钢结构焊接施工方案最终版.doc
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1、目录第一章 总体概述31.1 编制依据31.1.1 设计图纸31.1.2 相关规范、规程31.1.3 相关管理标准41.2 钢结构焊接工程概况41.2.1 焊接对象分析41.2.2 焊接流程61.2.3 焊接工艺评定7第二章 施工准备及资源配置72.1 人员准备72.2 主要焊接设备机具72.3 技术准备82.4 焊接材料准备8第三章 主要焊接工艺83.1 焊接方法的选择83.2 焊接材料的选择93.3 坡口形式的设计103.4 焊接设备的配置123.5 焊接工艺顺序153.6 焊工考试173.7 焊接施工流程203.8 预热、层间温度控制和后热24第四章 栓钉焊接施工工艺254.1 栓钉焊接
2、工艺流程254.2 栓钉焊接前的准备工作264.3 栓钉焊接工艺274.4 焊后质量检查274.5 栓钉焊接缺陷及对策28第五章 焊接质量控制措施285.1 防止层状撕裂的措施285.2 防止焊接裂纹的措施295.3 减小焊接应力的措施305.4 焊接变形控制措施305.5 焊接质量检验315.5.1 无损检测315.5.2 外观检查315.6 焊接缺陷返修33第六章 钢结构高空焊接安全保护措施346.1 钢柱焊接操作平台346.2 钢结构焊接垂直通道346.3 钢结构焊接水平通道356.4 定型钢通道366.5 钢结构焊接吊篮376.6 钢梁扶手绳386.7 钢结构接火措施396.8 钢结构
3、施工防护网396.8.1 平网396.8.2 挑网40第一章 总体概述1.1 编制依据1.1.1 设计图纸表1.1.1-1 设计图纸序号文献名称1宝钢大厦(广东)项目结构施工图1.1.2 相关规范、规程表1.1.2-1 规范、规程序号规范名称规范编号1钢结构工程施工质量验收规范GB 50205-20232建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-20233钢结构工程施工规范GB50755-20234钢结构焊接规范GB50661-20235高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-986高层建筑结构用钢板YB4104-20237钢结构节点构造详图【含2023修改】01SG5198碳钢焊条GB/T
4、5117-959气体保护电弧焊用碳钢低合金钢焊丝GB/T 8110-202310碳钢药芯焊丝GB/T 10045-202311建筑钢结构防火技术规范CECS 200:202312高层民用建筑设计防火规范GB 5004513焊缝符号表达法GB/T 32414钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法GB11345-8915厚度方向性能钢板GB/T5313-198516碳素结构钢GB/T 700-202317多高层民用建筑钢结构节点构造详图01SG51918建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-202319低合金高强度结构钢GB/T1591-202320建筑结构用钢板GB/T19879-202
5、321圆柱头焊钉GB/T10433-202322建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-9123钢结构现场检测技术标准GB/T50621-202324建筑工程施工质量评价标准GB50375-202325气体保护焊用钢丝GB/T1495826焊接工艺规程及评估的一般原则GB/T 19866-202327气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T 8110-20231.1.3 相关管理标准表1.1.3-1 相关管理标准序号分项名称相关标准1质量管理ISO9001质量管理标准2环境管理ISO14001-2023环境管理标准3职业安全健康管理OSHMS18001职业安全健康管理标准1.2 钢结构焊接工
6、程概况1.2.1 焊接对象分析根据设计图纸,对本工程的重要焊接对象进行分析,见下表。表1.2.1-1 焊接对象分析序号部位截面示意最大截面尺寸(mm)板厚(mm)材质焊接位置1塔楼外框钢柱1200100025、28、32、34Q345B横焊2塔楼核心筒钢柱50020020、25Q345B横焊3塔楼外框钢梁105060020、2528、30、40Q345B平焊120040020、40平焊、立焊、仰焊4裙房钢柱40040016、25Q345B横焊5裙房钢梁68035020、25Q345B平焊1.2.2 焊接流程图1.2.2-1 焊接流程图1.2.3 焊接工艺评估本工程结构本体母材所用钢材为Q345
7、B。中厚板焊接头较多,焊接过程中采用的各项参数均需要通过焊接工艺评估来拟定。根据钢结构焊接规范(GB50661-2023),进行本工程焊接工艺评估。以钢板厚度、种类分别进行各位置、坡口形式、焊接方法及组合等进行评估工作,以合格报告为依据指导现场施工,工艺覆盖率100。第二章 施工准备及资源配置2.1 人员准备1)对于参与本工程焊接的所有焊工进行有针对性的培训,并按钢结构焊接规范(GB50661-2023)的相关规定进行考试。考试合格取得焊工资格证的焊工,方允许参与本工程的焊接。2)从事现场操作的所有焊工的资格证原件需由项目部统一收集管理,当焊工调离本项目时,资格证方可返还给本人。2.2 重要焊
8、接设备机具表2.2.1-1 重要焊接设备机具序号名称规格数量用途备注1二氧化碳焊机奥泰50020台构件焊接2直流焊机(手把焊)奥泰50015台构件焊接、压型板焊接3熔焊栓钉机SLH-25004台栓钉焊接4空压机0.9立方米4台压型板安装、焊缝返修5高温烘箱00C5000C2台构件焊接6保温箱1500C2台构件焊接8测温仪ST305部构件焊接9碳弧气刨枪600A3支焊缝返修10角磨机200/1008台构件焊接11烤炬H0365010把构件焊接、校正12氧割设备20套构件焊接、校正13等离子切割机4台压型板安装2.3 技术准备1)正式施焊前,针对现场各焊接形式按钢结构焊接规范(GB50661-20
9、23)的规定完毕相关焊接工艺评估,报监理审查后由现场焊接技术人员根据经确认的焊接工艺评估报告编制焊接工艺卡指导现场施工。2)由现场焊接技术人员根据规范、设计及焊接规定对焊工进行技术交底 ,重要内容涉及工序的验收,焊前准备,过程控制,规范施工,存在问题的解决,措施的使用,对环境等影响因素的应急以及质量和安全意识等。2.4 焊接材料准备1)对进场焊接材料进行验收并分类摆放,验收焊材必须提供质量保证书,必要时可进行复验;2)焊丝存放于二级库保存,随时取用;3)项目部要建立焊接材料管理制度,做好焊材的烘焙、发放、回收的记录。第三章 重要焊接工艺3.1 焊接方法的选择结合本工程特点及各种焊接方法的焊接质
10、量、焊接速度、操作方便限度、全位置焊接性能、抗风能力、焊接成本诸因素,选择半自动实芯焊丝二氧化碳气体保护焊(GMAW)为重要焊接方法,焊条电弧(SMAW)、药芯焊丝二氧化碳气体保护焊(FCAW-G)为辅助焊接方法。各焊接方法的特点及应用部位如下表所示。表3.1.1-1 焊接方法的特点及应用部位焊接方法特 点在本工程中的应用优 点缺 点半自动实芯焊丝二氧化碳气体保护焊(GMAW)(1) 焊接成本低,熔敷速度快,熔敷效率高;(2) 抗锈能力较强,焊缝抗裂性能好; (3) 线能量相对较小,焊接变形也小;(4) 操作性能较好,可进行全位置焊接,但仰焊稍困难;(1) 抗风力较差,一般当风速2m/s时,即
11、需采用防风措施;(2) 工艺性能较差(焊接飞溅相对较大);(3) 与焊条电弧焊相比,设备增长了供气系统和送丝系统,操作不如焊条电弧焊灵活方便,操作地点与送丝机构的距离只能在数米之内;本工程的重要焊接方法,但必须采用有效的防风措施;焊条电弧焊(SMAW)(1) 焊接灵活性好,可进行全位置焊接;(2) 焊接设备相对简朴;(3) 抗风能力强优于CO2气体保护焊;(1) 熔敷速度、效率低;(2) 焊接变形大;(3) 焊缝外观与内部的质量与焊工技术水平关系密切;深窄坡口的底层焊接,及点固焊、焊接返修等零星焊接半自动药芯焊丝二氧化碳气体保护焊(FCAW-G)(1) 操作性能较好,可进行全位置焊接(仰焊的工
12、艺性能优于实芯焊丝二氧化碳气体保护焊);(2) 由于焊丝中具有焊药,其工艺性能更好,并且焊缝质量优良,焊缝外观成型好;(1) 与焊条电弧焊相比,设备增长了供气系统和送丝系统,操作不如焊条电弧焊灵活方便,操作地点与送丝机构的距离只能在数米之内;(2) 药芯焊丝价格较贵;用于仰焊部位和重要焊缝的盖面焊接;3.2 焊接材料的选择焊接材料的化学成分、力学性能应与母材相匹配。焊缝金属的性能必须满足设计规定值。对于两种不同等级的钢材相焊时,焊材按低等级的钢材进行选用。选择焊接材料情况见下表。表3.2.1-1 母材及焊材化学成分对比牌号化学成分(%)(Z15钢板 P含量小于0.01)CMnSiPSVNbTi
13、CrCuNiALQ345B0.201.700.50.0300.0300.150.070.200.300.300.500.015ER50-60.060.150.91.40.4500.750.0250.0250.03-0.0150.50.15-E501T-10.181.750.900.030.030.08-0.200.350.5-E5015-1.60.750.0400.0350.08-0.20-0.30-表3.2.1-2 母材及焊材机械性能参数名称抗拉强度屈服强度冲击值延伸率标准备注Q345B470-630MPa345MPa34J/020%GB1591-2023母材ER50-6500MPa420M
14、Pa27J/3022%GB/T8110-2023焊材E501T-1490MPa400MPa27J/2022%GB/T10045-2023焊材E5015490MPa400MPa27J/3022%GB/T5117-1995焊材表3.2.1-3 焊材选用情况序号母材牌钢号实芯焊丝气体保护焊药芯焊丝气体保护焊焊条电弧焊1Q345+Q345ER50-6(1.2)E501T-1(1.2)E5015、E5016(3.2、4.0)(GB/T5117-1995)3.3 坡口形式的设计根据设计说明及01(04)SG519国标图集中的焊缝形式与尺寸等,本区域重要坡口形式设计见下表。表3.3.1-1 坡口形式示意序号
15、焊接类型示意图说明1箱型柱焊接箱形柱的坡口尺寸t36时=45,b=5; t38时=35,b=9;2工字形梁翼缘的焊接箱形柱的坡口尺寸6t12时=45,b=6; t13时=35,b=93工字梁翼缘的焊接箱形柱的坡口尺寸6t12时=45,b=6; t13时=35,b=94梁与柱采用完全焊透的坡口对接焊缝连接时,其梁端需作引弧板的加工大样箱形柱的坡口尺寸t36时=45,b=5; t36时=3538,b=93.4 焊接设备的配置根据本工程焊接施工特点及焊接方法的选择,施工过程中拟配置的重要焊接及检测设备如下表所示。表3.4.1-1 重要焊接设备序号设备名称图例重要用途1逆变式气体保护焊机(1)箱型柱等
16、柱-柱间熔透对接焊;(2)钢梁与钢柱牛腿节点焊接;2逆变式直流手工 电弧焊机构件安装、校正时用的临时措施焊接;其它辅助焊接表3.4.1-2 重要焊接工具序号工具名称图例重要用途1焊枪与二氧化碳气体保护焊机配套使用,可拆卸,施工方便;2CO2流量计直观反映CO2流量,便于控制焊缝处保护气体强度。3碳弧气刨枪焊缝修补,使用专用的空心碳棒,正极反接使用;4空压机配合碳弧气刨枪使用,为碳弧气刨枪提供高压空气。5氧气、乙炔压力表通过氧气、乙炔压力表将气瓶内氧气、乙炔释放,反映安全压力值、正常使用压力值等,便于操作时灵活控制;6割炬连接板现场下料、焊缝坡口解决、安装措施板割除。7烘枪对焊缝坡口及焊缝周边进
17、行烘干解决。8角磨机焊缝的打磨、坡口清理。9钢丝刷焊缝坡口清理表3.4.1-3 焊接辅助设备序号工具名称图例重要用途1温控柜用于控制、测量焊件的温度、配置的温度记录仪用于实时记录焊件的温度曲线,便于存档备案2可控温焊条烘箱可控温焊条烘箱能根据需要提供多种烘培温度,保证焊接质量;表3.4.1-4 焊接检测设备序号工具名称图例重要用途1红外线测温仪厚板焊接时检测预热温度、层间温度、后热温度等。2便携式超声波探伤焊缝内部质量检查3焊缝量规(1)焊前坡口尺寸、间隙检查(2)焊后余高、焊脚尺寸检查4焊缝检测工具工序验收时进行抽检项目检查的成套工具。5放大镜焊接完毕后进行表面裂纹、弧坑等外观自检的观测工具
18、。3.5 焊接工艺顺序1 整体焊接顺序1)拟定整体焊接顺序遵循的原则 表3.5.1-1 焊接顺序原则序号内容1按吊装顺序进行,原则上先焊横向杆件后焊竖向杆件;2在焊接同楼层互有联系的钢梁时,尽量保证焊缝所连接的两个构件中,至少有一个为活动体(即在焊缝横向收缩方向有微量的活动余地);3同一根钢梁两端的焊缝,必须分别焊接,不可以同时施焊;4对于互相有构件联系的钢结构整体,尽也许先焊接中心部位的节点,再焊接周边的节点(即先中心后周边);5收缩量大的焊接部位先焊,收缩量小的焊接部位后焊。6尽量采用对称焊接法7焊接批次适当,尽量使焊工群体保持均衡施工2) 塔楼外框架整体焊接顺序外框整体施焊顺序以角对称轴
19、线向两边延伸,现场由A、B、C、D四个焊接班组按下图所示顺序,同时对称焊接。图3.5.1-1 外框焊整体接顺序3) 重要节点焊接顺序表3.5.1-2 重要节点的焊接顺序序号接头形式焊接顺序焊接说明1H型钢柱对接焊缝1、腹板厚度较小,可采用单面坡口焊;2、一方面焊腹板焊缝A,然后两个人同时焊接翼缘焊缝B。2H型钢梁对接焊缝先焊下翼缘A,再焊接腹板焊缝B,最后焊上翼缘C3箱型钢柱对接焊缝1、采用两人对称焊的形式进行2、规定对称、分层、同步焊接3.6 焊工考试本工程大量使用30mm以上厚板,且均为高空焊接。焊接施工条件差,焊接难度大,所以对焊工的技术水平规定特别高。因此所有进场焊工必须经焊工考试合格
20、后才干进行现场焊接施工。焊工考试流程见下表。表3.6.1-1 焊工考试流程序号工作内容图例1考试现场布置2焊工资格审查3焊前准备4焊前调试5横焊施焊6立焊施焊7焊缝打磨8焊接完毕的试板9外观检测3.7 焊接施工流程表3.7.1-1 焊接施工流程序号工序示意图保证措施1施工准备焊接前必须设防风棚,使焊接作业区相对湿度90,风速2m/s。2焊前检查用钢丝刷清理坡口除锈;使用焊缝量规对坡口角度、间隙等进行检查。3预热履带式加热器用履带式加热器对坡口上下各150mm范围进行预热,用红外线测温仪进行过程监控。4定位焊接定位焊由持焊工合格证的工人施焊,焊接材料与正式焊接材料相同,发现缺陷时必须及时解决,定
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