某超高层综合楼钢结构焊接施工方案

钢结构高空焊接及消除温度与误差之间的质量保证措施.1焊接的分布情况该工程的焊接量主要分布于巨型钢骨柱的连接；复合型钢柱的连接；钢梁与钢梁抗弯刚性拼接；屋顶拱结构的接点连接；会议中心弧形结构的接点连接；会议中心箱型钢柱与圆管柱的连接。.2焊接设备的选择本工程钢构件材质主要为Q345B，钢板厚40～100mm。施工时，针对本工程特点特别投入CPXC-600型多功能焊机，该机种集手工电弧焊、碳弧气刨、CO2气体保护半自动焊于一体，功率大，持续负载达100％。主要焊接设备及辅助设备实物图如下所示：手工电弧焊焊机KH系列CO2电电焊机电焊条烘箱空压机HT3000数字式超声声波探伤仪焊缝检测工具箱等离子切割枪碳弧气刨枪焊接检验尺二氧化碳流量计、氧氧气减压器及及乙炔减压器器CO2电弧焊枪及及焊接割枪焊条保温筒.3焊接材料本工程主要钢构件材质为Q390GJC(Q420GJC)、Q345GJC、Q345、Q235，焊接方式有手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊。焊接材料根据设计要求采用以下焊材：焊接方式焊接母材焊接材料规格备注手工电弧焊Q235E4303Φ3.2mm、Φ44mm焊条Q345E5015、E55016、E50188Φ3.2mm、Φ44mm焊条Q345GJCE5515、E55516Φ3.2mm、Φ44mm焊条Q390GJC((Q420GJC)E6015、E66016Φ3.2mm、Φ44mm焊条CO2气体保护焊焊Q235E4303Φ1.2mm焊丝（药芯）Q345GJC、Q390GJC((Q420GJ)E5515、E66015Φ1.2mm焊丝（药芯）.4现场焊接工艺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《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）第五章“焊接工艺评定”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。焊接工艺评定在现场正式焊接之前完成，按下列程序进行：序号焊接工艺评定程序序1由技术员提出焊接接工艺评定任任务书焊接方方法、试验项项目和标准；；2焊接责任工程师审审核任务书并并拟定焊接工工艺评定指导导书焊接工艺艺规范参数；；3焊接责任工程师依依据相关国家家标准规定，监监督由本企业业熟练焊工施施焊试件及试试件和试样的的检验、测试试等工作；4焊接试验室责任人人负责评定送送检的试样的的工作，并汇汇总评定检验验结果，提出出焊接工艺评评定报告；5焊接工艺评定报告告经焊接责任任工程师审核核，企业技术术总负责人批批准后，正式式作为编制指指导生产的焊焊接工艺的可可靠依据。6焊接工艺评定所用用设备、仪表表应处于正常常工作状态，钢钢材、焊材必必须符合相应应标准，试件件应由本企业业持有合格证证书技术熟练练的焊工施焊焊。本工艺评定的目的：序号焊接工艺评定目的的1选择有工程代表性性的材料品种种，规格，拟拟投入的焊材材，进行可焊焊性试验及评评定；2选定有代表性的焊焊接接头形式式，进行焊接接试验及工艺艺评定；3选择拟使用的作业业机具，进行行设备性能评评定；4模拟现场实际的作作业环境条件件，采取预防防措施和不采采取措施进行行焊接，评定定环境条件对对焊接施工的的影响程度；；5对已经取得焊接作作业资格的焊焊接技工进行行代表性检验验，评定焊工工技能在本工工程焊接施工工的适应程度度；6通过相应的检测手手段对焊件焊焊后质量进行行评定；7通过评定确定指导导本工程实际际生产的具体体步骤、方法法以及参数；；8通过评定确定焊后后实测试板的的收缩量，确确定本工程所所用钢材的焊焊后收缩值。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。序号项目要求1焊接机械整流式弧焊机，电电流调节范围围为40A—600A，电电压调节范围围为8V—40V；2试件材质Q345C，规格：：250×6600×255mm；3垫板材质国产Q345C，规格：：40×7000×8；4焊材型号CHE507Ф33.2-Ф4.0mmm（SMAW）；JM-58Ф1.2㎜（GMAW）；5接头形式对接横焊，单面VV型带衬焊缝缝；6焊接方法手工焊封底1层------CCO2焊接填充层-------手工焊接面面层；7试验场地施工现场；8试验日期焊接工艺评定时间间须由试件抵抵达现场时间间而定。.5焊接参数表及焊缝外观尺寸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24～2623～25105～115105～160阳----------E5003Ф3.2-Ф4.00中间层29～3329～30150～180150～160阳4～586～150表面层25～2725～27130～150130～150阳4～585～150CO2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/mmin）焊丝规格层间温度(℃)≤40＞40首层22～24180～20020～2530～357阳45～50JM-58Ф1.285～150中间层25～27230～2502025～305～6阳40表面层22～24200～23020205～6阳35送丝速度：5.55mm/S；气体有效效保护面积：：1000㎜2，高空焊接接时，加大气气体流量，增增加保护气柱柱的抗风挺度度。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/mmin）焊丝型号层间温度(℃)≤40＞40首层22～24180～20020～2530～356～7阳50～55JM-58Ф1..285～150中间层25～27230～2502025～305～6阳45～50表面层22～25≤20020205～6阳35～40送丝速度：5.55mm/S；气体有效效保护面积：：1000mmm2，高空焊接接时，加大气气体流量，增加保护气柱的抗抗风挺度。焊缝外观尺寸标准焊接方法焊缝余高（mm）焊缝错边量（mmm）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0～30～4≤2≤30.5～2.5≤3CO2气体保护焊焊0～30～4≤2≤30.5～2.5≤3.6焊工考试由于每个工程所使用的钢材材质不同，结构的设计特点也不一样，现场开始焊接之前还需要针对工程的具体情况，对合格焊工进行培训和开始。对焊工进行技术交底，让他们明白作业过程中必须遵守的焊接工艺，避免盲目作业造成质量事故。.7焊接工具房的布置现场主塔楼焊接工具房布设在楼层上，根据结构特点，每相邻三层在中间一层布设，平面布设位置如下图。会议中心焊机工具房在中心区域布设一个。主塔楼焊接工具房布设图焊接工具房焊缝检测工具箱焊接工具房焊缝检测工具箱.8本工程主要接点的焊接顺序工字钢柱对接示意图工字钢柱对接示意图由于工字钢柱翼缘板比腹板厚，所以焊接时先同时焊接由于工字钢柱翼缘板比腹板厚，所以焊接时先同时焊接1、2焊缝，再同时焊接3、4焊缝。箱型钢柱对接示意图箱型钢柱对接示意图2人分段对称焊接，先1、2同时分段焊接，再同时焊接3、4的方式进行。2人分段对称焊接，先1、2同时分段焊接，再同时焊接3、4的方式进行。盖板盖板H型钢梁焊接时，先同时焊接1、2焊缝，再同时焊接3、4焊缝。H型钢梁焊接时，先同时焊接1、2焊缝，再同时焊接3、4焊缝。H型钢梁焊接顺序H型钢梁焊接顺序天窗天窗天窗盖板所有焊缝天窗盖板所有焊缝盖板盖板天窗天窗日字型钢柱焊接时，先焊接1号焊缝，然后同时焊接2、3、4号焊缝，最后同时将天窗盖板的所有焊缝一起焊接，图上标号为5号焊缝。日字型钢柱焊接时，先焊接1号焊缝，然后同时焊接2、3、4号焊缝，最后同时将天窗盖板的所有焊缝一起焊接，图上标号为5号焊缝。日字型钢柱对接示意图日字型钢柱对接示意图.9焊接工艺流程:.10本工程焊接要点1、天气条件气体保护焊在风速超过2米/秒，手工电弧焊在风速超过8米/秒时，应采取良好的防风措施，防止焊缝产生气孔。遇有雨天时一般停止施工，若因进度要求需赶工时，除局部加热和防风外，焊缝必须在采取有效的防雨措施后才能施工。2、焊前预热焊前进行预热温度应控制在100－150，预热区在焊道量两侧，每侧宽度应大于焊件厚度的5倍，且不应小于100mm，预热温度的测量应在距焊道50mm进行。3、在跟据测量结果进行焊接；钢柱在校正后总存在一定的垂直误差，可以利用焊缝收缩规则防止累积误差。4、连续作业，保证焊缝一次成形由于大量的厚板焊接超过一个工人的工作时间，对于此类焊缝应采取轮流作业的方式进行，焊工轮流休息，焊机不停，直到一条焊缝完成。焊多道焊时，各层各道间的熔渣应彻底清除干净。焊接时还要严格控制层间温度。5、对称焊接箱形柱对接部位焊缝，采用两名焊接速度相差不大的焊工同时从两面开始焊接，直到该焊缝焊接完成，减少焊接变形。6、整体框架的焊接顺序在钢结构柱、梁及桁架安装过程中会形成许多的框架结构，为减少焊接收缩造成的应力对结构产生破坏，确定焊接顺序时遵循从内向外焊接的原则，让焊缝的收缩变形始终可以自由进行。7、焊后热处理对于板厚>40mm，屈服强度>345Mpa钢板焊缝，在焊后立即进行后热处理，加热采取远红外线加热器，布置在焊缝两侧各100mm的范围内，并外包石棉布进行保温，后热处理温度200～300℃，使焊缝温度缓慢降至到室温。钢柱焊接防护棚内钢柱焊接防护棚内保温棉焊接焊后保温措施实例保温棉围护范围：保温棉围护范围：600~1000mm.11焊缝返修序号焊缝返修1返修前编写返修方方案，经工程程技术负责人人同意，报监监理工程师批批准后方可实实施。2返修焊缝的工艺及及质量要求与与焊缝相同，焊焊缝同一部位位返修次数不不宜超过两次次，如两次返返修后仍不合合格，应重新新制订返修方方案，经工程程技术负责人人同意，报监监理工程师批批准后方可实实施。3焊补时应在坡口内内引弧，熄弧弧时应填满弧弧坑；多层焊焊的焊层之间间接头应错开开。4返修部位应连续焊焊成，如中断断焊接时，应应采取后热、保保温措施，防防止产生裂纹纹。5焊接修补的预热温温度应比相同同条件下正常常焊接的预热热温度高。6返修焊缝应填报返返修施工记录录及返修前后后的无损检测测报告，作为为工程验收及及存档资料。.12消减残余应力的质量保证措施序号保证措施具体做法1焊接前母材检查焊接前，对母材料料焊道中心线线量侧各2倍板厚加300mm的区域域进行超声波波探伤检查，母母材中不得有有裂纹、夹层层及分层等缺缺陷存在。2温度作用构件加工时的环境境温度与安装装焊接时的环环境温度，每每相差±20℃时，构件长长度考虑温度度效应±3mm～4mm。（见制作与与安装温度效效应分析）3焊接中应力消减焊接过程中，用电电动风铲振动动敲击焊道，消消减焊接应力。4焊后热处理焊接完成后，为保保证焊缝中的的扩散氢有足足够的时间得得以逸出及焊焊接产生的应应力得以释放放，从而避免免延迟裂纹出出现，焊后立立即进行后热热、保温处理理。.13制作与安装温度效应分析制作与安装温度比较广州典型年月平均温度月份123456789101112月度平均干球温度度（℃）13.914.218.322.426.127.228.828.027.424.320.115.4杭州典型年月平均温度月份123456789101112月度平均干球温度度（℃）5.26.610.816.321.224.927.628.224.119.212.76.5表示安装月份表示制作月份制作月平均最高气温：28.2℃；安装月最低温度：13.9℃；温差：15.7℃。制作月平均最低气温：5.2℃；安装月最高气温：28.8℃；温差：23.6℃。安装时的气温与设计气温温差为－11.1℃～＋1.1℃。温度变形计算(1)、荷载选取选择参考温度5.2℃，计算温度28.8℃。(2)、截面选取计算截面选择焊接1200×840×50×30＋1300×80，计算长度为1米，材质为Q345GJC的钢材。(3)、模型建立根据结构的实际尺寸，建立胎架的空间三维模型作为计算模型；钢材料为Q345GJB，弹性模量E=2.06×105，屈服强度fy=295MPa，泊松比为0.3；线膨胀系数材料本构关系采用理想弹塑性模型，屈服准则采用VonMises屈服准则，计算时屈服强度取值为345MPa。结论：计算时取参考温度5.2度，加载的温度是28.8度，从计算结果可以看出构件变形为0.28mm/m。因此按照构件分段长度13m左右，制作与安装温度差异产生的构件变形为±3～4mm..14中厚板焊接施工解决措施本工程大部分构件钢板都为中厚板，中厚板焊接施工及焊接质量的检测与保证将是本工程施工的重难点。为解决中厚板在焊接施工时存在的困难，保证焊接施工质量，我司将采取以下几方面措施：1）在工程施工前，对焊接施工使用的焊丝进行送检试验，合格后进行焊接工艺评定及焊接施工用。2）我司在焊接施工前将进行焊接工艺评定，以确定本工程最佳焊接参数，指导焊接施工。3）根据焊接工艺评定试验报告，编制焊接工艺指导书指导焊接施工，严格按照确定工艺参数和检测手段进行施工和检测，保证焊接施工质量。4）选用优良的进口焊接设备（OTC-600A焊机），该类型焊机可以连续进行施工24小时，保证本工程的中厚板焊接施工可以连续一次完成，保证焊接施工质量。5）焊接施工时，严格按照作业指导书进行焊接施工，做好焊接施工前的准备工作（工序交接、检查焊接设备、清理坡口、调试焊接工艺参数、预热等）、焊接施工过程中的控制工作（层间温度控制、层间清理、过程中质量检查等）、焊接施工完成后的检查及检测工作（后热处理、质量检查、配合监督检查、工序交接）。.15焊接变形控制措施序号焊接变形控制措施施1在同一构件上焊接接时，应尽可可能采用热量量分散，对称称分布的方式式施焊；2采用多层多道焊代代替单层焊；；3双面均可焊接操作作时，要采用用双面对称坡坡口，并在多多层焊时采用用与构件中性性轴对称的焊焊接顺序；使使焊接变形和和收缩量最小小；收缩量大大的部分先焊焊，收缩量小小的部分后焊焊。4T形接头板厚较大时时采用开坡口口角对接焊缝缝；5对于长构件的扭曲曲，不要靠提提高板材平整整度和构件组组装精度，使使坡口角度和和间隙准确，电电弧的指向或或对中准确，以以使焊缝角变变形和翼板及及腹板纵向变变形值沿构件件长度方向一一致；6在焊缝众多的构件件组焊时或结结构安装时，要要选择合理的的焊接顺序。.16焊缝质量检查与检测焊缝超声波探伤工作程序序号焊缝无损检测1无损检测在外观检检查合格的基基础上进行。2进行焊缝无损检测测的人员持有有无损检测Ⅱ级或者Ⅱ级以上资格格证书。3施焊完毕的焊缝待待冷却24小时后，按按设计要求对对全熔透一级级焊缝进行100％的检测。超超声波探伤的的方法及评定定标准按照《钢钢焊缝手工超超声波探伤方方法和探伤结结果分析》（GB12331-19991）进行。4自检合格后，通知知监理和业主主，组织第三三方监督检测测和抽检。焊接质量检查序号名称焊