大型车站钢结构焊接方案（29页）

1、大型车站钢结构焊接方案 TOC o 1-4 h z u 1 焊接概况 PAGEREF _Toc247695925 h 23 安装焊接工艺评定 PAGEREF _Toc247695926 h 74 焊工培训与焊工考试 PAGEREF _Toc247695927 h 105 工况准备 PAGEREF _Toc247695928 h 126 焊接工艺流程 PAGEREF _Toc247695929 h 137 焊接顺序 PAGEREF _Toc247695930 h 168 焊接变形的控制 PAGEREF _Toc247695931 h 189 高空焊接的质量安全控制 PAGEREF _Toc247

2、695932 h 1910 桁架焊接顺序 PAGEREF _Toc247695933 h 2111 焊接质量保证措施 PAGEREF _Toc247695934 h 241 焊接概况1 焊接部位及坡口形式本工程焊接部位主要为柱柱节点、梁梁节点、树状柱对接节点、桁架拼装节点。1) 箱型柱对接接头(图7.6-1)图 箱型柱对接接头图图 桁架拼装节点3)型钢梁拼接接头图 型钢梁拼接接头4)树状柱接头 图 树状柱接头本工程焊缝形式主要为全熔透焊缝，构件板材较厚，箱型柱最厚板材为50厚，型钢梁最厚板材为70厚。以上部位的焊接工作均应在校正固定完毕(钢柱)或高强螺栓施工完毕(钢梁)后进行。表 主要焊缝形式

3、2 焊接设备及方法本工程现场焊接主要采用CO2气体保护半自动焊机、手工电弧焊机，其中以CO2气体保护半自动焊为主要焊接方法，局部位置用手工电弧焊辅助施工。现场主要用焊接设备、焊接辅助用设备及检测设备如下表：表 焊接及检测设备手工电弧焊CO2电弧焊焊机等离子切割机空压机焊条烘箱半自动切割机红外线测温仪超声波探伤仪焊缝检测工具焊接检验尺碳弧气刨枪二氧化碳、氧气、乙炔流量表3 安装焊接工艺评定钢结构现场安装焊接工艺评定方案，是针对现场钢结构焊接施工特点，选用本工程最具特点的焊接位置进行试验。按照GB50205-2001钢结构施工焊接规范、建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-2002)第五章“焊接工艺

4、评定”的具体规定及设计施工图的技术要求，在施工前进行焊接工艺评定。评定的目的是针对各种类型的焊接节点确定出最佳焊接工艺参数，制定完整合理详细的工艺措施和工艺流程。1 焊接工艺评定在现场正式焊接之前完成，按下列程序进行：1) 由技术员提出焊接工艺评定任务书(焊接方法、试验项目和标准)；2) 焊接责任工程师审核任务书并拟定焊接工艺评定指导书(焊接工艺规范参数)；3) 焊接责任工程师依据相关国家标准规定，监督由本企业熟练焊工施焊试件及试件和试样的检验、测试等工作；4) 焊接试验室责任人负责评定送检的试样的工作，并汇总评定检验结果，提出焊接工艺评定报告；5) 焊接工艺评定报告经焊接责任工程师审核，企业

5、技术总负责人批准后，正式作为编制指导生产的焊接工艺的可靠依据。6) 焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态，钢材、焊材必须符合相应标准，试件应由本企业持有合格证书技术熟练的焊工施焊。 2 本工艺评定的目的 1) 选择有工程代表性的材料品种，规格，拟投入的焊材，进行可焊性试验及评定；2) 选定有代表性的焊接接头形式，进行焊接试验及工艺评定；3) 选择拟使用的作业机具，进行设备性能评定；4) 模拟现场实际的作业环境条件，采取预防措施和不采取措施进行焊接，评定环境条件对焊接施工的影响程度；5) 对已经取得焊接作业资格的焊接技工进行代表性检验，评定焊工技能在本工程焊接施工的适应程度；6) 通过相

6、应的检测手段对焊件焊后质量进行评定；7) 通过评定确定指导本工程实际生产的具体步骤、方法以及参数；8) 通过评定确定焊后实测试板的收缩量，确定本工程所用钢材的焊后收缩值。3 本次焊接工艺评定的试件由钢结构制作厂家按要求制作加工并运至指定的地点，试件必须满足要求。 1) 焊接机械：整流式弧焊机，电流调节范围为40A600A，电压调节范围为8V40V；2) 试件材质：Q345C，规格：25060025mm；3) 垫板材质：国产Q345，规格：407008；4) 焊材型号：CHE5073.2-4.0mm(SMAW)；JM-581.2(GMAW)；5) 接头形式：对接横焊，单面V型带衬焊缝；6) 焊接

7、方法：手工焊封底1层CO2焊接填充层手工焊接面层；7) 试验场地：施工现场临设加工车间；8) 试验日期：焊接工艺评定时间须由试件抵达现场时间而定。 4 焊接参数表及焊缝外观尺寸表 手工电弧焊参数表参数位置电弧电压(V)焊接电流(A)焊条 极性层厚(mm)层间温度()焊条型号平焊其它平焊其它首层24262325105115105160阳E50033.2-4.0中间层29332930150180150160阳4586150表面层25272527130150130150阳4585150表 CO2气体保护弧焊平焊参数表参数位置电弧电压(V)焊接电流(A)焊丝伸出长度层厚(mm)焊条极性气体流量(L/m

8、in)焊丝型号层间温度()4040首层2224180200202530357阳4550JM-581.285150中间层252723025020253056阳40表面层2224200230202056阳35送丝速度：5.5mm/S气体有效保护面积：10002表 CO2气体保护弧焊横、立焊参数表参数位置电弧电压(V)焊接电流(A)焊丝伸出长度层厚(mm)焊条极性气体流量(L/min)焊丝型号层间温度()4040首层22241802002025303567阳5055JM-581.285150中间层252723025020253056阳4550表面层2225200202056阳3540送丝速度：5.5

9、mm/S；气体有效保护面积：10002表 焊缝外观尺寸标准焊接方法焊缝余高(mm)焊缝错边量(mm)焊缝宽度(mm)平焊其它位置平焊其它位置坡口每边增宽宽度差手工焊0304230.52.53CO2焊0304230.52.534 焊工培训与焊工考试1 焊工培训与考试本工程主体结构构件的主材为Q345-C的钢材，其他构件采用Q235B钢材，根据本工程的结构的设计特点和材料使用情况，在焊工进场前对其进行有 针对性的培训并进行技术交底，考试合格后方可进入现场工作。焊工选拔时按照以下程序进行:表 焊工选拔程序序号焊工考试与选拔初选初选出考试成绩优异、经验丰富、有类似工程施工经验的合格等级水平的焊工。培训

10、针对本工程特点，特别进行焊接箱形钢管柱，H型钢柱的仰焊等全位置焊接的培训，并进行考试，合格后才允许进入下一轮考试。考试按照建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-2002)的焊工考试规定，对所有焊工进行严格的理论考试和操作技能考试。特别进行焊接箱形钢管柱，H型钢仰焊连接的全位置焊接的考试，全部合格后才允许进入复试。复试按照四级焊工的要求对考试合格的焊工进行复试，复试合格后方可进入本工程项目进行焊接施工。焊工理论知识考试应以焊工必须掌握的基础知识及安全知识为主要内容，并应按考核的焊接方法类别对应出题，内容范围应符合以下规定：表 焊工考试内容序号考试内容及要求1焊接安全知识(焊接与切割安全GB9448

11、)。2焊缝外形尺寸要求(钢结构外形尺寸GB10854)。3焊接方法表示代号(金属焊接及钎焊方法在图样上的表式代号GB5185)。4本工程焊接方法的特点：焊接工艺参数、操作方法、焊接顺序及其对焊接质量的影响。5焊接质量保证、缺陷分级(焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级GB/T12469)。6建筑钢结构的焊接质量要求。应符合有关钢结构施工验收规程、规范的要求。7与本工程相适应的焊接材料型号、牌号及使用、保管要求。8焊接常用钢材及本工程使用钢材型号、牌号标志和主要合金成分、力学性能及焊接性能。9焊接设备、装备名称、类别、使用及维护要求。10焊接缺陷分类及定义、形成原因及防止措施的一般知识(金属

12、熔化焊焊缝缺陷分类GB6417)。11焊接热输入与焊接规范参数的换算及热输入对性能影响的一般关系。12焊接应力、变形产生原因、防止措施及热处理的一般知识。2 焊接技术交底工程正式开工前对进场的焊工进行充分的施工技术交底。交底内容包括焊接工艺评定确定的焊接工艺参数和注意事项，焊接工艺流程中的技术要求，以及实际操作工程中的操作的重点、要点，以保证焊缝的质量和焊接施工的顺利完成。5 工况准备1 焊接条件 1) 下雨不允许露天焊接施工，如须施工必须进行防雨处理。2) 外界温度小于0时，需对焊口两侧75mm范围内预热至3050。3) 若焊缝区空气湿度大于85，应采取加热除湿处理。4) 焊缝表面干净，无浮

13、锈，无油漆。2 焊接环境1) 焊接作业区域设置防雨、防风措施。(搭设防风棚)2) 手工电弧焊作业(风力5m/s)和CO2气体保护焊(风力2m/s)作业时，未设置防风棚或没有防风措施的部位严禁施焊作业。3 焊前清理正式施焊前应清除焊渣、飞溅等污物。定位焊点与收弧处必须用角向磨光机修磨成缓坡状且确认无未熔合、收缩孔等缺陷。4 预热、后热处理1) 焊前预热是防止厚板层间撕裂的有效措施，根据规范要求，对于36mm以上的钢板在0以上时应进行预热，预热温度控制在70100。预热应沿焊道两侧各100mm范围内实施，预热过程力求均匀。当预热范围均匀达到预定值后，恒温20分钟30分钟。预热的温度测试须在离坡口边

14、沿距板厚三倍(最低100mm)的地方进行。2) 在焊后立即在焊缝两侧各100mm的范围内进行后热处理，并外包石棉布进行保温，后热处理温度150200，使焊缝温度缓慢降到室温。图 焊后热处理及保温5 电流调试1) 手工电弧焊：不得在木材和组对的坡口内进行，应在试弧板上分别做短弧、长弧、正常弧长试焊，并核对极性。2) CO2气体保护焊：应在试弧板上分别做焊接电流、电压、收弧电流、收弧电压对比调试。6 气体检验 ：核定气体流量、送气时间、滞后时间、确认气路无阻滞无泄露。7 焊接材料1) 本工程钢结构现场焊接施工所需的焊接材料和辅材，均有质量合格证书，施工现场设置专门的焊材存储场所，分类保管。2) 用

15、于本工程的焊条使用前均须要进行烘干处理。6 焊接工艺流程构件安装定位后，严格按工艺试验规定的参数和作业顺序施焊，并按下述工艺流程作业：图 焊接施工流程图7 焊接顺序施工中柱与柱、梁与柱、桁架与柱的施焊，须遵循下述原则：1 就整个框架而言，柱、梁等刚性接头的焊接施工，应从整个结构的中部施焊，先形成框架而后向左、右扩展续焊。2 对柱、梁而言，应先完成全部柱的接头焊接：焊接时无偏差的柱，严格遵循两人对向同速；有偏差的地方，应按向左倒、右先焊，向右倒、左先焊的顺序施焊，确保柱的安装精度，然后自每一节的上一层梁始焊。进入梁焊接时，应尽量在同一柱左、右接头同时施焊，并先焊上翼缘板，后焊下翼缘板。对于柱间平

16、梁，应先焊中部柱一端接头，不得同一柱间梁两处接头同时开焊。对于分别具有柱间平梁和层间斜支撑梁的转角柱，按柱接头平梁接头斜支撑梁上部接头斜支撑梁下部接头。顺序而后逐层下行。3 焊接过程，要始终进行柱梁标高、水平度、垂直度的监控，发现异常，应及时暂停，通过改变焊接顺序和加热校正等特殊处理。特别在焊接完层间斜支撑梁上部接头，进行下接头焊接前，和施焊完柱间水平连梁一端接头进行另一端接头焊接前，必须对前一接头焊后收缩数据进行核查，对于应该完成的焊后收缩而未完成，应查明原因，采取促使收缩、释放等措施，不因本应变形较大的未变形、本应收缩值很低的产生较大收缩导致结构安装超差。4 本工程现场焊接主要采用手工电弧

17、焊、CO2气体保护半自动焊两种方法。焊接施工按照先柱后梁、先主梁后次梁的顺序，分层分区进行，保证每个区域都形成一个空间框架体系，以提高结构在施工过程中的整体稳定性，便于逐区调整校正，最终合拢，这在施工工艺上给高强螺栓的先行固定和焊接后逐区检测创造了条件，而且减少了安装过程中的累积误差。1) H形柱-柱焊接顺序：H形柱的两翼缘板首先应有两名焊工同时施焊，可以防止钢柱因两翼缘板收缩不同而在焊后出现严重的偏斜。2) 箱形柱-柱焊接顺序：箱形柱中对称的两个柱面板要求由两名焊工同时对称施焊。首先在无连接板的一侧焊至1/3板厚，割去柱间连接板，并同时换侧对称施焊，接着两人分别继续在另一侧施焊，如此轮换直至

18、焊完整个接头。具体见下图： (A)、(C)焊到1/3板厚 割耳板式 (B)、(D)焊到1/3板厚 (A)、(B)、(C)、(D)或(A)+(B)、(C)+(D)图 方管柱焊接顺序3) 圆柱-柱和桁架玄杆节点焊接顺序：圆柱焊接中由两名焊工选择相对的两耳板所在点同时对称施焊。焊至对方的焊接起始点，焊接厚度达到1/3板厚时，割去柱间连接板，并同时换侧对称施焊，接着两人分别继续在另一侧施焊，如此轮换直至焊完整个接头。当管径较厚时可采取三人、四人对称焊。具体见下图：图 圆管柱焊接顺序采用栓焊混合连接形式，即腹板采用高强螺栓连接，翼板为全熔透连接。翼缘的焊接顺序一般采用先焊下翼缘后焊上翼缘。翼板厚度大于3

19、0mm时宜上、下翼缘轮换施焊。柱-梁节点上对称的两根梁应同时施焊，而一根梁的两端不得同时施焊作业。8 焊接变形的控制1 下料、装配时，根据制造工艺要求，预留焊接收缩余量，预置焊接反变形；2 在得到符合要求的焊缝的前提下，尽可能采用较小的坡口尺寸；3 装配前，矫正每一构件的变形，保证装配符合装配公差表的要求；4 使用必要的装配和焊接胎架、工装夹具、工艺隔板及撑杆等刚性固定来控制焊后变形；5 在同一构件上焊接时，应尽可能采用热量分散，对称分布施焊。6 采用多层多道焊代替单层焊；7 双面均可焊接操作时，要采用双面对称坡口，并在多层焊时采用与构件中性轴对称的焊接顺序；8 T形接头板厚较大时采用开坡口角

20、对接焊缝；9 对于长构件的扭曲，不要靠提高板材平整度和构件组装精度，使坡口角度和间隙准确，电弧的指向或对中准确，以使焊缝角变形和翼板及腹板纵向变形值沿构件长度方向一致。10 在焊缝众多的构件组焊时或结构安装时，选择合理的焊接顺序。9 高空焊接的质量安全控制现场高空焊接工序是本工程结构施工的一道关键工序，其质量的好坏直接影响到工程的质量，从目前钢结构焊接施工所发生的质量事故分析看，大多在焊缝及热影响区。保证现场焊接质量应从焊接工艺制订、材料采购、资源配置、焊接施工、焊接检验等方面加大管理和监控的力度。1 现场采取“以构件组合成块、成片吊装为主，以散件吊装为辅”的吊装方法，在地面最大限度地进行构件

21、组合，尽可能地减少高空拼装焊接量。2 单元主梁结构面的焊接顺序，先焊主约束，后焊次约束的方法；即先焊主梁拼接段，后焊主梁与铸钢节点的连接；再焊主梁与次梁的连接节点；最后焊接次梁与次梁的连接节点。3 接头拼装后，考虑工件尺寸，采取两人对称焊，都以仰焊部位起弧，以平焊部位收弧；按照仰焊侧爬焊侧立焊立平焊平焊的顺序进行。对接头水平方向的焊接变形控制，采用双人对称均速、多层、多道焊接。对接头垂直方向的焊接变形控制，因先后焊接对各部位的收缩量不同，一般上壁比下壁收缩量大1.52.3mm，端头中心下降约0.5mm1.2mm，这样，可在拼装时预先将安装标高提高2mm3mm来进行控制。4 重要节点跟踪监测监控

22、：焊缝在外观检查合格的前提下，经焊后24小时冷却使钢材晶相组织稳定后，按设计要求对焊缝进行超声波无损检测，执行GB11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法和结果分级，规定的检验等级并出具探伤报告。为确保铸钢件出现焊后撕裂现象的及时发现，将对具有代表性的重要承力节点进行跟踪复查、监控，监控点计划24小时进行一次，共约30天，每日均须出具复检结果。5 搭设装配式防风棚：在焊接施工时，为了保证焊接作业在良好的作业环境下进行，在焊接施工部位搭设焊接防护棚(如下图所示)，以防止风、雨等的侵袭。焊接防护棚要求设计成装配式整体结构，既满足整体安装的需要，又满足根据焊接部位特点进行调节的需要。图 装配式防风箱

23、6 在焊接区域下铺设防火布、防火棉，在焊接点挂防火盆，防止焊接火花溅落伤人。10 桁架焊接顺序1 桁架下弦杆焊接2 桁架上弦杆焊接3 桁架上横腹杆焊接4 桁架上斜腹杆焊接5 桁架上横腹杆焊接(由中间向两边焊接)6 桁架上斜腹杆焊接(由中间向两边焊接)图7.6-8 桁架焊接顺序11 焊接质量保证措施1 焊接质量保证体系焊接小组按工艺文件要求施焊专职质检对施焊过程检查焊接作业班长焊后外观自检专职质检对外观及探伤检查项目质量检查组柱、梁的垂直度偏差记录工地焊接办公室调整顺序、信息反馈签发焊接工艺卡焊材组焊材保管焊条烘干等专职质检对焊材检查焊接作业班长自检人员防护措施等专职质检对焊前准备检查信息反馈项

24、目质量检查组柱、梁的垂直度偏差记录工地焊接办公室调整顺序、信息反馈签发焊接工艺卡图 焊接质量保证体系图程序图2 焊接质量控制程序表7.6-9 焊接质量控制控制阶段质量控制内容焊接前质量控制母材和焊接材料的确认与必要复验焊接部位的质量和合适的夹具焊接设备和仪器的正常运行情况焊接规范的调整和必要的试验评定焊工操作技术水平的考核焊接中质量控制焊接工艺参数是否稳定焊条、焊剂是否正常烘干焊接材料选择是否正确焊接设备运行是否正常焊接热处理是否及时焊接后质量控制焊接外形尺寸、缺陷的目测焊接接头的质量检验破坏性试验理化试验金相试验其它非破坏性试验无损检测强度及致密性试验焊接区域的清除工作 3 安装焊缝超声波探

25、伤工作流程表 安装焊缝超声波探伤工作流程序号焊缝无损检测1无损检测在外观检查合格的基础上进行。2进行焊缝无损检测的人员持有无损检测级或者级以上资格证书。3施焊完毕的焊缝待冷却24小时后，按设计要求对全熔透一级焊缝进行100的检测。超声波探伤的方法及评定标准按照钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析(GB1231-1991)进行。4自检合格后，通知监理和业主，组织第三方监督检测和抽检。4 安装焊缝超声波探伤工作流程图：注明：安装焊缝超声波探伤工作流程及探伤抽检的比例按照现行国家标准建筑工程施工质量统一验收标准(GB50300-2001)、钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)制定。图 焊接质量保证体系图5