焊HJ431-H08MnAΦ4.8F4CO2氣保焊ER50-6Φ1.2F5Q390GJC20~40埋弧自動焊SJ101-H10Mn2Φ4.8F6CO2氣保焊ER50-6Φ1.2F7CO2氣保焊ER50-6Φ1.2F主要T型接頭焊接工藝評定內(nèi)容序號母材規(guī)格mm焊接方法焊材型號規(guī)格mm焊接位置接頭形式1Q345C20CO2氣保焊ER50-6Φ1.2F240CO2氣保焊ER50-6Φ1.2H4Q345C60CO2氣保焊ER50-6Φ1.2FCO2氣保焊ER50-6Φ1.2H5Q390GJC40~60埋弧自動焊SJ101-H10Mn2Φ4.8F6Q390GJC40~60埋弧自動焊（氣保焊打底）SJ101-H10Mn2Φ4.8F7CO2氣保焊ER50-6Φ1.2F8CO2氣保焊ER50-6Φ1.2H焊接工藝參數(shù)焊接工藝參數(shù)須符合《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81-2002的規(guī)定，其參考如下表：雙絲埋弧焊焊接材料電流A電壓V焊接速度熱輸入KJ/cmHJ431-H08MnA先850A～900A32v～35v59～6159～61后750A～800A38v～40vSJ101-H10Mn2先850A～900A32v～35v55～6559～61后750A～800A38v～40v單絲埋弧焊焊接材料焊材規(guī)格焊接電流(A)焊接電壓(V)焊接速度(cm/min)HJ431-H08MnAФ4.0500-60032-3445-48二氧化碳氣體保護半自動焊A焊前預熱厚板在焊接前，鋼板的板溫較低，在焊接時，電弧的溫度高達1300℃，厚板在板溫冷熱驟變的情況下，溫度分布不均勻，使得焊縫熱影響區(qū)容易產(chǎn)生淬硬——馬氏體組織，焊縫金屬變脆，產(chǎn)生冷裂紋的傾向增大，為避免此類情況發(fā)生，厚板焊前必須進行加熱，加熱時按板材的不同厚度進行，本工程最大板厚為80mm，材質(zhì)為Q390GJC-Z25，母材的最小預熱溫度應按下表要求執(zhí)行。常用鋼材牌號接頭最厚部件的板厚t/mmt≤2020＜t≤4040＜t≤6060＜t≤80T＞80Q235——405080Q345—206080100Q390206080100120焊前預熱采用電加熱器或火焰加熱，加熱過程中嚴格控制與調(diào)節(jié)加熱溫度。a預熱范圍為焊縫兩側(cè)，每側(cè)寬度不小于板厚的2倍，且不小于100mm，預熱測溫點在距焊縫50b接頭預熱溫度的選擇以較厚板為基準，應注意保證厚板側(cè)的預熱溫度，嚴格控制薄板側(cè)的層間溫度。c預熱時，焊接部位的表面用電加熱均勻加熱，加熱區(qū)域為被焊接頭中較厚板的兩倍板厚范圍，但不得小于100mm區(qū)域。加熱時應盡可能在施焊部位的背面。d當環(huán)境溫度（或母材表面溫度）低于0℃（當板厚大于30mm時為5℃），不需預熱的焊接接頭應將接頭的區(qū)域的母材預熱至大于e施焊現(xiàn)場環(huán)境溫度低于0℃時，在始焊點附近100mm范圍內(nèi)采用火焰預熱30厚板對接焊前預熱工廠焊接施工規(guī)定要求焊接設備CO2氣體保護焊(GMAW)埋弧焊-單絲(SAW-M)埋弧焊-雙絲(SAW-D)電渣焊（ESW）焊接材料的管理焊接材料儲存場所應干燥、通風良好，由專人保管、烘干、發(fā)放和回收，并有詳細記錄；焊條的保存、烘干應符合下列要求：★焊條使用前應在300-400℃范圍內(nèi)烘焙1-2h，或按廠家提供的焊條使用說明書進行烘干。焊條放入時烘箱的溫度不應超過最終烘焙溫度的一半，烘焙時間以烘箱到達最終烘焙溫度后開始計算；★烘干后的低氫焊條應放置于溫度不低于120℃的保溫箱中存放、待用；使用時應置于保溫筒中，隨用隨?。弧锖笚l烘干后在大氣中放置時間不應超過4h，重新烘干次數(shù)不超過1次；★焊劑使用前按制造廠家推薦的溫度進行烘焙，已受潮的焊劑嚴禁使用；★焊絲表面和電渣焊的導管以及栓釘焊接端面應無油污、銹蝕；★栓釘焊瓷環(huán)保存時應有防潮措施，受潮的焊接瓷環(huán)使用前應在120-150℃范圍內(nèi)烘焙1-2h。焊接接頭的裝配要求焊接坡口應按照焊接工藝評定結(jié)果進行開設，組裝后坡口尺寸允許偏差應符合下表規(guī)定：坡口尺寸組裝允許偏差序號項目背面不清根背面清根1接頭鈍邊±2mm-2無襯墊接頭根部間隙±2mm+2mm-3mm3帶襯墊接頭根部間隙+6mm-2mm-4接頭坡口角度+5°-5°+5°-5°5K型坡口深度-+3mm-3mm接頭間隙中嚴禁填塞焊條頭、鐵塊等雜物；坡口組裝間隙偏差超過本表規(guī)定，但不大于較薄板厚度2倍或20mm（取其較小值）時，可在坡口單側(cè)或兩側(cè)堆焊；對接接頭的錯邊量不應超過規(guī)范的規(guī)定。當不等厚部件對接接頭的錯邊量超過3mm時，較厚部件應按不大于1:2.5坡度平緩過渡；采用角焊縫及部分焊透焊縫連接的T型接頭，兩部件應密貼，根部間隙不應超過5mm；當間隙超過5mm時，應在待焊板端表面堆焊并修磨平整使其間隙符合要求；T型接頭的角焊縫連接部件的根部間隙大于1.5mm且小于5mm時，角焊縫的焊腳尺寸應按根部間隙值而增加；鋼襯墊應與接頭母材金屬的接觸面緊貼，實際裝配時控制間隙≤1.5mm。定位焊要求必須由持相應合格證的焊工施焊，所用焊接材料應與正式焊縫的焊接材料相當；定位焊縫厚度不應小于3mm，長度不應小于40mm，其間距宜為300-600mm；采用鋼襯墊的焊接接頭，定位焊宜在接頭坡口內(nèi)進行；定位焊縫與正式焊縫應具有相同的焊接工藝和焊接質(zhì)量要求；定位焊焊縫存在裂紋、氣孔等缺陷時，應完全清除；定位焊是厚板焊接過程中最容易出現(xiàn)問題的部位。由于厚板在定位焊時,定位焊處的溫度被周圍的“冷卻介質(zhì)”很快冷卻，造成局部過大的應力集中,引發(fā)裂紋,對材質(zhì)造成損壞。解決的措施是厚板在定位焊時,將預熱溫度提高20-50℃,將定位焊的電流比正常焊接的電流提高15-20%，同時定位焊縫應有足夠的焊腳尺寸及焊縫長度，避免冷卻時，應力過大導致焊縫撕裂；對大于40mm厚板構(gòu)件，定位焊焊腳尺寸為8-12mm，定位焊焊縫長80mm，間距300mm，對于雙面坡口焊縫，定位焊縫盡可能定在清根側(cè)，避免在起始側(cè)坡口點焊。構(gòu)件組裝點焊焊接環(huán)境焊條電弧焊其焊接作業(yè)區(qū)最大風速不宜超過8m/s，氣體保護電弧焊不宜超過2m/s，如果超出上述范圍，應采取有效措施以保障焊接電弧區(qū)域不受影響；當焊接作業(yè)處于下列情況之一時嚴禁焊接：★焊接作業(yè)區(qū)的相對濕度大于90%；★夜間施工照明措施達不到要求；★焊件表面潮濕或暴露于雨、冰、雪中；★焊接作業(yè)條件不符合現(xiàn)行國家標準《焊接與切割安全》GB9448的規(guī)定；焊接環(huán)境溫度低于0℃但不低于-10℃時，應采取加熱或防護措施，應確保接頭焊接處各方向大于等于2倍板厚且不小于100mm范圍內(nèi)的母材溫度不低于焊接環(huán)境溫度低于-10℃焊接變形的控制在鋼結(jié)構(gòu)焊接施工過程中，根據(jù)不同的節(jié)點構(gòu)造及焊縫形式，采取適當?shù)暮附庸に嚧胧瑢τ诳刂其摻Y(jié)構(gòu)焊接變形具有非常重要的作用。采用合理的裝配焊接順序鋼結(jié)構(gòu)的制作、組裝應該在一個標準的水平面上進行。應確保所受的自重壓力的程度足夠大，不會出現(xiàn)鋼構(gòu)件失穩(wěn)和下沉的現(xiàn)象，以滿足構(gòu)件組裝的基本要求，盡可能的先裝配成整體再焊接。對截面形狀、焊縫布置均勻?qū)ΨQ的鋼結(jié)構(gòu)件，應采用對稱焊接施工。不對稱焊縫先焊焊縫少的一側(cè)，后焊焊縫多的一側(cè)。這樣可使后焊的變形不足以抵消先焊一側(cè)的變形，以減少結(jié)構(gòu)總體變形。對于鋼結(jié)構(gòu)中的長焊縫，在可能的情況下將連續(xù)焊改成分段焊，并適當?shù)馗淖兒附臃较颍墒咕植亢缚p造成的變形適當減少或相互抵消，以減少結(jié)構(gòu)總體變形。反變形法由于在冷卻過程中焊縫會產(chǎn)生收縮反應，結(jié)果減少了工件焊接后的尺寸。針對這個問題，為了彌補熱脹冷縮帶來的變形，在大型構(gòu)件焊接時常用反變形的方法。反變形方法是在進行焊接前使構(gòu)件預先發(fā)生變形，使變形方向和焊接方向相反、變形量大小基本相等。例如，將上、下翼緣板按圖所示壓制反變形后進行組裝，構(gòu)件焊后由于焊接角變形現(xiàn)象，基本可將翼緣板回復至平直狀態(tài)。（a）（b）反變形示意圖焊件夾具大型結(jié)構(gòu)件在焊接時各個工件和零件在自重和焊接應力的作用下，要想使其位置固定是比較困難的。所以，每件焊接工件和零件除了要用焊接平臺固定位置外，還需要用到焊件夾具有效地夾緊，以便防止工件發(fā)生變形。合理地選擇焊接方法和焊接工藝參數(shù)一般來說，不同的焊接方法，將產(chǎn)生不同的溫度場，形成的熱變形也不同。CO2氣體保護焊焊絲細，電流密度大，加熱集中，焊接變形小。選用熱影響區(qū)較窄的CO2氣體保護焊焊接方法代替手弧焊、埋弧焊，可減少鋼結(jié)構(gòu)焊接變形。焊接工藝參數(shù)即焊接電流、電弧電壓和焊接速度。線能量越大，焊接變形越大。焊接變形隨焊接電流和電弧電壓的增大而增大，隨焊接速度的增大而減小。在三個參數(shù)中，電弧電壓的作用明顯。選用較小的焊接熱輸入及合適的焊接工藝參數(shù)，可減少鋼結(jié)構(gòu)受熱范圍，從而減少焊接變形。焊接變形的矯正方法影響焊接變形的因素太多，生產(chǎn)中無法面面俱到，難免產(chǎn)生焊接變形。當焊接殘余變形超出技術(shù)要求時，必須矯正焊件的變形。常用的矯形方法有：手工矯正法。手工矯正法主要用于矯正薄板、薄壁殼體焊件和小型焊件的彎曲變形、角變形和薄板的波浪變形等。首先用手錘、大錘錘擊焊縫附近，以消除焊件的不直度，再用平板、靠模等襯墊，用三點彎曲的原理消除角變形或殼體的不圓度。機械矯正法。機械矯正法是利用機械工具，如千斤頂、拉緊器、壓力機等來矯正焊接變形。碳素結(jié)構(gòu)鋼環(huán)境溫度低于-16℃，低合金結(jié)構(gòu)鋼環(huán)境溫度低于-12火焰加熱矯正法。火焰加熱矯正法是利用火焰局部加熱，使焊件產(chǎn)生反向變形，抵消焊接變形?；鹧婕訜岢C正法主要用于矯正彎曲變：形、角變形、波浪變形、扭曲變形等。火焰加熱溫度不應超過900℃厚板焊接工藝方案焊前預熱預熱和道間溫度控制預熱溫度和道間溫度應根據(jù)鋼材的化學成分、接頭的拘束狀態(tài)、熱輸入大小、熔敷金屬含氫量水平及所采用的焊接方法等綜合因素確定或進行焊接試驗；焊接過程中，最低道間溫度不應低于預熱溫度，焊接過程中的最大道間溫度不宜超過250℃當環(huán)境溫度低于0℃時，應提高預熱溫度15-25預熱及道間溫度控制應符合下列規(guī)定：★焊前預熱及道間溫度的保持宜采用電加熱法、火焰加熱法和紅外線加熱法，并應采用專用的測溫儀器測量；★預熱的加熱區(qū)域應在焊縫坡口兩側(cè)，寬度應為焊件施焊處板厚的1.5倍以上，且不應小于100mm；預熱溫度宜在焊件受熱面的背面測量，測量點應在離電弧經(jīng)過前的焊接點各方向不小于75mm處；當采用火焰加熱器預熱時正面測溫應在火焰離開后進行。加熱及溫控操作厚板焊接過程的控制定位焊：定位焊是厚板施工過程中最容易出現(xiàn)問題的部位。由于厚板在定位焊時，定位焊處的溫度被周圍的“冷卻介質(zhì)”很快冷卻，造成局部過大的應力集中，引起裂紋的產(chǎn)生，對材質(zhì)造成損壞。解決的措施是厚板在定位焊時，提高預加熱溫度，加大定位焊縫長度和焊腳尺寸。多層多道焊：在厚板焊接過程中，堅持的一個重要的工藝原則是多層多道焊，嚴禁擺寬道。多層多道焊前一道焊縫對后一道焊縫來說是一個“預熱”的過程；后一道焊縫對前一道焊縫相當于一個“后熱處理”的過程，有效地改善了焊接過程中應力分布狀態(tài)和有利于擴散氫的逸出，利于保證焊縫質(zhì)量。焊接過程中的檢查：厚板焊接不同于中薄板，需要幾個小時乃至幾十小時才能施焊完成一個構(gòu)件，因此加強對焊接過程的中間檢查，就顯得尤為重要，便于及時發(fā)現(xiàn)問題，中間檢查不能使施工停止，而是邊施工、邊檢查。如在清渣過程中，認真檢查是否有裂紋發(fā)生。及時發(fā)現(xiàn)，及時處理。厚板焊后，應立即將焊縫及其兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)的局部母材進行加熱，加熱時采用紅外線電加熱板進行。加熱溫度到200～300℃，然后用石棉鋪蓋進行保溫，使擴散氫迅速逸出，防止焊縫及熱影響區(qū)內(nèi)出現(xiàn)氫致裂紋。對于厚板的超聲波檢測時應焊后48小時或更長時間進行檢測，以免延遲裂紋對工件的破壞。焊接裂紋的預防措施控制焊材的化學成分由于鋼材化學成分已經(jīng)選定，因此焊材選配時應選硫、磷含量低、錳含量高的焊材。使焊縫金屬中的硫磷偏析減少，改善部分晶體形狀，提高抗熱裂性能。控制焊接工藝參數(shù)、條件控制焊接電流與速度，使每一焊道的焊縫成形系數(shù)達到φ＝1.1。加強焊前預熱，降低焊縫在冷卻結(jié)晶過程中的冷卻速度。采用合理的焊接順序，使大多數(shù)焊縫在較小的拘束度下焊接，減少焊縫收縮拉力。提高根部焊縫質(zhì)量焊縫根部焊接是厚板焊接的起始點；是保證焊縫質(zhì)量的根基；亦是產(chǎn)生裂紋的敏感區(qū)，因此焊縫根部的焊接措施必須慎之由慎。(a)加強焊縫坡口的清潔工作，清除一切有害物質(zhì)；加強焊前預熱溫度的控制；焊前對坡口根部進行烘烤，去除一切水分、潮氣，降低焊縫中氫含量。(b)使用小直徑手工焊條打底，確保根部焊透；控制焊層厚度，適當提高焊道成形系數(shù)；控制焊接速度，適當增加焊接熱輸入量。(c)控制熔合比：在確保焊透的前提下，控制母材熔化金屬在焊縫金屬中的比例，減少母材中有害物質(zhì)對焊縫性能的影響。(d)根部焊材可選用低配：根據(jù)根部焊縫的施焊條件與要求，在保證焊縫力學性能的條件下，根部焊縫的焊材可選用韌性好，強度稍低的焊材施焊，以增加其抗裂性。(e)嚴格控制線能量：根據(jù)三維導熱條件下的T8/5與焊接線能量的計算公式，對箱形構(gòu)件角部和埋弧焊的加熱熱效率，計算線能量最佳范圍為13812J/cm2—40492J/cm2。在實際焊接過程中，取計算線能量的中間范圍值，焊接線能量應控制在23—37KJ/cm2的最佳范圍內(nèi)?？刂坪缚p金屬在800℃～500℃之間冷卻速度（t8/5值）厚板焊接存在的一個重要問題是焊接過程中，焊縫熱影響區(qū)由于冷卻速度較快，在結(jié)晶過程中最容易形成粗晶粒馬氏體組織，從而使焊接時鋼材變脆，產(chǎn)生冷裂紋的傾向增大。因此在厚板焊接過程中，一定要嚴格控制t8/5。即控制焊縫熱影響區(qū)尤其是焊縫熔合線處，從800℃冷卻到500℃的時間，即t8/5值。t8/5過于短暫時，焊縫熔合線處硬度過高，易出現(xiàn)淬硬裂紋；t8/5過長，則熔合線處的臨界轉(zhuǎn)變溫度會升高，降低沖擊韌性值，對低合金鋼，材質(zhì)的組織發(fā)生變化。出現(xiàn)這兩種情況，皆直接影向焊接結(jié)頭的質(zhì)量。當鋼材、焊材選定，即碳當量CE已確定前提下，唯有控制t8/5速度方可降低焊縫中冷脆組織的出現(xiàn)?？刂品椒ㄓ泻盖邦A熱、適當增大焊接熱輸入、焊后后熱和緩冷，都達到增大t8/5降低冷裂紋敏感性的效果。從而達到控制焊接線能量的輸入，達到控制厚板焊接質(zhì)量之目的。后熱保溫措施對于厚板接頭，結(jié)構(gòu)形狀不適用電加熱時，應對焊縫進行必要的火焰加熱，火焰加熱應均勻，同時作好溫度監(jiān)測，控制溫度250-300℃對于板厚≥40mm的對接接頭焊后立即進行后熱處理，后熱處理采用電加熱，加熱溫度應達到250-300℃焊后保溫焊接應力消減和焊接層狀撕裂的防止措施消除焊接殘余應力的焊接措施對于復雜構(gòu)件可以采取以下方法消除構(gòu)件殘余應力：利用對零件整平消減應力鋼板在切割過程中由于切割邊所受熱量大、冷卻速度快，因此切割邊緣存在較大的收縮應力。中、薄板切割后產(chǎn)生扭曲變形，便是這些應力釋放的后果。對于厚板，由于其抗彎截面大，不足以產(chǎn)生彎曲，但收縮應力是客觀存在的，因此在整平過程中可加大對零件切割邊緣的反復碾壓，這對產(chǎn)生的收縮應力的消減極為有利。進行局部烘烤釋放應力構(gòu)件完工后在其焊縫背部或焊縫兩側(cè)進行烘烤。此法過去常常用于對“T”形構(gòu)件焊接角變形的矯正中，不需施加任何外力，構(gòu)件角變形即可得以校正。由此可見只要控制加熱溫度與范圍，此法對消減應力還是極為有效的。采用超聲波震動消除應力超聲沖擊（UIT）的基本原理就是利用大功率超聲波推動工具以大于2萬次/s的頻率沖擊金屬物體表面，由于超聲波的高頻、高效和聚焦下的大能量，使金屬表面產(chǎn)生較大的壓塑變形，同時超聲沖擊波改變了原有的應力場，產(chǎn)生一定數(shù)值的壓應力，并使被沖擊部位得以強化。此種方法對消減應力極為有效，超聲波沖擊如圖；超聲波沖擊消應殘余應力檢測儀超聲波設備采用振動時效法消減應力振動時效的原理是給被時效處理的工件施加一個與其固有諧振頻率相一致的周期激振力，使其產(chǎn)生共振，從而使工件獲得一定的振動能量，使工件內(nèi)部產(chǎn)生微觀的塑性變形，從而使造成殘余應力的歪曲晶格被漸漸地恢復平衡狀態(tài)，晶粒內(nèi)部的位錯逐漸滑移并重新纏繞釘扎，使得殘余應力得以被消減和均化。振動時效法具有周期短、效率高以及無污染的特點，且不受工件尺寸、形狀和重量等限制，經(jīng)過大量的工程實踐證明，對消減工件應力有明顯效果。利用沖砂除銹的工序進行消減應力沖砂除銹時，噴出的鐵砂束高達2500MP/cm2，用鐵砂束對構(gòu)件焊縫及其熱影響區(qū)反復、均勻的沖擊，除了達到除銹效果外，對構(gòu)件的應力消減也會起到良好的效果。防止厚板層狀撕裂的措施層狀撕裂是一種不同于一般熱裂紋和冷裂紋的特殊裂紋，一般產(chǎn)生于T形和十字形角焊接頭的熱影響區(qū)軋層中，有的起源于焊根裂紋，或板厚中心。層狀撕裂產(chǎn)生的原因1)鋼材含硫量：由層狀撕裂的成因可知鋼材的含硫量是其最主要的影響因素。含硫量越高，夾雜物含量多，易于產(chǎn)生層狀撕裂。2)鋼材的碳當量：鋼材的碳當量越高，鋼材組織易脆化，層狀撕裂越敏感。3)焊縫中擴散氫含量：焊縫擴散氫含量會促使層狀撕裂的擴展，對于起源于焊根或發(fā)生于熱影響區(qū)附近的層裂，擴散氫則起了間接卻重要的影響。防止措施1)控制鋼材的含硫量，增加、控制鋼材的Z向性能。2)采用合理的坡口在滿足設計要求焊透深度的前提下，宜采用較小的坡口角度和間隙，以減小焊縫截面積和減小母材厚度方向承受的拉應力。宜在角接接頭中采用對稱坡口或偏向于側(cè)板的坡口，使焊縫收縮產(chǎn)生的拉應力與板厚方向成一角度，尤其在特厚板時，側(cè)板坡口面角度應超過板厚中心，可減小層狀撕層傾向防層狀撕裂坡口圖序號易產(chǎn)生層狀撕裂的結(jié)構(gòu)可改善的結(jié)構(gòu)說明1箭頭所示的方向為焊接時可能出現(xiàn)拘束應力作用的方向。2通過開坡口或改變焊縫的形狀來減少厚度方向的收縮應力，一般應在承受厚度方向應力的一側(cè)開坡口3避免板厚方向受焊縫收縮力的作用4在保證焊透的前提下，坡口角度盡可能??；在不增加坡口角度的情況下盡可能增大焊腳尺寸，以增加焊縫受力面積，降低板厚方向的應力值。隔板塞焊坡口箱型柱主焊縫坡口采用合理的焊接工藝。1)雙面坡口時宜采用兩側(cè)對稱多道次施焊，避免收縮應變集中。2)采用適當小的熱輸入多層焊接，以減小收縮應變。3)采用低強度匹配的焊接材料，使焊縫金屬具有低屈服點、高延性，可使應變集中于焊縫，以防止母材發(fā)生層裂。4)角接接頭，當板厚特大時（80mm及以上），側(cè)板板邊火焰切割面宜磨（或刨）去由熱切割產(chǎn)生的硬化層，防止層狀撕裂起源于板端表面的硬化組織。5)采用低氫、超低氫焊條或氣體保護焊方法。6)采用或提高預熱溫度施焊，以降低冷卻速度，改善接頭區(qū)組織韌性，但采用的預熱溫度較高時易使收縮應變增大，適用時需要綜合多方利弊綜合考慮。焊縫質(zhì)量要求焊縫外觀質(zhì)量焊縫外觀質(zhì)量表序號檢查內(nèi)容圖例容許公差1對接焊焊縫加強高（C）b<20；一級0.5≤C≤2.0mm二級0.5≤C≤2.5mm三級0.5≤C≤3.5mmb≥20；一級0.5≤C≤3.0mm二級0.5≤C≤3.5mm三級0≤C≤3.5mm2貼角焊縫焊腳尺寸（hf+△h）和焊縫余高（C）hf≤60≤△h≤1.5mm0≤C≤1.5mmhf>60≤△h≤3.0mm0≤C≤3.0mm3T接坡口焊縫加強高（△S）△S=t/4，但≯10mm4焊縫咬邊（e）一級焊縫：不允許二級焊縫≯0.5mm深度的咬邊，累積總長度不得超過焊縫長度的10%。三級焊縫：≯0.5mm深度的咬邊，累積總長度不得超過焊縫長度的20%。5表面裂縫/不允許6表面氣孔及密集氣孔/一級和二級焊縫：不允許三級焊縫：直徑≤1.0mm的氣孔在100mm范圍內(nèi)不超過5個7焊縫錯邊一級和二級焊縫：d<0.1t但≯2.0mm三級焊縫：d<0.15t但≯3.0mm8焊縫過溢（θ）所有焊縫θ>90°9表面焊接飛濺/所有焊縫：不允許10電弧擦傷，焊瘤，表面夾渣/所有焊縫：不允許焊縫無損檢測要求焊縫質(zhì)量檢驗要求除典型節(jié)點詳圖注明外，所有框架結(jié)構(gòu)梁柱支撐的拼接焊縫、節(jié)點區(qū)域內(nèi)截面組合焊縫均采用坡口全熔透焊縫，焊縫質(zhì)量等級為一級。除注明外（如豎向支撐），節(jié)點區(qū)域外截面組合焊縫采用部分熔透焊。角焊縫質(zhì)量等級三級，其外觀質(zhì)量需符合《驗規(guī)》二級焊縫的規(guī)定。所有焊縫的坡口形式，構(gòu)造細節(jié)除注明外均按照GB/T985、GB/T986及JGJ181-2022的規(guī)定。焊縫質(zhì)量等級一級二級內(nèi)部缺陷超聲波探傷評定等級ⅡⅢ檢驗等級B級B級探傷比例100%20%內(nèi)部缺陷射線探傷評定等級ⅡⅢ檢驗等級AB級AB級探傷比例100%20%注：探傷比例的計數(shù)方法：（1）對工廠制作焊縫，應按每條焊縫計算百分比，且探傷長度應不小于200mm,當焊縫長度不足200mm時，應對整條焊縫進行探傷；（2）對現(xiàn)場安裝焊縫，應按同一類型、同一施焊條件的焊縫條數(shù)計算百分比，探傷長度應不小于200mm，并應不少于1條焊縫。探傷標準超聲波探傷按GB11345要求檢驗，焊縫評定等級為BII級；低合金鋼的無損探傷應在焊接完成24小時后進行；局部探傷的焊縫，如發(fā)現(xiàn)有存在不允許的缺陷時，應在缺陷的兩端延伸探傷長度，增加的長度為該焊縫長度的10%，且不小于200mm如仍發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時，則應對該焊縫進行100%的探傷。焊接缺陷的修復裂縫：采用MT或PT以及其它合適的方法，確定裂紋的長度和走向后，碳刨刨除裂紋及裂紋兩端各50mm長度，然后補焊。焊縫尺寸不足、凹陷、咬邊超標，應補焊。夾渣、氣孔、未焊透，用碳刨刨除后，補焊。焊縫過溢或焊瘤，用砂輪打磨或碳刨刨除。補焊應采用低氫焊條進行焊接，焊條直徑不大于4.0mm，并比焊縫的原預熱溫度提高50℃。因焊接而產(chǎn)生變形的構(gòu)件，應采用機械方法或火焰加熱法進行矯正，低合金鋼加熱區(qū)的溫度不應大于650℃，嚴禁用水進行急冷。工廠預拼裝方案工廠預拼裝目的工廠預拼裝目的在于檢驗構(gòu)件工廠加工能否保證現(xiàn)場拼裝、安裝的質(zhì)量要求，確保下道工序的正常運轉(zhuǎn)和安裝質(zhì)量達到規(guī)范、設計要求，能否滿足現(xiàn)場一次拼裝和吊裝成功率，減少現(xiàn)場拼裝和安裝誤差，特別是本工程所有構(gòu)件都為空間形狀，又附帶各種節(jié)點分段，為控制構(gòu)件由于工廠制作誤差、工藝檢驗數(shù)據(jù)等誤差，保證構(gòu)件的安裝空間絕對位置，減小現(xiàn)場安裝產(chǎn)生的積累誤差，故必須進行構(gòu)件的預拼裝。工廠預拼裝概述根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)特點，從保證現(xiàn)場安裝精度的角度出發(fā)，擬進行以下范圍的工廠預拼裝：F1~F7組合巨柱、48層帶狀轉(zhuǎn)換桁架、71層帶狀桁架、88層帶狀桁架等。模擬預拼裝技術(shù)在本工程中的應用目前的預拼裝方法多為實物預拼裝，實物預拼裝前必須在地面放線安裝穩(wěn)固的拼裝胎架，將構(gòu)件放置在拼裝胎架上后將需要預拼裝的構(gòu)件組對，之后檢驗拼裝的尺寸，如需對構(gòu)件進行調(diào)整，在拼裝胎架上調(diào)整到合格后方可出廠。計算機模擬拼裝是以經(jīng)設計單位審核正確的整體模型為基準，而后根據(jù)各構(gòu)件的特點分別建立各自的坐標系，各構(gòu)件分別根據(jù)各自的坐標系繪制拼裝工藝圖，確定胎架的設置、標高以及各控制點的坐標值。計算機匹配預拼裝法是運用節(jié)點匹配驗收法的改進，將需地面拼裝的構(gòu)件中節(jié)點三維空間坐標測量輸人計算機還原實物后，再將此組合構(gòu)件整體標準模型與安裝現(xiàn)場節(jié)點匹配對齊，將各分支構(gòu)件從安裝坐標轉(zhuǎn)換至拼裝坐標，從而達到快速、精準的現(xiàn)場拼裝。模擬預拼裝坐標原點設置L48層環(huán)狀桁架模擬預拼裝單元坐標系以T1軸或TA軸外側(cè)偏移3000mm，與桁架上弦桿邊線外側(cè)偏移5000mm交點作為擬設坐標原點。模擬預拼裝單元測控點選擇測控點選取原則以桁架預拼裝單元的構(gòu)件加工分段作為測控點選取的部件。測控點選取位置測控點選取位置布置在桁架預拼裝單元各個部件的斷面端口的角點，斷面邊線中點，相鄰構(gòu)件連接牛腿端面角點等與現(xiàn)場安裝相關的關鍵部位。測控點坐標的記錄保存測控點的記錄采用單根分段構(gòu)件分表記錄，對單根構(gòu)件測控點進行逐一編號，構(gòu)件編號與深化設計圖紙編號對應一致，作為工廠制作階段裝配全過程的全站儀測量校對基準點。模擬預拼裝構(gòu)件劃分JKZ-1測控點布置預拼裝構(gòu)件模擬測控點坐標值構(gòu)件JKZ-1測控點坐標值編號XYZ編號XYZ23417186421800P31003186422782P4270186421510P5463017756682P6463016557682P74484177561873P84484165561873P9-714177572514P10-774165562514P11134177563362P12134165563362P133106165562376P143079170322355P151940165562454P161940171442454P174786146301002P184786153301002P19-616146302950P20-590153062926P21322312642336P223223126422136P231190126422970P24-82126421697P25127912642336P262024126422141P27704120852978P28-227120852220P29-3125183845P30-933125183087P313860121801918P32409812180742P334934126692137P34517312669961模擬預拼裝在工廠制作過程的應用檢測組裝胎架的制作精度JKZ-1構(gòu)件組裝胎架坐標點校對分部件整體組裝時的精度保證JKZ-1構(gòu)件整體組裝示意組裝過程中根據(jù)模擬預拼裝坐標值進行構(gòu)件檢測，用全站儀測出的數(shù)據(jù)與上述模擬列表中的坐標點進行差值比對，將各點控制誤差控制在±3mm以內(nèi)，以此來保證后續(xù)工廠預拼裝順利進行。工廠預拼裝工藝F1~F7組合巨柱預拼裝48層轉(zhuǎn)換環(huán)帶桁架構(gòu)件預拼裝鋼結(jié)構(gòu)涂裝方案當?shù)氐臍夂驐l件分析天津位于中緯度歐亞大陸東岸，主要受季風環(huán)流的支配，是東亞季風盛行的地區(qū)，屬大陸性氣候。主要氣候特征是，四季分明，春季多風，干旱少雨；夏季炎熱，雨水集中；秋季氣爽，冷暖適中；冬季寒冷，干燥少雪。天津年平均氣溫在11.4~12.9°C，市區(qū)平均氣溫最高為12.9°C。1月最冷，平均氣溫在-3~-5°C；7月最熱，平均氣溫在26~27°C。天津季風盛行，冬、春季風速最大，夏、秋季風速最小。年平均風速為2~4米/秒，多為西南風。天津平均無霜期為196~246天，最長無霜期為267天，最短無霜期為171天。在四季中，冬季最長，有156~167天；夏季次之，有87~103天；春季56~61天；秋季最短，僅為50~56天。天津年平均降水量為520~660毫米，降水日數(shù)為63~70天。在地區(qū)分布上，山地多于平原，沿海多于內(nèi)地。在季節(jié)分布上，6、7、8三個月降水量占全年的75%左右。天津日照時間較長，年日照時數(shù)為2500~2900小時。工程鋼結(jié)構(gòu)涂裝要求鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕采用的涂料、鋼材表面的除銹等級以及防腐蝕對鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求等，應符合《工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范》（GB50046-2008）、ISO12944"色漆和清漆-防護涂料體系對鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕保護"和《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》（GB/T8923-2009）的規(guī)定外，尚應滿足以下要求。鋼結(jié)構(gòu)表面處理：鋼結(jié)構(gòu)在進行涂裝前，必須將構(gòu)件表面的毛刺、鐵銹、氧化皮、油污及附著物徹底清除干凈，采用噴砂、拋丸等方法徹底除銹，達到Sa2.5級?，F(xiàn)場補漆除銹可采用電動、風動除銹工具徹底除銹，達到St3級，并達到35μm～55μm的粗糙度。經(jīng)除銹后的鋼材表面在檢查合格后，應在規(guī)定的時限內(nèi)進行涂裝。涂裝條件和施工工藝應參照相應產(chǎn)品技術(shù)說明書?，F(xiàn)場補漆：對已做過防銹底漆，但有損壞、返銹、剝落等部位及未做防銹底漆的零配件，應做補漆處理。具體要求為：以環(huán)氧富鋅底漆作修補防銹底漆，干膜厚度大于80μm，再按所在部位，配套依次做封閉漆、防火涂料或中途漆、面漆?，F(xiàn)場連接的螺栓在施擰完畢后，應按設計要求補涂防銹漆。對露天或侵蝕性介質(zhì)環(huán)境中使用的螺栓，除補涂防銹漆外，尚應對其連接板板縫及時用油膏或膩子等封閉。當混凝土直接作用在鋼梁上時，及高強螺栓摩擦接觸面，埋入混凝土中的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，地腳螺栓和底板，工地焊接部位及兩側(cè)100mm且要滿足超聲波探傷要求的范圍，不應涂刷油漆。工地焊接部位及其兩側(cè)應進行不影響焊接的除銹處理。組合鋼梁頂面在澆灌（或安裝）混凝土翼板以前應清除鐵銹、焊渣、積雪、泥土等雜物。當鋼柱腳在地面以下時，包裹的混凝土應高出地面150mm，保護層厚度不應小于50mm。當鋼柱腳在地面以上時，柱腳底面應高出地面100mm。鍍鋅處理：螺桿、軸銷（及鑄鋼件）加工件表面粗糙度應不大于6.3μm，表面用電鍍鋅層處理，鋅鍍層厚度為20至30μm。按照《金屬覆蓋層--鋼鐵上的鋅電鍍層》（GB9799）的要求進行。鋼構(gòu)件涂層干漆膜厚度要求室外鋼構(gòu)件干漆膜厚度構(gòu)件位置室外無防火室外薄型防火室外厚型防火油漆類型技術(shù)參數(shù)油漆類型技術(shù)參數(shù)油漆類型技術(shù)參數(shù)底漆環(huán)氧富鋅80μm環(huán)氧富鋅80μm環(huán)氧富鋅80μm中間漆環(huán)氧云鐵150μm,80%SV環(huán)氧連接漆40μm,47%SV環(huán)氧云鐵150μm,80%SV室內(nèi)鋼構(gòu)件干漆膜厚度構(gòu)件位置室內(nèi)無防火室內(nèi)薄型防火室內(nèi)厚型防火油漆類型技術(shù)參數(shù)油漆類型技術(shù)參數(shù)油漆類型技術(shù)參數(shù)底漆環(huán)氧富鋅80μm環(huán)氧富鋅80μm環(huán)氧富鋅80μm中間漆環(huán)氧云鐵150μm,80%SV環(huán)氧連接漆40μm,47%SV環(huán)氧云鐵150μm,80%SV鋼構(gòu)件表面處理方案鋼材表面處理的意義鋼結(jié)構(gòu)用熱軋鋼材，在軋制過程中，經(jīng)熱處理后表面產(chǎn)生一層均勻的氧化皮；鋼材在儲運過程中，由于大氣的腐蝕而生銹；鋼材在加工過程中，鋼材表面產(chǎn)生焊渣、毛刺、油污等污物。這些氧化皮、鐵銹和污物如不認真清除，會影響涂料的附著力和涂裝的使用壽命。實踐證明涂裝前的鋼材表面除銹、除污的質(zhì)量好壞，嚴重影響涂裝工程的質(zhì)量，其影響程度約占諸因素的一半，如下列表：序號影響涂裝質(zhì)量的因素影響的程度（％）1表面處理（除銹質(zhì)量）49.52涂層厚度（涂裝道數(shù)）19.13涂料品種4.94其他（施工與管理等）26.5工程鋼構(gòu)件表面處理方法工程鋼構(gòu)件除銹方法的確定鋼結(jié)構(gòu)除銹方法有很多，一般包括有：①動力工具除銹或手工工藝除銹；②噴砂除銹；③自動拋丸除銹等；其工藝性比較如下：方式參數(shù)動力工具或手工除銹噴砂除銹自動拋丸除銹除銹等級St2,St3Sa2,Sa2.5,Sa3(較難達到)Sa2,Sa2.5,Sa3表面粗糙度10~3020~8040~150（可調(diào)節(jié)）富鋅底漆最理想的表面粗糙度要求是70，拋丸除銹可以得到一均勻的65~75之間的表面粗糙度。表面光潔度差良（易有氧化皮殘留）優(yōu)（均勻，金屬光澤-亮白色）除銹效率10m2(每人/每天)20~30噸（一臺班）50~60噸（一臺班）環(huán)境污染中度污染中度污染無塵操作結(jié)論：從以上工藝可以看出，自動拋丸除銹方法比較符合工程鋼結(jié)構(gòu)涂裝表面質(zhì)量要求，同時工程鋼結(jié)構(gòu)用鋼量大，需要表面處理的鋼構(gòu)件量多，規(guī)格復雜，且工期十分緊張；所以，本工程鋼結(jié)構(gòu)除銹主選自動拋丸除銹方法。但是，對于工程一些復雜節(jié)點，或死角部位無法噴到的，我們采取手動噴方式相結(jié)合的方法。拋丸除銹設備優(yōu)點拋丸除銹設備為確保本工程鋼構(gòu)件表面處理質(zhì)量符合設計要求，投入工程鋼結(jié)構(gòu)拋丸除銹設備：美國進口的BP-98-ES-1848*8型全自動噴丸除銹機；該設備具有以下優(yōu)勢：全自動、輕污染、高效率，高質(zhì)量。除銹后的構(gòu)件表面粗糙度優(yōu)良；拋頭角度自動調(diào)節(jié)，不會形成拋丸“死角”；可以達到Sa2~Sa3的任意一個除銹級別。磨料的選用磨料中鋼丸和鋼砂的配比及磨料粒徑的大小直接影響鋼結(jié)構(gòu)表面的粗糙度，工程鋼結(jié)構(gòu)表面粗糙度要求按照相關規(guī)范規(guī)定，選擇磨料為石英砂。鋼構(gòu)件涂裝施工工藝施工氣候條件的控制涂裝涂料時必須注意的主要因素是鋼材表面狀況、鋼材溫度和涂裝時的大氣環(huán)境；通常涂裝施工工作應該在5℃以溫度計測定鋼材溫度，用濕度計測出相對濕度，然后計算其露點，當鋼材溫度低于露點以上3℃時，由于表面凝結(jié)水份而不能涂裝，必須高于露點3當氣溫在5℃以下的低溫條件下，造成防腐涂料的固化速度減慢，甚至停止固化，視涂層表干速度；氣溫在30℃基底處理表面涂裝前，必須清除一切污垢，以及擱置期間產(chǎn)生的銹蝕和老化物，運輸、裝配過程中的部位及損傷部位和缺陷處均須進行重新除銹。采用稀釋劑或清洗劑除去油脂、潤滑油、溶劑、上述作為隱蔽工程，填寫隱蔽工程驗收單，交監(jiān)理或業(yè)主驗收合格后方可施工。涂裝施工防腐涂料出廠時應提供符合國家標準的檢驗報告，并附有品種名稱、型號、技術(shù)性能、制造批號、貯存日期、使用說明書及產(chǎn)品合格證。施工應備有各種計量器具、配料桶、攪拌器按不同材料說明書中的使用方法進行分別配制，充分攪拌。于雙組份的防腐涂料應嚴格按比例配制，攪拌后進行熟化后方可使用。施工人員應經(jīng)過專業(yè)培訓和實際施工培訓，并持證上崗。噴涂防腐材料應按順序進行，先噴底漆，使底層完全干燥后方可進行封閉漆的噴涂施工，做到每道工序嚴格受控。施工完的涂層應表面光滑、輪廓清晰、色澤均勻一致、無脫層、不空鼓、無流掛、無針孔，膜層厚度應達到技術(shù)指標規(guī)定要求。漆膜厚度是使防腐涂料能夠發(fā)揮最佳性能，足夠漆膜厚度是極其重要的。因此，必須嚴格控制厚度，施工時應按使用量進行涂裝，經(jīng)常使用濕膜測厚儀測定濕膜厚度，以控制干膜厚度并保證厚度均勻。不同類型的材料其涂裝間隔各有不同，在施工時應按每種涂料的各自要求進行施工，其涂裝間隔時間不能超過說明書中最長間隔時間，否則將會影響漆膜層間的附著力，造成漆膜剝落。油漆噴涂程序預涂裝原材料除銹，噴涂一道底漆(膜厚15—20微米，不影響焊接質(zhì)量)，然后進行切割下料；構(gòu)件成型后，隱蔽部位無法除銹，進行預涂裝；關鍵焊接部位除銹后不油漆。構(gòu)件正式涂裝:構(gòu)件完成以后，對構(gòu)件表面進行清潔工作；清潔方式：對于塵土，鋅鹽等，采用高壓水龍和鋼絲絨，對于油污等，采用有機溶劑。局部修補:受損部位除銹→除銹部位擴展→底漆及后續(xù)涂層。涂裝檢驗涂裝外觀檢查目測漆膜表面狀況，應無針眼、氣泡、脫落、流掛、漏涂、色差等缺陷。涂層厚度的測量每涂一道涂料應測定漆膜的厚度,測量采用超聲波涂層測厚儀檢測。涂裝完畢后，按規(guī)定測定漆膜總厚度，90%以上測點的漆膜厚度必須達到規(guī)定值，未達到規(guī)定值的漆膜厚度值不低于規(guī)定值的90%。涂層質(zhì)量檢查和驗收涂層質(zhì)量和驗收項目序號項目自檢1打磨除油□2除銹等級☆3表面粗糙度☆4涂裝環(huán)境☆5涂層外觀□6涂層附著力□7干膜厚度☆8涂層修補□9面漆厚度☆□：現(xiàn)場檢查☆：制作單位書面檢查記錄，監(jiān)理簽字確認部分防腐設備說明序號設備圖片說明1名稱：高壓無氣噴涂機用途：用于防腐涂裝噴涂。特點：噴涂壓力適中，對涂料霧化良好。2名稱：電動空氣壓縮機用途：為噴涂提供氣源。特點：可根據(jù)噴涂機的效率選用，移動方便。3名稱：電動攪拌機用途：用于油漆調(diào)配時的攪拌。特點：可調(diào)節(jié)攪拌速度，攪拌后使涂料混合均勻，攜帶方便，易操作。4名稱：旋轉(zhuǎn)式干濕溫度儀用途：用于測量施工過程中環(huán)境的溫濕度特點：可確保溫濕度在規(guī)定的施工環(huán)境條件下進行。5名稱：表面粗糙度測量儀用途：可準確測量出噴砂后鋼材表面的粗糙度值特點：確保噴砂后的粗糙度達到設計要求。6名稱：數(shù)字式涂鍍層測厚儀用途：用于無損、快速、精確的測量涂層、鍍層。鋼結(jié)構(gòu)運輸方案鋼結(jié)構(gòu)運輸概況本工程鋼結(jié)構(gòu)運輸量約6萬噸，運輸構(gòu)件形式有H型、箱型、鋼管、十字型、鋼板剪力墻、組合構(gòu)件截面及X型鑄鋼節(jié)點等。根據(jù)構(gòu)件單件重量采用相應噸位的運輸車輛進行運輸，經(jīng)計算，總車數(shù)約為2000車。為保證本工程構(gòu)件可以安全、快速的運輸至施工現(xiàn)場，結(jié)合工程構(gòu)件的特點，在運輸過程充分考慮到途中所經(jīng)收費站對車高、車寬的限制，以及運輸途中高架橋、道路、的限高、限重。構(gòu)件運輸原則安全可靠性：安全可靠是運輸方案設計的首要原則，為此，運用科學分析和理論計算相合的方法進行配車裝載、捆綁加固、運輸實施等方案設計，確保方案設計科學，數(shù)據(jù)準確真實，操作實施萬無一失。實際可操作性：在運輸方案編制和審定過程中，對各種可能出現(xiàn)的風險進行科學評估，確保裝載、公路運輸?shù)茸鳂I(yè)能夠順利展開，以此建立本方案的實際可操作性。高效迅速性：充分考慮運輸距離、構(gòu)件的尺寸規(guī)格及重量等情況，充分調(diào)動企業(yè)的設備、人力資源，結(jié)合類似項目運輸?shù)某晒?jīng)驗，盡量壓縮運輸時間，高效完成運輸任務?，F(xiàn)場條件本工程施工現(xiàn)場位于天津經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，地塊位置范圍：北至廣達街，南至第一大街，西鄰新城西路。周邊為開發(fā)區(qū)交通主要道路，交通便利。為保證現(xiàn)場安裝，充分利用現(xiàn)場場地和臨時道路，每天保證有5~8車的構(gòu)件停放量，如總承包提供的構(gòu)件堆放場地難以滿足高峰期構(gòu)件堆放，擬在施工現(xiàn)場附近設置周轉(zhuǎn)場地，做到現(xiàn)場隨吊隨運，以緩解現(xiàn)場場地緊張狀況，滿足現(xiàn)場安裝進度。運輸思路本工程鋼結(jié)構(gòu)加工制作廠距離施工現(xiàn)場約960公里，根據(jù)鋼構(gòu)件特征和以往類似構(gòu)件運輸經(jīng)驗，從安全、快捷角度考慮，對本工程所有鋼構(gòu)件擬主要采用陸運。成立專門的運輸工段負責鋼構(gòu)件裝卸工作，選擇運輸經(jīng)驗豐富、大件運輸車輛齊全的運輸公司進行合作，該運輸公司為企業(yè)長期合作伙伴，曾多次承辦大型鋼結(jié)構(gòu)工程的構(gòu)件運輸，與公路管理部門有長期的良好合作基礎，對于運輸協(xié)調(diào)工作有豐富的經(jīng)驗。為了保證運輸安全及鋼構(gòu)件不受損壞，所有運輸車輛除嚴格執(zhí)行裝載、加固、捆綁方案外，并派專人隨車押運，以保證運輸途中構(gòu)件不丟失，并且嚴格按業(yè)主提供的供料計劃及時發(fā)運，按時送達指定地點，保證工地拼裝需要。運輸方法及路線運輸方法為保證本工程構(gòu)件能安全、快速的運送到施工現(xiàn)場，將對運輸車輛嚴格控制，每次發(fā)車前都要對車輛的隨車工具檢查是否配置齊全，檢查車輛的性能、強度、穩(wěn)定性是否滿足要求，用以保證車輛能安全正確的使用。根據(jù)工程構(gòu)件的特點，對塔樓外框組合柱、巨柱、上