箱形柱制作技術(shù)

1、箱形柱制作技術(shù)1、前言本文以北京西門子大廈辦公樓工程為例子，針對(duì)此工程項(xiàng)目核心筒箱形柱制作技術(shù)做技術(shù)分析。工程簡(jiǎn)介：北京西門子大廈辦公樓工程，鋼結(jié)構(gòu)分核心筒和外塔兩部分，主要由鋼柱、鋼梁組成。鋼柱截面形式為箱形、焊接工字形和卷制鋼管，截面尺寸為H6002501220，H3002501020，3503502020，100025，90025，單件最長(zhǎng)10.62m，最重7400Kg。鋼梁為焊接工字形，截面尺寸為H8002501216，H4002501020，單件最長(zhǎng)9.027m，最重991Kg。鋼材材質(zhì)為Q345C。2、箱形柱制作工藝流程（見(jiàn)下頁(yè)圖）3、材料3.1 鋼材材質(zhì)為Q345C，所用材料必須

2、有材質(zhì)證明書(shū)，材料員領(lǐng)料時(shí)必須檢驗(yàn)規(guī)格型號(hào)，材質(zhì)質(zhì)量是否相符，并做好領(lǐng)料計(jì)量記錄。所有材料必須做到專料專用，未經(jīng)同意任何人不得隨便代料。3.2 現(xiàn)場(chǎng)材料堆放整齊，做好標(biāo)識(shí)。3.3 鋼材應(yīng)無(wú)脫皮裂傷，翹曲等缺陷，當(dāng)鋼材有銹蝕、麻點(diǎn)或劃痕等缺陷時(shí)，其深度不得大于該鋼板厚度負(fù)允許偏差值的1/2。3.4 鋼材端邊或斷口處不應(yīng)有分層、夾渣等缺陷。3.5 號(hào)料前，如鋼板有豆角彎、波浪彎等，必須矯正平直，平直后局部平面度每米1mm。見(jiàn)下圖。3.6 焊接材料： 3.6.1 CO2氣體保護(hù)焊焊絲采用ER50-6，直徑=1.2mm。埋弧自動(dòng)焊焊絲采用H08MnA，直徑=4mm，焊劑HJ431。電渣焊采用H08Mn

3、MoA，=1.6mm焊絲，JF-600焊劑。3.6.2 焊釘及焊接瓷環(huán)的規(guī)格、尺寸及偏差應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圓柱頭焊釘GB10433中的規(guī)定。4、劃線4.1 放樣人員開(kāi)草圖時(shí)，必須先看清楚圖紙中構(gòu)件的材質(zhì)、板厚、尺寸，材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)、矯正翼緣腹板下料切割連接板下料切割接料隔板、襯墊下料切割焊接隔板組對(duì)連接板鉆孔探傷U型組裝處理摩擦面箱型組對(duì)焊接不合格探傷鉆孔不合格檢查電渣焊不合格探傷校正二次裝配焊接修整端銑不合格檢查栓釘焊接涂裝標(biāo)識(shí)箱形柱制作工藝流程包裝運(yùn)輸發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與技術(shù)人員解決，未經(jīng)技術(shù)人員同意任何人不得私自修改圖紙中構(gòu)件的材質(zhì)、板厚、尺寸。材料要做到可追溯性。4.2 對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)連接件

4、進(jìn)行11放樣，放樣時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖確定各構(gòu)件的實(shí)際尺寸。放樣工作完成后，對(duì)所放大樣和樣板進(jìn)行檢驗(yàn)。4.3 箱形柱接料上下翼緣板及腹板不能設(shè)置在同一截面上，應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)200mm以上，并與加勁板錯(cuò)開(kāi)200mm以上。4.4 箱形柱接料應(yīng)避開(kāi)卡頭上、下600mm范圍內(nèi)接料。4.5 號(hào)料時(shí)長(zhǎng)度方向必須留焊接收縮余量，余量50mm，寬度方向留切割余量：25mm時(shí)，切割余量為2mm；25mm時(shí)，切割余量為3mm。4.6 接料坡口形式如圖1所示。圖14.7 T形熔透焊縫坡口形式如圖2。圖24.8 箱形柱四條主焊縫坡口形式見(jiàn)圖3。圖34.9 所有高強(qiáng)螺栓孔采用數(shù)控鉆床進(jìn)行鉆孔。4.10 所有圖紙標(biāo)明的切角圓弧和板

5、切角號(hào)料時(shí)必須按圖紙尺寸號(hào)出。4.11 所有鋼柱上端頭和H形柱、箱形柱第一節(jié)的下端頭必須端銑。4.12 樣板的允許偏差見(jiàn)表1。表1 樣板的允許偏差（mm）項(xiàng) 目允許偏差對(duì)角線差1.0寬度、長(zhǎng)度0.5孔 距0.54.13 號(hào)料的允許偏差見(jiàn)表2。表2 號(hào)料的允許偏差（mm）項(xiàng) 目允許偏差零件外形尺寸1.0孔 距0.55、切割制孔5.1 所有主材采用數(shù)控機(jī)床切割，零件采用半自動(dòng)切割及剪板機(jī)剪切，并采取防彎曲措施（即采用對(duì)稱切割）。5.2 半自動(dòng)切割軌道放置與劃線間距要求等距至少檢查三點(diǎn)。切割過(guò)程中要不斷檢查軌道的尺寸，發(fā)現(xiàn)軌道偏移應(yīng)及時(shí)調(diào)整。并對(duì)超差部位進(jìn)行修理。5.3 所有構(gòu)件的坡口均采用半自動(dòng)切

6、割，箱形柱腹板坡口切割時(shí)應(yīng)采用對(duì)稱切割以防止變形。5.4 所有切割必須有專人負(fù)責(zé)切割，切割后斷口不得有裂紋、分層以及夾渣等缺陷，并應(yīng)清除邊緣上的熔瘤和飛濺。5.5 切割允許偏差見(jiàn)表3。表3 氣割的允許偏差（mm）項(xiàng) 目允許偏差零件寬度、長(zhǎng)度寬度1 長(zhǎng)度3.0切割面平面度0.05t且2.0割紋深度0.3局部缺口深度1.0注：t為鋼板厚度5.6 高強(qiáng)螺栓連接構(gòu)件的孔距允許偏差見(jiàn)表4。表4 螺栓孔孔距檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)（mm）項(xiàng) 目允許偏差5005011200120130003000同一組內(nèi)任意兩孔距1.01.2相鄰兩組的端孔距1.21.52.03.06、接料6.1 接料必須在經(jīng)過(guò)測(cè)平的平面上進(jìn)行，平面的不平

7、度3.0mm。6.2 接料時(shí)必須劃出板條兩端中心點(diǎn)位置，用粉線調(diào)直后方可點(diǎn)粘焊接。6.3 接料前，應(yīng)將坡口打磨光潔，并清除焊縫兩側(cè)50mm范圍內(nèi)的鐵銹及油污。6.4 接料對(duì)口錯(cuò)邊0.15t，且不應(yīng)2.0mm。6.5 鋼板接料焊縫必須采用埋弧自動(dòng)焊，焊縫兩端需加引入板和引出板，其材質(zhì)與板厚和坡口形式應(yīng)與焊件相同，焊接完畢后用氣割切掉，并修磨平整。6.6 接料要求焊透，必須采用碳弧氣刨清根，接料焊接后24小時(shí)經(jīng)探傷檢查合格后再進(jìn)行下一道工序。7、箱形柱組裝7.1 隔板襯條組對(duì)時(shí)，在專用胎具上進(jìn)行，組對(duì)時(shí)應(yīng)校核胎具尺寸是否正確，如襯條及隔板有變形需校直后使用。7.2 箱形柱隔板每側(cè)預(yù)留5mm加工余量

8、，如圖4所示。隔板組對(duì)尺寸要求：|L6-L7|2mm，L5L32mm。圖4 箱形柱隔板組對(duì)尺寸7.3 隔板與襯條的組裝間隙應(yīng)0.5mm。隔板組對(duì)時(shí)點(diǎn)焊要牢固，以免機(jī)加工時(shí)襯條脫落，點(diǎn)固焊長(zhǎng)度50mm，間距200mm。7.4 箱形柱隔板及加勁板機(jī)加工后的尺寸高度方向留2mm焊接收縮余量，機(jī)加工精度要求： |L5-L4|0.5mm，L2L30.5mm，隔板坡口間隙偏差0.5mm，如圖5所示。圖5 箱形柱隔板機(jī)加工尺寸7.5 箱形柱的腹板和翼緣板在組裝前應(yīng)修直、修平，側(cè)彎不應(yīng)超過(guò)2mm，不平度不應(yīng)超過(guò)2mm/1000mm。7.6 箱形柱腹板安裝襯條時(shí)，必須在測(cè)量的平臺(tái)上進(jìn)行，平臺(tái)不平度2mm。安裝襯

9、條時(shí)先將箱形柱腹板中心線畫(huà)出，然后以中心線為基準(zhǔn)，兩側(cè)安裝襯條并點(diǎn)焊，并在每側(cè)加放1mm焊接收縮余量。腹板襯條安裝完畢后，用線繩檢查襯條是否在同一直線，如圖6所示。圖6 箱形柱腹板7.7 箱形柱槽形組對(duì)時(shí)，應(yīng)在專用的胎具上進(jìn)行，胎具表面不平度2mm。7.8 箱形柱槽形組對(duì)時(shí)，預(yù)留隔板焊接收縮量，埋弧焊四條主焊縫每米預(yù)留0.7mm焊接收縮量。7.9 加勁板及隔板傾斜角度偏差2.0mm，用自制90鐵皮樣板檢查。7.10 箱形柱槽形組對(duì)完畢后交電焊進(jìn)行隔板兩道CO2焊縫的焊接，槽形焊接時(shí)需在測(cè)量的平臺(tái)上進(jìn)行，平臺(tái)允許偏差2mm。7.11 探傷合格的槽形報(bào)檢查科隱檢。隱檢的內(nèi)容包括隔板間隙的測(cè)量，隔板

10、間隙應(yīng)1mm、隔板垂直度的測(cè)量、隔板定位尺寸的測(cè)量及焊縫外觀的檢查。7.12 隱檢合格的槽形，對(duì)焊接變形進(jìn)行校正，校正方法可采用千斤頂將隔板焊接變形處頂出或采用火焰校正。如箱形柱存在側(cè)彎及扭曲時(shí)，必須進(jìn)行校正然后方可將翼緣板蓋上。7.13 箱形柱槽形組對(duì)胎具、腹板安裝襯條胎具及箱形柱扣蓋胎具每半月檢測(cè)一次，檢測(cè)的胎具偏差尺寸必須有記錄。7.14 對(duì)箱形柱變形進(jìn)行火焰校正，火焰校正在經(jīng)過(guò)測(cè)量的平臺(tái)上進(jìn)行，平臺(tái)不平度應(yīng)1mm。7.15 校正后的箱形柱在平臺(tái)上將四個(gè)面的中心線分出。分中心線的方法如下：先將上表面中心分出，然后用線垂將下表面中心分出，然后用尺測(cè)量上、下表面及中間到中心線的尺寸是否一致，

11、超差的部位采用火焰矯正。側(cè)面中心線的分法為：先分出一面中心線，然后用水平尺將另一側(cè)的中心線分出，測(cè)量方法同上。7.16 將分完中心線的箱形柱進(jìn)行端部加工，在構(gòu)件端部以預(yù)留5mm機(jī)加工余量為基準(zhǔn)打上樣沖眼，進(jìn)行端銑，端銑垂直度0.3mm。7.17 箱形柱帶孔連接板和牛腿的安裝以所分中心線為基準(zhǔn)進(jìn)行安裝組對(duì)。箱形柱工地安裝坡口的襯板待焊完連接板后安裝。8、箱形柱焊接8.1 焊接方法：箱形柱主縫采取埋弧自動(dòng)焊施焊，焊接方向必須一致；箱形隔板采取CO2氣體保護(hù)焊和電渣焊，箱形柱隔板絲極電渣焊焊接時(shí)必須兩臺(tái)焊機(jī)同時(shí)施焊兩側(cè)焊縫，焊接時(shí)兩臺(tái)電渣焊機(jī)的工藝參數(shù)應(yīng)一致。焊劑使用前必須進(jìn)行烘干。8.2 施焊的焊

12、工必須經(jīng)考試并取得合格證書(shū)后，方可進(jìn)行焊接。8.3 焊接前，應(yīng)復(fù)查組裝質(zhì)量，確認(rèn)定位焊質(zhì)量和焊接部位清理質(zhì)量符合圖紙及規(guī)范要求后方可施焊。8.4 焊前在焊縫區(qū)域3050mm范圍內(nèi)清除氧化鐵皮、鐵銹、水、雜質(zhì)和其它污物，要求露出金屬光澤。8.5 定位焊應(yīng)采用和母材焊接相同的焊接方法，焊縫應(yīng)與最終焊接有相同的質(zhì)量要求。8.6 定位焊厚度不宜超過(guò)設(shè)計(jì)焊縫厚度的2/3，定位焊縫長(zhǎng)度宜40mm，間距宜為450500mm，并應(yīng)填滿弧坑。8.7 角焊縫轉(zhuǎn)角出宜連續(xù)繞角施焊，起落弧點(diǎn)距焊縫端部宜10mm，角焊縫端部不設(shè)置引弧和引出板的連續(xù)焊縫，起落弧點(diǎn)距焊縫端部10.0mm，弧坑應(yīng)填滿。8.8 對(duì)接焊縫，應(yīng)使

13、焊縫余高最小，余高值不得超過(guò)3mm，并平和過(guò)渡至母材表面。8.9 對(duì)于要求焊透的焊縫氣刨清根后，應(yīng)將坡口重新打磨光潔，對(duì)于層間清理，焊完一層，待清除干凈后才能進(jìn)行下一層的焊接，不準(zhǔn)往焊縫里倒油。在焊接過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)焊接變形，應(yīng)及時(shí)翻個(gè)焊接另一面焊口，以減小焊接變形，架工應(yīng)及時(shí)配合電焊翻個(gè)。8.10 箱形柱主縫焊接順序：（見(jiàn)圖3）先焊焊縫1和2，焊至坡口深度的1/3時(shí)停止焊接。翻身焊接另一面焊縫3和4焊至坡口1/2深度時(shí)，再翻身180，焊接前一面，焊至差一遍蓋面焊縫時(shí)停止施焊。翻身焊接另一面焊縫，焊至差一遍蓋面焊縫時(shí)停止施焊。待焊縫冷卻24小時(shí)后，進(jìn)行超聲波檢測(cè)，經(jīng)超聲波檢測(cè)合格后，再進(jìn)行蓋面焊

14、。8.11 焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表8、表9、表10。8.12 焊接質(zhì)量要求：8.12.1 接料焊縫質(zhì)量為一級(jí)，超聲波100%探傷。8.12.2 箱形柱主縫焊縫質(zhì)量為一級(jí)，超聲波100%探傷。8.12.3 所有坡口焊均為一級(jí)熔透焊，超聲波100%探傷。8.12.4 T形接頭、十字接頭、角接接頭等要求熔透的對(duì)接和角對(duì)接組合焊縫，其焊角尺寸不應(yīng)t/4。焊角尺寸的允許偏差為0+4mm，且10mm。表8 埋弧自動(dòng)焊焊接工藝參數(shù)控制層數(shù)電流（A）電壓（V）速度（cm/min）140045024262025255060026302025355060028321823面層55065036421822表9 電渣焊焊接

15、規(guī)范參數(shù)壁板厚度（mm）電流（A）電壓（V）速度（cm/min）203603704447342536037045482.53.5表10 CO2氣體保護(hù)焊焊接工藝參數(shù)焊材規(guī)格（mm）電流（A）電壓（V）速度（cm/min）氣體流量（L/min）1.22803203236253515258.12.5 焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。一級(jí)、二級(jí)焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷。且一級(jí)焊縫不得有咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷。8.12.6 角焊縫轉(zhuǎn)角處宜連續(xù)繞角施焊，起落弧點(diǎn)距焊縫端部宜10.0mm，角焊縫端部不設(shè)置引弧和引出板的連續(xù)焊縫，起落弧點(diǎn)距焊縫端部10.0mm，弧坑應(yīng)填滿。8

16、.12.7 焊縫外觀檢查：檢查項(xiàng)目尺寸偏差焊腳尺寸偏差K6mm +1.5， 0K6mm +3.0， 0 （K為焊腳尺寸）角焊縫余高K6mm +1.5， 0K6mm +3.0， 0對(duì)接焊縫余高+3， +0.5焊縫寬度比坡口寬度每側(cè)增寬值13mm焊縫表面高低差在任意25mm范圍內(nèi)2.5mm咬邊t/20，且0.5 在對(duì)接焊縫中，咬邊總長(zhǎng)度不得大于焊縫長(zhǎng)度的10%；角焊縫中咬邊總長(zhǎng)度不得大于焊縫長(zhǎng)度的20%8.12.8 焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢查要求：焊縫內(nèi)部質(zhì)量要求應(yīng)符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的要求。A 焊縫內(nèi)部檢查必須在外觀檢驗(yàn)合格后進(jìn)行。B 焊縫的超聲波檢查應(yīng)在焊接24小時(shí)后進(jìn)行。8.12.9 焊縫缺陷的修復(fù)8.12.

17、10 焊縫經(jīng)無(wú)損檢測(cè)，出現(xiàn)超標(biāo)缺陷時(shí)，焊工不得擅自處理，應(yīng)及時(shí)報(bào)告焊接技術(shù)人員查清原因后，訂出修補(bǔ)工藝措施，方可處理。8.13 操作及問(wèn)題處理：8.13.1 埋弧自動(dòng)焊焊接（1）多層焊接宜連續(xù)施焊，每一層焊完后應(yīng)及時(shí)清理檢查，清除缺陷后再進(jìn)行下一層焊縫的焊接。（2）施焊時(shí)每名焊工應(yīng)做好箱形柱的焊接記錄，即箱形柱構(gòu)件號(hào)、日期、焊接工藝參數(shù)（層數(shù)、電流、電壓、速度）。將焊接完的箱形柱打上焊工鋼印號(hào)。（3）蓋面焊之前小組先進(jìn)行自檢及互檢，對(duì)高低不平的焊縫及有缺陷的部位進(jìn)行修補(bǔ)及打磨，檢查合格后才能進(jìn)行蓋面焊。（4）蓋面焊縫要一遍成型，避免有焊接接頭，成型均勻美觀成一直線。禁止多處打磨焊縫表面。（5）

18、蓋面焊縫冷卻24小時(shí)后，進(jìn)行第二次超聲波檢測(cè)。（6）同一部位返修不宜超過(guò)二次。8.13.2 電渣焊焊接（1）檢查電渣焊機(jī)送絲系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水及焊槍提升系統(tǒng)是否正常。（2）為保證焊槍與焊道垂直，可先在箱形柱翼緣板上畫(huà)一直線，然后將焊槍與所畫(huà)直線進(jìn)行調(diào)直。（3）調(diào)整焊絲伸出長(zhǎng)度，焊絲伸出長(zhǎng)度為40mm，正常焊接時(shí)焊絲長(zhǎng)度為30mm左右。（4）將引弧槽與箱形柱下部頂嚴(yán)，如有縫隙，用止漏劑填補(bǔ)縫隙，然后填加少量引弧用的碎焊絲或引弧劑（鋼丸）約5mm高。（5）將調(diào)直的焊槍置于焊縫內(nèi)，為避免箱形薄壁的燒穿，將焊槍調(diào)至隔板一側(cè)。（6）將焊槍中的焊絲插入引弧槽內(nèi)的引弧劑中，并填加約20g焊劑。（7）根據(jù)不同板

19、厚將電流、電壓、焊槍提升速度設(shè)定好后，開(kāi)啟電源開(kāi)始焊接。（8）開(kāi)始焊接時(shí)電壓應(yīng)比正常焊接電壓略大些，以利于渣池的迅速建成。隨著渣池的形成，將電壓調(diào)回到預(yù)定值。（9）焊接過(guò)程中隨時(shí)觀察，當(dāng)渣池較淺時(shí)，會(huì)發(fā)出爆破聲，并伴有少量火花飛濺，此時(shí)應(yīng)逐漸填加焊劑，當(dāng)發(fā)出沸騰聲時(shí)為焊接正常。（10）渣池較淺時(shí)，飛濺的火花會(huì)堵塞導(dǎo)電嘴。填加的焊劑過(guò)量，渣池上升，掩蓋住導(dǎo)電嘴造成熄弧。此時(shí)應(yīng)迅速關(guān)閉電源，提升焊槍更換導(dǎo)電嘴，然后將焊槍中的焊絲插入尚未冷卻的熔池渣液中重新引弧。（11）對(duì)重新起弧的部位作出標(biāo)記，作為超聲波檢測(cè)重點(diǎn)。（12）焊槍在孔內(nèi)的位置須隨時(shí)觀察，如出現(xiàn)偏差應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)。（13）焊接至頂部約50mm時(shí)加收弧槽，并適當(dāng)填加少量焊劑。焊接到收弧槽上部時(shí)停止焊接，提升焊槍。8.13.3 CO2氣體保護(hù)焊焊接（1）焊接前，應(yīng)對(duì)焊絲進(jìn)行檢查，不得沾染塵土、油污。（2）焊絲未使用前，不得隨意打開(kāi)包裝。工作結(jié)束后，應(yīng)將焊機(jī)上的焊絲取下并加以遮蓋保護(hù)。打開(kāi)的焊絲不得在露天過(guò)夜，以免受潮生銹。8.14 焊接材料的保管8.14.1 焊條、焊絲和焊劑應(yīng)儲(chǔ)存在干燥、通風(fēng)良好的地方，由專人保管。8.