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大型超厚铸钢件焊接施工技术

作者：崔培龙

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第04期

摘 要：平安金融中心项目在塔楼四个角部V型撑交叉点采用大型超厚铸钢件，铸钢件采用了分段制作、分段吊装，现场焊接的施工工艺。本文着重介绍了大型超厚铸钢件焊接工艺、环境控制，焊接技术、质量控制。

关键词：铸钢件；焊接

平安金融中心项目塔楼层数为118 层，主体结构高度为558.45 米，塔尖高度为660.00

米，是一幢以甲级写字楼为主、集购物、观光、餐饮、娱乐为一体的综合性大型超高层建筑。本工程结构复杂，塔楼钢结构由8根巨型柱和7道环桁架以及巨柱斜撑、楼层钢梁构成巨型外框结构，核心筒从B5层到12层采用钢板剪力墙，12层以上为劲性钢柱剪力墙，外框与核心筒之间通过四道伸臂桁架连接形成整体巨型框架-核心筒结构体系。

1 铸钢节点设计

平安金融中心工程外框结构四个角部设置了V型撑，在V型撑交叉节点区域，由于斜率较大，节点区杆件交接空间小、范围大，给节点设计和制作带来了巨大困难，结构设计分别在11层、49层、85层、114 层四个角部V型撑交叉处采用X型的整体铸钢节点，材质为G20Mn5QT 低合金高强度钢，这既有利于节点加强，也有利于克服焊接时操作空间不足。本工程典型的铸钢节点形式如下：

2 主要技术重点和难点

（1）首道铸钢节点跨越外框1012F三个楼层，长度达17米，重量达150余吨，无法进行整体制作及现场吊装，因此采用了分段制作、分段吊装，现场焊接的施工工艺。此处铸钢件的壁厚为200mm，转角处达到290mm，堪称“国内建筑用铸钢第一厚”，而且从未有过类似的工程经验，因此首道铸钢件的现场焊接是本工程的难点和重点。

（2）铸钢件晶粒粗大，如果焊接材料、焊接工艺不当，容易产生冷裂纹；铸钢件由于本身生产特点决定了晶粒间存在低熔点偏析，且杂质较多，高的热应力作用情况下可能导致铸钢件内部热裂纹；铸钢件本身存在疏松气孔，焊接过程中内部气体的分解，增加了熔池中气体的成分，易产生气孔。 龙源期刊网

铸件技术协议

一、背景和目的

该协议是由甲方和乙方签订，旨在确定双方在铸件生产与技术合作方面的权益和责任，保证铸件质量和工艺的稳定性。

二、协议内容

1. 铸件规格与质量要求

- 甲方负责向乙方提供准确的铸件规格和质量要求，并在协议签署后的三天内发送所需铸件的详细技术图纸和相关数据。

- 乙方在收到技术图纸和相关数据后，需在三天内确认所有细节，并及时与甲方进行沟通和修改。

2. 铸件生产工艺和质量控制

- 乙方负责根据甲方提供的技术图纸和要求，制定铸件生产工艺，确保生产过程稳定、质量可控，并保证达到甲方的要求。

- 乙方应建立健全的质量管理体系，包括但不限于原材料的选择与检测、生产过程的控制与监测、产品出厂前的检验与测试等，确保铸件的质量合格。

3. 保密责任

- 双方在合作过程中可能接触到彼此的商业机密或技术机密，双方应保护对方的机密信息，不得泄露或用于其他任何目的。 - 双方必须明确的知识产权归属，乙方不得擅自使用甲方的商标、专利或其他知识产权。

4. 价格与付款方式

- 双方应就铸件的单价和总价进行谈判，并在协议中明确约定。

- 甲方应按照约定的付款方式和时间支付铸件款项。

5. 交货时间与方式

- 乙方应按时交付甲方所需的铸件，确保交货时间符合双方约定的要求。

- 交货方式可由双方协商决定，通常为人工运输或物流配送。

三、违约责任

1. 甲方的违约责任

- 如果甲方未能按照约定的时间支付铸件款项，应承担每逾期一天的违约金。

- 如因甲方提供的技术图纸和相关数据不准确导致生产问题，甲方应负责支付乙方因此造成的经济和生产损失，并承担违约责任。

2. 乙方的违约责任

- 如果乙方未能按时交付铸件，应承担每逾期一天的违约金。

- 如因乙方生产工艺不符合约定要求导致铸件质量问题，乙方应承担相应的责任，并承担由此产生的修复和更换费用。 四、解决争议

铸钢件生产工艺技术

铸钢件是用铸造方法获得的金属物件，即把熔炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其他方法注入预先预备好的铸型中，冷却后经落砂、清理(见铸件清理)和后处理(见铸件后处理)，所得到的具有一定外形，尺寸和性能的物件。 对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件，需要采用铸钢件。铸钢件的产量仅次于铸铁，约占铸件总产量的15%。

一、按照化学成分，铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广，占铸钢总产量的80%以上。

1、碳素铸钢 一般的，低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件；中碳钢ZG25～ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类；高碳钢ZG55的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数的耐磨件。

2、合金铸钢 根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大类。

1）低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等零件，而ZG40Cr1常用来制造高强度齿轮和高强度轴等重要受力零件。

2）高合金铸钢 ，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等；铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。

二、铸钢的铸造工艺特点 铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为10～14%，线收缩为1.8～2.5%。为防止 铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施：

铸钢件质保协议书范本

甲方（供方）：____________________

乙方（需方）：____________________

鉴于甲方为专业生产铸钢件的企业，乙方为需要使用铸钢件的单位或个人，双方本着平等互利、诚实信用的原则，就乙方购买甲方提供的铸钢件的质量保证事宜，经友好协商，达成如下协议：

第一条 铸钢件质量保证

1.1 甲方保证所提供给乙方的铸钢件符合国家或行业标准，以及双方约定的技术要求和质量标准。

1.2 甲方应向乙方提供铸钢件的质量证明文件，包括但不限于材质证明、检验报告等。

1.3 甲方承诺，如乙方在正常使用过程中发现铸钢件存在质量问题，甲方将按照本协议约定承担相应的责任。

第二条 质量异议与处理

2.1 乙方在收到铸钢件后，应在____天内进行验收。如发现质量问题，应在发现问题后____天内书面通知甲方。

2.2 甲方在接到乙方的质量异议通知后，应在____天内给予书面回复，并提出解决方案。

2.3 如双方对质量问题存在争议，可共同委托具有资质的第三方检测机构进行检测，检测费用由责任方承担。

第三条 质保期限

3.1 甲方提供的铸钢件质保期为自交付之日起____年或____次正常使用周期，以先到者为准。 3.2 质保期内，因甲方原因造成的铸钢件质量问题，甲方应负责免费维修或更换。

第四条 违约责任

4.1 如甲方未能按照本协议约定提供符合质量标准的铸钢件，或未能在约定时间内解决质量问题，应向乙方支付违约金，违约金的数额为不合格铸钢件货款的____%。

4.2 如乙方未按照本协议约定支付货款或提出无理的质量异议，应向甲方支付违约金，违约金的数额为未支付货款的____%。

第五条 协议的变更与解除

5.1 双方协商一致，可以书面形式变更或解除本协议。

5.2 任何一方违反本协议约定，经对方书面催告后____天内仍未纠正的，守约方有权解除本协议，并要求违约方承担相应的违约责任。