钢结构十字型钢构件制作施工工艺标准（13页）

1、钢结构十字型钢构件制作施工工艺标准 ZEJGG/QB-GY0802-20061 总则1.1 在高层民用建筑钢结构和大型工业建筑钢结构工程中，越来越多地采用十字型钢构件。此类钢构件在工程主体结构中作为重要受力构件，制造质量要求较高。另外，由于其为十字型焊接结构，结构形状较复杂，制作工序多，在焊接过程中控制焊缝质量和焊接变形较困难，应在制作过程中严格控制工序质量，以保证十字型钢构件的总体制作质量。为规范十字形钢构件的制作工艺，便于制作工序的质量控制和构件质量检查，制定本工艺标准。1.2本工艺标准适用于十字型钢构件的制作。2 引用标准（1）钢结构工程施工质量验收规范 （GB50205-2001）（2

2、）高层民用建筑钢结构技术规范 （JGJ99-1998）（3）建筑钢结构焊接技术规程 （JGJ81-2002）（4）钢结构制作施工工艺标准 （ZEJGG/QB-GY0801-2006）（5）钢结构手工电弧焊施工工艺标准 （ZEJGG/QB-GY0803-2006）（6）钢结构埋弧自动焊施工工艺标准 （ZEJGG/QB-GY0804-2006）（7）钢结构二氧化碳气体保护焊施工工艺标准 （ZEJGG/QB-GY0805-2006）（8）钢结构栓钉焊施工工艺标准 （ZEJGG/QB-GY0806-2006）3 名词术语3.1 十字型钢构件：由钢板零件组装焊接而成，截面形状近似于十字型的钢结构构件。3

3、.2 （十字型钢构件）腹板：组成十字型钢构件的H型钢部件及T型钢部件的腹板，即图3.2中的件1和件2。3.3 （十字型钢构件）翼板：组成十字型钢构件的H型钢部件及T型钢部件的翼板，即图3.2中的件3。 图3.24 基本规定4.1 十字型钢构件制作必须按构件深化设计图的要求进行制作加工。4.2 十字型钢构件的钢板零件材料品种、规格和性能等应符合现行国家钢材标准规定的质量要求和设计要求，其腹板和翼板须经抽样复验，其复验结果符合上述要求后方可使用。4.3 十字型钢构件采用的焊接材料品种、规格和性能等应符合现行国家焊接材料标准的质量要求和设计要求。重要钢结构工程十字型钢构件（建筑安全等级为一级和大跨度

4、钢结构中的主要受力构件）采用的焊接材料须经抽样复验，其复验结果符合上述要求后方可使用。4.4 焊接材料根据钢结构设计说明结构要求选用，设计说明没有明确时，按以下要求选用：（1）十字型钢构件材质是Q235B时，手工焊：焊条选用E43XX系列；埋弧焊：焊丝选用H08A，焊剂选用HJ431；CO2气体保护焊：焊丝选用ER50-6。（2）十字型钢构件材质是Q345B时，手工焊：焊条选用E50XX系列；埋弧焊：焊丝选用H08MnA，焊剂选用HJ431；CO2气体保护焊：焊丝选用ER50-6或ER50-3。4.5 十字型钢构件焊接前必须按照建筑钢结构焊接技术规范要求进行焊接工艺评定，并根据构件具体焊接接头

5、和工厂实际焊接条件和评定合格的焊接工艺，制定具体焊接接头的焊接工艺指导书，实际操作的焊工必须按焊接工艺指导书规定的焊接规范进行操作。4.6 焊条和焊剂应严格按焊接材料使用说明书要求烘干后方可使用，烘干后放入保温筒内随用随取。CO2气体保护焊用的CO2气体纯度必须达到99.5%以上。4.7 十字型钢构件焊接的其它要求，应符合钢结构工程施工质量验收规范5.1-5.3条的规定。5 施工准备5.1 技术准备十字型钢构件制作前，技术部门必须按设计要求和相关技术标准及规范，编制完成以下技术文件：十字型钢构件及组成构件的零部件设计详图、技术交底和制作工艺、焊接工艺评定报告和焊接工艺指导书，并下发至制作车间和

6、质量检查部门。5.2 材料要求（详钢结构制作施工工艺标准（ZEJGG/QB-GY0801-2006）5.3主要施工机具（1）下料设备：数控火焰切割机，直条火焰切割机，半自动火焰切割机。（2）钻孔和金属切削加工设备：摇臂钻床，端面铣床。（3）组装和焊接设备：直流手工电弧焊机，半自动CO2气体保护焊机，H型部件和T型部件门式埋弧焊机。（4）防腐涂装设备：自动抛丸除锈机，高压无气喷漆机.（5） 工器具：火焰手工割炬，千斤顶，角向砂轮机，卷尺、角尺和钢板平尺等。（注：其它施工机具工具、量具参见钢结构制作施工工艺标准相关内容。）5.4 作业条件（1）完成施工详图，并经原设计人员签字认可。（2）主要材料已

7、经进场。（3）施工组织设计、施工方案、作业指导书等各种技术准备工作已经准备就绪。（4）各种工艺评定试验及工艺性能试验完成。（5）各种机械设备调试验收合格。（6）所有生产工人都进行了施工前培训，取得相应资格的上岗证书。6 制作工艺6.1 工艺流程十字型钢构件制作工艺流程如图见6.1。6.2工艺要点6.2.1 放样、号料、开坡口及边缘加工（1）按图纸尺寸并考虑加工余量及焊接收缩余量后放样、号料，对翼板、腹板和电渣焊用垫板等板料用直条火焰气割机下料，腹板直接在直条火焰气割机上开出坡口。（2）熟悉施工图，认真阅读技术要求及设计说明，逐个核对图纸上各零部件的尺寸和方向等，以及各部件之间的安装尺寸和孔距，

8、特别应注意各部件之间的连接点、连接方式和尺寸是否一一对应。发现有疑问之处，应及时与有关技术部门联系解决。（3）放样下料用的工具及设备有：划针、划规、样冲、手锤、粉线、石笔、铁皮剪、钢板尺、钢卷尺、钢盘尺、铝合金靠尺、剪板机、折弯机。钢盘尺应经有资质的计量单位校验复核，合格后方可使用。（4）型钢杆件接长时,接长长度不宜1m。杆件长度12m时，接头不宜多于一处；杆件长度12m时，接头不宜多于两处，且接头位置与节点边缘焊缝的距离不应500mm。杆件接头应避开孔眼位置。（5）号料的一般工作内容包括：检查核对材料；在材料上划出切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加工位置；打上样冲标记；标出零件编号。号料应有利于切

9、割和保证零件质量，零件尺寸有较高要求时，气割线要划双线控制或注明留线割。（6）号料前必须了解原材料的材质及规格，检查原材料的质量，如材料上有裂纹、夹层、厚度不足，及较大变形，应及时处理。不同规格、不同材质的零件应分别号料，并依据先大后小的原则依次号料，相同规格的零件经统计归纳后同时运用集中号料法、套裁法来最大限度地提高材料利用率并提高生产效率。（7）号料后允许偏差应符合表6.2.1-1： 号料后允许偏差（mm） 表6.2.1-1项目允许偏差零件的外形尺寸1.0孔距0.5（8）十字型钢构件工厂焊缝主要是四条纵向开坡口角焊缝（9）十字型钢构件主要零件下料时应需按上述焊接坡口型式，并考虑焊缝收缩余量

10、、端铣加工余量等确定各板料的下料尺寸：6.2.2下料和组对（1）材料堆放必须垫平。（2）下料前所有钢板在矫正机上校正平整度。（3）板料切割均用多头切割机进行下料。所有板料的原边均不保留。以保证板料二侧受热均匀。不产生侧弯。 （4）板料下完后，需完全冷却后方能移动。（5）下好的板料堆放时要垫平，码放层数不超过10层。（6）气割余量按表6.2.2-1： 气割余量表(mm) 表6.2.2-1材料厚度101020204040割缝宽度留量122.53.04.0（7）组对前对所有板料在矫正板机上进行平整，以进一步消除内应力和变形（8）校平后所有板料进行喷砂处理;（9）组对时先按板料长度检查，要求总长度上侧

11、弯2mm，宽度误差1.5mm；（10）板料对接时，坡口为X型坡口。并在焊缝两头各增加与坡口型式相同的引弧板一块。焊后去掉，并修磨焊道边缘至平整；（11）板料对接处焊后进行探伤。合格后，对接口处进行调平；（12）组对前先按翼板宽度找出板料中心线，再按此中心线返出腹板边缘线。并按此线进行组对；（13）对所有影响板料组对的缺陷，如毛刺等进行清理，以保证组对精度；（14）组对完成后，H型、T型和三次接组后焊接前采用加幅时固定筋板方式固定到位以减少焊接变形。筋班板设置：每隔 1.5-2m为一道，构件分别如图1、图2、图3所示; 图1 H型钢加强板1243图2 半H型钢加强板21图3 十字柱加强板1243

12、（15）组对完成后，进行检查，如焊缝间隙过大，则用手弧焊进行修补，以防止埋弧焊时烧穿;对完成后，柱的两个端头均要增加引弧板，型式与柱相同。（16） H型钢焊接时，无特殊情况中途不得停焊，以免受热不均，产生较大的热应力发生变形。焊接参数为：电弧电压32V35V，焊接电流450A550A，焊接速度032m/min036m/min;（17） 焊剂在焊前150200烘干，随用随取;（18）全部焊缝焊完后，要等工件彻底冷却方可吊走至堆放处。以免产生变形;（19） 在焊接第一道与第二道之间时，用风镐对柱进行消应，效果明显。（20）焊后检查H型柱焊后进行检查，22m长的H型柱，最大上挠：6mm，角变形：4m

13、m，焊脚尺寸：11mm13mm，无扭曲及旁弯变形。达到了质量要求。十字型钢构件制作工艺流程如图见6.1。材料检验放样切割、拼接无损检测矫正H型钢组立T型钢组立H型钢焊接T型钢焊接T型钢校正H型钢校正十字型组立无损检测十字型焊接端 铣检查和检验组装牛腿等部件抛丸除锈涂漆清理 编号除锈质量及涂装质量检查验 收6.2.3 组装和焊接（1）首先，在组装过程中必须保证其组装精度。对于工字型和丁字型的部分我们可以采用自动组立机进行组立；对于十字型中心部分，我们人工组装，制作样板，组装后的十字柱必须和样板相符，保证组装质量。（2）先划组装中心线，工字柱A与两个T型构件B紧密结合；装配缝隙不得大于1mm 。用

14、组立机或手工在钢结构台上组焊。组装成工字柱A，并完成焊接工作。组装成两个T型构件B，并完成焊接工作。将一个工字型的A和两个T型的B组装成为十字柱，并完成焊接工作。6.2.4 焊接变形矫正 对于焊后的变形，翼缘变形可以采用翼缘矫正机进行矫正，而十字相交的腹板无法采用矫正机，所以我们在焊接前在十字柱两头用加强筋将十字型腹板连接起来，用外力阻止其变形，焊后去除加强筋，产生的轻度变形用火焰矫正法进行矫正。根据十字型钢构件焊接变形情况，用火焰和机械矫正两种工艺方法，对构件焊接变形进行矫正处理。用制作样板，组装后的十字柱端部必须和样板相符，保证组装质量。对扭曲变形比较严重的，可能要采用门式千斤顶，一边固定

15、，一边用千斤顶. 也可以增加尺寸控制的办法，还有加三角板定位，防止焊接变形，每隔2米加角铁撑住。焊接层数的控制，不能一条焊缝一次性焊完先焊多少，再焊多少，最后盖面。矫正后构件外形尺寸要求符合设计要求和本标准表规定要求。6.2.5 端面加工工艺十字型钢构件矫正完成检验合格后，划出钢柱中心线，并根据此中心线划出两端面垂直加工面的加工线，端部的平面度达到设计要求，控制好总长度在2mm误差范围内，垂直度在0.5mm误差范围内，用端面铣床加工两端面。6.2.6 制孔加工工艺十字结构构件上的连接板和与钢梁连接牛腿上的孔预先用数控平面钻床和数控三维钻床孔，孔径和孔距检查合格后与十字结构组焊。6.2.7 除锈

16、、和构件编号标识（1）除锈、涂装工作必须在质检人员对构件焊缝质量、外形尺寸检查检验合格后进行。（2）除锈抛丸机整体除锈。（3）涂装采用高压无气喷涂工艺方法，局部喷漆无法到位处采用手工涂刷。（4）编号标识用打钢印和油漆书写两种方法并用按图纸构件编号进行标识。（5）要严格控制零件放样和下料尺寸，放样（及样板）和气割下料的的质量要求应符合表6.2.6-1和6.2.6-2。 放样(及样板)的允许偏差 表6.2.6-1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 气割的允许偏差（mm） 表6.2.6-2项 目允 许 偏 差（mm

17、）零件宽度、长度3.0切割面平面度0.05t且不大于2.0割纹深度0.2局部缺口深度1.06.2.8 焊接（1）焊工需经技能考试评定合格，持证上岗，焊工焊操作的范围与技能评定合格的范围一致，不允许超范围进行焊接作业。（2）挑选技术水平高、操作熟练的气保焊工，定人操作，保证气保焊的质量。水平高的碳弧气刨工，定人操作，尽量减少清根过程中的夹渣现象，清根后用手动砂轮、钢丝刷等工具彻底进行清理。清根时一定到清到位，清根后应对清根质量进行检查。坡口加工一定要均匀。再进行埋弧焊机、焊丝对准焊缝中心施焊。在焊接时随时对机头进行微调，保证焊丝对准焊缝。多层焊时，在每层焊完后要彻底清除焊渣，以清除夹渣缺陷。（3

18、）焊工在操作时必须按焊接工艺指导书选用的焊接工艺方法、焊接工艺参数进行操作，焊接规范参数（电流、电压和焊接速度）可以在焊接工艺指导书规定参数范围内有10%的波动。（4）焊接操作应按钢结构制作施工工艺标准（ZEJGG/QB-GY0801-2006）、钢结构手工电弧焊施工工艺标准（ZEJGG/QB-GY0803-2006）、钢结构埋弧自动焊施工工艺标准（ZEJGG/QB-GY0804-2006）、钢结构二氧化碳气体保护焊施工工艺标准（ZEJGG/QB-GY0805-2006）和钢结构栓钉焊施工工艺标准（ZEJGG/QB-GY0806-2006）的要求进行操作。（5）焊接质量的过程控制程序焊接质量的

19、过程控制程序如下：零件尺寸和坡口角度检查 组装尺寸和坡口间隙尺寸检查 焊接材料按规定烘干领用并记录 焊工按工艺指导书焊接参数进行操作并作焊接记录 焊缝外观尺寸检查 焊缝无损检测。 6.2.9 焊接变形控制措施和矫正措施（1）下料根据结构情况、板厚和焊接等因素预放横向和纵向焊缝收缩余量，消除焊缝收缩对钢柱截面尺寸的影响并保证长度有合适的加工余量。（2）十字型钢构件组立完后，在焊接四条主焊缝采用对称焊接和中间往两边焊接顺序。改变焊接次序和方向，把两条相邻的 焊缝同时向同一方向焊接，可以克服焊接变形。（3）矫正的方法有两种：一种是机器矫正和火焰加热矫正利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，

20、使两者互相抵消。用加压机构来矫正H型焊接变形。还可以用锤击法来延展焊缝及其周围压缩塑性变形区域的金属，达到消除焊接变形的目的。经常用来矫正不太厚的板结构。劳动强度大表面质量不好，是锤击的缺点。利用火焰局部加热是产生压缩塑性变形，使较长的金属在冷却后收缩，来达到矫正变形的目的。火焰矫正的效果好坏，关键在于正确地选择加热位置和加热范围。（4）另外，在焊后发生弯曲变形后，由于截面较大，一般只能用火焰法（三角烤加热方式）对钢柱进行调形（如图6.2.9-1）。图6.2.9-1 十字结构弯曲变形火焰调形方法6.2.10 除锈、涂装、标记（1）十字型钢构件抛丸除锈前必须将杂物彻底清除干净（2）对高强螺栓连接

21、摩擦面应仔细检查并用胶带和废纸粘贴保护，防止因防护不当造成误涂。（3）现场焊缝坡口处100mm范围内不应涂漆或涂坡口专用漆。（4）漆膜实干后检验员应按10%的比例测量厚度，并填写干漆膜厚度检测记录。涂层厚度应符合设计要求。（5）构件用油漆应作以下标记：构件编号、中心线、水平标高等。6.3 焊缝质量标准6.3.1 腹板和翼板拼接焊缝质量必须达到钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）二级焊缝以上的质量要求。6.3.2其它焊缝外观质量和内部质量的检查和检测按设计文件规定的焊缝等级和GB50205-2001标准节5.2.4条、5.2.5条和5.2.6条的要求进行。6.4 端面加工后端面

22、质量标准端部铣平面后的构件尺寸要求应符合表6.4-1要求。 端面的允许偏差(mm) 表6.4-1 项 目允许偏差两端铣平时的构件长度3铣平面的平直度0.3端面倾斜度(正切值)1/1500表面粗糙度0.036.5 螺栓连接孔质量标准（1）十字结构构件上的连接板和与钢梁连接牛腿上的孔预先用数控平面钻床和数控三维钻床孔，孔径和孔间距要求应符合表6.5-1和表6.5-2中规定的偏差要求 高强度螺栓孔径的允许偏差 表6.5-1名 称允许偏差(mm)螺 栓121620（22）24（27）30孔 径13.517.522（24）26（30）33不圆度(最大和最小直径差)1.01.5中心线倾斜不应大于板厚的3%，且单层板不得大于2.0mm，多层板叠组合不得大于3.0mm 孔间距离的允许偏差（mm） 表6.5-2项 目允许偏差(mm)500500-12001200-30003000同一组内相邻两孔间0.7-同一组内任意两孔间1.01.2-相邻两组的端孔间1.21.52.03.0（2）孔的飞边、毛刺必须清除干净。6.7构件除锈、涂装和磨擦面质量标准（1） 十字型钢构件抛丸除锈处理后，其表面表面不应有焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和毛