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钢结构工程施工方案和技术措施

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2020年5月29日
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第九章 钢结构工程施工方案和技术措施
第一节 工程概况
本工程为66459部队库房翻建和改造工程新建装备库房
本工程钢结构部分建筑等级为3级,钢结构为门式钢结构,建筑结构安全等级二级,结构设计使用年限50年,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g。建筑结构的防火等级为二级,屋面防水等级为二级。
第二节 施工现场平面布置
2.1考虑到安装效率需设置地面装配场地,其中大型空间桁架主要在大厅柱间空地搭设操作平台进行拼装。
2.2根据现场条件和构件情况,利用汽车吊将全部钢架结构吊装就位。
2.3设置电焊机10台,分装在5个移动式焊机房内,分别靠近主轴两侧放置。
2.4气焊工具共10套,氧气、乙炔瓶装供应,钢瓶分类存放在4个气瓶房内,靠近轴线两侧放置。
2.5设置2x1个存放高强螺栓的仓库。
2.6施工工具存放在工具房内。
2.7现场设置2个焊接材料库兼烘干机房,储存焊接材料并进行烘干处理。
2.8屋面板在现场加工厂加工,工地需设置料场及屋面板加工场地。见施工总平面布置图。
第三节 钢结构制作
3.1技术要求
3.1.1材料
根据设计要求,对其材料的选用要求如下:
（1） 钢架、钢架柱、钢梁、夹层钢结构、加劲板及连接板:采用Q345B,其化学成分及力学性能应符合GB/T1591-94的规定。
（2） 檩条、墙梁、支撑等;采用Q235B,其化学成分及力学性能应符合GB/T4957-1994的规定。
（3） 以上钢材应具有抗拉强度、伸长、屈服点和硫、磷含量的合格证,焊接结构应出具碳含量的合格证,另外承重结构采用的钢材应具有冷弯实验的合格证,当有抗震要求时:钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.2,钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率应大于20%,钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。
（4） 焊接材料:焊接用焊条、焊剂、焊丝应符合现行国际的有关技术要求并与主体金属强度相适应。Q235钢:手工焊焊条采用E43型焊条,埋弧焊焊丝采用H08A焊丝及相应焊剂。Q345钢:手工焊焊条采用E50型焊条,埋弧焊焊丝采用H08A或H05MnA焊丝及相应焊剂。Q235钢与Q345钢焊接采用E43行焊条。
（5） 螺栓:高强度螺栓采用大六角头高强度螺栓,螺栓的性能等级为10.9级,其材质20MNATiB和40B,应符合<钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程>(JGJ82-91)的规定,普通螺栓采用Q235钢C及螺栓,应符合GB/T5780-86,GB/T41-86,GB/T95-86的技术规定。
（6） 薄壁型钢檩条采用热镀锌带钢加工而成,其镀锌量不宜小于180-275g/m,漆膜厚度室内为125微米,室外为159微米。
（7） 屋面板、墙板均双层压型钢板夹100厚玻璃棉卷毡构造,室外侧压型钢板厚度为0.6㎜,室内侧压型钢板厚度0.5㎜.
3.1.2材料采购
1） 钢材、钢铸件的品格、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求;进口钢材产品的质量符合设计和合同规定标准的要求。
2） 对属于下列情况之一的钢材,应进行抽样复验,其复验结果符合现行国家产品标准和设计要求。
⑴国外进口钢材;
⑵钢材分批;
⑶板厚等于或者大于40mm,且设计有Z向性能要求的厚板;
⑷建筑结构安全等级为一级,大跨度钢结构中主要受力结构件所采用的钢材;
⑸设计有复验要求的钢材;
⑹对质量有疑义的钢材。
3） 钢材的表面外观质量除应符合国家现行有关标准的规定外,尚应符合下列规定:
⑴当钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度负允许偏差值得1/2;
⑵钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准<涂装前钢材表面锈蚀等级和锈等级>GB8923规定的C级及C及以上;
⑶钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。
4） 焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。
5） 重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验,复验结果应符合现行国家标准和设计要求。
6） 焊条外观不应有药皮脱落、焊芯生锈、潮湿等缺陷;焊剂不应受潮结块。
7） 材料管理人员必须经过培训和资格认证,熟悉基本业务。
8） 材料入库前必须办理入库交验手续,核对实物和相应的技术文件、外观质量和材料复验均符合设计要求等得到质量检查人员确认后,方可使用。
9） 材料进场后的检查流程图

材 料 进 场 复 验

材 料 尺 寸 、 厚 度 核 对

核 对 材 质 单,确 定 是 否 抽 检
N

确 定 式 样 切 取 部 位 及 尺 寸
Y

试样切取和加工
和供应商交涉退货

检查
检查
N N

Y
试验室试验
进行第二次试验

检查
N

投入使用
Y

3.2钢结构制作工艺
所有钢柱、钢梁及墙面彩板、包件等均在生产工厂预制完成,大型屋架现场拼装,屋面板在现场制作。
3.2.1焊接工艺评定试验:
为了保证焊接质量,对于结构中的主要接头形式应根据<钢结构施工质量验收规范>(GB50205- )的有关规定进行一系列的焊接工艺评定,以确定最佳的焊接方法和焊接工艺参数来指导施工。
认真学习图纸,吃透设计意图,加强图纸的自审、会审。在此基础上,进行详图设计,减少制作过程中问题的发生,加快制作施工进度。
3.2.2放样、号料、切割:
1） 放羊人员必须熟悉图纸和工艺要求,根据加工工艺图进行。以1:1放出平面及节点大样。核对构件外形尺寸、安装关系、焊接形式,经过核实无误后才能进行制作。
2） 应推广计算机放样,放羊后必须经过专人进行核算,而且备有详细的图表、几何尺寸、简图、计算数据等资料。

3） 放样和样板允许偏差

项目
允许偏差
平行线距离和分段尺寸
±0.5mm
对角线差
1.0mm
宽度、长度
±0.5mm
孔距
±0.5mm
加工样板的角度
±20´
4） 号料的允许偏差:
项目
允许偏差
零件宽度、长度
±2.0
切割面平面度
0.05t,且≤2.0mm
割纹深度
0.3mm
局部缺口深度
1.0mm
5） 机械剪切的允许偏差
项目
允许偏差
零件宽度、长度
±2.0mm
边缘缺棱
1.0mm
型钢端部垂直度
2.0mm

6) 放样注意事项:

钢柱、钢梁必须按照设计图纸实际放样,尺寸准确无误后方可下料施工,发现问题应及时和生产科联系,放养前必须将有关图纸详细核对清楚,掌握了解设计意图、制作标准个质量要求。
7） 焊接收缩余量

结构类型
焊接特征和板厚
焊接收缩余量(mm)
钢板对接
各种板厚
长度方向每米0.7
宽度方向每个接口1.0
H型钢焊接
端面高度≤1000mm 且板厚≤25mm
四条纵缝每米0.6
焊锈梁高1.0
每对加劲肋梁长收缩0.3
端面高度≤1000mm 且板厚≤25mm
四条纵缝每米1.4
焊锈梁高1.0
每对加劲肋梁长收缩0.3
端面高度>1000mm的各种钢板
四条纵缝每米0.2
焊锈梁高1.0
每对加劲肋梁长收缩0.5
注意事项:制作时应充分考虑焊接形变、收缩对构件的影响,在相应的位置上应留出荒料,待按地样预装无误后方可切割。
8） 摩擦型高强螺栓的连接,必须对摩擦面进行除锈喷砂处理,并测定其抗滑移系数合格。处理好摩擦面的构件应有保护摩擦面的措施,不得涂料油漆或污损。
3.3钢结构构件制作
3.3.1焊接H型钢制作工艺流程图及制作技术要点。
1） 工艺流程:
焊接H型钢制作工艺流程图
矫正
刨边
检查
二次加工
组装H型钢、自动焊接、(检查)
成品
油漆标识
栓焊检查
抛丸除锈
装焊零件
端头铣
钻孔
切端头
矫正
切条
反变形
切条
UT
UT
焊接

焊接
拼接

拼接
刨坡口

小构件切割
翼板切割
翼板切割
刨坡口

2） 制作技术要点
⑴组对H型钢时,为保证成型角度保持不变形,必须做到腹板宽度准确,组对胎具统一标准化,多设防止变形支撑点。
⑵短梁制作可先叠加长度,焊接矫正后好料上筋板。
⑶钢构件安装中的控制线应在组装后标注,构件的中心线,标高控制线,定位线等,做好构件预检验收依据。标注应在构件的明显部位,同时注明各构件名称和数量。
⑷钢板的拼接应符合规范及设计要求,H型钢翼板、腹板纵向不得有接料,横向的接料长度不小于300mm.
⑸H型钢组装要在腹板/翼板上拼接、矫正、平直,且探伤合格后进行。梁上的孔应在修正、平直切检验合格后施钻。
⑹钢柱、组装重点控制直度、垂直度,严格按规范要求进行。
⑺在每道工序施工前都必须对其材质、规格及质量标准核实后方能施工。
⑻气割前应将钢材切割区域表面50mm范围内的锈蚀、污物清理干净。如果出现1-3mm的缺棱,可用机械加工或修磨平整。坡口不宜超过1/10,当缺棱沟槽超过3.0mm则应用Φ4mm的低氢型焊条补焊并修磨平整。切割后应清楚边缘上氧化物、熔瘤和飞溅等。
⑼冷矫正后钢材表面无明显的凹痕损伤,表面划痕深度不大于0.5mm。热矫正时,加热温度不得超过800℃。在垫平矫正后应缓慢冷却,严禁用冷水急冷
⑽所有焊接坡口加工尺寸的允许偏差应符合现行<手工弧焊焊接接头的基本型式与尺寸>(GB985)和<焊剂层下自动与半自动焊接接头的基本型式和尺寸>(GB986)中的规定。原则上遵照焊接工艺评定报告的参数尺寸。
3.3.2钢构件组装
1） 预组装前的工作
⑴组装前的零件、部件应检验合格,连接接触面和沿焊缝边缘每边30-50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢应清理干净。
⑵板材、型材的拼接应在组装前进行。
⑶组装时应不断地确认零件和部件加工图的尺寸、编号及材质。
⑷组装时必须在零件上划出其定位线,定位基准线和关键中心线在自制的专用胎具上进行定位组装。定位焊接所采用的焊接材料型号应与焊件材质相匹配。焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3,且不应大于8mm,焊缝长度50-100mm,间距400-600mm,定位焊缝必须布置在焊道内,并距端头30mm以上,并应由持有合格证的焊工施焊。
2） 组装
⑴组装必须按照工艺流程的规定进行,组装前应编制组装顺序表,组装要严格按顺序表进行组装,组装顺序应根据结构形式、焊接方法和焊接顺序等因素确定。组装应遵循如下的原则:
A、遇到隐蔽焊缝时,必须先进行焊接,检验合格后才能进入下一道工序。
B、布置拼装胎具时,其定位必须考虑预放的收缩量、加工量。
C、组装前零部件的连接接触面和沿焊缝边缘两侧30-50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢、冰雪等清理干净。
D、板材、型材的拼接应在组装前进行,构件的组装应在部件组装、焊接、矫正后进行,以便减少构件的残余应力。
E、要求磨光顶紧的部位,其顶紧的贴合面应有75％以上的面积密贴,用0.3mm的塞尺检查,塞入面积小于25％,边缘间隙小于0.8mm。
F、组装好的构件应立即在构件的安装标识面上标明图号和数量。
G、采用夹具组装的拆除夹具时不得用锤击落,需用气割切除,不得损伤母材,而且要打磨平整。
H、钢构件所需用的控制线应在组装后标记,注明构件的中心线、标高控制线、定位线等,而且打上永久标记,作为构件检查、验收的依据。
I、钢板拼接应遵循如下原则:
焊接H型钢的翼板拼接焊缝和腹板拼接焊缝的间距不应小于200mm.翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽;腹板拼接宽度不应小于300mm,长度不应小于600mm.
⑵板拼接除按沿轧制方向进行外,接头的位置应布置在跨度1/4-1/3处,受拉翼缘应采用斜接,斜度不大于45度。
⑶避开安装孔和复杂部位,一般接头也应尽量布置在受力较小的部位。
⑷对接在无特殊情况下,较大厚度钢板的坡口最大允许值为1:2.5.
3） 组装的精度要求见下表,组装允许偏差表:

构件类型
项目
允许偏差

钢构件
对口错边
±1.0mm
间隙
±3.0mm
缝隙
±2.0mm
型钢高度
b/100且±20mm
型钢垂直度
±2.0mm
型钢中心偏移
±1.0mm
型钢连接处错位
±2.0mm
型钢其它部位错位
t/100且≤3.0mm
普通螺栓的多板叠,应采用试孔进行检查。
组装点焊原则上不在破口进行,如不得不在坡口处进行预组装焊接,正式焊接前应将坡口处的顶装点焊部分完全去除。
4） 制作完成后,应对柱、梁进行自由状态预拼装,允许偏差应符合下表的规定。
⑴单层钢柱外形尺寸允许偏差应符合下表:
项目
允许偏差
检验方法
图例
柱身弯曲失高f
H/1200,且不应大于12.0
用拉线和钢尺检查

柱底面到柱端最上一个安装孔距离L
±L/1500
±15.0
用钢尺检查
柱截面尺寸
连接处
±3.0

用钢尺检查
非连接处
±4.0
柱脚板底平面度
5.0
用直尺和塞尺检查
翼缘板对腹板的垂直度
连接处
1.5
用直角尺和钢尺检查

其它处
b/100,且不大于5.0
柱脚螺栓孔对柱轴线的距离a
3.0
用钢尺检查
⑴焊接H型钢的允许偏差应符合下表。
项目
允许偏差
图例
截面高度(h)
h<500
±2.0

500≤h≤1000
±3.0
h>1000
±4.0
截面宽度(b)
±3.0
中心偏移
2.0

翼缘板垂直度(Δ)
b/100且不大于3.0

弯曲失高(受压构件除外)
L/1000且不应大于10.0

扭曲
h/250且不应大于5.0

腹板局部平面度
t<14
3.0

t≥14
2.0
3.3.3制孔
1） 制孔按下列规定进行:
⑴使用数控平面钻床、数控三维钻床、摇臂钻、磁座钻等设备。
⑵小批量生产的孔,不规则板件采用样板划线钻孔:画线时在规孔线上用样冲打出标记,作为钻孔后的检查依据,孔中心的冲眼应大而深;当采用数块钢板叠合在一起钻和叠合板钻孔时,应防止孔的中心倾斜。
⑶H型钢制孔应在数控三维钻上进行,钻孔前必须矫正合格,而且预留相应的工艺余量,工艺余量不小于45毫米。
⑷必要时整体结构采用成品钻孔。
⑸磁座钻只适用于固定钻床无法使用的部位。
2)A、B级螺栓孔(I类孔)应具有H12的精度,孔壁表面粗糙度Ra不应大于12.5µm。
其孔径允许偏差应符合下表。
螺栓公称直径
螺栓允许偏差
孔允许偏差
检查方法
10-18
0,-0.21
+0.18,0
游标卡尺
18-30
0,-0.21
+0.21,0
游标卡尺
30-50
0,-0.25
+0.25,0
游标卡尺
3） C级螺栓孔(II 类孔)孔壁表面粗糙度Ra不应大于25µm。其孔经允许偏差应符合表。
项目
允许偏差
检查方法
直径
+1.0,0
游标卡尺
圆度
2.0
游标卡尺
垂直度
0.03t,且不应大于2.0
游标卡尺
焊接部位操作设施准备
4) 螺栓孔的偏差超过允许偏差时,允许采用与母材材质相匹配的焊条补焊重新钻孔,禁止采用钢板填塞。重新钻孔数量超过同一组孔的数量的1/4时,应及时反馈给主管领导。
3.4焊接工艺流程
焊接设备、工具、材料设备
3.4.1焊接流程
坡口尺寸规格检查

修正、记录
不合格

合格

装配衬板、引弧板

坡口表面处理、清理

气象、温度、烘培记录
构件预热、焊条烘培

焊接
调整电流

不合格
焊缝表面检查

合格

不合格
UT检查、记录

合格

转入另一个焊接场地
清理焊缝、场地

3.4.2钢结构焊接工艺
1） 基本要求
焊接作业人员应持证上岗,不具备条件者不得施焊。
焊条使用前必须按规定进行烘干、保温,焊工领用后必须存放在保温桶中随用随取。
施焊前,应认真学习焊接工艺,施焊中,严格执行焊接工艺参数。
定位焊接必须有持证合格焊工进行施焊,点焊工艺必须执行焊接工艺的参数规范,不得随意改变,点焊焊缝长度大于50mm,焊角高度不小于3mm.
钢板接斜对接焊缝和脚焊缝两端必须引弧板,其坡口型式与被焊工件相同。
雨期施工时严格按照雨期施工技术规程执行,要防止因天气变化对焊接质量的影响。
焊接引弧收尾采用回焊法,脚焊缝拐角处必须连续施焊。
凡图中要求的对接二级焊缝,施工时设置衬板和引弧板
2） 焊接技术
手工电弧辅助设备
⑴焊接中必须使用焊条保温桶,焊条必须先进烘箱烘,烘干温度和保温时间因材料和季节而异。酸性焊条一般烘干温度为150-250℃,保温时间为1-2小时,焊条从烘箱内取出后,应贮存在焊条保温桶内。
⑵接头尺寸检测器
用以测量坡口角度、间隙、错边以及余高、缝宽、角焊缝厚度等尺寸。由直尺、探尺和角度规组成。
⑶清渣榔头和钢丝刷用于除锈,清渣。
⑷高速角向砂轮机用于焊后清渣,焊缝修整。
⑸碳弧气刨用于焊后背面清根。
3） 焊接材料
4） 焊接不同类别钢材时,焊接材料的匹配原则应符合设计要求。常见结构钢钢材采用手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊和埋弧焊进行焊接,焊接材料可按下表进行选择。
焊接方法
钢板牌号
焊接材料
备注
手工电弧焊
Q345B
J506(E5016)

气体保护焊
Q345B(Q235)
H08Mn2SiA

埋弧焊
Q345B
H08A\HJ431

4) 焊接作业环境应符合以下要求:
焊接作业区风速当手工电弧焊超过8m/s、气体保护焊及药芯焊丝电弧焊超过2m/s时,应设防风棚或采取其它防风措施。制作车间内焊接作业区有穿堂风或鼓风机时,也应按以上规定设挡风装置。
焊接作业区的相对湿度不得大于90％。
当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时,应采取加热去湿除潮措施。
焊接作业环境温度低于0都时,应将构件焊接区各个方向大于或等于二倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材,加热到20度方可施焊,且在施焊过程中均不应低于这一温度。
5） 引弧板、引出板、垫板应符合下列要求:
严禁在承受动荷载且需经疲劳验算构件焊缝以外的母材上打火、引弧或装焊夹具。
不应在焊接以外的母材上打火、引弧。
T型接头、十字接头、角接接头和对接接头主焊缝两端,必须配置引弧板和引出板,其材质应和被焊母材相同,坡口形式应与被焊焊缝相同,禁止使用其它材质的材料充当引弧板和引出板。
手工电弧焊和气体保护电弧焊焊缝引出长度应大于25mm,其引弧板和引出板宽度应大于50mm,长度宜为板厚的1.5倍且不应小于30mm,厚度应小于6mm。非手工电弧焊焊缝引出长度应不大于80mm,其引弧板和引出板宽度应大于80mm,长度宜为板厚的2倍且不小于100mm,厚度不小于10mm。
焊接完成后应用火燃切割去除引弧板和引出板,并修磨平整。不得用锤击落引弧板和引出板。
6） 多层焊的施焊应符合下列要求:
⑴厚板多层焊时应连连续施焊,没遗憾到焊接完成后应及时清理焊渣及表面飞溅物,发现影响焊接质量的缺陷时,应清除后方可再焊。在连续焊接过程中应控制焊接去母材温度,使层间温度的上、下限符合工艺文件要求。遇有中断施焊的情况,应采取适当的后热、保温措施,再次焊接时重新预热,其温度应高于初始预热温度。
⑵坡口底层焊道采用焊条手工电弧焊时宜使用不大于Φ4.0的焊条施焊,底层根部焊道的最小尺寸应适宜,但最大厚度不应超过6mm.
⑶栓钉焊施焊环境温度低于0度时,打弯试验的数量应增加1%;当焊钉采用手工电弧焊和气体保护焊时,其预热温度应符合相应工艺要求。
⑷常见结构钢材最低预热温度应符合下表的规定:
钢材牌号
接头最后部件的板厚
T<25
25≤T≤40
40<T≤60
Q235
---
---
60℃
Q345
---
60℃
80℃
A. 根据工程结构施焊时的预热温度,应满足下列规定:
根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件拘束条件确定预热温度。焊接坡口角度及间隙增大时,应相应提高预热温度。
根据熔敷金属的扩散氢含量确定预热温度;扩散氢含量高时应适当提高预热温度;其它条件不变的情况下,使用超低氢焊接材料时,能够适当降低焊接预热温度。
根据焊接时热输入的大小确定预热温度;当其它条件不变时,热输入变大,预热温度可适当降低。
根据施焊环境温度确定预热温度;在其它条件不变的条件下,环境低时,可适当提高预热温度。
B.预热方法及层间温度控制方法应符合下列规定:
焊前预热及层间温度保持宜采用电加热器/火燃加热器等加热。
预热的加热区域应在焊接坡口两侧,宽度应各位焊件施焊处厚度的1.5倍以上,且不小于100mm.
当要求进行消氢处理时,加热温度应200-250度,保温时间应根据工件板厚按每25mm板厚不小于0.5h、且总保温时间不得小于1h确定。
C.焊接工艺参数的选择、
焊条直径
焊条电流的大小主要取决于焊件的厚度、接头形式、焊缝位置、焊道层次等因素。焊件厚度较大时,则应选用较大直的焊条;平焊时,允许使用较大电流进行焊接,焊条直径也可大些;而立焊、横焊,则应选用较小直径的焊条; 多层焊的第一层焊缝,为了防止生产未焊透缺陷,宜采用小直径焊条。
‚焊接电流
焊接电流的大小,主要根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度以及接头形式、焊缝位置、焊道层次等因素确定。
ƒ定位焊
焊接结构制造过程中,所有零部件均先经过固焊(定位焊)进行组装,然后再焊接成一体,定位焊的质量,将直接影响焊缝质量乃至 整个产品的质量,因此应给予足够的重视。
定位焊焊条
定位焊所用焊条应和正式焊接所用的焊条相同,不能受潮、脱皮或不知型号的焊条,不能用焊条头代替。
定位焊部位双面焊反面清根的焊缝,如有可能,定位焊道应放在反面。形状对称的构件,定位焊道应对称排列。构件上有交叉焊缝的地方,不应有定位焊缝,定位焊缝至少离开交叉点50mm.
定位焊工艺要求定位焊道短,冷却快,焊接电流应比正常焊接电流大15-20%。定位焊缝两头应平滑,防止正式焊接时造成未焊透或裂纹。定位焊缝不应有明显的裂纹、夹渣等缺陷。对于刚性较大的构件或有裂纹倾向的构件,应采取必要的热处理措施,以防定位焊缝产生裂纹。
定位焊缝尺寸在满足装配强度要求的前提下,定位焊缝尺寸应尽可能小一些。能够经过缩小定位焊缝间距的方法来减小定位焊缝的尺寸。
引弧应在焊接部位上进行。引弧点最好选在离焊缝起点10mm左右的待焊部位上,电弧引燃后移至焊缝起点处,再沿焊接方向进行正常焊接。焊缝连接时,引弧点则应选在前段焊缝的弧坑前方10mm处,电弧引燃后移至弧坑处,待填满弧坑后再继续焊接。
7） 常见焊接工艺参数的选择
定位焊:焊条直径焊接规范
焊接直径(mm)
焊接电流(A)
备注
4.0
180-210

对接焊缝手工电弧规范:
焊接直径(mm)
焊接电流(A)
备注
4.0
150-210

3.2
150-180

对接焊缝埋弧自动焊焊接规范:
焊接层出
焊丝直径(mm)
焊接电流(A)
电弧电压(V)
焊接速度(m/h)
第一层
4.0
600-650
32-34
36
其它层
4.0
650-750
34-36
30
背面层
4.0
650-750
36-38
24
注:背面采用电弧气刨清根,砂轮打磨。
对接气体保护焊焊接规范:
焊接层出
焊丝直径(mm)
焊接电流(A)
电弧电压(V)
焊接速度(m/h)
第一层
1.2
150-200
24-26
46
其它层
1.2
200-260
31-33
50
背面层
1.2
200-260
34-36
50
注:背面采用电弧气刨清根,砂轮打磨。
8） 常见缺陷产生原因及防止措施:
埋弧焊常见缺陷的产生原因及防除方法:
缺陷名称
产生原因
防除方法
未焊透
1. 焊接工艺参数不当(电流过小,电弧电压过大)
2. 坡口不合适
3. 焊丝未对准
防止:1.调整工艺参数
2. 修整坡口
3. 调节焊丝
消除:除去缺陷部分后补焊,严重的须整条修补
内部夹渣
1. 多层焊时,层间清渣不干净
2. 多层多道焊时,焊丝位置不当
防止:1.层间清渣彻底
2. 每层焊后咬边夹渣需清除
消除:去除缺陷补焊
气孔
1. 接头未处理干净
2. 焊剂潮湿或不干净
3. 焊剂覆盖厚度不够
4. 电压过高
防止:1.接头必须处理干净
2. 焊剂严格烘干
3. 疏通漏斗
4. 降低电压
消除:去除缺陷补焊
咬边
1. 焊丝位置或角度不正确
2. 焊接工艺参数不当
防止:1.调整焊丝
2. 调整参数
消除:去除缺陷补焊

缺陷名称
产生原因
未焊透
1. 焊接电流太小,送丝不均匀
2. 电弧电压过低或过高
3. 焊接速度过快或过慢
4. 坡口角度小,间隙过小
5. 焊丝位置不当,对中性差
气孔
1. 气体不纯或供气不足
2. 焊接时卷进空气
3. 风大、保护不完全
4. 喷嘴被飞溅物堵塞、不畅通
5. 喷嘴与工件的距离过大
6. 焊接区表面被污染,油、锈、水分为清除
7. 电弧过长、电弧电压过高
8.焊丝含硅、锰量不足
咬边
1. 电弧太长,弧压过高
2. 焊接速度太快
3. 焊接电流太大
4. 焊丝位置不当,没对中
5.焊丝摆动不当
9） 防止层状撕裂的工艺措施:
”T”型接头、角接接头焊接时,宜采用以下防止层撕裂的焊接工艺措施:
⑴采用双面坡口对称焊接代替单面坡口非对称焊接。
⑵采用低氢型、超低氢型焊条或气体保护电弧焊施焊。
⑶提高预热温度施焊。
3.4.3控制焊接变形的工艺措施
1） 宜按下列要求采用合理的焊接顺序控制变形:
⑴对于对接接头、T形接头和十字接头坡口焊接,在工件放置条件允许或易于翻身的情况下,宜采用双面坡口对称顺序焊接;对于有对称截面的构件,采用对称于构件中和轴的顺序焊接。
⑵对双面非对称坡口焊接宜采用先焊深坡口侧部分焊缝、后焊浅坡口侧部分焊缝、最后焊完深坡口侧焊缝的顺序。
⑶对长焊缝宜采用分段退焊法或与多人对称焊接法同时运用。
⑷宜采用跳焊法,避免工件局部加热集中。
2) 在节点形式、焊缝布置、焊接顺序确定的情况下,宜采用熔化极气体保护电弧焊或药芯焊丝自动保护电弧焊等能量密度相对较高的焊接方法,并采用较小的热输入。
3) 宜采用反变形法控制角变形。
4) 对一般构件可用定位焊固定同时限制变形;对大型、厚板构件宜用刚性固定法增加结构焊接时的刚性。
5) 对于大型结构宜采用分布组装焊接、分别矫正变形后进行总装焊接或连接的施工方法。
3.4.4焊后消除应力处理
1） 用锤击法消除中间层应力时,应使用圆头手锤或小型振动工具进行,不应对根部焊缝、盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。
2） 焊后对构件进行局部消除应力热处理时,应符合下列规定:
⑴构件两侧加热宽度至少为钢板厚度的3倍,且不小于200mm.
⑵加热两侧宜用保温材料适当覆盖。
3.4.5熔化焊缝缺陷返修
1） 焊缝表面缺陷超过相应的质量验收标准时,对气孔、加渣、焊瘤、余高过大等缺陷应用砂轮打磨、铲凿、钻、铣等方法去除,必要时应进行补焊;对焊缝尺寸不足、咬边、弧坑未填满等缺陷进行补焊。
2） 经无损检测确定焊缝内部存在超标缺陷时应进行返修,返修应符合下列规定:
⑴返修前应由施工企业编写返修方案。
⑵应根据无损检测确定缺陷的位置、深度,用砂轮打磨或碳弧气刨清除缺陷。缺陷为断裂纹时,碳弧气刨应在裂纹两端钻至裂孔并清理裂纹及其两端各50mm长的焊缝或母材。
⑶清除缺陷时应将刨槽加工成四侧边斜面角大于10度的坡口,并应修模表面、磨出气刨渗碳层,必要时应用渗透探伤或磁粉探伤方法确定裂纹是否侧底清除。
⑷焊补时应在坡口内引弧,熄弧时应填满弧坑;多层焊的焊层之间接头应错开,焊缝长度应不小于100mm;当焊缝长度超过500mm时,应采用分段退焊法。
⑸返修部位应连续焊成。如中断焊接时,应采取后热、保温措施,防止产生裂纹;再次焊接前宜采用磁粉或渗透探伤方法检查,确认无误后方可继续补焊。
⑹焊接修补的预热温度比相同条件下正常焊接的预热温度高,并应根据工程节点的实际情况确定是否采用超低氢型焊条焊接或进行焊后消氢处理。
⑺焊缝正、反面各作为一个部位,同一部位返修不宜超过两次。
3） 碳弧气刨应符合下列规定:
⑴碳弧气刨工必须经过培训合格后方可上岗操作。
⑵如发现”夹碳”,应在夹碳边缘5-10mm处重新气刨,所刨深度应比夹碳处深2-3mm;发生”粘渣”时可用砂轮打磨。
3.4.6焊接质量检验
1） 一般规定
⑴质量检查人员应按照焊接规程及施工图纸和技术文件要求,对焊接质量进行监督和检查。
⑵焊接检查应符合下列规范:
<钢结构工程施工质量验收规范> GB50205-
<建筑钢结构焊接规范> JGJ81-
<钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法> GB11345
<钢熔化焊对焊接接头射线照相和质量分级> GB3323
<焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法> JG/T3034.1
<螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法> JG/T3034.2
⑶外观检验
A所有焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查,II,III类钢材的焊缝应以焊接完成24小时后检查结果作为验收依据。
B外观检查一般用目测,;裂纹的检查辅以5倍放大镜并在合适的光照条件下进行,必要时可采用磁粉探伤或渗透探伤,尺寸的测量应用量具、卡规。
C焊缝尺寸应符合下列规定:
焊缝焊脚尺寸应符合下表的规定。
序号
项目
图例
允许偏差
1
焊角尺寸hf

hf≤6:0-1.5
Hf>6:0-3.0
2
角焊缝余高C
hf≤6:0-1.5
Hf>6:0-3.0
注:1.hf>8.0mm的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求1.0mm,但总长度不得超过焊缝长度10%
2.焊接H形梁腹板与翼缘板宽度范围内,焊缝的焊脚尺寸不得低于设计值。
焊缝余高及错边应符合下表的规定。
序号
项目
图例
允许偏差
1
对接焊缝余高C

一、二级
三级
B<20:0-3.0
B≥20:0-4.0
B<20:0-4.0
B≥20:0-5.0
2
对接焊缝错边d

d<0.15t,且≤2.0
d<0.15t,且≤3.0
D焊缝外观质量应符合下列规定:
一级焊缝不得存在未焊满、根部收缩、咬边和接头不良等缺陷,一级焊缝和二级焊缝不得存在表面气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤等缺陷。
二级、三级焊缝的外观质量应满足下表的规定。
项目
允许偏差
缺陷类型
二级
三级
未焊满(指不足设计要求)
≤0.2+0.02t,且≤1.0
≤0.2+0.04t,且≤2.0
每100.0焊缝内缺陷总长≤25.0
根部收缩
≤0.2+0.02t,且≤1.0
≤0.2+0.04t,且≤2.0
咬边
≤0.05t,且≤0.5;连续长度≤100.0,且焊缝两侧咬边总长≤10%焊缝全长
≤0.1t且≤1.0,长度不限
弧坑裂纹
--
允许存在个别长度≤5.0的弧坑裂纹
电弧擦伤
--
允许存在个别电弧擦伤
接头不良
缺口深度0.05t,且≤0.5
缺口深度0.1t,且≤1.0
每1000.0焊缝不应超过1处
表面夹渣
--
深≤0.2t长≤0.5t,且≤20.0
表面气孔
--
每50.0焊缝长度内允许直径≤0.4t,且≤3.0的气孔2个,孔距≥6倍孔距
注:表内t为连接处较薄的板厚。
2） 无损检测
⑴无损检测应在外观检查合格后进行。
⑵焊缝无损检测报告签发人员必须持有相应探伤方法的II级或II级以上资格证书。
⑶设计要求全熔透的焊缝,其内部缺陷的检验应符合下列要求:
一级焊缝应进行100%的检验,其合格等级应为现行国家标准<钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法>(GB11345)B级检验的III级及III级以上。全焊透的三级焊缝可不进行无损检测。
⑷箱形构件隔板电渣焊焊缝无损检测结果应符合GB50205- 的有关规定外,还应按JGJ81- 中附录C进行焊缝熔透宽度、焊缝偏移检测。
⑸设计文件指定进行超声波探伤不能对缺陷性质作出判断时,可采用射线探伤进行检测、验证。
⑹射线探伤应符合现行国家标准<钢熔化焊对焊接接头射线照相和质量分级>
(GB3323)的规定,射线照相的质量等级应符合AB级的要求。一级焊缝评定合格等级应为<钢熔化焊对焊接接头射线照相和质量分级>(GB3323)II级及II级以上,二级焊缝评定合格等级应为<钢熔化焊对焊接接头射线照相和质量分级>(GB3323)III级及III级以上。
3.5除锈、涂装
3.5.1除锈
1） 钢构件除锈方法及检验标准:
⑴本工程所有构件表面基层处理均采用机械丸机除锈,喷砂清理机选用钢板清理机、型钢清理机进行加工;对不舍用的构件,采用手动喷砂清理。
⑵处理后的构件表面不得有焊渣、灰尘、油污、毛刺等,露出金属光泽,其除锈等级应达到设计规定的等级标准。
2） 检查方法:
⑴用铲刀检查和现行国家标准<涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级>GB8923。
⑵钢构件表面除锈质量检查确定应由总包方、监理、建设单位、施工方共同确认。
3.5.2涂装
1） 涂料的采购与质量控制
⑴用于工程的喷涂材料,选用符合本标书和施工图样的经过工程实践证明其综合性能优良的国际接轨的一流产品。使用涂料质量,符合国家相应涂料标准,不合格或过期涂料不准许使用。
⑵涂料配套使用,底、中、面漆选用同一家产品。对采用金属喷涂的金属成份、纯度直径符合国家有关规定。产品说明书,产品编号、生产日期、防伪标志、合格证及检验资料应齐全。涂料工艺参数:包括闪点、比重;固体含量;表干、实干时间;涂覆间隔时间;理论涂覆率;规定温度下的粘度范围;规定稀释剂比例降低的粘度及对各种涂覆方法的适应性等。涂料主要机械性能指标级组成涂料的原料性能指标。涂料厂对表面处理、喷涂施工设备及环境要求等。
2） 涂料施工的质量控制
⑴喷涂施工人员资质条件,质检应有国家有关部门颁发的资质证书。
采用经过培训的操作人员,并经过考试合格、持证上岗,操作人员的培训及考试在监理工程师的监督下进行。钢结构加工企业要具有一定数量的国家有关部门颁发资质证的操作人员。
⑵合格质检人员及考试
合格的操作人员名单应报监理工程师确认备案,其数量应尽量满足施工的要求。监理工程师有权要求撤销无资质的不合格的质检人员和操作人员。
3） 涂装工艺
⑴金属表面喷丸除锈经检查合格后,尽快进行涂覆,其间隔时间可根据环境条件一般不超过4-8小时。各层涂料喷涂间隔时间可按涂料生产厂的规定进