钢结构焊接工艺编制-钢结构焊接工艺编制（钢结构焊接）

钢结构焊接工艺方案的制定

7.4.1编制焊接工艺方案的原则

（1）采用现行国家相关标

（2）明确钢结构的生产模

（3）采用主要的设备，胎具及其他工具

生产规模可以划分为：1）单件小批生产；2）成批生产；3）大量生产。

7.4.2工艺方案设计的程序

根据工艺设计的依据及工艺分析的结论，由主管工艺人员或责任工程师提出几种工艺方案，组织讨论，确定最佳方案，经工艺主管审核，最后交由工艺师或总工程师批准。

工艺设计由技术部门责任工程师牵头完成。工艺方案设计的程序，见图7-44.

7.4.3焊接生产工艺方案的设计

在制定工艺方案，编制工艺文件之前，仔细的进行焊接生产全过程的工艺分析是十分重要的。工艺方案内容根据方案分类还有所不同，由新产品样机试制、新产品小批试制到批量生产，一步步深入，前一阶段的工艺小结是后一阶段工作的基础。

7.4.3.1钢结构主要节点的焊接工艺方案

现根据工程的结构形式和所用材料规格，介绍几种主要节点的部份焊接接头焊接方法：

（1）节点焊接方案，，，，，，

7.4.3.2大型储油罐焊接施工工艺方案

以内浮顶油罐安装施工顺序为例介绍其焊接制作安装工艺方案。

（1）焊接制作安装工艺方案，，，，，，以内浮顶油罐安装施工顺序为例介绍其焊接制作安装工艺方案。（1）焊接制作安装工艺方案以内浮顶油罐安装施工顺序为例介绍其焊接制作安装工艺方案。（1）焊接制作安装工艺方案

7.4.4焊接施工（生产）工艺方案的论证

（1）工艺方案的论证概念

焊接施工（生产）工艺方案论证就是将几种预先设计的焊接施工工艺方案在经济性，安全性，可操作性及技术的先进性等方面进行比较，选出最佳的焊接施工工艺方案。

（2）专项方案编制审查程序

焊接施工（生产）工艺方案对于大型钢结构工程或相关重点工程是属于专项施工工艺方案，同时需要报上级审核批准的。其程序见图7-45：

（3）专项方案编制内容和格式

包括：1.引言1.1.编写目的1.2.背景1.3.定义1.4.参考资料2.技术方案的前提2.1.要求2.2.目标2.3.假定和限制2.4.进行技术可行性分析的方法2.5.评价准则3.对现有系统的分析3.1.现状分析3.2.局限性4.建议的系统技术方案4.1.技术方案概述4.2.系统工作流程4.3.改进之处4.4.影响4.5.局限性4.6.技术方案的可行性分析4.6.1.总体分析4.6.2.技术方案中采用的成熟技术4.6.3.技术方案中采用的新技术4.6.4.技术方案中需要进行预研的子项5.其他可选择的系统技术方案5.1.可选择的系统技术方案1.5.2.可选择的系统技术方案2……5.n.，可选择的系统技术方案n6.系统技术方案评价7.已选系统方案的技术风险分析7.1.技术风险识别7.2.技术风险估计7.3.技术风险评价7.4.技术风险管理与监控7.5.预研子项的研究结果分析8.结论。7.3钢结构焊接工艺过程分析及工艺编制

7.3.1钢结构焊接工艺过程分析

7.3.1.1工艺规程的概念“工艺规程”是工厂中生产产品的科学程序和方法；是产品零部件加工、装配焊接、工时定额、材料消耗定额、计划调度、质量管理以及设备选购等生产活动的技术依据。

工艺规程是工厂工艺文件中的指导性技术文件，也是工厂工艺工作的核心。

7.3.1.2工艺过程

生产过程：将原材料或半成品转变为产品的全部过程。其中包括工艺过程和辅助生产过程。

工序：连续完成的那部分工艺过程。

工序是工艺过程的最基本组成部分，是生产计划的基本单元。

工艺路线（或工艺流程）：加工所通过的路线。它实际上是产品制造过程中各种加工工序的顺序和总和。

工艺规程：就是将工艺路线中的各项内容，以工序为单位，按照一定格式写成的技术文件。

在焊接结构生产中，工艺规程由两部分组成：一部分是原材料经划线、下料及成形加工成零件的工艺过程；另一部分是由零件装配焊接成部件或由零、部件装配焊接成产品的工艺过程。

工艺规程需保证四个方面的要求：安全、质量、成本、生产率。

7.3.1.3工艺规程的作用

（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件；（2）工艺规程是生产组织和生产管理的基础依据；（3）工艺规程是设计新厂或扩建、改建旧厂的基础技术依据；（4）工艺规程是工厂的技术档案；（5）工艺规程是交流先进经验的桥梁。

7.3.2编制工艺规程的编写步骤

7.3.2.1技术准备

（1）对产品所执行的标准要消化理解，并在熟悉的基础上掌握这些标准；

（2）对经过工艺性审查的图纸，再进行一次分析；

（3）熟悉产品验收的质量标准，它是工艺技术、工艺方法及工艺措施等决策的依据；

（4）要掌握工厂的生产条件，这是编制切实可行工艺规程的核心问题。

7.3.2.2产品的工艺过程分析

在技术准备的基础上，根据图纸深入研究产品结构及备料、成形加工、装配及焊接工艺的特点，对关键零部件或工序应进行深入的分析研究。考虑生产条件、生产类型，通过调查研究从保证产品技术条件出发，在尽可能采用先进技术的条件下，可提出几个可行的工艺方案，然后经过全面的分析、比较或经过试验，最后选出一个最佳的工艺路线方案。

7.3.2.3拟定工艺路线

拟定工艺路线要完成以下几个内容：（1）加工方法的选择；（2）加工顺序的安排；（3）确定各工序所使用的设备。

7.3.2.4编写工艺规程在拟定了工艺路线并经过审核、批准后，就可着手编写工艺规程。这一步的工作是把工艺路线中每一个工序的内容，按照一定的规则填写在工艺卡上。编写工艺规程时，语言要简明易懂，工艺术语统一，符号和计量单位应符合有关标准，对于一些难以用文字说明的内容应绘制必要的插图。

钢结构焊接工艺规程的主要内容

在钢结构开工建造前，工厂应结合本厂的技术条件和生产经验，制定产品建造焊接工艺计划表交监理工程师认可。计划表中应针对建造中的焊缝出现于重要结构与结点的不同位置、形式和尺寸，列出拟使用的焊接工艺规程的名称和编号。焊接工艺规程应提交批准后监理工程师批准方可采用。对于未曾批准过的工艺，工厂应制定详细的工艺规程并提交验收方认可。经工艺认可试验合格后方可使用。7.5典型钢结构的装焊工艺

——工字结构的装焊工艺及简单工夹具的应用

7.5.1工字结构简介工字钢也称为钢梁，是截面为工字形状的长条钢材。工字钢分普通工字钢、轻型工字钢和和宽翼缘工字钢。7.5.2H型钢、工字钢、焊接工字钢的应用工字钢过去被称为普通工字钢，由于其翼缘宽度较小，工字钢在腹板和底板连接处有弧度，使其对截面两个主形心轴的惯性矩相差较大(Ix>>Iy)，而H型钢即为轧制宽翼缘工字钢，这种型钢与普通工字钢相比，其翼缘内外两侧无斜坡，相互平行，便于与其他构件相连。翼缘宽度b与截面高度h较接近，因而对截面两个主形心轴的惯性矩比较接近。工字型钢不论是普通型还是轻型的，由于截面尺寸均相对较高、较窄，故对截面两个主轴的惯性矩相差较大，因此，一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。因而单独使用时也只能用作一般的受弯构件和偏压构件，如工作平台中的次梁或偏压柱等，当用作组合截面时,则可作主要的受压构件。工业厂房H型钢属于高效经济截面型材(其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等)，由于截面形状合理，它们能使钢材更高地发挥效能，提高承载能力。不同于普通工字型的是H型钢的翼缘进行了加宽，因为宽翼缘H型钢两个主轴方向惯性半径相差不多，且内、外表面通常是平行的，这样可便于用高强度螺栓和其他构件连接。其尺寸构成合理系列，型号齐全，便于设计选用。窄翼缘H型钢适用于梁或压弯构件，而宽翼缘H型钢和H型钢桩则适用于轴心受压构件或压弯构件。所以H型钢是工字钢的换代产品。但是工字钢也不是一无是处，由于壁厚，翼缘是从外到内有小变大，符合截面的实际受力情况，而且翼缘和腹板间是圆角，所以正常使用时不会发生局部失稳，没有较大的集中力就不用验算也不用加劲肋。7.5.3H型钢与工字钢的区别（1）工字型钢不论是普通型还是轻型的，由于截面尺寸均相对较高、较窄，故对截面两个主袖的惯性矩相差较大，因此，一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用，这就使其在应用范围上有着很大的局限。（2）H型钢属于高效经济裁面型材(其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等)，由于截面形状合理，它们能使钢材更高地发挥效能，提高承裁能力。不同于普通工字型的是H型钢的翼缘进行了加宽，且内、外表面通常是平行的，这样可便于用高强度螺桂和其他构件连接。其尺寸构成合理系列，型号齐全，便于设计选用。（3）H型钢的翼缘都是等厚度的，有轧制截面，也有由3块板焊接组成的组合截面。工字钢都是轧制截面，由于生产工艺差，翼缘内边有1：10坡度。H型钢的轧制不同于普通工字钢仅用一套水平轧辊，由于其翼缘较宽且无斜度(或斜度很小)，故须增设一组立式轧辊同时进行辊轧，因此，其轧制工艺和设备都比普通轧机复杂。国内可生产的最大轧制H型钢高度为800mm，超过此高度只能是焊接组合截面。我国热轧H型钢国标（GB/T11263-1998）将H型钢分为窄翼缘、宽翼缘和钢桩三类，其代号分别为hz、hk和hu。窄翼缘h型钢适用于梁或压弯构件，而宽翼缘H型钢和H型钢桩则适用于轴心受压构件或压弯构件。工字钢与H型钢相比，等重量前提下，w、Ix、Iy都不如H型钢。在计算时都是用长度乘以理论重量来计算构件的重量的

7.5.4工字钢生产工艺流程

取料划线切割装配焊接合拢检测矫正油漆

7.5.4.1工字结构的装焊工艺

（1）工字钢的装焊

1）装焊方法正装法；侧装法；自动流水线装焊法。

2）工艺流程拼板（板不够长时）→装配成工字形→上挠↗靠装焊顺序↘↘靠腹板下料（扇形）→焊接（自动焊）→装配加劲板及附件。

3）装焊过程①翼缘板和腹板的拼接②装配-焊接工字型构件主体ⅰ手工装配有直立装法即可采用腹板在直立位置装配的方法；横卧装法即腹板较高时，要在横卧状态下进行装配，这时腹板平放在高度一致的平台上ⅱ用工艺装置装配工字型构件，用相似装置整套定位。压紧装置可以安装在一台可移动的门架上，逐步压紧腹板与翼缘板之间的空隙，并进行定位焊。工效提高30%～50%以上。ⅲ采用埋弧自动焊焊接翼缘焊缝，最好用船形焊，应根据工件的大小、采用合适的翻转机。防止翼缘板变形的方法，可采取背靠背定位法。③装配焊接工字型构件加劲板（2）H型构件的装配-焊接①工艺流程下料→组对翼缘板及腹板→正反面定位焊接→自动焊接→矫正→端头切割打磨→打样钻孔→组装小件→检查交货。②焊接工艺问题（A）翼缘板和腹板长度上余量的切割（B）接头的装焊（C）型材工字钢接长时的错开方式7.5.5工字结构的装焊工夹具及应用（1）工字钢焊接工夹具及装备

组对胎工字钢自动焊接装置（2）工字钢焊接矫直生产线机械设备7.5.6工字结构的装焊质量要求

7.5.6.1材质和规格标准热轧H型钢和部分T型钢GB11263

热轧工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T706-1988

热轧槽钢尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T707-1988

热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T9787-1988

热轧不等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T9788-1988

焊接工字钢则应符合钢结构建造规范的相应要求。

7.5.6.2工字钢的装焊质量要求（1）外观尺寸主要尺寸有：长度、截面宽度、截面高度、腹板中心偏移、翼缘板垂直度、弯曲矢高、挠曲、腹板局部平面度、旁弯度等。（2）焊缝质量

1）焊缝外观质量

2）焊缝内在质量作业十试编写中型焊接工字钢的焊接工艺要点。7.6典型钢结构的焊接

7.6.1容器的焊接——立柱式储油罐的焊接工艺

随着现代工业的发展，油罐工程由过去几十立方的小型油罐发展到几百、几千立方的中大型油甚至几万立方的特大型油罐。油罐是工业罐类的一种，它的载重越来越大，密性要求高，保温要求严，因此，制作工艺复杂。

现以长江某港口石油化工码头扩建工程——Ｑ9油罐工程为例来分析焊接制作工艺。7.6.1.1立柱原油罐工程概况某港口石油化工码头扩建工程——油罐工程为50000m3的内浮顶立柱式原油罐（万吨级以上的油罐大多采用浮顶结构形式），罐底板直径为60.2m，由中幅板和边缘板组成，中幅板板厚δ为10mm，材质为Q235A-F钢，边缘板δ为14mm，材质为16MnR，所有焊接接头为对接形式，并采用横列式排板，如下右图1所示。板宽1800mm，板长不定尺寸，按规范相邻焊缝之间的距离不得小于200mm，且板材最小尺寸长不得小于2000mm，宽不得小于1000mm。y轴方向共有28条横列板。

该工程油罐浮顶直径59.6m，它是由环形浮船和中央单盘板组成，浮船外侧高900㎜，内侧高600㎜，宽4400㎜。罐壁高度为19483mm，由包边角钢和十一层壁板组成，从底层板开始，壁板厚度分别为32、30、28、24、20、18、14、12、10、10、10，其中第1～10层材质为16MnR，第11层材质为Q235-A,包边角钢材质为Q235-AF钢。各层壁板的端接缝应错开，且错开距离不小于500mm。7.6.1.2罐底板焊接工艺分析（1）焊接需解决的问题①特大型罐底板拼接的焊接应力与变形，防止和控制波浪变形和局部凸凹深度超差；②特大型罐底板纵向和横向焊接收缩量的控制；③特大型罐底板单面焊接问题。（2）焊接方案

1）焊接方法采用手弧焊加垫板装配定焊位，焊接中幅板用J422或E4303边缘板用J507或E5016。垫板尺寸100×6×L；采用埋弧自动焊焊接，焊机型号为MZ-1000型2台，焊接材料：中幅板用H08和焊剂431，边缘板用H10Mn2A和焊剂431。

2）装焊方案先采用“分区焊接”即“化整为零”，再拼成整体即“积零为整”，使焊接变形降低到最小限度；中幅板拼装时其边缘预留50mm以上的余料。

3）焊接片区的划分由于所有底板尺寸定宽不定长，故采用横列式排板，分为28个横列板，以X轴为