鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作加工

1、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作加工1.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作加工1鋼材的儲存(1鋼材儲存的場地條件鋼材的儲存可露天堆放,也可堆放在有頂棚的倉庫里。露天堆放時,場地要平整,并應(yīng)高于周圍地面,四周留有排水溝;堆放時要盡量使鋼材截面的背面向上或向外,以免積雪、積水,兩端應(yīng)有高差,以利排水。堆放在有頂棚的倉庫內(nèi)時,可直接堆放在地坪上,下墊楞木。(2鋼材堆放要求鋼材的堆放要盡量減少鋼材的變形和銹蝕;鋼材堆放時每隔56層放置楞木,其間距以不引起鋼材明顯的彎曲變形為宜,楞木要上下對齊,在同一垂直面內(nèi);考慮材料堆放之間留有一定寬度的通道以便運輸。(3鋼材的標識鋼材端部應(yīng)樹立標牌,標牌要標明鋼材的規(guī)格、鋼號、數(shù)量和材質(zhì)驗收證明書編

2、號。鋼材端部根據(jù)其鋼號涂以不同顏色的油漆。鋼材的標牌應(yīng)定期檢查。(4鋼材的檢驗鋼材在正式入庫前必須嚴格執(zhí)行檢驗制度,經(jīng)檢驗合格的鋼材方可辦理入庫手續(xù)。鋼材檢驗的主要內(nèi)容有:鋼材的數(shù)量、品種與訂貨合同相符;鋼材的質(zhì)量保證書與鋼材上打印的記號符合;核對鋼材的規(guī)格尺寸;鋼材表面質(zhì)量檢驗。2鋼結(jié)構(gòu)加工制作的準備工作詳圖設(shè)計和審查圖紙一般設(shè)計院提供的設(shè)計圖,不能直接用來加工制作鋼結(jié)構(gòu),而是要考慮加工工藝,如公差配合、加工余量、焊接控制等因素后,在原設(shè)計圖的基礎(chǔ)上繪制加工制作圖(又稱施工詳圖。詳圖設(shè)計一般由加工單位負責進行,應(yīng)根據(jù)建設(shè)單位的技術(shù)設(shè)計圖紙以及發(fā)包文件中所規(guī)定的規(guī)范、標準和要求進行。加工制作圖

3、是最后溝通設(shè)計人員及施工人員意圖的詳圖,是實際尺寸、劃線、剪切、坡口加工、制孔、彎制、拼裝、焊接、涂裝、產(chǎn)品檢查、堆放、發(fā)送等各項作業(yè)的指示書。圖紙審核的主要內(nèi)容包括以下項目:設(shè)計文件是否齊全,設(shè)計文件包括設(shè)計圖、施工圖、圖紙說明和設(shè)計變更通知單等。構(gòu)件的幾何尺寸是否標注齊全。相關(guān)構(gòu)件的尺寸是否正確。節(jié)點是否清楚,是否符合國家標準。標題欄內(nèi)構(gòu)件的數(shù)量是否符合工程和總數(shù)量。構(gòu)件之間的連接形式是否合理。加工符號、焊接符號是否齊全。結(jié)合本單位的設(shè)備和技術(shù)條件考慮,能否滿足圖紙上的技術(shù)要求。圖紙的標準化是否符合國家規(guī)定等。圖紙審查后要做技術(shù)交底準備,其內(nèi)容主要有:根據(jù)構(gòu)件尺寸考慮原材料對接方案和接頭在

4、構(gòu)件中的位置。考慮總體的加工工藝方案及重要的工裝方案。對構(gòu)件的結(jié)構(gòu)不合理處或施工有困難的地方,要與需方或者設(shè)計單位做好變更簽證的手續(xù)。列出圖紙中的關(guān)鍵部位或者有特殊要求的地方,加以重點說明。備料和核對根據(jù)圖紙材料表計算出各種材質(zhì)、規(guī)格、材料凈用量,再加一定數(shù)量的損耗提出材料預(yù)算計劃。工程預(yù)算一般可按實際用量所需的數(shù)值再增加10%進行提料和備料。核對來料的規(guī)格、尺寸和重量,仔細核對材質(zhì);如進行材料代用,必須經(jīng)過設(shè)計部門同意,并進行相應(yīng)修改。編制工藝流程編制工藝流程的原則是操作能以最快的速度、最少的勞動量和最低的費用,可靠地加工出符合圖紙設(shè)計要求的產(chǎn)品。內(nèi)容包括:1成品技術(shù)要求2具體措施:關(guān)鍵零件

5、的加工方法、精度要求、檢查方法和檢查工具;主要構(gòu)件的工藝流程、工序質(zhì)量標準、工藝措施(如組裝次序、焊接方法等;采用的加工設(shè)備和工藝設(shè)備。編制工藝流程表(或工藝過程卡基本內(nèi)容包括零件名稱、件號、材料牌號、規(guī)格、件數(shù)、工序名稱和內(nèi)容、所用設(shè)備和工藝裝備名稱及編號、工時定額等。關(guān)鍵零件還要標注加工尺寸和公差,重要工序要畫出工序圖。組織技術(shù)交底上崗操作人員應(yīng)進行培訓(xùn)和考核,特殊工種應(yīng)進行資格確認,充分做好各項工序的技術(shù)交底工作。技術(shù)交底按工程的實施階段可分為兩個層次。第一個層次是開工前的技術(shù)交底會,參加的人員主要有:工程圖紙的設(shè)計單位,工程建設(shè)單位,工程監(jiān)理單位及制作單位的有關(guān)部門和有關(guān)人員。技術(shù)交底

6、主要內(nèi)容有:1工程概況;2工程結(jié)構(gòu)件的類型和數(shù)量;3圖紙中關(guān)鍵部位的說明和要求;4設(shè)計圖紙的節(jié)點情況介紹;5對鋼材、輔料的要求和原材料對接的質(zhì)量要求;6工程驗收的技術(shù)標準說明;7交貨期限、交貨方式的說明;8構(gòu)件包裝和運輸要求;9涂層質(zhì)量要求;10其他需要說明的技術(shù)要求。第二個層次是在投料加工前進行的本工廠施工人員交底會,參加的人員主要有:制作單位的技術(shù)、質(zhì)量負責人,技術(shù)部門和質(zhì)檢部門的技術(shù)人員、質(zhì)檢人員,生產(chǎn)部門的負責人、施工員及相關(guān)工序的代表人員等。此類技術(shù)交底主要內(nèi)容除上述10點外,還應(yīng)增加工藝方案、工藝規(guī)程、施工要點、主要工序的控制方法、檢查方法等與實際施工相關(guān)的內(nèi)容。鋼結(jié)構(gòu)制作的安全工

7、作鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)效率很高,工件在空間大量、頻繁地移動,各個工序中大量采用的機械設(shè)備都須作必要的防護和保護。因此,生產(chǎn)過程中的安全措施極為重要,特別是在制作大型、超大型鋼結(jié)構(gòu)時,更必須十分重視安全事故的防范。進入施工現(xiàn)場的操作者和生產(chǎn)管理人員均應(yīng)穿戴好勞動防護用品,按規(guī)程要求操作。對操作人員進行安全學習和安全教育,特殊工種必須持證上崗。為了便于鋼結(jié)構(gòu)的制作和操作者的操作活動,構(gòu)件宜在一定高度上測量。裝配組裝胎架、焊接胎架、各種擱置架等,均應(yīng)與地面離開0.41.2m。構(gòu)件的堆放、擱置應(yīng)十分穩(wěn)固,必要時應(yīng)設(shè)置支撐或定位。構(gòu)件堆垛不得超過二層。索具、吊具要定時檢查,不得超過額定荷載。正常磨損的鋼絲繩應(yīng)按規(guī)

8、定更換。所有鋼結(jié)構(gòu)制作中各種胎具的制造和安裝,均應(yīng)進行強度計算,不能僅憑經(jīng)驗估算。生產(chǎn)過程中所使用的氧氣、乙炔、丙烷、電源等必須有安全防護措施,并定期檢測泄漏和接地情況。對施工現(xiàn)場的危險源應(yīng)做出相應(yīng)的標志、信號、警戒等,操作人員必須嚴格遵守各崗位的安全操作規(guī)程,以避免意外傷害。構(gòu)件起吊應(yīng)聽從一個人的指揮。構(gòu)件移動時,移動區(qū)域內(nèi)不得有人滯留和通過。所有制作場地的安全通道必須暢通。3鋼結(jié)構(gòu)加工制作的工藝流程樣桿、樣板的制作樣板可采用厚度0.500.75mm的鐵皮或塑料板制作,其精度要求見表6-2。樣桿一般用鐵皮或扁鐵制作,當長度較短時可用木尺桿。樣桿、樣板應(yīng)注明工號、圖號、零件號、數(shù)量及加工邊、坡

9、口部位、彎折線和彎折方向、孔徑和滾圓半徑等。樣桿、樣板應(yīng)妥善保存,直至工程結(jié)束后方可銷毀。號料核對鋼材規(guī)格、材質(zhì)、批號,并應(yīng)清除鋼板表面油污、泥土及贓物。號料方法有集中號料法、套料法、統(tǒng)計計算法、余料統(tǒng)一號料法四種。若表面質(zhì)量滿足不了質(zhì)量要求,鋼材應(yīng)進行矯正,鋼材和零件的矯正應(yīng)采用平板機或型材矯直機進行,較厚鋼板也可用壓力機或火焰加熱進行,逐漸取消用手工錘擊的矯正法。碳素結(jié)構(gòu)鋼在環(huán)境溫度低于-16,低合金結(jié)構(gòu)鋼在低于-12時,不應(yīng)進行冷矯正和冷彎曲。矯正后的鋼材表面,不應(yīng)有明顯的凹面和損傷,表面劃痕深度不得大于0.5mm,且不應(yīng)大于該鋼材厚度負允許偏差的1/2。劃線利用加工制作圖、樣桿、樣板及

10、鋼卷尺進行劃線。目前已有一些先進的鋼結(jié)構(gòu)加工廠采用程控自動劃線機,不僅效率高,而且精確、省料。劃線的要領(lǐng)有二條:劃線作業(yè)場地要在不直接受日光及外界氣溫影響的室內(nèi),最好是開闊、明亮的場所。用劃針劃線比用墨尺及劃線用繩的劃線精度高。劃針可用砂輪磨尖,粗細度可達0.3mm左右。劃線有三種辦法:先劃線、后劃線、一般先劃線及他端后劃線。當進行下料部分劃線時要考慮剪切余量、切削余量。切割鋼材的切割包括氣割、等離子切割類高溫熱源的方法,也有使用剪切、切削、摩擦熱等機械力的方法。要考慮切割能力、切割精度、切剖面的質(zhì)量及經(jīng)濟性。邊緣加工和端部加工方法主要有:鏟邊、刨邊、銑邊、碳弧氣刨、氣割和坡口機加工等。鏟邊:

11、有手工鏟邊和機械鏟邊兩種。鏟邊后的棱角垂直誤差不得超過弦長的/3000,且不得大于2mm。刨邊:使用的設(shè)備是刨邊機。刨邊加工有刨直邊和刨斜邊兩種。一般的刨邊加工余量24mm。銑邊:使用的設(shè)備是銑邊機,工效高,能耗少。碳弧氣刨:使用的設(shè)備是氣刨槍。效率高,無噪音,靈活方便。坡口加工:一般可用氣體加工和機械加工,在特殊的情況下采用手動氣體切割的方法,但必須進行事后處理,如打磨等?，F(xiàn)在坡口加工專用機已開始普及,最近又出現(xiàn)了H型鋼坡口及弧形坡口的專用機械,效率高、精度高。焊接質(zhì)量與坡口加工的精度有直接關(guān)系,如果坡口表面粗糙有尖銳且深的缺口,就容易在焊接時產(chǎn)生不熔部位,將在事后產(chǎn)生焊接裂縫。又如,在坡口

12、表面粘附油污,焊接時就會產(chǎn)生氣孔和裂縫,因此要重視坡口質(zhì)量。制孔在焊接結(jié)構(gòu)中,不可避免地將會產(chǎn)生焊接收縮和變形,因此在制作過程中,把握好什么時候開孔將在很大程度上影響產(chǎn)品精度。特別是對于柱及梁的工程現(xiàn)場連接部位的孔群的尺寸精度直接影響鋼結(jié)構(gòu)安裝的精度,因此把握好開孔的時間是十分重要的,一般有四種情況:第一種:在構(gòu)件加工時頂先劃上孔位,待拼裝、焊接及變形矯正完成后,再劃線確認進行打孔加工。第二種:在構(gòu)件一端先進行打孔加工,待拼裝、焊接及變形矯正完成后,再對另一端進行打孔加工。第三種:待構(gòu)件焊接及變形矯正后,對端面進行精加工,然后以精加工面為基準,劃線、打孔。第四種:在劃線時,考慮了焊接收縮量、變

13、形的余量、允許公差等,直接進行打孔。機械打孔有電鉆及風鉆、立式鉆床、搖臂鉆床、桁式搖臂鉆床、多軸鉆床、NC 開孔機。氣體開孔,最簡單的方法是在氣割噴嘴上安裝一個簡單的附屬裝置,可打出30的孔。鉆模和板疊套鉆制孔。這是目前國內(nèi)尚未流行的一種制孔方法,應(yīng)用夾具固定,鉆套應(yīng)采用碳素鋼或合金鋼。如T8、GCr13、GCr15等制作,熱處理后鉆套硬度應(yīng)高于鉆頭硬度HRC23。鉆模板上下兩平面應(yīng)平行,其偏差不得大于0.2mm,鉆孔套中心與鉆模板平面應(yīng)保持垂直,其偏差不得大于0.15mm,整體鉆模制作允許偏差符合有關(guān)規(guī)定。數(shù)控鉆孔:近年來數(shù)控鉆孔的發(fā)展更新了傳統(tǒng)的鉆孔方法,無需在工件上劃線,打樣沖眼,整個加

14、工過程自動進行,高速數(shù)控定位,鉆頭行程數(shù)字控制, 鉆孔效率高,精度高。制孔后應(yīng)用磨光機清除孔邊毛刺,并不得損傷母材。組裝鋼結(jié)構(gòu)組裝的方法包括地樣法、仿形復(fù)制裝配法、立裝法、臥裝法、胎模裝配法。地樣法:用1:1的比例在裝配平臺上放出構(gòu)件實樣,然后根據(jù)零件在實樣上的位置,分別組裝起來成為構(gòu)件。此裝配方法適用于桁架、構(gòu)架等小批量結(jié)構(gòu)的組裝。仿形復(fù)制裝配法:先用地樣法組裝成單面(單片的結(jié)構(gòu),然后定位點焊牢固,將其翻身,作為復(fù)制胎模,在其上面裝配另一單面結(jié)構(gòu),往返兩次組裝。此種裝配方法適用于橫斷面互為對稱的桁架結(jié)構(gòu)。立裝法:根據(jù)構(gòu)件的特點及其零件的穩(wěn)定位置,選擇自上而下或自下而上的順序裝配。此裝配方法適

15、用于放置平穩(wěn),高度不大的結(jié)構(gòu)或者大直徑的圓筒。臥裝法:將構(gòu)件放置于臥的位置進行的裝配。適用于斷面不大,但長度較大的細長構(gòu)件。胎模裝配法:將構(gòu)件的零件用胎模定位在其裝配位置上的組裝方法。此種裝配方法適用于制造構(gòu)件批量大、精度高的產(chǎn)品。拼裝必須按工藝要求的次序進行,當有隱蔽焊縫時,必須先予施焊,經(jīng)檢驗合格方可覆蓋。為減少變形,盡量采用小件組焊,經(jīng)矯正后再大件組裝。組裝的零件、部件應(yīng)經(jīng)檢查合格, 零件、部件連接接觸面和沿焊縫邊緣約30 50mm范圍內(nèi)的鐵銹、毛刺、污垢、冰雪、油跡等應(yīng)清除干凈。板材、型材的拼接應(yīng)在組裝前進行;構(gòu)件的組裝應(yīng)在部件組裝、焊接、矯正后進行,以便減少構(gòu)件的殘余應(yīng)力,保證產(chǎn)品的

16、制作質(zhì)量。構(gòu)件的隱蔽部位應(yīng)提前進行涂裝。鋼構(gòu)件組裝的允許偏差見鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50205-2001有關(guān)規(guī)定。焊接焊接是鋼結(jié)構(gòu)加工制作中的關(guān)鍵步驟。摩擦面的處理高強度螺栓摩擦面處理后的抗滑移系數(shù)值應(yīng)符合設(shè)計的要求(一般為0.45 0.55。摩擦面的處理可采用噴砂、噴丸、酸洗、砂輪打磨等方法,一般應(yīng)按設(shè)計要求進行,設(shè)計無要求時施工單位可采用適當?shù)姆椒ㄟM行施工。采用砂輪打磨處理摩擦面時,打磨范圍不應(yīng)小于螺栓孔徑的4倍,打磨方向宜與構(gòu)件受力方向垂直。高強度螺栓的摩擦連接面不得涂裝,高強度螺栓安裝完后,應(yīng)將連接板周圍封閉,再進行涂裝。涂裝、編號涂裝環(huán)境溫度應(yīng)符合涂料產(chǎn)品說明書的規(guī)定,無規(guī)定

17、時,環(huán)境溫度應(yīng)在538之間,相對濕度不應(yīng)大于85%,構(gòu)件表面沒有結(jié)露和油污等,涂裝后4h內(nèi)應(yīng)保護免受淋雨。鋼構(gòu)件表面的除銹方法和除銹等級應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定,其質(zhì)量要求應(yīng)符合國家標準涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級的規(guī)定。構(gòu)件表面除銹方法和除銹等級應(yīng)與設(shè)計采用的涂料相適應(yīng)。施工圖中注明不涂裝的部位和安裝焊縫處的3050mm寬范圍內(nèi)以及高強度螺栓摩擦連接面不得涂裝。涂料、涂裝遍數(shù)、涂層厚度均應(yīng)符合設(shè)計的要求。構(gòu)件涂裝后,應(yīng)按設(shè)計圖紙進行編號,編號的位置應(yīng)符合便于堆放、便于安裝、便于檢查的原則。對于大型或重要的構(gòu)件還應(yīng)標注重量、重心、吊裝位置和定位標記等記號。編號的匯總資料與運輸文件、施工組織設(shè)計的文

18、件、質(zhì)檢文件等統(tǒng)一起來,編號可在竣工驗收后加以復(fù)涂。加工制作圖的繪制、號料、放線、切割、坡口加工、開制孔、組裝(包括矯正、焊接、摩擦面的處理、涂裝與編號是鋼結(jié)構(gòu)加工制作的主要工藝。4鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的驗收、運輸、堆放鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的驗收鋼構(gòu)件加工制作完成后,應(yīng)按照施工圖和國標鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范(GB50205-2001的規(guī)定進行驗收,有的還分工廠驗收、工地驗收,因工地驗收還增加了運輸?shù)囊蛩?鋼構(gòu)件出廠時,應(yīng)提供下列資料:產(chǎn)品合格證及技術(shù)文件。施工圖和設(shè)計變更文件。制作中技術(shù)問題處理的協(xié)議文件。鋼材、連接材料、涂裝材料的質(zhì)量證明或試驗報告。焊接工藝評定報告。高強度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù)試驗報告,焊縫無

19、損檢驗報告及涂層檢測資料。主要構(gòu)件檢驗記錄。預(yù)拼裝記錄,由于受運輸、吊裝條件的限制,另外設(shè)計的復(fù)雜性,有時構(gòu)件要分二段或若干段出廠,為了保證工地安裝的順利進行,在出廠前進行預(yù)拼裝(需預(yù)拼裝時。構(gòu)件發(fā)運和包裝清單。構(gòu)件的運輸發(fā)運的構(gòu)件,單件超過3t的,宜在易見部位用油漆標上重量及重心位置的標志,以免在裝、卸車和起吊過程中損壞構(gòu)件;節(jié)點板、高強度螺栓連接面等重要部分要有適當?shù)谋Ｗo措施,零星的部件等都要按同一類別用螺栓和鐵絲緊固成束或包裝發(fā)運。大型或重型構(gòu)件的運輸應(yīng)根據(jù)行車路線、運輸車輛的性能、碼頭狀況、運輸船只來編制運輸方案。在運輸方案中要著重考慮吊裝工程的堆放條件、工期要求來編制構(gòu)件的運輸順序。

20、運輸構(gòu)件時,應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的長度、重量斷面形狀選用車輛;構(gòu)件在運輸車輛上的支點、兩端伸長的長度及綁扎方法均應(yīng)保證構(gòu)件不產(chǎn)生永久變形、不損傷涂層。構(gòu)件起吊必須按設(shè)計吊點起吊,不得隨意。公路運輸裝運的高度極限 4.5m,如需通過隧道時,則高度極限4m,構(gòu)件長出車身不得超過2m。構(gòu)件的堆放構(gòu)件一般要堆放在工廠的堆放場和現(xiàn)場的堆放場。構(gòu)件堆放揚地應(yīng)平整堅實,無水坑、冰層,地面平整干燥,并應(yīng)排水通暢,有較好的排水設(shè)施,同時有車輛進出的回路。構(gòu)件應(yīng)按種類、型號、安裝順序劃分區(qū)域,插豎標志牌。構(gòu)件底層墊塊要有足夠的支承面,不允許墊塊有大的沉降量,堆放的高度應(yīng)有計算依據(jù),以最下面的構(gòu)件不產(chǎn)生永久變形為準,不得隨意

21、堆高。鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品不得直接置于地上,要墊高200mm。在堆放中,發(fā)現(xiàn)有變形不合格的構(gòu)件,則嚴格檢查,進行矯正,然后再堆放。不得把不合格的變形構(gòu)件堆放在合格的構(gòu)件中,否則會大大地影響安裝進度。對于已堆放好的構(gòu)件,要派專人匯總資料,建立完善的進出廠的動態(tài)管理,嚴禁亂翻、亂移。同時對已堆放好的構(gòu)件進行適當保護,避免風吹雨打、日曬夜露。不同類型的鋼構(gòu)件一般不堆放在一起。同一工程的鋼構(gòu)件應(yīng)分類堆放在同一地區(qū),便于裝車發(fā)運。2.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的焊接1焊接方法(1焊接方法概述焊接是借助于能源,使兩個分離的物體產(chǎn)生原子(分子間結(jié)合而連接成整體的過程。用焊接方法不僅可以連接金屬材料,如鋼材、鋁、銅、鈦等,還能連接非金

22、屬,如塑料、陶瓷,甚至還可以解決金屬和非金屬之間的連接,我們統(tǒng)稱為工程焊接。用焊接方法制造的結(jié)構(gòu)稱為焊接結(jié)構(gòu),又稱工程焊接結(jié)構(gòu)。根據(jù)對象和用途大致可分為建筑焊接結(jié)構(gòu)、貯罐和容器焊接結(jié)構(gòu)、管道焊接結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性焊接結(jié)構(gòu)四類,我們所稱的鋼結(jié)構(gòu)包含了這四類焊接結(jié)構(gòu)。選用的結(jié)構(gòu)材料是鋼材,而且大多為普通碳素鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼,常用的鋼號有Q235、16Mn、16Mnq、15MnV、15MnVq等,主要的焊接方法有手工電弧焊、氣體保護焊、自保護電弧焊、埋弧焊、電渣焊、等離子焊、激光焊、電子束焊、栓焊等。在鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝領(lǐng)域中,廣泛使用的是電弧焊。在電弧焊中又以藥皮焊條手工電弧焊、自動埋弧焊、半自動與自動C

23、O2氣體保護焊和自保護電弧焊為主。在某些特殊應(yīng)用場合,則必須使用電渣焊和栓焊。(2手工電弧焊依靠電弧的熱量進行焊接的方法稱為電弧焊,手工電弧焊是用手工操作焊條進行焊接的一種電弧焊,是鋼結(jié)構(gòu)焊接中最常用的方法。焊條和焊件就是兩個電極,產(chǎn)生電弧,電弧產(chǎn)生大量的熱量,熔化焊條和焊件,焊條端部熔化形成熔滴,過渡到熔化的焊件的母材上融合,形成熔池并進行一系列復(fù)雜的物理冶金反應(yīng)。隨著電弧的移動,液態(tài)熔池逐步冷卻、結(jié)晶,形成焊縫。在高溫作用下,冷敷于電焊條鋼芯上的藥皮熔融成熔渣,覆蓋在熔池金屬表面,它不僅能保護高溫的熔池金屬不與空氣中有害的氧、氮發(fā)生化學反應(yīng),并且還能參與熔池的化學反應(yīng)和滲入合金等,在冷卻凝

24、固的金屬表面,形成保護渣殼。(3氣體保護電弧焊又稱為熔化極氣體電弧焊,以焊絲和焊件作為兩個極,兩極之間產(chǎn)生電弧熱來溶化焊絲和焊件母材,同時向焊接區(qū)域送人保護氣體,使電弧、熔化的焊絲、熔池及附近的母材與周圍的空氣隔開,焊絲自動送進,在電弧作用下不斷熔化,與熔化的母材一起融合,形成焊縫金屬。這種焊接法簡稱GMAW(Gas Metal Arc Welding由于保護氣體的不同,又可分為:CO2氣體保護電弧焊,是目前最廣泛使用的焊接法,特點是使用大電流和細焊絲,焊接速度快、熔深大、作業(yè)效率高; M1G(Metal-Inert-Gas電弧焊,是將CO2氣體保護焊的保護氣體變成Ar或He等惰性氣體;MAG

25、(Metal-Active-Gas電弧焊,使用CO2和Ar的混合氣體作為保護氣體(80%Ar+20%CO2,這種方法既經(jīng)濟又有MIG的好性能。(4自保護電弧焊自保護電弧焊曾稱為無氣體保護電弧焊。與氣體保護電弧焊相比抗風性好,風速達10m/s時仍能得到無氣孔而且力學性能優(yōu)越的焊縫。由于自動焊接,因此焊接效率極高。焊槍輕,不用氣瓶,因此操作十分方便,但焊絲價格比CO2保護焊的要高。在海洋平臺、目前美國的超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)廣泛使用這種方法。自保護電弧焊用焊絲是藥芯焊絲,使用的焊機為比交流電源更穩(wěn)定焊接的直流平特性電源。(5埋弧焊埋弧焊是電弧在可熔化的顆粒狀焊劑覆蓋下燃燒的一種電弧焊。原理如下:向熔池連

26、續(xù)不斷送進的裸焊絲,既是金屬電極,也是填充材料,電弧在焊劑層下燃燒,將焊絲、母材熔化而形成熔池。熔融的焊劑成為熔渣,覆蓋在液態(tài)金屬熔池的表面,使高溫熔池金屬與空氣隔開。焊劑形成熔渣除了起保護作用外,還與熔化金屬參與冶金反應(yīng),從而影響焊縫金屬的化學成分。2焊接變形的種類焊接變形可分為線性縮短、角變形、彎曲變形、扭曲變形、波浪形失穩(wěn)變形等。線性縮短:是指焊件收縮引起的長度縮短和寬度變窄的變形,分為縱向縮短和橫向縮短。角變形:是由于焊縫截面形狀在厚度方向上不對稱所引起的,在厚度方向上產(chǎn)生的變形。波浪變形:大面積薄板拼焊時,在內(nèi)應(yīng)力作用下產(chǎn)生失穩(wěn)而使板面產(chǎn)生翹曲成為波浪形變形。扭曲變形:焊后構(gòu)件的角變

27、形沿構(gòu)件縱軸方向數(shù)值不同及構(gòu)件翼緣與腹板的縱向收縮不一致,綜合而形成的變形形態(tài)。扭曲變形一旦產(chǎn)生則難以矯正。主要由于裝配質(zhì)量不好,工件擱置不正,焊接順序和方向安排不當造成的,在施工中特別要引起注意。構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的變形使其外形不符合設(shè)計圖紙和驗收要求不僅影響最后裝配工序的正常進行,而且還有可能降低結(jié)構(gòu)的承載能力。如已產(chǎn)生角變形的對接和搭接構(gòu)件在受拉時將引起附加彎矩,其附加應(yīng)力嚴重時可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的超載破壞。3焊接殘余變形量的影響因素主要影響因素包括:焊縫截面積的影響:焊縫面積越大,冷卻時引起的塑性變形量越大。焊縫面積對縱向、橫向及角變形的影響趨勢是一致的,而且起主要的影響。焊接熱輸入的影響:一般情況下

28、,熱輸入大時,加熱的高溫區(qū)范圍大,冷卻速度慢,使接頭塑性變形區(qū)增大。對縱向、橫向及角變形都有變形增大的影響。工件的預(yù)熱、層間溫度影響:預(yù)熱、層間溫度越高,相當于熱輸入增大,使冷卻速度慢,收縮變形增大。焊接方法的影響:各種焊接方法的熱輸入差別較大,在其他條件相同情況下,收縮變形值不同。接頭形式的影響:焊接熱輸入、焊縫截面積、焊接方法等因素條件相同時,不同的接頭形式對縱向、橫向及角變形量有不同的影響。焊接層數(shù)的影響:橫向收縮在對接接頭多層焊時,第一道焊縫的橫向收縮符合對接焊的一般條件和變形規(guī)律,第一層以后相當于無間隙對接焊,接近于蓋面焊時已與堆焊的條件和變形規(guī)律相似,因此收縮變形相對較小;縱向變形

29、,多層焊時的縱向收縮變形比單層焊時小得多,而且焊的層數(shù)越多,縱向變形越小。4焊接的主要缺陷國標金屬熔化焊焊縫缺陷分類及說明將焊縫缺陷分為六類,裂紋、孔穴、固體夾雜,未熔合和末焊透、形狀缺陷和上述以外的其他缺陷。每一缺陷大類用一個三位阿拉伯數(shù)字標記,每一缺陷小類用一個四位阿拉伯數(shù)字標記,同時采用國際焊接學會(I “參考射線底片匯編”中字母代號來對缺陷進行簡化標記。裂紋缺陷以焊縫冷卻結(jié)晶時出現(xiàn)裂紋的時間階段區(qū)分有熱裂紋(高溫裂紋、冷裂紋、延遲裂紋。熱裂紋熱裂紋是由于焊縫金屬結(jié)晶時造成嚴重偏析,存在低熔點雜質(zhì),另外是由于焊接拉伸應(yīng)力的作用而產(chǎn)生的。防止措施有:控制焊縫的化學成分。降低母材及焊接材料中

30、形成低熔點共晶物即易于偏析的元素,如硫、磷含量;降低碳含量;提高Mn含量,使Mm/S比值達到2060?？刂坪附庸に噮?shù)?？刂坪附与娏骱秃附铀俣?使各焊道截面上部的寬度和深度比值達到 1.11.2,同時控制焊接熔池形狀;避免坡口和間隙過小使焊縫成形系數(shù)太小;焊前預(yù)熱可降低預(yù)熱裂紋的傾向;合理的焊接順序可以使大多數(shù)焊縫在較小的拘束度下焊接,減小焊縫收縮時所受拉應(yīng)力,也可減小熱裂紋傾向。冷裂紋冷裂紋發(fā)生于焊縫冷卻過程中較低溫度時,或沿晶或穿晶形成,視焊接接頭所受的應(yīng)力狀態(tài)和金相組織而定。冷裂紋也可以在焊后經(jīng)過一段時間(幾小時或幾天才出現(xiàn),稱之為延遲裂紋。防止的辦法是:焊前烘烤,徹底清理坡口和焊絲表面

31、的油、水、銹、污等減少擴散氫含量。焊前預(yù)熱、焊后緩冷,進行焊后熱處理。采取降低焊接應(yīng)力的工藝措施,如:在實際工作中,如果施焊條件許可雙面焊,結(jié)構(gòu)承載條件允許部分焊透焊接時,應(yīng)盡量采用對稱坡口或部分焊透焊縫作為降低冷裂紋傾向的措施之一?？籽ㄈ毕莘譃闅饪缀突】涌s孔兩種。氣孔造成的主要原因:焊條、焊劑潮濕,藥皮剝落;坡口表面有油、水、銹污等未清理干凈;電弧過長,熔池面積過大;保護氣體流量小,純度低;焊矩擺動大,焊絲攪拌熔池不充分;焊接環(huán)境濕度大,焊工操作不熟練。防止措施:不得使用藥皮剝落、開裂、變質(zhì)、偏心和焊芯銹蝕的焊條,對焊條和焊劑要進行烘烤。認真處理坡口。控制焊接電流和電弧長度。提高操作技術(shù),改

32、善焊接環(huán)境。弧坑縮孔是由于焊接電流過大,滅弧時間短而造成的,因此要選用合適的焊接參數(shù),焊接時填滿弧坑或采用電流衰減滅弧。利用超聲波探傷,搞清缺陷的位置后,用碳弧氣刨等完全鏟除焊縫,搞成船底形的溝再進行補焊,焊后再次檢查。固體夾雜缺陷有夾渣和金屬夾雜兩種缺陷。造成夾渣的原因有:多道焊層清理不干凈;電流過小,焊接速度快,熔渣來不及浮出;焊條或焊矩角度不當,焊工操作不熟練,坡口設(shè)計不合理,焊條形狀不良。防止辦法是:徹底清理層間焊道;合理選用坡口,改善焊層成形,提高操作技術(shù)。金屬夾雜缺陷是由于:氬弧焊采用接觸引弧,操作不熟練;鎢級與熔池或焊絲短路;焊接電流過大,鎢棒嚴重燒損。防止辦法是:氬弧焊時盡量采

33、用高頻引弧,提高操作技術(shù),選用合適的焊接工藝。未熔合缺陷主要是由于運條速度過快,焊條焊矩角度不對,電弧偏吹;坡口設(shè)計不良,電流過小,電弧過長,坡口或夾層清理不干凈造成的。防止辦法是:提高操作技術(shù),選用合適的工藝參數(shù),選用合理的坡口,徹底清理焊件。未焊透缺陷產(chǎn)生的原因是由于坡口設(shè)計不良,間隙過小,操作不熟練等造成的。防止辦法是:選用合理的坡口形式,保證組對間隙,選用合適的規(guī)范參數(shù),提高操作技術(shù)。形狀缺陷分為咬邊、焊瘤、下塌、根部收縮、錯邊、角度偏差、焊縫超高、表面不規(guī)則等。咬邊缺陷是由于電流過大或電弧過長,埋弧焊時電壓過低,焊條和焊絲的角度不合適等原因造成的。對咬邊部分需用直徑3.24.0mm的

34、焊絲進行修補焊接。焊瘤是由于電流偏大或火焰率過大造成的,另外焊工技術(shù)差也是主要原因。對于重要的對接焊部分的焊瘤要用砂輪等除去。下塌缺陷又稱為壓坑缺陷,是由于焊接電流過大,速度過慢,因此熔池金屬溫度過高而造的。用碳弧氣刨進行鏟除,然后修補焊接。根部收縮缺陷主要是焊接電流過大或火焰率過大,使熔池體積過大造成的,因此要選合適的工藝參數(shù)。錯邊缺陷主要是組對不好,因此要求組對時嚴格要求。從背面進行補焊,也可使用背襯焊劑墊進行底層焊接,希望焊成傾斜度為1/2.5。角度偏差缺陷主要由于組對不好,焊接變形等造成的,因此要求組對好,采用控制變形的措施才能防止發(fā)生。焊縫超高、焊腳不對稱、焊縫寬度不齊、表面不規(guī)則等

35、缺陷產(chǎn)生的主要原因是:焊接層次布置不好,焊工技術(shù)差,護目鏡顏色過深,影響了觀察熔池情況。其他缺陷其他缺陷主要有電弧擦傷、飛濺、表面撕裂等。電弧擦傷是由于焊把與工件無意接觸,焊接電纜破損;未在坡口內(nèi)引弧,而是在母材上任意引弧而造成的。因此,啟動電焊機前, 檢查焊接,嚴禁與工件短路;包裹絕緣帶,必須在坡口內(nèi)引弧,嚴肅工藝紀律。飛濺是由于焊接電流過大,或沒有采取防護措施,也有因CO2氣體保護焊焊接回路電感量不合適造成的。可采用涂白堊粉調(diào)整CO2氣體保護焊焊接回路的電感。5焊接的質(zhì)量檢驗焊接質(zhì)量檢驗包括焊前檢驗、焊接生產(chǎn)中檢驗和成品檢驗。(1焊前檢驗檢驗技術(shù)文件(圖紙、標準、工藝規(guī)程等是否齊備。焊接材

36、料(焊條、焊絲、焊劑、氣體等和鋼材原材料的質(zhì)量檢驗,構(gòu)件裝配和焊接件邊緣質(zhì)量檢驗、焊接設(shè)備(焊機和專用胎、模具等是否完善。焊工應(yīng)經(jīng)過考試取得合格證,停焊時間達6個月及以上,必須重新考核方可上崗操作。(2焊接生產(chǎn)中的檢驗主要是對焊接設(shè)備運行情況、焊接規(guī)范和焊接工藝的執(zhí)行情況,以及多層焊接過程中夾渣、焊透等缺陷的自檢等,目的是防止焊接過程中缺陷的形成,及時發(fā)現(xiàn)缺陷,采取整改措施,特別是為了提高焊工對產(chǎn)品質(zhì)量的高度責任心和認真執(zhí)行焊接工藝的嚴明的紀律性。1焊接工藝評定首次使用的鋼材應(yīng)進行工藝評定,但當該鋼材與已評定過的鋼材具有同一強度等級和類似的化學成分時,可不進行焊接工藝評定。首次采用的焊接方法,

37、采用新的焊接材料施焊,首次采用的重要的焊接接頭形式,需要進行預(yù)熱、后熱或焊后熱處理的構(gòu)件,都應(yīng)進行工藝評定。進行工藝評定用的鋼材、焊接材料和焊接方法應(yīng)與工程所使用的相同;對于要求熔透的T形接頭焊接試件,應(yīng)與工程實物相當。焊接工藝評定應(yīng)由較高技能的焊工施焊。2焊接工藝施焊電源的網(wǎng)路電壓波動值應(yīng)在±5%范圍內(nèi),超過時應(yīng)增設(shè)專用變壓器或穩(wěn)壓裝置。根據(jù)焊接工藝評定編制工藝指導(dǎo)書,焊接過程中應(yīng)嚴格執(zhí)行。對接接頭、T形接頭、角接接頭、十字接頭等對接焊縫及組合焊縫應(yīng)在焊縫的兩端設(shè)置引弧和引出板;其材料和坡口形式應(yīng)與焊件相同。引弧和引出的焊縫長度:埋弧焊應(yīng)大于50mm,手弧焊及氣體保護焊應(yīng)大于20m

38、m。焊接完畢應(yīng)采用氣割切除引弧和引出板,不得用錘擊落,并修磨平整。角焊縫轉(zhuǎn)角處宜連續(xù)繞角施焊,起落弧點距焊縫端部宜大于10mm;角焊縫端部不設(shè)引弧和引出板的連續(xù)焊縫,起落弧點距焊縫端部宜大于10mm,弧坑應(yīng)填滿。下雪或下雨時不得露天施焊,構(gòu)件焊區(qū)表面潮濕或冰雪沒有清除前不得施焊,風速超過或等于8m/s(CO2,保護焊風速>2m/s,應(yīng)采取擋風措施,定位焊工應(yīng)有焊工合格證。不得在焊道以外的母材表面引弧、熄弧。在吊車梁、吊車桁架及設(shè)計上有特殊要求的重要受力構(gòu)件其承受拉應(yīng)力區(qū)域內(nèi),不得焊接臨時支架、卡具及吊環(huán)等。多層焊接宜連續(xù)施焊,每一層焊道焊完后應(yīng)及時清理并檢查,如發(fā)現(xiàn)焊接缺陷應(yīng)清除后再施焊

39、,焊道層間接頭應(yīng)平緩過渡并錯開。焊縫同一部位返修次數(shù),不宜超過兩次,超過二次時,應(yīng)經(jīng)焊接技術(shù)負責人核準后再進行。焊縫坡口和間隙超差時,不得采用填加金屬塊或焊條的方法處理。對接和T形接頭要求熔透的組合焊縫,當采用手弧焊封底,自動焊蓋面時,反面應(yīng)進行清根。T形接頭要求熔透的組合焊縫,應(yīng)采用船形埋弧焊或雙絲埋弧自動焊,宜選用直流電流;厚度t8mm的薄壁構(gòu)件宜采用二氧化碳氣體保護焊。厚度t>5mm板的對接立焊縫宜采用電渣焊。栓釘焊接前應(yīng)用角向磨光機對焊接部位進行打磨,焊后,焊接處未完全冷卻之前,不得打碎瓷環(huán)。栓釘?shù)拇┩负?應(yīng)使壓型鋼板與鋼梁上翼緣緊密相貼其間隙不得>1mm。軌道間采用手弧焊

40、焊接時應(yīng)符合下列規(guī)定,軌道焊接宜采用厚度12mm,寬100mm的紫銅板彎制成與軌道外形相吻合的墊模;焊接的順序由下向上,先焊軌底,后焊軌腰、軌頭,最后修補四周;施焊軌底的第一層焊道時電流應(yīng)稍大些以保證焊透和便于排渣。每層焊完后要清理,前后兩層焊道的施焊方向應(yīng)相反;采取預(yù)熱、保溫和緩冷措施,預(yù)熱溫度為200300,保溫可采用石棉灰等。焊條選用氫型焊條。當壓軌器的軌板與吊車梁采用焊接時,應(yīng)采用小直徑焊條,小電流跳焊法施焊。柱與柱,柱與梁的焊接接頭,當采用大間隙加墊板的接頭形式時,第一層焊道應(yīng)熔透。焊接前預(yù)熱及層間溫度控制,宜采用測溫器具測量(點溫計、熱電偶溫度計等。預(yù)熱區(qū)在焊道兩側(cè),其寬度應(yīng)各為焊

41、件厚度的2倍以上,且不少于100mm,環(huán)境溫度低于0時,預(yù)(后熱溫度應(yīng)通過工藝試驗確定。焊接H型鋼,其翼緣板和腹板應(yīng)采用半自動或自動氣割機進行切割,翼緣板只允許在長度方向拼接;腹板在長度和寬度方向均可拼接,拼接縫可為“十”,字形或“T”形,翼緣板的拼接縫與腹板的錯開200mm以上,拼接焊接應(yīng)在H型鋼組裝前進行。對需要進行后熱處理的焊縫,應(yīng)焊接后鋼材沒有完全冷卻時立即進行,后熱溫度為200300,保溫時間可按板厚每30mm 1h計,但不得少于2h。(3焊接檢驗全部焊接工作結(jié)束,焊縫清理干凈后進行成品檢驗。檢驗的方法有很多種,通常可分為無損檢驗和破壞性檢驗兩大類。1無損檢驗可分為外觀檢查、致密性檢驗、無損探傷外觀檢查:是一種簡單而應(yīng)用廣泛的檢查方法,焊縫的外觀用肉眼或低倍放大鏡進行檢查表面氣孔、夾渣、裂紋、弧坑、焊瘤等,并用測量工具檢查焊縫尺寸是否符合要求。根據(jù)結(jié)構(gòu)件承受荷載的特點,產(chǎn)生脆斷傾向的大小及危害性,將對接焊縫分為三級,不同質(zhì)量等級的焊縫,質(zhì)量要求不一樣,規(guī)定采用的檢驗比例、驗收標準也不一樣。一級焊縫:重級工作制和起重量>50t的中級工作制的吊車梁,其腹板、翼緣板、吊車桁架的上下弦桿的拼接焊縫。 母材板厚 Q235 鋼 t>38mm,1