厂房钢结构工程钢结构加工技术方案

厂房钢结构工程钢结构加工技术方案

一、工程特点

1、该工程的钢柱、钢屋面梁均为等截面或变截面实腹

焊接H型钢。H型钢的重量在整个工程结构中为主导重量。

H型钢制作的好坏，决定了成品构件质量的好坏，所以必须

用专业的H型钢生产线生产。

2、柱与屋面梁、屋面梁与屋面梁均是利用高强度螺栓

连接，其制作孔的精度高低，决定了制作、安装质量的好坏。

3、本工程钢构件具有单件重量轻、构件长、刚度差的

特点，必须采取相应的工艺措施保证构件焊接变形、运输变

形、吊装变形。

4、钢结构件的除锈及油漆喷涂的好坏直接关系到整个

建筑的外观及使用寿命，故所有钢结构件必须经抛丸除锈处

理达Sa2.5级，并在4-6个小时内采用无气式喷涂防腐油漆。

二、工程特殊工艺

1、控制H型钢变形，保证构件精度的措施

该工程屋面梁等构件具有单件重量轻、长度长、钢板簿

的特点。为保证结构整体精度，对板条下料采用德国进口全

自动多头火焰切割机，多条钢板同时切割，保证板条在下料

过程中，其尺寸和宽度平行度等精度达到规范要求，同时由

于钢板两边切割时等量受热，切割后的钢板无变形。对H型

钢主焊缝焊接采用日本进口H型钢电脑控制自动焊机，两条

焊缝同时焊接，对称受热，可将H型钢变形控制到最小。

2、保证H型钢制作高质量、高速度的措施

本工程焊接H型钢为整个钢结构重量的主导重量。H型

钢制作质量关系到整个工程制作质量和安装质量的好坏，也

是整个工程成功的关键环节。为了保证型钢制作质量，采用

日本进口H型可倾组立校正机，H型钢自动双极门式埋弧焊

机。避免了人工组立误差大、一致性差的缺点。确保H型钢

的翼缘与腹板垂直度、上下翼缘平行度、翼缘板平面度达到

或超过《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001标

准。自动双极焊机确保焊缝质量、熔深。并且焊接变形降到

最小。

H型钢质量控制表

宽度

项目高度H腹板偏心度S翼缘斜度P

B

HWH>B>B>

BW200BW200

400400200200

国家

±3.0±2.0±2.0±B/100±2.0±B/100±2.0

标准

本厂+±

±1.0±1.5±1.5±1.0±1.0

标准0.6B/1000.6B/100

提高

67%25%25%40%50%40%50%

率

3、钢结构表面的处理措施

钢结构工程防腐不仅应将锈除去，而且应该将氧化皮及

焊渣除去，因为钢厂在轧制过程中产生的氧化皮会牢固的附

着在钢板表面，但经过一段时间后，氧化皮会自然舒松、脱

落，以至钢结构很快又重新生锈。为确保该工程具有良好的

防腐性能，将采用八抛头抛丸设备对焊接好的构件进行表面

整体抛丸处理，抛丸除锈等级达Sa2.5级。该设备总机容量

128KWA,其高速运转所形成的强大离心力将1.2-2MM的钢

丸打在构件上，从而可获得：

(1)、全部清除构件上的浮锈、焊接飞溅物。

(2)、清除钢厂轧制过程中牢固附着在钢板上的氧化

皮。

(3)、消除焊接应力。

(4)、使构件表面有一定的粗糙度，使油漆能牢固的附

着在构件表面。

(5)、表面除锈等级达到Sa2.5级，防腐寿命可提高3

倍以上。

(6)、抛丸与普通手工机械除锈表面等级比较

抛丸处手工和机械提高等

项目

理除锈级

Sa2%St2/St3三级

4、表面防锈的特殊工艺一一无气喷涂

本工程为全钢结构，除锈、防腐油漆的好坏，直接关系

到建筑的使用年限、维修年限及整个结构的外观质量。为确

保本工程钢结构油漆的质量，将对本工程钢结构抛丸后，及

时对构件进行无气喷涂漆。无气喷涂是用高压下活塞泵挤压

油漆，油漆在高压下雾化。油漆雾化后纯清、有力地喷涂表

面，使钢结构防腐油漆附着力强、油漆膜厚、表面平滑、光

泽好、防腐年限长。（几种工艺防腐性能比较请参看下表）

几种工艺防腐性能比较

名称原理性能

手工用毛刷外表不平滑，易起皱、流挂

气和油漆混合雾化喷出，造成油柒

气和油漆、混合中含气，含气体带的油、水杂质使

喷漆

雾化油漆与钢铁表面附着力差。油漆稀

释大，漆膜薄

无气气、油漆分离，油漆纯净，喷涂压力大，使油漆与

喷涂气压活塞将油漆钢铁表面附着力强，表面平滑光泽。

大压力压出油漆浓度图，漆膜厚

5、接板及零部件焊接：

本工程接板及零部件焊接全部采用混合气体保护焊焊

接。混合气体中氤气85%,二氧化碳15%。该气体与二氧化

碳气体相比，可消除焊缝内部气孔，减少飞溅，焊缝外观平

滑，大大提高了焊缝内在质量和外观质量。

6、连接板打孔工艺

本工程梁与梁、柱与梁的连接均是利用高强螺栓连接，

其连接孔的精度确定了安装质量及安装工效。为了保证其制

作质量，特采用目前国内最先进的电脑控制钻孔中心对其连

接板进行钻孔。用AUTOCAD绘制好连接板图，输入加工中

心对连接板上所有的孔进行高精度的自动找位、自动钻孔。

其加工精度远远高于普通钻床。确保在安装过程中使每一个

孔都能准确定位。

7、加筋板下料工艺措施

本工程中所有加筋板均采用目前国内最先进的数控剪

板机下料，其断面光滑，尺寸误差小，速度快。

三、制作质量控制程序

四、制作前工作准备

1、图纸会审

由工程施工管理人员及公司有关部门参与进行内部图

纸会审，提出问题与业主交流，必要时将图纸提交有关部门

审核。

2、详图设计

图纸经业主审核通过后，由本公司设计中心详图组负责

设计本工程的加工详图，进行节点构造细化，列出各类钢材

的材料用量表，并做好材料规格、型号的归纳，交与公司的

生产部。

3、制定钢构件加工生产工艺及质量标准

根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)

等国家规范、公司质量体系文件及钢结构制作安装工艺规程

编制本工程钢结构加工生产工艺及质量标准。

4、材料采购、检验

物资部采购员进行材料采购，采购时应注意选用与本

公司有长期合作关系，有良好信誉的单位。材料进场后，会

同业主，质监、设计按设计图纸对材料按下列方法进行检验:

(1)、钢材质量证明书。质量证明书应符合设计的要求,

并按国家现行有关标准的规定进行抽样检验，不符合国家标

准及设计文件的均不得采用。

(2)、钢材表面有锈蚀、麻点和划痕等缺陷时，其深度

不得大于该钢材厚度负偏差值的l/2o

（3）、钢材表面锈蚀等应符合现行国家标准《涂装前钢

材表面锈蚀等级和除锈等级》的规定。

（4）、连接材料（焊条、焊丝、焊剂）、高强度螺栓、

普通螺栓及防腐涂料（底漆和面漆）等均应有产品质量保证

书。

5、原材料的堆放

经检验合格的钢材按品种、牌号、规格分类堆放，做好

标识。钢材堆放应成形、成方、成垛，以便于点数和取用。

最底层垫上道木，以防止进水锈蚀。

焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）应按牌号和批号分别存

放在干燥的储藏仓库内，焊条和焊剂在使用前按出厂证明上

的规定进行烘焙及烘干，焊丝在使用前应清除铁锈、油污及

其它污物。需用材料凭领料单发放，发料时核对材料的品牌、

规格、牌号是否与领料单一致

五、加工技术方案

1、进料：该工程所需板料进车间后，应逐块检查钢板

上的标记，是否与设计所用的材料相吻合，并检查钢材表面

是否有裂纹，端面是否有夹渣，如有疑问应作理化实验。钢

材应按规格堆放并挂牌以防混料。

2、放样：按照施工图上的几何尺寸，以1：1比例在样

台上放出实样以求出真实形状和尺寸，然后根据实样的形状

和尺寸制成样板、样杆，作为下料、弯制、制孔等加工的依

据。允许偏差见放样和样板（样杆）允许偏差表。

放样和样板（样杆）允许偏差表

项目允许偏差（mm）

平行线距离和分段尺寸+0.5

对角线1.0

长度、宽度长度0-+0.5

孔距+0.5

组孔中心距离+0.5

加工样板的角度+200

3、批料：根据进料实际情况排料以保证H型钢腹板翼

板的焊缝相互错开200mm以上，同时降低损耗。

4、接板：采用自动埋弧焊机施焊。接板人员都持有接

板作业指导书［SH/C（751）-4.01］及拼接工艺规程：

0012-S-l（6=5+5拼接）、0012-S-2（6=6+6拼接）、0012-S-3（6

=8+8拼接）、001254（3=Q+10拼接）等;对于4<5<12,的

钢板，焊接时不开坡口，采用悬空焊，每面焊一层，反面清根;施

焊后要及时清根，清根中如发现缺陷要继续清根，直到缺陷消

失。所有的拼接都必须加引弧板和引出板，引弧板和引出板

的材质、坡口、厚度与母材完全一致,引出焊缝长度L>80mm,

钢板两面逆向施焊，以最大限度消除焊接缺陷，焊接结束24

小时以后，100%进行超声波探伤。

5、下料：钢材下料前先对材料进行矫正，矫正后的偏

差值不应超过相关规范及设计规定的允许偏差值，以保证下

料的质量。本工程采用德国进口、光电跟踪全自动多头切害！I，

下成的板条宽度一致，误差控制如下表。

下料与样板（样杆）允许偏差表

项目允许偏差（mm）

零件外形尺寸+1.0

孔+0.5

基准线（装配或加工）+0.5

对角线1.0

加工样板的角度+200

根据工艺要求在放样和下料时预留制作和安装时的焊

接收缩余量及切割、等加工余量。

6、切割：零件的切割线与下料线的允许偏差应符合下

表规定：

零件的切割线与下料线的允许偏差表

项目允许偏差（mm）

手工切割+20

自动、半自动切割+1.5

精密切割+1.0

在本工程中，切割偏差应控制在+LOmm。

切割前应将钢材表面切割区域内的铁锈、油污等清除干

净，切割后清除断口边沿熔瘤、飞溅物，断口上不得有裂纹

和大于1mm的缺棱，并清除毛刺。

切割截面与钢材表面不垂直度不大于钢板厚度的10%,

且不得大于2mmo

精密切割的零件，其表面粗糙度不得大于0.03mm。

机械切割的零件，其剪切与号料线的允许偏差不得大于

2mm。

机械剪的型钢，其端部剪切斜度不得大于2mm。

7、坡口：采用半自动切割开坡口，并且用角磨光机将

表面氧化层清理干净。

8、H型钢组合：利用日本进口全自动H型钢门式组合

机组对，定位要准确，垂直度、平整度均要按规定控制。

9、H型钢焊接：利用日本进口全自动H型钢双极龙门

式埋弧焊机焊接。双极反馈，参数稳定、自适应控制、熔深

大、焊缝均匀、构件变形小，而且速度快。

10、H型钢矫正：采用日本进口全自动H型钢专用矫直

机及专用H型钢翼缘矫正机矫正，矫直精度高、速度快。普

通碳素结构钢在高于一160C时，应采用冷矫正和冷弯曲，矫

正后的钢材表面不得有明显的凹面和损伤，表面划痕深度不

大于0.5mm。零部件在冷冷矫正和冷弯曲时，其曲率半径和

最大弯曲矢高应按相关规范和设计要求进行加工。零件采用

热加工成形时，加热温度宜控制在900—10000C,碳素钢结

构在温度下降到7000C之前结束加工。

11、边缘打磨：对钢构件外露边缘、焊接边缘、直接传

力的边缘，需要进行铲、包IJ、铳等再加工。根据工艺要求，

一般采用风铲、刨边机、弧气刨、端面铳订等机具、设备进

行打磨。

12、成孔：

(1)、制孔根据情况分别采用冲孔、钻孔，一般不允许

气割割孔。

(2)、H型钢梁柱上的螺栓孔采用日本进口的三维钻床

一次成孔；楝条上的孔在数控楝条生产线上自动完成；柱梁

连接端板其它零部件的螺栓孔利用双工作台的数钻床钻孔，

效率高，孔位精确，有效的保证了现场的安装精度，可完全

避免现场割孔及因孔位不精确引起的安装附加应力，确保工

程质量。

13、组装

(1)、板材、型材的拼接应在组装前进行，构件的组装

在部件组装、焊接、矫正后进行。

(2)、组装顺序根据结构形式、焊接方法和焊接顺序等

因素确定。连接表面及焊缝每边30—50mm范围内的铁锈、

毛刺和油污必须清除干净。当有隐蔽焊缝时，必须先预施焊,

经栓验合格方可覆盖。

(3)、制作拼装胎模时，其定拉必须考虑预放出焊接收

缩量及齐头、加工的余量。胎模应根据设计图纸，按1:1

的比例在操作平台上放样，并设置专用胎具和工装，进行构

件组装，确定组装基准，制作一根并在厂里试拼装。

(4)、为减少变形，尽量采取小件组焊，经矫正后再大

件组装，胎模及装出的首件必须经过严格检验，方可大批的

进行装配工作。

(5)、将实样放在装配平台上，按照施工图及工艺要求

预留焊接收缩量。装配平台应有足够的刚度，不得发生变形,

从而影响装配精度。

(6)、在制作调试好的平台胎具上拼装柱、梁的连接板

端板。连接端板与固定模板及活动模板必须有3个以上的定

位销及夹紧螺栓。

(7)、拼好后进行定位点焊，定位点焊所用焊接材料的

型号，要与正式焊接的材料相同，完全固定后，采用混合气

体保护焊对拼装好的整根钢构件进行焊接。

(8)、整根构件焊完后，如有局部弯曲的，应利用火焰

矫正，达到规范要求。

(9)、装配好的构件立即用油漆在明显的部位编号，写

明构件号，以便查找。

(10)、钢构件的拼装需分别选用以下工具：

(11)、卡兰或铁楔夹具:可把两个零件夹紧在一起定位,

进行焊接;

(12)、槽钢夹紧器:可用于装配板结构的对接接头；

(13)、矫正夹具及拉支器:矫正夹具用于装配钢结构，拉

紧器是在装配时用来接紧两个零件之间的缝隙；

(14)、正后丝扣推撑器:用于装配圆筒体时调整焊缝间

隙和矫正筒体形状；

(15)、手动千斤顶。

15、钢构件的拼装工艺：

(1)、无论是翼缘板还是腹板，均应先进行装配焊接矫

正，与钢柱连接的节点板等，应先小件组焊，矫正后再定位

大组装；

(2)、放拼装胎模时应放出收缩量，一般放至上限(LW

24m时放5mm,L224m时放8mm)；

(3)、上翼缘节点板的槽焊深度与节点板厚度的关系见

下表：

槽焊深度与节点板厚度关系表

节点板厚681114

度(mm)02

槽焊深度568112

(mm)0

16、型钢焊接生产线

该生产线由德国进口数控火焰切割机、日本进口H型钢

组立机、日本进口自动双极埋弧焊机、H型钢翼缘矫正机和

端面锯床、三维钻床、双工作台节点加工中心（数控钻床）

几大部分部分。

H型钢由两块翼缘板及一块腹板焊接而成，钢板经数控

火焰切割机下料后，经过H型钢组立机将翼缘板、腹板组合

成型并点焊固定，然后进入龙门式自动埋弧焊机进行自动埋

弧焊接，焊接完成后再通过H型钢翼缘矫正机对焊接后H

型钢翼缘板的变形进行矫正，传送至端面锯床切头、三维钻

床钻孔，从而完成整个加工过程，生产出合格的H型钢产品。

17、翼缘板、腹板均先单肢装配，焊接矫正后进行大组

装。组装前先进行进行基本定位，并焊接好加劲板和拉条，

以确保在进行交叉施焊时结构不变形。

18、与钢柱连接的节点板等，先小件组焊,矫正后再定拉

大组装。

19、构件的隐蔽部位经焊接、涂装，并经检查合格后方

可封闭，完全密闭的构件内表面可不涂装。

20、抛丸除锈：采用专业钢结构八抛头抛丸除锈机除锈,

达到sa2%级。除锈后，不能残留氧化皮、油污，其表面露

出金属光泽。

21、抛丸除锈后，在4个小时之内采用无气喷涂防锈漆,

质检员须利用测厚仪对构件油漆进行抽测，须达到设计要求

和涂装规范后，才能验收。

22、成品检验

(1)、焊接全部完成，焊接冷却24小时后，全部做外观

检查并做出记录。并按规定作焊缝检测。

(2)、按照施工图要求和施工规范规定，对成品外形几

何尺寸进行检查验收，做好记录。

23、成品保护

(1)、堆放构件时，地面必须垫平，避免支点受力不均。

构件的吊点、支点应合理，构件一般均立放，以防止由于侧

面刚面刚度差而产生下挠或扭曲。

(1)、钢结构构件均涂防锈漆，编号不得损坏。

24、保证质量措施

(1)、防止构件运输、堆放变形，必须采取措放，防止

出现由于运输，堆放时垫点不合理，或上、下垫要不在一条

垂直线上，或由于场地沉陷等原因造成变形。如发生变形，

根据情况采用千斤顶，氧一乙焕火焰加热或用其它工具矫。

(2)、防止构件扭曲：拼装时节点处型钢不吻合，连接

处型钢与节点板间缝隙大于3mm,则需矫正，拼装时用夹具

夹紧。长构件应拉通线，符合要求后再定位焊接固定。长构

件翻身时由于刚度不足有可能发生变形，事先进行临时加

固。

(3)、防止焊接变形：采用合理的焊接顺序及焊接工艺

(包括焊接电流、速度、方向等)或采用夹具、胎具将构件

固定，然后再进行焊接，以防止焊接后翘曲变形。

(4)、防止尺寸不准确：制作、吊装、检查用统一精度

的钢尺。严格检查构件制作尺寸，不允许超过允许偏差。

25、钢结构的焊接

(1)、材料

A、电焊条：接照设计及规范要求选用焊条，焊条须具

有出厂合格证明。如须改动焊条型号，必须征得设计部门的

同意。严禁使用过期、药皮脱落、焊芯生锈的焊条。焊接前

将焊条进行烘焙处理。

B、作业条件：

施工图纸，拟定焊接工艺。

准备好所需施焊工具，焊接电流。

在钢结构车间施焊区施焊。

焊工经过考试，并取得合格证后才可上岗，如停焊超过

半年以上时，则重新考核后才准上岗。

施焊前焊工复查组装质量和焊缝区的处理情况，如不符

合要求，修整合格后方能施焊。

(2)、操作工艺

A、焊条使用前，必须按照质量证明书的规定进行烘焙

后，放在保温箱内随用取。

B、首次采用的钢种和焊接材料，必须进行焊接工艺性

能和物理性能试验，符合后才能取用。

C、多层焊接应连续施焊，其中每一层焊道焊完后应及

时清理，如发现有影响焊接质量缺陷的，必须清除后再焊。

D、要求焊成凹面贴角焊缝，可采用船形焊接使焊缝金

属与母材间平缓过渡。

E、焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，须申报焊接

技术负责要查清原因，订出修补措施后才可处理。

F、严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧，在坡口内起

弧的局部面积应熔焊一次，不得留下弧坑。

G、钢构件重要焊缝接头，要在焊件两端配置引弧板，

其材质和坡口型式与构件相同。焊接完毕用气割除并修磨平

整，不得用锤击落。

H、要求等强度的对接和丁字接头焊缝，除按设计要求

开坡口外，为了确保焊缝质量，焊接前采用碳弧气刨刨焊根,

并清理根部氧化物后才进行焊接。

I、为了减少焊接变形与应力，常采取如下措施：

a、焊接时尽量使焊缝能自由变形，钢构件的