钢结构焊接施工方案(最终版)
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目录第一章总体概述 (3)1.1 编制依据 (3)1.1.1 设计图纸 (3)1.1.2 相关规范、规程 (3)1.1.3 相关管理标准 (4)1.2 钢结构焊接工程概况 (4)1.2.1 焊接对象分析 (4)1.2.2 焊接流程 (6)1.2.3 焊接工艺评定 (7)第二章施工准备及资源配置 (7)2.1 人员准备 (7)2.2 主要焊接设备机具 (7)2.3 技术准备 (8)2.4 焊接材料准备 (8)第三章主要焊接工艺 (8)3.1 焊接方法的选择 (8)3.2 焊接材料的选择 (9)3.3 坡口形式的设计 (10)3.4 焊接设备的配置 (12)3.5 焊接工艺顺序 (15)3.6 焊工考试 (17)3.7 焊接施工流程 (20)3.8 预热、层间温度控制和后热 (24)第四章栓钉焊接施工工艺 (25)4.1 栓钉焊接工艺流程 (25)4.2 栓钉焊接前的准备工作 (26)4.3 栓钉焊接工艺 (27)4.4 焊后质量检查 (27)4.5 栓钉焊接缺陷及对策 (28)第五章焊接质量控制措施 (28)5.1 防止层状撕裂的措施 (28)5.2 防止焊接裂纹的措施 (29)5.3 减小焊接应力的措施 (30)5.4 焊接变形控制措施 (30)5.5 焊接质量检验 (31)5.5.1 无损检测 (31)5.5.2 外观检查 (31)5.6 焊接缺陷返修 (33)第六章钢结构高空焊接安全保护措施 (34)6.1 钢柱焊接操作平台 (34)6.2 钢结构焊接垂直通道 (34)6.3 钢结构焊接水平通道 (35)6.4 定型钢通道 (36)6.5 钢结构焊接吊篮 (37)6.6 钢梁扶手绳 (38)6.7 钢结构接火措施 (39)6.8 钢结构施工防护网 (39)6.8.1 平网 (39)6.8.2 挑网 (40)第一章总体概述1.1 编制依据1.1.1 设计图纸表1.1.1-1 设计图纸1.1.2 相关规范、规程表1.1.2-1 规范、规程序号规范名称规范编号25气体保护焊用钢丝GB/T1495826《焊接工艺规程及评定的一般原则》GB/T 19866-200527《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T 8110-20081.1.3 相关管理标准表1.1.3-1 相关管理标准序号分项名称相关标准1质量管理ISO9001质量管理标准2环境管理ISO14001-2004环境管理标准3职业安全健康管理OSHMS18001职业安全健康管理标准1.2 钢结构焊接工程概况1.2.1 焊接对象分析根据设计图纸,对本工程的主要焊接对象进行分析,见下表。
表1.2.1-1 焊接对象分析序号部位截面示意最大截面尺寸(mm)板厚(mm)材质焊接位置1塔楼外框钢柱1200×100025、28、32、34Q345B横焊2塔楼核心筒钢柱500×20020、25Q345B横焊3塔楼外框钢梁1050×60020、2528、30、40Q345B平焊1200×40020、40平焊、立焊、仰焊序号部位截面示意最大截面尺寸(mm)板厚(mm)材质焊接位置4裙房钢柱400×40016、25Q345B横焊5裙房钢梁680×35020、25Q345B平焊1.2.2 焊接流程图1.2.2-1 焊接流程图1.2.3 焊接工艺评定本工程结构本体母材所用钢材为Q345B。
中厚板焊接头较多,焊接过程中采用的各项参数均需要通过焊接工艺评定来确定。
根据《钢结构焊接规范》(GB50661-2011),进行本工程焊接工艺评定。
以钢板厚度、种类分别进行各位置、坡口形式、焊接方法及组合等进行评定工作,以合格报告为依据指导现场施工,工艺覆盖率100%。
第二章施工准备及资源配置2.1 人员准备1)对于参与本工程焊接的所有焊工进行有针对性的培训,并按《钢结构焊接规范》(GB50661-2011)的相关要求进行考试。
考试合格取得焊工资格证的焊工,方允许参加本工程的焊接。
2)从事现场操作的所有焊工的资格证原件需由项目部统一收集管理,当焊工调离本项目时,资格证方可返还给本人。
2.2 主要焊接设备机具表2.2.1-1 主要焊接设备机具2.3 技术准备1)正式施焊前,针对现场各焊接形式按《钢结构焊接规范》(GB50661-2011)的要求完成相关焊接工艺评定,报监理审查后由现场焊接技术人员根据经确认的焊接工艺评定报告编制焊接工艺卡指导现场施工。
2)由现场焊接技术人员根据规范、设计及焊接要求对焊工进行技术交底,主要内容包括工序的验收,焊前准备,过程控制,规范施工,存在问题的处理,措施的使用,对环境等影响因素的应急以及质量和安全意识等。
2.4 焊接材料准备1)对进场焊接材料进行验收并分类摆放,验收焊材必须提供质量保证书,必要时可进行复验;2)焊丝存放于二级库保存,随时取用;3)项目部要建立焊接材料管理制度,做好焊材的烘焙、发放、回收的记录。
第三章主要焊接工艺3.1 焊接方法的选择结合本工程特点及各种焊接方法的焊接质量、焊接速度、操作方便程度、全位置焊接性能、抗风能力、焊接成本诸因素,选择半自动实芯焊丝二氧化碳气体保护焊(GMAW)为主要焊接方法,焊条电弧(SMAW)、药芯焊丝二氧化碳气体保护焊(FCAW-G)为辅助焊接方法。
各焊接方法的特点及应用部位如下表所示。
表3.1.1-1 焊接方法的特点及应用部位3.2 焊接材料的选择焊接材料的化学成分、力学性能应与母材相匹配。
焊缝金属的性能必须满足设计规定值。
对于两种不同等级的钢材相焊时,焊材按低等级的钢材进行选用。
选择焊接材料情况见下表。
表3.2.1-1 母材及焊材化学成分对比表3.2.1-2 母材及焊材机械性能参数表3.2.1-3 焊材选用情况3.3 坡口形式的设计根据设计说明及01(04)SG519国标图集中的焊缝形式与尺寸等,本区域主要坡口形式设计见下表。
表3.3.1-1 坡口形式示意4梁与柱采用完全焊透的坡口对接焊缝连接时,其梁端需作引弧板的加工大样箱形柱的坡口尺寸t≤36时ß=45°,b=5;t≥36时ß=35~38,b=9°3.4 焊接设备的配置根据本工程焊接施工特点及焊接方法的选择,施工过程中拟配置的主要焊接及检测设备如下表所示。
表3.4.1-1 主要焊接设备序号设备名称图例主要用途1逆变式气体保护焊机(1)箱型柱等柱-柱间熔透对接焊;(2)钢梁与钢柱牛腿节点焊接;2逆变式直流手工电弧焊机构件安装、校正时用的临时措施焊接;其它辅助焊接表3.4.1-2 主要焊接工具序号工具名称图例主要用途1焊枪与二氧化碳气体保护焊机配套使用,可拆卸,施工方便;2CO2流量计直观反应CO2流量,便于控制焊缝处保护气体强度。
3碳弧气刨枪焊缝修补,使用专用的空心碳棒,正极反接使用;4空压机配合碳弧气刨枪使用,为碳弧气刨枪提供高压空气。
5氧气、乙炔压力表通过氧气、乙炔压力表将气瓶内氧气、乙炔释放,反应安全压力值、正常使用压力值等,便于操作时灵活控制;6割炬连接板现场下料、焊缝坡口处理、安装措施板割除。
7烘枪对焊缝坡口及焊缝周围进行烘干处理。
8角磨机焊缝的打磨、坡口清理。
9钢丝刷焊缝坡口清理表3.4.1-3 焊接辅助设备序号工具名称图例主要用途1温控柜用于控制、测量焊件的温度、配置的温度记录仪用于实时记录焊件的温度曲线,便于存档备案2可控温焊条烘箱可控温焊条烘箱能根据需要提供多种烘培温度,保证焊接质量;表3.4.1-4 焊接检测设备序号工具名称图例主要用途1红外线测温仪厚板焊接时检测预热温度、层间温度、后热温度等。
序号工具名称图例主要用途1红外线测温仪厚板焊接时检测预热温度、层间温度、后热温度等。
2便携式超声波探伤焊缝内部质量检查3焊缝量规(1)焊前坡口尺寸、间隙检查(2)焊后余高、焊脚尺寸检查4焊缝检测工具工序验收时进行抽检项目检查的成套工具。
5放大镜焊接完成后进行表面裂纹、弧坑等外观自检的观察工具。
2便携式超声波探伤焊缝内部质量检查3焊缝量规(1)焊前坡口尺寸、间隙检查(2)焊后余高、焊脚尺寸检查4焊缝检测工具工序验收时进行抽检项目检查的成套工具。
5放大镜焊接完成后进行表面裂纹、弧坑等外观自检的观察工具。
3.5 焊接工艺顺序1 整体焊接顺序1)确定整体焊接顺序遵循的原则序号内容1按吊装顺序进行,原则上先焊横向杆件后焊竖向杆件;2在焊接同楼层互有联系的钢梁时,尽量保证焊缝所连接的两个构件中,至少有一个为活动体(即在焊缝横向收缩方向有微量的活动余地);3同一根钢梁两端的焊缝,必须分别焊接,不可以同时施焊;4对于相互有构件联系的钢结构整体,尽可能先焊接中心部位的节点,再焊接周边的节点(即先中心后周边);5收缩量大的焊接部位先焊,收缩量小的焊接部位后焊。
6尽量采用对称焊接法7焊接批次适当,尽量使焊工群体保持均衡施工2) 塔楼外框架整体焊接顺序外框整体施焊顺序以角对称轴线向两边延伸,现场由A、B、C、D四个焊接班组按下图所示顺序,同时对称焊接。
图3.5.1-1 外框焊整体接顺序3)主要节点焊接顺序序号接头形式焊接顺序焊接说明1H型钢柱对接焊缝1、腹板厚度较小,可采用单面坡口焊; 2、首先焊腹板焊缝A,然后两个人同时焊接翼缘焊缝B。
序号接头形式焊接顺序焊接说明2H型钢梁对接焊缝先焊下翼缘A,再焊接腹板焊缝B,最后焊上翼缘C3箱型钢柱对接焊缝1、采取两人对称焊的形式进行2、要求对称、分层、同步焊接3.6 焊工考试本工程大量使用30mm以上厚板,且均为高空焊接。
焊接施工条件差,焊接难度大,所以对焊工的技术水平要求特别高。
因此所有进场焊工必须经焊工考试合格后才能进行现场焊接施工。
焊工考试流程见下表。
表3.6.1-1 焊工考试流程序号工作内容图例1考试现场布置2焊工资格审查3焊前准备4焊前调试5横焊施焊6立焊施焊7焊缝打磨8焊接完成的试板序号工作内容图例9外观检测3.7 焊接施工流程序号工序示意图保证措施1施工准备焊接前必须设防风棚,使焊接作业区相对湿度≤90%,风速≤2m/s。
2焊前检查用钢丝刷清理坡口除锈;使用焊缝量规对坡口角度、间隙等进行检查。
3预热用履带式加热器对坡口上下各150mm范围进行预热,用红外线测温仪进行过程监控。
4定位焊接定位焊由持焊工合格证的工人施焊,焊接材料与正式焊接材料相同,发现缺陷时必须及时处理,定位焊焊缝长度50~60mm间距300~400mm。
5多层多道焊接填充焊接前坡口再次清理;层间接头错出50mm左右;每层焊接结束后,使用钢丝刷进行层间清理。
履带式加6盖面焊接焊接前对焊缝进行修补,消除凹凸处,保证盖面焊缝成型美观。
7后热缓冷履带式加热器加热至250℃左右断电,覆盖保温岩棉。