钢箱梁钢结构加工制作方案1、制作准备开始之前,相关部门都将根据该项目的结构特点和工期要求,做相应的人、材、机及技术准备,并据此作出相应的生产计划安排。
1.1焊接工艺评定焊接工作正式开始前,对工程中首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊接接头形式、焊后热处理等必须进行焊接工艺评定试验,对于原有的焊接工艺评定试验报告与新做的焊接工艺评定试验报告,其试验标准、内容及其结果均应在得到工程监理认可后才进行正式焊接工作。
1.2技术交底和人员培训为达到优良的制造质量,使业主、设计满意,本公司决定,对参加本工程项目钢结构构件加工的管理人员、技术人员和焊工进行上岗前全员技术培训和质量意识教育、技术交底和应知应会教育,对于主要工种,如焊工、涂装工、组装工、划线工、检查工等进行特殊培训和考试,实行持证上岗制度。
2、钢构件的加工方案2.1板材除锈钢结构表面处理要求:钢结构除锈和涂装应在制作质量检验合格后进行,钢构件在涂装前,必须将构件表面的毛刺、焊渣、飞溅物、积尘、铁锈、氧化皮、油污及附着物彻底清除干净,钢结构防锈和防腐蚀采用的涂料、钢材表面的除锈等级以及防腐蚀对钢结构的构造要求等,应符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB/T8923)规定的C级及以上。
根据工程的需要,钢构件采用喷砂除锈。
2.2零部件放样零部件放样采用软件Act/cut,该软件主要应用于平面材料的切割。
软件的主要运行步骤示意:步骤图示CAD总图导入自动拆分成单张零件图库存钢板自动匹配自动排版套料表3-1 样板、样杆、样条制造允许偏差序号项目允许偏差 (mm)1 两相邻孔中心线距离±0.52 对角线、两极边孔中心距离±1.03 孔中心与孔群中心线的横向距离0.54 宽度、长度+0.5,-1.05 曲线样板上任意点偏离 1.0⑹对于形状复杂的零件,用计算机1﹕1放样确定其几何尺寸,并采用数控切割机精切下料。
编程时,要根据零件形状复杂程度、尺寸大小、精度要求等确定切入点和退出点,并适当加入补偿量,消除切割热变形的影响。
⑺对于下料后需要机加工的零件,其加工尺寸偏差严格按工艺文件或图纸上注明的尺寸执行。
⑻当板件下料采用无余量切割工艺时,必须先进行相关工艺试验,取得工艺参数,并经监理工程师批准后方可实施。
⒀下料流程图图3-2 下料流程图2.3钢材的切割切割质量的好坏是钢结构加工质量控制的关键,坡口加工的好坏直接影响到各种焊接型材拼装质量。
⑴钢材的切割原则上采用火焰自动切割或NC 切割,次要部位的零件可以采用火焰半自动切割或手工切割。
材料切割后,自由边缘必须进行打磨。
所有构件自由端必须倒角。
图3-3钢板主材切割 图3-4 钢材零件版切割⑵切割前先检查钢材的规格、材质、质量等是否符合要求,钢材表面上的油污、松动的氧化皮杂物等应清除干净。
切割后切割面应除去熔渣和飞溅物。
对于组装后无法精整的表面,如弧形锁口内表面等,应在组装前进行处理。
表3-2钢板切割面精度表项目图例允许偏差切割断面的粗糙度坡口面.≤100um自由边.≤50um切割断面的局部割痕d 坡口面.d≤1.0mm 自由边.d≤0.5mm切割断面的垂直度e e ≤0.05t、且≤2.0mm门进行全面检查,经检查合格后,方可进行继续拼装。
拼装好的钢构件必须立即用油漆在明显部位编号,写明图号、构件号和件数,以便查找。
⑴组装前,必须熟悉施工图,加工工艺等有关技术要求,检查组装用零件的编号、材质、尺寸、数量和加工精度等是否符合图纸和工艺要求,确认后才能进行装配。
⑵装配用的平台和胎架应符合构件装配的精度要求,并具有足够的强度和刚度,经检查验收后才能使用。
⑶构件装配时必须按照工艺流程进行,组装前焊缝两侧各50mm范围以内的铁锈、氧化铁皮、油污、水分清除干净,并显露出钢材的金属光泽。
⑷对于在组装后无法进行涂装的隐蔽面,应在组装前喷砂除锈,涂上油漆。
⑸H型钢的翼板和腹板下料后须进行矫正,组装应在H型钢胎架或H型钢拼装机械上进行拼装,拼装后按焊接工艺进行焊接和矫正。
⑹矫正可用机械或火焰矫正的方法进行,火焰矫正的加热温度应根据钢材性能确定,低合金钢材料严禁用水激冷。
⑺当采用夹具组装时,拆除夹具时不得损伤母材;对残留焊疤应修磨平整。
⑻加工完毕后,外形整修、清除焊疤、焊接飞溅并打磨光洁,外露切割边本工程箱梁顶板、底板、腹板均一般应在零件精确下料前进行拼接,接料的⑶在T型接头内侧全部采用气保焊焊接100mm,并作1:5斜坡过渡,然后再采用埋弧焊搭接50mm引弧焊接。
焊后修磨匀顺,并将T型接头端头修磨,保证5号纵缝的焊接。
⑷正面焊后,翻身清根,再按上述焊接顺序和要求焊接。
⑸焊后焊缝进行无损检测,合格之后对其进行校正。
2.4.2零件矫正及组拼件技术要求主要受力零件冷作弯曲时,环境温度不宜低于-5℃,内侧弯曲半径不得小于板厚的5倍,小于者必须热煨,热煨温度宜控制在900~1000℃之间。
冷作弯曲后零件边缘不得产生裂纹。
2.4.3板单元组装技术要求⑴组装前必须熟悉图纸和工艺,认真核对零件编号、外形尺寸和坡口,核查平面度、直线度等各种偏差,确认符合图纸和工艺要求后方可组装。
⑵组装前必须彻底清除待焊区的浮锈、底漆、油污和水分等有害物。
⑶焊缝端部按规定组引熄弧板,引熄弧板的材质、厚度及坡口应与所焊件相同。
⑷顶板、底板、腹板的纵向接料焊缝与加劲板角焊缝间距不得小于100mm。
⑸板单元每次组装前应对组装胎进行检查,确认各定位尺寸合格后方可组装。
⑹各类首制件必须经检查合格并由监理工程师批准后,方可批量生产。
⑹板单元组装后应按规定打上轮次号、板单元号、生产序列号。
2.4.4板单元的存放及吊装运输⑴板单元的存放板单元存放场地地基应坚实,不得有塌陷。
板单元码放时最下面一层板单元与地面间应加垫木楞。
板单元与板单元之间如有较长距离的腾空或不能以平面接触时也应加垫木楞,以增强其稳固性,防止板单元发生变形或倒塌。
层与层之间的木楞应垫在同一断面处。
板单元码放时,相同种类、相同规格和形状的板单元应码放在一起。
在箱梁段拼装场码放板单元时,应按板单元在总拼时的状态码放,如底板加劲肋朝上码放,从而减少总拼吊运时的翻身。
板单元码放高度应适宜,应保证整摞的稳定性,避免倾覆及处于下部的板单元因压力过大产生塑性变形。
一般情况下,板单元码放高度不宜超过2米。
⑵板单元的吊装运输起重人员要严格遵守天车司机和起重工的安全操作规程。
板单元吊运时要“轻、稳、准”,严禁碰撞和拖拽。
吊运板单元前要仔细检查吊具的安全性,状况良好方可使用。
板单元吊运过程中宜使用磁力吊具,如果不能或没有条件使用磁力吊而采用对板边或坡口易造成损伤的钢性吊具时,吊装部位必须加垫保护。
板单元在吊运过程中应尽量避免永久变形和损伤,如碰伤、勒伤、摔伤等。
2.5拼装焊接2.5.1工厂内拼装(1)主要板单元的拼装1)腹板(底板)单元的拼装a、在腹板上划出加劲肋的组装定位控制线;图3-7底板拼装示意图一b、组装腹板上的通长横肋,检查其定位是否与腹板上的组装定位控制线相一致,精确调整后与腹板电焊固定;图3-8底板拼装示意图二c、组装腹板上的纵肋,检查其定位是否与腹板上的组装定位控制线相一致,精确调整后与腹板电焊固定;图3-9底板拼装示意图三d、焊接腹板与加劲肋之间的焊缝,焊接纵肋与腹板间的通长焊缝时,尽量采用对称焊接、多人从中间向两边分段退焊,以减少焊接变形;焊后矫正。
(2)拼装工艺箱梁的各个板单元加工完成并经检验合格之后,进行箱梁的组装。
1)搭设组装平台,平台应经过抄平处理,并经专检验收;2)箱梁的底板上胎就位,并在底板上划出横隔板、支撑加劲肋、封头板的组装定位控制线;3)组装箱梁两侧的腹板,腹板组装前在腹板上划出横隔板的组装定位控制线,组装时应与横隔板的定位相一致;调整腹板与横隔板及底板间的组装间歇,无误后电焊固定;4)组装箱梁的顶板,调整顶板与横隔板及腹板间的组装间隙,无误后电焊固定;然后进行箱梁主焊缝的焊接及横隔板与底板、顶板、腹板间焊缝的焊接;主焊缝的焊接尽量采用对称焊接、从中间向两边多人分段退焊,以减少焊接变形;5)最后组装焊接箱梁一侧的外部加劲肋;加劲肋组装前应先在箱梁腹板上划出其组装定位控制线,组装时其定位应与组装控制线相一致;(3)整段箱梁组装焊接完毕后,再次进行矫正,并检查其尺寸,做记录。
表3-5分段箱梁加工允许偏差表2.5.2焊接(1)焊接工艺流程图3-10 焊接工艺流程(2)焊接材料本工程中所用的焊缝金属应与主体金属强度相适应,当不同强度的钢材焊接时,可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。
由焊接材料及焊接工序所形成之焊缝,其机械性能应不低于原构件的等级。
自动焊接或半自动焊接采用焊丝或焊剂的质量标准应符合《熔化焊用钢丝》(GB/T 14957-1994)或《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》(GB/T8110-1995)、《碳钢药芯焊丝》(GB/T 10045-2001)、《低合金钢药芯焊丝》(GB/T 17493)的规定。
气体保护焊所使用的二氧化碳气体应分别符合现行《焊接用二氧化碳》(HG/T 2537)的规定。
(3)焊接预热及层间温度1)接头的预热温度应不小于上表规定的温度,层间温度不得大于230℃。
2)接头预热温度的选择以较厚板为基准,应注意保证厚板侧的预热温度,严格控制温度。
3)预热时,焊接部位的表面用电加热均匀加热,加热区域为被焊接头中较厚范围,但不得小于100mm区域。
4)预热和层间温度的测量应采用温控仪和红外线测温仪进行测量。
5)当环境温度(或母材表面温度)低于0℃,应提高预热温度15℃~25℃,焊接期间应保持上表规定的最低预热温度以上。
6)焊接过程中层间温度的控制焊接时,因板温的冷却速度较快,造成温度下降,为了使焊接的层间温度一直保持在200-220℃之间,除了采用数显自动温控箱来调节红外线加热板加热温度外,同时采用数显测温仪,随时对焊接点的前后方向、侧面进行测温。
必须注意:预热温度和层间温度必须在每一焊道即将引弧施焊前加以核对。
(4)焊接坡口形式针对本工程钢结构的类型以及焊接接头的构造设计,其较典型的焊接接头基本有如下几种:对接接头(等厚与不等厚二种),T型全焊透对接与角接组合及局部焊透对接与角接组合,T型角焊缝,角对接接头。
图3- 11 坡口焊接示意图坡口的加工一般可采用半自动氧割,但对于中厚度板,应通过氧割工艺试验来确定其气割的主要工艺参数,如:割嘴号,气体压力、干伸长、切割速度、气体流量等,并按此编制专门的气割作业指导书。
气割平面的割纹深度一般应控制在0.3㎜,但局部缺口深度则应控制在1㎜,否则应作打磨修饰或焊补处理。
(4)焊接坡口及其边缘的清理1)母材待焊接的坡口及其边缘的表面应匀整、光洁,且无毛刺、分层、裂纹和其他对焊接质量与强度有不利影响的缺陷。