鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接施工技術(shù)概況

鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接施工技術(shù)概況(doc11頁)鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接施工技術(shù)摘要某工程塔樓為全鋼結(jié)構(gòu)，焊接工作量大，且大部分為全熔透焊縫，質(zhì)量要求高，構(gòu)件板厚最大達(dá)到85mm，焊接難度大。工程提前進(jìn)行了工藝評定。關(guān)鍵詞鋼結(jié)構(gòu)焊接全熔透焊工藝評定1工程概況某工程位于北京市海淀區(qū)，總建筑面積11.2萬m2。塔樓地下四層，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地上35層，為全鋼結(jié)構(gòu)，鋼柱錨入地下一層，高150m.本工程南北立面為雙曲面，外圍鋼柱以每4層為一折線點(diǎn)。核心筒共31根鋼柱，外圍鋼框架柱共23根。鋼柱主要為箱形柱，鋼梁為軋制、焊接H形梁。鋼結(jié)構(gòu)總重量約14000t。1.1鋼材本工程鋼柱使用的鋼材為高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板Q345GJC，大于40mm厚鋼板為Q345GJC-Z15，產(chǎn)地為舞陽鋼鐵廠，主梁使用鋼材為Q345C，鋼支撐采用Q235C，產(chǎn)地為武漢鋼鐵廠。表1鋼材種類化學(xué)成分力學(xué)性能CSiMnPSσs（MPa）σb（MPa）δ（%）Q345GJC0.130.291.430.0160.005415535233焊接準(zhǔn)備3.1焊接吊籃與平臺由于鋼柱安裝和焊接需要，柱焊接用鋼管搭設(shè)操作平臺，鋼梁焊接采用特制吊籃。如圖2。圖23.2焊接設(shè)備和焊接材料本工程焊接任務(wù)量很大，采用焊接速度較快的CO2氣體保護(hù)焊，主要焊接及輔助設(shè)備見表2，焊接材料見表3。表2序號名稱型號容量數(shù)量用途1CO2氣體保護(hù)半自動焊機(jī)NBC-500500A12鋼柱鋼梁焊接2碳弧氣刨——630A2返修清根3特制氧-乙炔烤槍10預(yù)熱、后熱4空壓機(jī)0.67.5kW1碳弧氣刨風(fēng)源5電動角向磨光機(jī)YZH2-4010修磨清渣6電熱烘干箱7.6kW1烘干焊接材料7測溫儀500~600℃108硅整流焊機(jī)ZX-500A500A1表3序號名稱規(guī)格用途1CO2氣保焊絲JM-56CO2氣體保護(hù)焊絲2CO2氣體氣體純度不低于99.9%保護(hù)作用3手工電弧焊焊條E5015手工電弧焊4焊接施工勞動力安排高層鋼結(jié)構(gòu)焊接工程專業(yè)性很強(qiáng)，勞動強(qiáng)度大，專業(yè)管理人員和焊工都要求有較好的技術(shù)素質(zhì)。本工程現(xiàn)場焊工均持有鋼結(jié)構(gòu)厚板焊接合格證，在正式施工前，在業(yè)主、監(jiān)理等各單位的監(jiān)督下進(jìn)行了附加考試。本工程共16人參加了考試。5焊接施工順序和工藝5.1焊接順序5.1.1根據(jù)本工程平面和立面形狀，結(jié)構(gòu)形式等，塔樓分東西兩區(qū)組織施工。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)安裝完成三個及以上單元的校正和高強(qiáng)螺栓的終擰后，從平面中心選擇四面都有焊接梁的柱子作為基準(zhǔn)柱，并以此作為垂偏測量基準(zhǔn)，并首先安排其四側(cè)都有抗彎焊接的梁、然后向四周擴(kuò)展施焊。隨安裝滯后跟進(jìn)。采取結(jié)構(gòu)對稱、節(jié)點(diǎn)對稱和全方位對稱焊接的原則。5.1.2栓-焊混合節(jié)點(diǎn)中，設(shè)計要求梁的腹板上的高強(qiáng)度螺栓先初擰70%后→焊接梁的下、上翼緣板→終擰梁腹板上的高強(qiáng)度螺栓至100%施工扭矩值。5.1.3豎向上的焊接順序：（1）地下一柱一層梁的焊接順序：上層框架梁→柱腳板部位的焊接→支撐→焊接檢驗(yàn)。（2）地上及以上一柱二層梁的焊接順序：上層框架梁→壓型金屬板支托→下層框架梁→壓型金屬板支托→上柱與下柱焊接→焊接檢驗(yàn)（也可先焊柱—柱節(jié)點(diǎn)→上層框架梁→下層框架梁→焊接檢驗(yàn)）。（3）地上及以上一柱三層的焊接順序：上層框架梁→壓型金屬板支托→下層框架梁→壓型金屬板支托→中層框架梁→壓型金屬板支托→上柱與下柱焊接→焊接檢驗(yàn)，（但也可先焊柱—柱節(jié)點(diǎn)→上層框架梁→下層框架梁→中層框架梁→焊接檢驗(yàn)）。5.1.4柱—梁節(jié)點(diǎn)上對稱的兩根梁應(yīng)同時施焊，而一根梁的兩端不得同時施焊作業(yè)。5.1.5柱—柱節(jié)點(diǎn)焊接時，箱形柱的對稱兩面應(yīng)由兩名焊工相對依次逆時針焊接。5.1.6梁的焊接應(yīng)先焊下翼緣，后焊上翼緣，以減少角變形。5.2安裝焊接工藝5.2.1安裝焊接前的準(zhǔn)備工作本工程使用的高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板在國內(nèi)應(yīng)用并不多，針對其中數(shù)量較多且具有代表性的接頭形式進(jìn)行了相應(yīng)焊接方法的工藝評定試驗(yàn)。試驗(yàn)鋼材包括Q345GJC-Z15（壁厚70mm）、Q345GJC-Z15（壁厚40mm）、Q345C（翼緣厚28mm），焊接位置為柱—柱橫焊、柱—梁平焊（包括桁架梁上下翼緣平焊）、T型角立焊。坡口形式及尺寸按設(shè)計要求。焊后外觀及超聲波檢查合格后取樣進(jìn)行了力學(xué)和物理試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，接頭彎曲180°無裂紋。采用的焊接材料和焊接設(shè)備技術(shù)條件應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，性能優(yōu)良。清渣、氣刨、焊條烘干保溫等裝置應(yīng)齊全有效。5.2.2手工電弧焊及CO2氣保焊焊材和設(shè)備（1）焊條應(yīng)在高溫烘干箱中烘干，焊條烘干次數(shù)不得超過兩次。（2）焊絲包裝應(yīng)完好，如有破損而導(dǎo)致焊絲污染或彎折、紊亂時應(yīng)部分棄之。（3）CO2氣體純度應(yīng)不低于99.9%（體積比），含水量應(yīng)低于0.05%（重量比），瓶內(nèi)高壓低于1MPa時應(yīng)停止使用。（4）焊機(jī)電壓應(yīng)正常，地線壓緊牢固，接觸可靠，電纜及焊鉗無破損，送絲機(jī)應(yīng)能均勻送絲，氣管應(yīng)無漏氣或堵塞。5.3安裝焊接程序及一般規(guī)定焊接的一般順序?yàn)椋汉盖皺z查→預(yù)熱除銹→裝焊墊板和引弧板→焊接→檢驗(yàn)5.3.1焊前檢查坡口角度、鈍邊、間隙及錯口量，坡口內(nèi)和兩側(cè)的銹斑、油污、氧化鐵皮等應(yīng)清除干凈。5.3.2預(yù)熱。焊前用氣焊或特制烤槍對坡口及其兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)的母材均勻加熱，并用表面測溫計測量溫度，防止溫度不符合要求或表面局部氧化，預(yù)熱溫度。表4結(jié)構(gòu)鋼材焊前最低預(yù)熱溫度要求鋼材牌號接頭最厚部件的板厚t（mm）t＜2525≤t≤4040≤t＜6060＜t≤80t＞80Q235——60～90℃80～100℃100℃Q345—60～80℃80～100℃100～120℃140℃注：本表的施工作業(yè)環(huán)境溫度條件為常溫5.3.3重新檢查預(yù)熱溫度，如溫度不夠應(yīng)重新加熱，使之符合要求。5.3.4裝焊墊板及引弧板，其表面清潔程度要求與坡口表面相同，墊板與母材應(yīng)貼緊，引弧板與母材焊接應(yīng)牢固。5.3.5焊接：第一層的焊道應(yīng)封住坡口內(nèi)母材與墊板的連接處，然后逐道逐層累焊至填滿坡口，每道焊縫焊完后，都必須清除焊渣及飛濺物，出現(xiàn)焊接缺陷應(yīng)及時磨去并修補(bǔ)。5.3.6一個接口必須連續(xù)焊完，如不得已而中途停焊時，應(yīng)進(jìn)行保溫緩冷處理，再焊前，應(yīng)重新按規(guī)定加熱。5.3.7遇雨、雪天時應(yīng)停焊，構(gòu)件焊口周圍及上方應(yīng)有擋風(fēng)、雨棚，風(fēng)速大于5m/s時應(yīng)停焊。環(huán)境溫度低于零度時，應(yīng)按規(guī)定采取預(yù)熱和后熱措施施工。5.3.8碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度、低合金結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在完成24h以后，進(jìn)行焊縫探傷檢驗(yàn)。5.3.9焊工和檢驗(yàn)人員要認(rèn)真填寫作業(yè)記錄表。5.4典形節(jié)點(diǎn)的焊接順序和工藝參數(shù)(1）上下柱無耳板側(cè)由兩名焊工在兩側(cè)對稱焊至板厚的1/3處時，切去耳板。（2）然后在切去耳板側(cè)由兩名焊工在兩側(cè)對稱焊至板厚的1/3處。（3）再由兩名焊工分別承擔(dān)相鄰兩面的焊接。（4）每兩層之間焊道的接頭應(yīng)相互錯開，兩名焊工焊接的焊道接頭也要注意每層錯開，焊接過程中要注意檢測層間溫度。(5）焊接工藝參數(shù)CO2氣保焊：焊絲直徑Φ1.2mm，電流280～320A，焊速350～450mm/min焊絲伸出長度：約20mm，氣體流量25～80L/min，電壓29～34V，層間溫度120～150℃5.4.2柱—梁、梁—梁節(jié)點(diǎn)見圖3H型梁翼緣與柱的焊接順序。注：下翼（A）左→左→左→右→右→右上翼（B）分層多道焊完此順序也適用于H形肩梁（梁）—梁翼緣焊接圖3.H型梁翼緣與柱的焊接順（1）先焊梁的下翼緣，梁腹板兩側(cè)的翼緣焊道要保持對稱焊接。（2）待下翼緣焊完，然后焊接上翼緣。（3）如翼緣板厚大于30mm時，宜上下翼緣輪換施焊。（4）焊接工藝參數(shù)CO2氣保焊：焊絲直徑φ1.2mm，電流280～360A，焊速300～500mm/min焊絲伸出長度約20mm，氣體流量20～80L/mm電壓30～38V，層間溫度120～150℃6體會高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接質(zhì)