某超高層綜合樓鋼結(jié)構(gòu)焊接施工方案

鋼結(jié)構(gòu)高空焊接及消除溫度與誤差之間的質(zhì)量保證措施.1焊接的分布情況該工程的焊接量主要分布于巨型鋼骨柱的連接；復(fù)合型鋼柱的連接；鋼梁與鋼梁抗彎剛性拼接；屋頂拱結(jié)構(gòu)的接點(diǎn)連接；會(huì)議中心弧形結(jié)構(gòu)的接點(diǎn)連接；會(huì)議中心箱型鋼柱與圓管柱的連接。.2焊接設(shè)備的選擇本工程鋼構(gòu)件材質(zhì)主要為Q345B，鋼板厚40～100mm。施工時(shí)，針對(duì)本工程特點(diǎn)特別投入CPXC-600型多功能焊機(jī)，該機(jī)種集手工電弧焊、碳弧氣刨、CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊于一體，功率大，持續(xù)負(fù)載達(dá)100％。主要焊接設(shè)備及輔助設(shè)備實(shí)物圖如下所示：手工電弧焊焊機(jī)KH系列CO2電電焊機(jī)電焊條烘箱空壓機(jī)HT3000數(shù)字式超聲聲波探傷儀焊縫檢測(cè)工具箱等離子切割槍碳弧氣刨槍焊接檢驗(yàn)尺二氧化碳流量計(jì)、氧氧氣減壓器及及乙炔減壓器器CO2電弧焊槍及及焊接割槍焊條保溫筒.3焊接材料本工程主要鋼構(gòu)件材質(zhì)為Q390GJC(Q420GJC)、Q345GJC、Q345、Q235，焊接方式有手工電弧焊和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。焊接材料根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用以下焊材：焊接方式焊接母材焊接材料規(guī)格備注手工電弧焊Q235E4303Φ3.2mm、Φ44mm焊條Q345E5015、E55016、E50188Φ3.2mm、Φ44mm焊條Q345GJCE5515、E55516Φ3.2mm、Φ44mm焊條Q390GJC((Q420GJC)E6015、E66016Φ3.2mm、Φ44mm焊條CO2氣體保護(hù)焊焊Q235E4303Φ1.2mm焊絲（藥芯）Q345GJC、Q390GJC((Q420GJ)E5515、E66015Φ1.2mm焊絲（藥芯）.4現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接工藝評(píng)定方案，是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)焊接施工特點(diǎn)，選用本工程最具特點(diǎn)的焊接位置進(jìn)行試驗(yàn)。按照《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81-2002）第五章“焊接工藝評(píng)定”的具體規(guī)定及設(shè)計(jì)施工圖的技術(shù)要求，在施工前進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。評(píng)定的目的是針對(duì)各種類型的焊接節(jié)點(diǎn)確定出最佳焊接工藝參數(shù)，制定完整合理詳細(xì)的工藝措施和工藝流程。焊接工藝評(píng)定在現(xiàn)場(chǎng)正式焊接之前完成，按下列程序進(jìn)行：序號(hào)焊接工藝評(píng)定程序序1由技術(shù)員提出焊接接工藝評(píng)定任任務(wù)書(shū)焊接方方法、試驗(yàn)項(xiàng)項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)；；2焊接責(zé)任工程師審審核任務(wù)書(shū)并并擬定焊接工工藝評(píng)定指導(dǎo)導(dǎo)書(shū)焊接工藝藝規(guī)范參數(shù)；；3焊接責(zé)任工程師依依據(jù)相關(guān)國(guó)家家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，監(jiān)監(jiān)督由本企業(yè)業(yè)熟練焊工施施焊試件及試試件和試樣的的檢驗(yàn)、測(cè)試試等工作；4焊接試驗(yàn)室責(zé)任人人負(fù)責(zé)評(píng)定送送檢的試樣的的工作，并匯匯總評(píng)定檢驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果，提出出焊接工藝評(píng)評(píng)定報(bào)告；5焊接工藝評(píng)定報(bào)告告經(jīng)焊接責(zé)任任工程師審核核，企業(yè)技術(shù)術(shù)總負(fù)責(zé)人批批準(zhǔn)后，正式式作為編制指指導(dǎo)生產(chǎn)的焊焊接工藝的可可靠依據(jù)。6焊接工藝評(píng)定所用用設(shè)備、儀表表應(yīng)處于正常常工作狀態(tài)，鋼鋼材、焊材必必須符合相應(yīng)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，試件件應(yīng)由本企業(yè)業(yè)持有合格證證書(shū)技術(shù)熟練練的焊工施焊焊。本工藝評(píng)定的目的：序號(hào)焊接工藝評(píng)定目的的1選擇有工程代表性性的材料品種種，規(guī)格，擬擬投入的焊材材，進(jìn)行可焊焊性試驗(yàn)及評(píng)評(píng)定；2選定有代表性的焊焊接接頭形式式，進(jìn)行焊接接試驗(yàn)及工藝藝評(píng)定；3選擇擬使用的作業(yè)業(yè)機(jī)具，進(jìn)行行設(shè)備性能評(píng)評(píng)定；4模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的作作業(yè)環(huán)境條件件，采取預(yù)防防措施和不采采取措施進(jìn)行行焊接，評(píng)定定環(huán)境條件對(duì)對(duì)焊接施工的的影響程度；；5對(duì)已經(jīng)取得焊接作作業(yè)資格的焊焊接技工進(jìn)行行代表性檢驗(yàn)驗(yàn)，評(píng)定焊工工技能在本工工程焊接施工工的適應(yīng)程度度；6通過(guò)相應(yīng)的檢測(cè)手手段對(duì)焊件焊焊后質(zhì)量進(jìn)行行評(píng)定；7通過(guò)評(píng)定確定指導(dǎo)導(dǎo)本工程實(shí)際際生產(chǎn)的具體體步驟、方法法以及參數(shù)；；8通過(guò)評(píng)定確定焊后后實(shí)測(cè)試板的的收縮量，確確定本工程所所用鋼材的焊焊后收縮值。本次焊接工藝評(píng)定的試件由鋼結(jié)構(gòu)制作廠家按要求制作加工并運(yùn)至指定的地點(diǎn)，試件必須滿足要求。序號(hào)項(xiàng)目要求1焊接機(jī)械整流式弧焊機(jī)，電電流調(diào)節(jié)范圍圍為40A—600A，電電壓調(diào)節(jié)范圍圍為8V—40V；2試件材質(zhì)Q345C，規(guī)格：：250×6600×255mm；3墊板材質(zhì)國(guó)產(chǎn)Q345C，規(guī)格：：40×7000×8；4焊材型號(hào)CHE507Ф33.2-Ф4.0mmm（SMAW）；JM-58Ф1.2㎜（GMAW）；5接頭形式對(duì)接橫焊，單面VV型帶襯焊縫縫；6焊接方法手工焊封底1層------CCO2焊接填充層-------手工焊接面面層；7試驗(yàn)場(chǎng)地施工現(xiàn)場(chǎng)；8試驗(yàn)日期焊接工藝評(píng)定時(shí)間間須由試件抵抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間間而定。.5焊接參數(shù)表及焊縫外觀尺寸手工電弧焊參數(shù)表參數(shù)位置電弧電壓（V）焊接電流（A）焊條極性層厚(mm)層間溫度(℃)焊條型號(hào)平焊其它平焊其它首層24～2623～25105～115105～160陽(yáng)----------E5003Ф3.2-Ф4.00中間層29～3329～30150～180150～160陽(yáng)4～586～150表面層25～2725～27130～150130～150陽(yáng)4～585～150CO2氣體保護(hù)弧焊平焊參數(shù)表參數(shù)位置電弧電壓（V）焊接電流（A）焊絲伸出長(zhǎng)度層厚(mm)焊條極性氣體流量（L/mmin）焊絲規(guī)格層間溫度(℃)≤40＞40首層22～24180～20020～2530～357陽(yáng)45～50JM-58Ф1.285～150中間層25～27230～2502025～305～6陽(yáng)40表面層22～24200～23020205～6陽(yáng)35送絲速度：5.55mm/S；氣體有效效保護(hù)面積：：1000㎜2，高空焊接接時(shí)，加大氣氣體流量，增增加保護(hù)氣柱柱的抗風(fēng)挺度度。CO2氣體保護(hù)弧焊橫、立焊參數(shù)表參數(shù)位置電弧電壓（V）焊接電流（A）焊絲伸出長(zhǎng)度層厚(mm)焊條極性氣體流量（L/mmin）焊絲型號(hào)層間溫度(℃)≤40＞40首層22～24180～20020～2530～356～7陽(yáng)50～55JM-58Ф1..285～150中間層25～27230～2502025～305～6陽(yáng)45～50表面層22～25≤20020205～6陽(yáng)35～40送絲速度：5.55mm/S；氣體有效效保護(hù)面積：：1000mmm2，高空焊接接時(shí)，加大氣氣體流量，增加保護(hù)氣柱的抗抗風(fēng)挺度。焊縫外觀尺寸標(biāo)準(zhǔn)焊接方法焊縫余高（mm）焊縫錯(cuò)邊量（mmm）焊縫寬度（mm）平焊其它位置平焊其它位置坡口每邊增寬寬度差手工焊0～30～4≤2≤30.5～2.5≤3CO2氣體保護(hù)焊焊0～30～4≤2≤30.5～2.5≤3.6焊工考試由于每個(gè)工程所使用的鋼材材質(zhì)不同，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)也不一樣，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)始焊接之前還需要針對(duì)工程的具體情況，對(duì)合格焊工進(jìn)行培訓(xùn)和開(kāi)始。對(duì)焊工進(jìn)行技術(shù)交底，讓他們明白作業(yè)過(guò)程中必須遵守的焊接工藝，避免盲目作業(yè)造成質(zhì)量事故。.7焊接工具房的布置現(xiàn)場(chǎng)主塔樓焊接工具房布設(shè)在樓層上，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，每相鄰三層在中間一層布設(shè)，平面布設(shè)位置如下圖。會(huì)議中心焊機(jī)工具房在中心區(qū)域布設(shè)一個(gè)。主塔樓焊接工具房布設(shè)圖焊接工具房焊縫檢測(cè)工具箱焊接工具房焊縫檢測(cè)工具箱.8本工程主要接點(diǎn)的焊接順序工字鋼柱對(duì)接示意圖工字鋼柱對(duì)接示意圖由于工字鋼柱翼緣板比腹板厚，所以焊接時(shí)先同時(shí)焊接由于工字鋼柱翼緣板比腹板厚，所以焊接時(shí)先同時(shí)焊接1、2焊縫，再同時(shí)焊接3、4焊縫。箱型鋼柱對(duì)接示意圖箱型鋼柱對(duì)接示意圖2人分段對(duì)稱焊接，先1、2同時(shí)分段焊接，再同時(shí)焊接3、4的方式進(jìn)行。2人分段對(duì)稱焊接，先1、2同時(shí)分段焊接，再同時(shí)焊接3、4的方式進(jìn)行。蓋板蓋板H型鋼梁焊接時(shí)，先同時(shí)焊接1、2焊縫，再同時(shí)焊接3、4焊縫。H型鋼梁焊接時(shí)，先同時(shí)焊接1、2焊縫，再同時(shí)焊接3、4焊縫。H型鋼梁焊接順序H型鋼梁焊接順序天窗天窗天窗蓋板所有焊縫天窗蓋板所有焊縫蓋板蓋板天窗天窗日字型鋼柱焊接時(shí)，先焊接1號(hào)焊縫，然后同時(shí)焊接2、3、4號(hào)焊縫，最后同時(shí)將天窗蓋板的所有焊縫一起焊接，圖上標(biāo)號(hào)為5號(hào)焊縫。日字型鋼柱焊接時(shí)，先焊接1號(hào)焊縫，然后同時(shí)焊接2、3、4號(hào)焊縫，最后同時(shí)將天窗蓋板的所有焊縫一起焊接，圖上標(biāo)號(hào)為5號(hào)焊縫。日字型鋼柱對(duì)接示意圖日字型鋼柱對(duì)接示意圖.9焊接工藝流程:.10本工程焊接要點(diǎn)1、天氣條件氣體保護(hù)焊在風(fēng)速超過(guò)2米/秒，手工電弧焊在風(fēng)速超過(guò)8米/秒時(shí)，應(yīng)采取良好的防風(fēng)措施，防止焊縫產(chǎn)生氣孔。遇有雨天時(shí)一般停止施工，若因進(jìn)度要求需趕工時(shí)，除局部加熱和防風(fēng)外，焊縫必須在采取有效的防雨措施后才能施工。2、焊前預(yù)熱焊前進(jìn)行預(yù)熱溫度應(yīng)控制在100－150，預(yù)熱區(qū)在焊道量?jī)蓚?cè)，每側(cè)寬度應(yīng)大于焊件厚度的5倍，且不應(yīng)小于100mm，預(yù)熱溫度的測(cè)量應(yīng)在距焊道50mm進(jìn)行。3、在跟據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行焊接；鋼柱在校正后總存在一定的垂直誤差，可以利用焊縫收縮規(guī)則防止累積誤差。4、連續(xù)作業(yè)，保證焊縫一次成形由于大量的厚板焊接超過(guò)一個(gè)工人的工作時(shí)間，對(duì)于此類焊縫應(yīng)采取輪流作業(yè)的方式進(jìn)行，焊工輪流休息，焊機(jī)不停，直到一條焊縫完成。焊多道焊時(shí)，各層各道間的熔渣應(yīng)徹底清除干凈。焊接時(shí)還要嚴(yán)格控制層間溫度。5、對(duì)稱焊接箱形柱對(duì)接部位焊縫，采用兩名焊接速度相差不大的焊工同時(shí)從兩面開(kāi)始焊接，直到該焊縫焊接完成，減少焊接變形。6、整體框架的焊接順序在鋼結(jié)構(gòu)柱、梁及桁架安裝過(guò)程中會(huì)形成許多的框架結(jié)構(gòu)，為減少焊接收縮造成的應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，確定焊接順序時(shí)遵循從內(nèi)向外焊接的原則，讓焊縫的收縮變形始終可以自由進(jìn)行。7、焊后熱處理對(duì)于板厚>40mm，屈服強(qiáng)度>345Mpa鋼板焊縫，在焊后立即進(jìn)行后熱處理，加熱采取遠(yuǎn)紅外線加熱器，布置在焊縫兩側(cè)各100mm的范圍內(nèi)，并外包石棉布進(jìn)行保溫，后熱處理溫度200～300℃，使焊縫溫度緩慢降至到室溫。鋼柱焊接防護(hù)棚內(nèi)鋼柱焊接防護(hù)棚內(nèi)保溫棉焊接焊后保溫措施實(shí)例保溫棉圍護(hù)范圍：保溫棉圍護(hù)范圍：600~1000mm.11焊縫返修序號(hào)焊縫返修1返修前編寫(xiě)返修方方案，經(jīng)工程程技術(shù)負(fù)責(zé)人人同意，報(bào)監(jiān)監(jiān)理工程師批批準(zhǔn)后方可實(shí)實(shí)施。2返修焊縫的工藝及及質(zhì)量要求與與焊縫相同，焊焊縫同一部位位返修次數(shù)不不宜超過(guò)兩次次，如兩次返返修后仍不合合格，應(yīng)重新新制訂返修方方案，經(jīng)工程程技術(shù)負(fù)責(zé)人人同意，報(bào)監(jiān)監(jiān)理工程師批批準(zhǔn)后方可實(shí)實(shí)施。3焊補(bǔ)時(shí)應(yīng)在坡口內(nèi)內(nèi)引弧，熄弧弧時(shí)應(yīng)填滿弧弧坑；多層焊焊的焊層之間間接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)開(kāi)。4返修部位應(yīng)連續(xù)焊焊成，如中斷斷焊接時(shí)，應(yīng)應(yīng)采取后熱、保保溫措施，防防止產(chǎn)生裂紋紋。5焊接修補(bǔ)的預(yù)熱溫溫度應(yīng)比相同同條件下正常常焊接的預(yù)熱熱溫度高。6返修焊縫應(yīng)填報(bào)返返修施工記錄錄及返修前后后的無(wú)損檢測(cè)測(cè)報(bào)告，作為為工程驗(yàn)收及及存檔資料。.12消減殘余應(yīng)力的質(zhì)量保證措施序號(hào)保證措施具體做法1焊接前母材檢查焊接前，對(duì)母材料料焊道中心線線量側(cè)各2倍板厚加300mm的區(qū)域域進(jìn)行超聲波波探傷檢查，母母材中不得有有裂紋、夾層層及分層等缺缺陷存在。2溫度作用構(gòu)件加工時(shí)的環(huán)境境溫度與安裝裝焊接時(shí)的環(huán)環(huán)境溫度，每每相差±20℃時(shí)，構(gòu)件長(zhǎng)長(zhǎng)度考慮溫度度效應(yīng)±3mm～4mm。（見(jiàn)制作與與安裝溫度效效應(yīng)分析）3焊接中應(yīng)力消減焊接過(guò)程中，用電電動(dòng)風(fēng)鏟振動(dòng)動(dòng)敲擊焊道，消消減焊接應(yīng)力。4焊后熱處理焊接完成后，為保保證焊縫中的的擴(kuò)散氫有足足夠的時(shí)間得得以逸出及焊焊接產(chǎn)生的應(yīng)應(yīng)力得以釋放放，從而避免免延遲裂紋出出現(xiàn)，焊后立立即進(jìn)行后熱熱、保溫處理理。.13制作與安裝溫度效應(yīng)分析制作與安裝溫度比較廣州典型年月平均溫度月份123456789101112月度平均干球溫度度（℃）13.914.218.322.426.127.228.828.027.424.320.115.4杭州典型年月平均溫度月份123456789101112月度平均干球溫度度（℃）5.26.610.816.321.224.927.628.224.119.212.76.5表示安裝月份表示制作月份制作月平均最高氣溫：28.2℃；安裝月最低溫度：13.9℃；溫差：15.7℃。制作月平均最低氣溫：5.2℃；安裝月最高氣溫：28.8℃；溫差：23.6℃。安裝時(shí)的氣溫與設(shè)計(jì)氣溫溫差為－11.1℃～＋1.1℃。溫度變形計(jì)算(1)、荷載選取選擇參考溫度5.2℃，計(jì)算溫度28.8℃。(2)、截面選取計(jì)算截面選擇焊接1200×840×50×30＋1300×80，計(jì)算長(zhǎng)度為1米，材質(zhì)為Q345GJC的鋼材。(3)、模型建立根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際尺寸，建立胎架的空間三維模型作為計(jì)算模型；鋼材料為Q345GJB，彈性模量E=2.06×105，屈服強(qiáng)度f(wàn)y=295MPa，泊松比為0.3；線膨脹系數(shù)材料本構(gòu)關(guān)系采用理想彈塑性模型，屈服準(zhǔn)則采用VonMises屈服準(zhǔn)則，計(jì)算時(shí)屈服強(qiáng)度取值為345MPa。結(jié)論：計(jì)算時(shí)取參考溫度5.2度，加載的溫度是28.8度，從計(jì)算結(jié)果可以看出構(gòu)件變形為0.28mm/m。因此按照構(gòu)件分段長(zhǎng)度13m左右，制作與安裝溫度差異產(chǎn)生的構(gòu)件變形為±3～4mm..14中厚板焊接施工解決措施本工程大部分構(gòu)件鋼板都為中厚板，中厚板焊接施工及焊接質(zhì)量的檢測(cè)與保證將是本工程施工的重難點(diǎn)。為解決中厚板在焊接施工時(shí)存在的困難，保證焊接施工質(zhì)量，我司將采取以下幾方面措施：1）在工程施工前，對(duì)焊接施工使用的焊絲進(jìn)行送檢試驗(yàn)，合格后進(jìn)行焊接工藝評(píng)定及焊接施工用。2）我司在焊接施工前將進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，以確定本工程最佳焊接參數(shù)，指導(dǎo)焊接施工。3）根據(jù)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)報(bào)告，編制焊接工藝指導(dǎo)書(shū)指導(dǎo)焊接施工，嚴(yán)格按照確定工藝參數(shù)和檢測(cè)手段進(jìn)行施工和檢測(cè)，保證焊接施工質(zhì)量。4）選用優(yōu)良的進(jìn)口焊接設(shè)備（OTC-600A焊機(jī)），該類型焊機(jī)可以連續(xù)進(jìn)行施工24小時(shí)，保證本工程的中厚板焊接施工可以連續(xù)一次完成，保證焊接施工質(zhì)量。5）焊接施工時(shí)，嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行焊接施工，做好焊接施工前的準(zhǔn)備工作（工序交接、檢查焊接設(shè)備、清理坡口、調(diào)試焊接工藝參數(shù)、預(yù)熱等）、焊接施工過(guò)程中的控制工作（層間溫度控制、層間清理、過(guò)程中質(zhì)量檢查等）、焊接施工完成后的檢查及檢測(cè)工作（后熱處理、質(zhì)量檢查、配合監(jiān)督檢查、工序交接）。.15焊接變形控制措施序號(hào)焊接變形控制措施施1在同一構(gòu)件上焊接接時(shí)，應(yīng)盡可可能采用熱量量分散，對(duì)稱稱分布的方式式施焊；2采用多層多道焊代代替單層焊；；3雙面均可焊接操作作時(shí)，要采用用雙面對(duì)稱坡坡口，并在多多層焊時(shí)采用用與構(gòu)件中性性軸對(duì)稱的焊焊接順序；使使焊接變形和和收縮量最小??；收縮量大大的部分先焊焊，收縮量小小的部分后焊焊。4T形接頭板厚較大時(shí)時(shí)采用開(kāi)坡口口角對(duì)接焊縫縫；5對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)件的扭曲曲，不要靠提提高板材平整整度和構(gòu)件組組裝精度，使使坡口角度和和間隙準(zhǔn)確，電電弧的指向或或?qū)χ袦?zhǔn)確，以以使焊縫角變變形和翼板及及腹板縱向變變形值沿構(gòu)件件長(zhǎng)度方向一一致；6在焊縫眾多的構(gòu)件件組焊時(shí)或結(jié)結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，要要選擇合理的的焊接順序。.16焊縫質(zhì)量檢查與檢測(cè)焊縫超聲波探傷工作程序序號(hào)焊縫無(wú)損檢測(cè)1無(wú)損檢測(cè)在外觀檢檢查合格的基基礎(chǔ)上進(jìn)行。2進(jìn)行焊縫無(wú)損檢測(cè)測(cè)的人員持有有無(wú)損檢測(cè)Ⅱ級(jí)或者Ⅱ級(jí)以上資格格證書(shū)。3施焊完畢的焊縫待待冷卻24小時(shí)后，按按設(shè)計(jì)要求對(duì)對(duì)全熔透一級(jí)級(jí)焊縫進(jìn)行100％的檢測(cè)。超超聲波探傷的的方法及評(píng)定定標(biāo)準(zhǔn)按照《鋼鋼焊縫手工超超聲波探傷方方法和探傷結(jié)結(jié)果分析》（GB12331-19991）進(jìn)行。4自檢合格后，通知知監(jiān)理和業(yè)主主，組織第三三方監(jiān)督檢測(cè)測(cè)和抽檢。焊接質(zhì)量檢查序號(hào)名稱焊