十字柱制作通用工艺设计

.PAGE.-..-可修遍-鸿路钢构造十字柱钢构造工程制作通用工艺编制审核批准鸿路钢构造工艺技术部目录第一章编制依据……………………2第二章工程材料……………………2第三章十字柱加工制作工艺………4一十字形柱制作流程示意图……4二制作方案概述…………………5三板材接料………6四板材下料………8五坡口加工………9六H型钢及T型钢的组立………10七H型钢及T型钢的焊接………12八H型钢及T型钢的矫正………13九十字形柱组立…………………16十十字柱的焊接…………………17十一端铣…………18十二十字柱牛腿及零部件组装…………………18十三零部件焊接………………20十四十字柱栓钉焊接……………22十五外观清理……………………22说明本工艺文件仅适用于本公司十字柱的加工制造焊接施工。适用于强度等级为Q345B和Q235B系列的钢材。本工艺文件是根据本公司的加工焊接设备所具有的功能，并经焊接工艺性试验，以及焊接技术管理能力和生产实践为根底而编制。本工艺流程符合十字柱构件制作加工工艺流程及重点部位检查流程图。本工艺文件编制的主要依据为"钢构造工程施工质量验收规"〔GB50205—2001〕、"高层民用建筑钢构造技术规程"〔JGJ99-98〕和"建筑钢构造焊接技术规程"〔JGJ81—2002〕，以及焊接工艺性试验结果。第一章编制依据编制依据现行国家标准、规〔钢构局部〕标准名称标准号"钢构造工程施工及验收规"GB50205-2001"建筑钢构造焊接规程"JGJ81-2002"涂装前钢材外表锈蚀等级和除锈等级"GB8923-88"碳素构造钢"GB/T700-2006"低合金高强度构造钢"GB/T1591-2008"气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝"GB/T8110-2008"钢焊缝和超声波探伤方法和探伤结果分析"GB11345-89"高层民用建筑钢构造技术规程"JGJ99-98第二章工程材料一．钢材的要求1所有钢材必须具有质量证明书，并应符合设计要求及相关规。对所有材料应按有关规定进展抽样检验及抽样复检，取样方法与检验结果应符合国家现行标准的规定；2钢材应无脱皮裂伤、翘曲等缺陷，当钢材的外表有锈蚀、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的1/2；3钢材外表锈蚀等级应符合现行国家标准"涂装前钢材外表锈蚀等级和除锈等级"GB8923规定的C级及C级以上；4钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。5主要钢材钢板及型钢的化学成分、力学性能和其它质量要求均应按相应的现行规标准执行。二．焊材的要求1焊材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求；2手工焊接所用焊条型号应与母材金属强度相适应。自动焊接或半自动埋弧焊接所用的焊丝和焊剂等，应与母材金属强度相适应。所有焊条必须有合格证明焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准的规定；3对用于一级焊缝等重要钢构造的焊接材料应进展抽样复验，复验的数量、方法及结果应符合现行国家产品标准和设计要求；4严禁使用有药皮脱落、焊芯生锈等缺陷的焊条；焊剂应按规定进展烘焙后使用。5使用焊材如下表所示焊接方法材质焊材牌号焊接位置手工电弧焊Q345BE506定位焊对接角接Q235BJ422埋弧自动焊Q345BH10Mn2+SJ101H08MnA+HJ431对接角接Q235BHO8A+HJ431CO2气体保护焊Q345BER50-6定位焊对接角接Q235BER50-66焊剂在使用前需按规定进展烘焙：SJ101需300℃烘焙2小时，HJ431需250℃烘焙2小时。十字柱加工制作工艺一十字形柱制作流程示意图原材料进厂原材料进厂钢板拼接钢板拼接主材切割下料主材切割下料坡口加工坡口加工T型钢组立H型钢组立T型钢组立H型钢组立T型钢焊接检测H型钢焊接T型钢焊接检测H型钢焊接T型钢校正检查H型钢校正T型钢校正检查H型钢校正检查十字柱组立检查十字柱组立检测十字柱焊接检测十字柱焊接检查十字柱校正检查十字柱校正检查零部件装配检查零部件装配检测零部件焊接检测零部件焊接检测栓钉焊接检测栓钉焊接尺寸、外观检查校正打磨尺寸、外观检查校正打磨检查成品检查成品二制作方案概述十字柱的截面实际上是由两个H形截面组合而成，制作方案有两个，第一、先完成一个H型钢的制作，然后组对两个T型钢，完成其腹板和翼板的焊接，等冷却至常温后，两个T型和H型组对成十字柱。第二、先完成两个H型钢的制作，然后一个从腹板中连续开，形成两个T型钢和H型钢组对成十字柱。对于十字柱的制作，其主要的制作难点在于十字柱组装时H型钢与T型钢的装配精度及十字柱焊接时整体收缩应力所造成的焊接变形的控制问题。我们在十字柱的制作时将采取自动组立与工装夹具相结合的措施来保证装配的精度；对于焊接变形，将采取适当的焊接工艺及加上必要的机械与火工校正来保证其外形尺寸的正确性；考虑各方面的因素，我们对T型钢和H型钢的制作利用H钢生产线；而后通过H钢生产线焊接矫正的方案。H型钢制作流程简图T型钢制作流程简图三板材接料1坡口加工〔1〕坡口的加工采用火焰切割机切割坡口，对切割后的坡口外表应进展清理，如坡口边缘上附有其他氧化物时，也会影响焊接质量，因此应予以去除干净；〔2〕坡口示意图表示如下2焊接在焊接工作开场之前，用钢丝刷和砂轮机打磨去除焊缝附近至少20mm围的氧化物、铁锈、漆皮、油污等其它有害杂质；定位焊缝不得存在缺陷；定位焊缝长度40~50mm，焊道间距为150~200mm，并应填满弧坑。定位焊不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷，假设发现点焊上有气孔、裂纹等缺陷时，必须去除干净后重焊。对接直缝两端必须加焊引弧板和引出板，引弧和引出板是保证两端焊缝质量的重要措施，焊缝通过引弧、引出板的过渡，可以提高正式焊接区的焊接温度，以防焊缝两端有未焊透、未溶合等缺陷，同时还能消除焊缝两端的弧坑裂纹，因此应在焊缝两端设置引弧板和熄弧板，其材质和厚度及坡口形式应与母材一样，引弧板和熄弧板的长度应大于或等于80mm，宽度应大于或等于60mm，焊缝引出长度应大于或等于40mm，保证引弧及收弧处质量，防止产生弧坑裂纹。钢板就位以后，做好反变形工作，注意，先焊的一侧的变形量通常比后焊的一侧变形量大，做好反变形后将对接钢板一端固定。焊接过程中，注意观察钢板变形情况，要及时翻身，防止钢板较大的角变形。对于板厚大于等于36mm的钢板，在对接前，应对焊缝处用烤枪进展预热，预热温度为60～140℃〔根据板厚决定〕，预热围为焊缝两侧各100mm。正面打底焊时，注意焊丝对准坡口中心，采用较适宜的焊接线能量，防止焊漏。采用多层焊，注意焊接过程中道间熔渣的清理；每焊完一道应进展检查，对坡口母材边缘形成的深凹槽用砂轮打磨至覆盖焊道能充分熔化焊透为止；假设发现咬边、夹渣等缺陷必须去除和修复。反面无需采用碳弧气刨清根，直接采用大电流进展焊接以到达全熔透焊接的目的。埋弧焊焊接完毕后，认真清理焊缝区的熔渣和飞溅物，冷却后，割去引出板及引弧板，并打磨。埋弧焊厚板焊接操作应连续焊，不允许连续焊，即不允许某一道焊缝焊完后又停留了假设干小时之后再进展焊接。当钢板厚度40mm＜T≤60mm时，在焊接完毕后，应进展缓冷，即在焊接完毕后，立即采用保温棉进展缓冷。3焊接检验所有的检验必须在焊缝冷却到常温以后，才能开场进展。〔1〕焊接后，先对焊缝外观质量进展100%外观质量检查，然后，采用超声波探伤进展部质量检查，焊缝质量检验标准为一级：接头部缺陷分级应符合现行国家标准"钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级"的规定。〔2〕检查对接焊缝的外形尺寸偏差，焊缝外形尺寸应符合现行国家标准"钢构造焊缝外形尺寸"的规定。项目对接焊缝外形尺寸示意图及说明对口错边偏差(Δ)t/10且不大于2.0对接间隙偏差(a)0~1.0焊缝余高〔C〕B＜200~3B≥200~4焊缝宽度〔B〕B=T+4~8四板材下料1切割下料〔1〕领取经检验合格的材料，检查钢板的材质、规格、尺寸是同加工票资料一致，一致后才能进展切割。正式切割前应试割同类钢板余料，调整切割参数及割嘴的气路的畅通性。〔2〕吊钢板至气割平台上，将切割区域外表的铁锈、油污等杂质去除干净，调整钢板边缘与导轨的平行度在0.5毫米/米围。〔3〕调整割枪与板面的垂直度，设定切割参数，并设定好割补缀偿量〔一般为割嘴直径的二分之一〕。〔4〕进展点火切割，切割后去除熔渣和飞溅物，批量切割时首件应进展严格检查，检查尺寸合格前方能继续切割。〔5〕切割下料可采用半自动切割机，直条切割机数控切割机等。直条数控切割机直条数控切割机火焰切割考前须知：切割速度应适当，正确的切割断面如下列图所示：a.正确速度b.速度太快c.速度太慢a.正确速度b.速度太快c.速度太慢〔6〕检验：检查切割面平面度及条料尺寸、形状应符合下表中的相关规定；对切割断面存在切割缺陷的应予以返修。检查合格后，按规定做好标记气割的允许偏差工程允许偏差mm零件宽度±3.0长度图纸有要求时按图纸要求，无要求时为±3.0切割平面度≤0.05t且不大于2.0割纹深度0.3局部切口深度≤1.0与板面垂直度≤0.5直线度〔△〕ι/3000,且不应大于2.0腹板局部平面度〔△〕T≤141.5T＞141.0切割熔渣去除干净〔7〕下料完成后，制作人员必须将下料后的切板中间部位标明钢板规格、切板编号，并归类存放。五坡口加工1腹板坡口〔1〕检查并调平、调直所有板料的平面度，直线度后，用半自动切割机对腹板两侧进展坡口加工，根据钢构造制作规要求，一般十字柱主焊道要求开K型坡口进展局部熔透焊接。〔2〕切割完成除净所有割渣、氧化物和毛刺等〔3〕坡口加工完成后，按要求对坡口角度及钝边、进展检查，坡口尺寸和坡口面应符合下表的规定：工程允许偏差值：〔mm〕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≤0.3局部缺口深度≤1.0坡口角度偏差±2六H型钢及T型钢的组立H型钢及T型钢的组立和焊接均采用型钢生产线1构件组装〔1〕检查钢板有无印记，检查钢板尺寸形状的正确性，合格前方能组对。〔2〕假设翼缘板上有拼接缝，那么将之与腹板装焊处，腹板厚度+左右4㎜围的拼接缝打磨平整，以免组立时，翼板在此凸起，产生较大间隙而影响装配质量。〔3〕先吊一翼板放于组立机滚道上；〔4〕吊运长钢板时，应用专用吊具〔扁担吊〕，将钢板侧立竖吊，防止歪扭变形；〔5〕在起吊腹板时，应先检查先组立侧坡口有无未除毛刺和熔渣，否那么应除去后，再组立；〔6〕假设腹板上有拼接缝，那么应注意和翼板拼接缝至少错开200㎜以上；〔7〕吊装腹板放于翼板上，组对成丄型，并且点焊成型；〔8〕组立时，以一端为基准对齐，然后随工件的移动，在腹板两侧，采用CO2气保焊或手弧焊进展点固；〔9〕组立时，应随时用钢板尺和角尺检查两侧距离和角度，是否均匀一致。〔10〕吊装另一块翼板放于组立机上，把丄型钢翻转180°，进展H型钢组立并定位点焊，并去除焊渣。〔11〕检验：检查组对尺寸是否正确，合格后做好标记。2定位焊技术要求焊接操作必须由持焊工合格证的工人施焊；点焊所用的焊接材料，应与正式焊接用的材料一样或相当。焊脚高度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，点焊长度应大于40mm，间距为200～300mm，强度不能满足时，可以减小间距，焊接时应填满弧坑。点焊处不应出现气孔或裂纹，如出现裂纹应查明原因后，将原来焊接位置去除干净后，在组对尺寸正确的前提下重新点焊；严禁在非焊接部位引弧。3焊接及拼装工艺要求见下表工程焊接及拼接工艺要求1不允许电弧擦伤，点焊咬边≤1mm2翼板与腹板接缝应错开200mm以上，翼板接料长度不少于宽度的2倍，腹板长度不少于600mm。以防止焊缝穿插处应力集中3角焊缝翼板与腹板之间的装配间隙Δ≤1.0mm，其余按工艺要求进展工程H型钢组立允许偏差〔mm〕长度〔L〕±3.0弧形梁为0～-3高度〔H〕±2.0垂直度〔Δ〕≤B/100且不大于2.0中心偏移〔e〕2.0七H型钢及T型钢的焊接1埋弧焊接检查H型钢有无标记，检查H型钢组对尺寸的正确性，检查无误后，方可进展下一步操作；去除焊缝区域存在的铁锈、毛刺、氧化物、油污、油漆等杂质去除干净。两端焊接"丄〞型，与构件材质一样的引弧板和熄弧板，引弧板和熄弧板长度应不小于80mm，宽度应不小于60mm，焊缝引出长度应不小于50mm。直接采用埋弧焊进展打底焊接，焊接应从引弧板中间开场，并在熄弧板中间停顿焊接。应密切观察反面的红热程度进展焊接参数的调整，焊接过程中应观察焊丝的位置，及时调整，防止焊丝跑偏。如发生缺陷以及时修补。如发生缺陷应及时修补以利于下一道焊接。以便于清渣为前提适当加大电流电压进展填充焊接。为防止焊接变形，翻转构件，进展反面坡口打底焊接。，焊接过程中要注意焊丝跑偏。一样于第二道进展填充焊接，焊接过程中如发生断弧，接头部位焊缝应打磨出不小于1：4的过渡斜坡才能继续施焊最后进展盖面焊接，盖面焊道可一次成型，如焊道超宽也可采用多道盖面。焊接完毕，除去焊缝外表熔渣及两侧飞溅物，用气割割除引弧和引出板，将切口修磨平整，严禁用锤击落，防止撕裂母材造成应力集中或撕裂源点。检查焊缝外观质量，检查合格后，在规定部位打上印记或焊工钢印，合格后转入下道工序。八H型钢及T型钢的矫正1机械矫正矫正示意图如下上压轮上压轮下压轮矫正前矫正前矫正中矫正后检查H型钢及T型钢有无标签。在使用型钢矫正机时,须选好辊轮,辊轮的形状应与被矫正的断面形状适应在实施校平时，可先进展试校、试测量来确定左右两校正辊位置的上下、松紧，并用直角尺来自检校平情况。在使用型钢矫正机时，型钢进入辊轮后要逐渐加压来回滚动数次，才能最后得以矫正。校正好的要求为翼板平整，且两侧与腹板均垂直，应防止翼板虽校平了，但其两侧不与腹板成直角，而产生倾斜的情况。当一面校正合格后，再翻转1800，同上法校正另一面翼板，至合格在使用型钢矫正机时,辊轮工作槽外表不允许有磨损、凹坑及剥蚀等情况，如出现上述情况时，应及时更换。2火焰矫正〔1〕矫正前的准备,检查氧气、丙烷、工具、设备情况，选择适宜的焊矩、焊嘴；〔2〕了解矫正件的材质，及材质的力学性能、构造特性、刚性、技术条件及装配关系等，找出变形原因〔3〕用目测或直尺、粉线等测量变形尺寸，确定变形大小，并分析变形的类别。〔4〕H型钢的挠曲和旁弯校正采用火焰校正的方法。火焰校正的原理：是将构件变形拱起的一侧，通过火焰加热，然后冷却使其产生收缩，从而实现两侧变形一致，到达校正的目的。〔5〕确定加热位置加热顺序，考虑是否需加外力，确定加热围、加热温度和深度。一般对于变形大的构件，加热温度为700~900℃，实践中一般根据颜色来判断加热温度的上下；〔6〕一般H钢挠曲变形拱度不大时，只需加热上拱侧翼板，从中心开场，往两端分段进展带状加热。加热带宽50㎜，间隔500㎜左右，具体视弯曲情况而定。〔7〕如果上拱比拟大或腹板比拟厚时，只加热翼板缺乏以校正情况下，还应在腹板上相对应位置，进展三角形加热，三角形底边与腹板拱边一致，顶角指向腹板凹边。三角形大小视拱度大小而定，拱度大，那么三角形大些。〔8〕H型钢左右弯曲时〔旁弯〕，一般加热上下翼板凸出边，从中心开场往两端，间隔进展三角形加热。弯曲大，三角形大些，间隔近些。反之，三角形小些，远些。三角形的底边位于翼板拱边，三角形顶角指向一般凹边，最远时，可位于翼板横向中心线上。〔9〕火焰校正后，Q235钢可加水急冷。但对Q345的低合金钢，不能用水急冷，以免引起裂纹等。〔10〕校正过程中，校正工应随时进展观察、测量，并应适可而止，以免校正过头〔11〕检查校正质量，对未能到达质量要求的围进展再次的火焰矫正。矫正量过大的应在反方向进展火焰矫正，直至符合技术要求。挠度矫正旁弯矫正挠度矫正旁弯矫正〔12〕H型钢及T型钢的腹板和翼板的垂直度、直线度、挠曲和扭曲等；矫正后的钢材外表不应有明显的凹陷或损伤，划痕深度不得大于0.5mm。〔13〕矫正后H型钢及T型钢的允许偏差见下表：工程允许偏差〔mm〕示意图截面高度h<500±2.0截面宽度〔b〕±3.0腹板中心偏移〔e〕2.0翼板垂直度〔Δ〕b/100且不大于3.0弯曲失高L/1000且不大于5.0扭曲h/250且不大于5.0腹板局部平面度〔f〕t(板厚)<143.0t(板厚)≥142.0〔9〕检验合格后转入下道工序九十字型柱组立1H型钢和T型钢采用人工组装成十字柱：〔1〕检查H型钢和T型钢配对标识的正确性，确定无误前方能组立。〔2〕组立前应仔细检查T型钢腹板坡口，去除氧化皮等杂物；〔3〕对于T型钢的安装应按图纸要求进展组装，先在H型钢腹板两侧划出T型钢中心线和装配边线进而保证装配的准确度；〔4〕先将画好线的H型钢平放于组装平台上组装一侧T型钢；〔5〕组装时可采用自制简易龙门架、楔铁组装工具和千斤顶进展组装；角度角度〔6〕定位焊采用CO2气体保护焊，定位焊脚高度不得大于设计焊缝焊脚高度的2/3；定位焊缝长度为50mm，焊道间距为250mm。定位焊不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷；注意定位焊长度，以保证足够强度，也可点装斜支撑进展加固。〔7〕调转1800采用一样方法组装另一侧T型钢成十字柱；角度角度2十字柱组对及拼装允许偏差见下表工程焊接及拼接工艺要求1不允许电弧擦伤，点焊咬边≤1mm2翼板与腹板接缝应错开200mm以上，以防止焊缝穿插处应力集中3翼板与腹板之间的装配间隙Δ≤1.0mm工程H型钢组立允许偏差〔mm〕长度〔L〕±3.0高度〔H〕±2.0垂直度〔Δ〕≤B/100且不大于2.0中心偏移〔e〕2.0十十字柱的焊接1由于焊接角度问题，十字型柱的十字形焊缝的焊接采用CO2焊进展打底填充焊接，埋弧焊盖面焊接〔1〕检查十字柱长度方向变形程度，根据变形情况来决定先焊哪一面，通常先焊的焊道，其所引起的变形量是最大的。〔2〕为保证引弧端及收弧断焊接质量，在工件两断焊接引弧板和熄弧板，引弧板及熄弧板要与母材材质、厚度及坡口形式一样，引弧板和熄弧板的长度应大于或等于150mm，宽度应大于或等于100mm，焊缝引出长度应大于或等于80mm，保证引弧及收弧处质量，防止产生弧坑裂纹。〔3〕为防止变形，可两道焊缝同时对应焊接。因为是手工焊接，焊接过程中注意构件变形情况，如产生变形应立即翻转构件进展反面焊接。〔4〕打底填充焊接完成后进展自动埋弧焊接盖面以到达焊缝外观美观的目的。〔5〕焊接完成后进展清理，割去引出板及引弧板并打磨。〔6〕待完全冷却后假设发现十字柱存在变形应进展矫正，采用火焰矫正，其温度值应控制在700～900℃之间，同一部位加热矫正不得超过2次，矫正后，应缓慢冷却。十一端铣1制作下柱时顶部需端铣，制作上柱时，柱下端需开工地安装坡口。2检查十字柱主体部件有无合格印记，将十字柱主体置于端面铣床工件支撑上，使柱体母线垂直于端面铣切削平面后，将十字柱主体夹紧定位3按尺寸要求加工十字柱端面，外表粗糙度要求0.03mm，平面度要求0.3。垂直度允许偏差不大于1.5H/1000，H为截面长度。工地安装坡口顶部端铣面工地安装坡口顶部端铣面十二十字柱牛腿及零部件组装1装配前，装配人员应认真阅读设计图纸，装配要求及有关技术文件；根据设计图纸，核对所有的待装配的组件和零件的数量、规格、材质、制作质量是否满足要求，确认全部满足要求后，方可进展装配；2根据构件编号和图纸核对无误后在距端头500mm处上翼缘板一侧打上钢印号钢印应清晰、明确，钢印号周围用白色油漆笔划线圈住；3以端铣面为基准按图划出牛腿和各种筋板在构件主体上的位置线，并标明该装配的筋板的编号，以防误装；4划线完成后，气割人员应根据划线，将需割去的局部割掉。需切割的容一般为柱的长度余量、开坡口和筋板过焊孔倒角等；5对于较长或较厚件，应尽量采用半自动气割的方法，圆角尽量采用圆规和画样切割以保证切割质量；6气割时，应保证气割质量，割面平整，应保证切割的尺寸正确，气割后，必须将所有气割溶渣、毛刺清理干净，以免影响后续的装配质量。7假设装配的是组件，必须先装焊成组件形式，再进展装配，绝对不允许在以零件形式在梁柱上进展装配。8装配时，必须由一个装配人员和一个焊接人员共同完成，不允许一个人既装配，又焊接的装配方式。9组装时应注意控制零件与主体翼腹板面的垂直度，间距等要求。10柱零部件装配示意图：十三零部件焊接1焊接均采用CO气体保护焊的焊接方法，焊工焊前必须根据构件的设计图纸和工艺要求的规定，清楚焊缝质量要求和焊角高度，在施焊过程中严格按要求执行。2CO气体保护焊焊接时，必须注意收弧及接头的质量，应充分利用焊机的收弧功能，防止咬边和深弧坑，接头处应平坦，使焊缝保持均匀、美观。3焊接时，还应注意焊缝的封口质量，要求封口的焊缝必须封好，焊缝转角处必须连续焊接，不能在转角处断弧。4柱底板及牛腿等焊接，应尽量采用平焊位置，并尽可能采用对称施焊的方式，以防产生过大的变形。5当要求焊接焊脚高度超过8mm时，必须采用多层多道焊，不能采用单道焊，并控制层间温度。7