彎扭構件制作工藝方案

1、浙江精工鋼結構有限公司 ZHEJIANG JINGGONG STEEL BUILDING COLTD 深圳灣體育中心項目鋼結構工程彎扭構件加工制作工藝方案文件編號：SZW-GY-01版本編號：第 1 版受控狀態(tài)：受 控編制部門：浙江精工鋼結構有限公司重鋼工藝技術部編 制：日 期審 核：日 期批 準：日 期一、 概況深圳灣體育中心項目鋼結構工程中所有彎扭構件均由重鋼工廠進行加工制作，某單個彎扭構件的模型如下圖所示，構件直線長度約12m左右，彎扭箱體材質主要為Q345C。制作控制的重、難點該類型彎扭構件的制作重、難點敘述如下：1. 彎扭箱體翼板、腹板的彎扭成型及長度和寬度方向余量的加放；2. 彎扭

2、箱體的裝配及內隔板定位尺寸的控制；3. 主體焊縫焊接前后總體尺寸變化的控制；4. 彎扭箱體端頭的加工精度控制；5. 彎扭牛腿的加工及端頭加工精度控制；6. 牛腿裝配精度的控制；二、 工藝預備要求為保證彎扭構件的制作質量，現(xiàn)根據(jù)工廠制作實際情況，對彎扭構件的二次深化設計提出如下要求：1. 彎扭箱型主體余量加放要求：(1) 翼板、腹板長度方向余量規(guī)定：主體翼板、腹板長度方向需兩端各加放20mm余量；(2) 翼板、腹板寬度方向余量規(guī)定：主體焊縫為熔透焊縫時，要求腹板寬度減去兩側焊接間隙之和14mm，即實際下料寬度為H-14，翼板寬度方向不需加減余量，如下圖所示；當主體焊縫為部分熔透時，翼板、腹板寬度

3、方向不需加減余量（若主體為斷續(xù)熔透、部分熔透時，則要求統(tǒng)一按熔透要求減去焊接間隙）。注意：所有余量加放后，必須在零件圖中明確標示，如下圖所示，零件實需尺寸為12000，12040為加放40mm余量后的實際下料尺寸。2. 牛腿板件余量要求：除腹板寬度方向按上一條要求執(zhí)行，其他板件無需加減余量；3. 上、下翼板應為單個零件板，不需進行斷開處理，單側腹板按圖紙要求斷開處理，以便于各全熔透內隔板與四塊面板焊縫的焊接；4. 裝配圖中構件擺放位置要求：構件位置盡可能相對擺平，即要求以構件一端端口下側兩點與另一端口下側一點組成平面為基準，例如：如下圖所示，構件擺平，使左側端口A、B點與右側C點在水平面上，并

4、以此為前提生成各控制點的坐標，并盡可能以B點位原點，BC連線為X軸，或以BA為Y軸。5. 對于主材的零件圖，要求下翼板、兩側腹板的內表面朝上（為噴粉劃線做準備），而且要求在下翼板、腹板內表面以及上翼板外表面明確標示各隔板位置線、牛腿位置線、端頭余量線，并標示厚度方向（此條要求很重要）。圖例如下。6. 為保證現(xiàn)場安裝順利完成，對于現(xiàn)場拼接部位，建議至少一側端頭主體焊縫預留200300mm不焊，留現(xiàn)場安裝調節(jié)用，預留側為端頭坡口側或無封板側，或根據(jù)需要適當移動端頭封板，如此則要求深化設計圖紙中明確標示預留不焊的端頭及長度；（具體不焊段見焊縫通圖）7. 對于“后裝段”，為保證現(xiàn)場的安裝，要求在長度方

5、向加放50mm余量，且兩端端頭主體焊縫預留300400mm不焊，預留現(xiàn)場調節(jié)用，并適當移動端頭封板位置，焊接墊板由現(xiàn)場加設；如此則要求深化設計圖紙中明確標示預留不焊的端頭及長度；（具體不焊段見焊縫通圖）8. 深化圖紙要求：(1) 主題四角棱邊也分A、B、C、D，編號必須順寫1、2、3；主體在牛腿位置伸出部分的編號應放在牛腿中，如下圖：(2) 三點放平；(3) 展開圖兩點（如A1-A2、B1-B2）之間的距離為400500mm，上下兩邊編號數(shù)相同；(4) 零件圖上的點位必須與裝配圖中一致；(5) 提供端口與牛腿端口點之間的距離；(6) 主體可生成一個成型圖，但必須提供每個零件三點放平后另一點的標

6、高，或按原圖每個零件出圖，但也需提供三點放平后另一點的標高。三、 制作工藝流程材料復試原材料采購圖紙工藝會審否工藝編制否工藝交底是工藝審核是鋼板矯正牛腿等板件下料主材下料（噴線）坡口加工等坡口加工彎扭板件成型牛腿組立牛腿端頭加工U型組立牛腿主體焊縫焊接內隔板焊接UT腹板逐塊就位主體焊縫焊接UT基準端端頭加工主體矯正否是尺寸驗收UT整體組立、焊接涂裝、終檢、發(fā)運四、 零部件加工要求1. 鋼材的矯正:所有板件下料前必須進行矯平處理，矯平采用機械矯平，矯平后確保鋼板的平面度在1.5mm/m范圍內。2. 翼板、腹板下料要求：對于主材板件應采用帶有噴粉裝置的數(shù)控切割機下料，正式切割前需對下翼板、腹板內表

7、面以及上翼板下表面進行隔板定位線、加工余量線、牛腿定位線的噴粉劃線，并標示隔板厚度方向，噴粉劃線位置已在深化圖中明確標示，畫好線后要求打好樣沖眼。在下料的后續(xù)工序中注意噴粉劃線的保護，其圖示如下：說明：目前版本的圖紙，可能在斷開部位以加放了余量，請各班組注意裝配前，去除余量部分。要求翼板最小對接長度為翼板寬度的2倍，腹板最小對接長度不小于600mm，拼接焊縫與加勁板等附屬板件均要求錯開200mm以上，翼板與腹板的拼接焊縫宜錯開500mm以上，且同一板件中的對接接頭不可超過2個；特殊要求：所有彎扭板件在套料時不可翻面，不可鏡像，要求套料時帶上其端口編號、隔板位置編號（兩側）及斷開位置編號，并在下

8、料后在彎扭板件噴粉劃線面書寫相應套料圖中端口編號、隔板位置編號及斷開位置編號。且請計劃科將彎扭板件的零件圖發(fā)相應裝配班組。3. 板件坡口加工：坡口須采用半自動切割機進行加工（不可采用手工切割）；坡口加工完畢后，必須對坡口面及附近50mm范圍進行打磨，清除氧化渣及氧化皮等雜物；坡口形式要求依次說明如下：(1) 彎扭箱型主體焊縫為熔透時，其焊縫坡口形式如下圖所示： T14mm時 T14mm時(2) 彎扭箱型主體焊縫為非熔透時，其焊縫坡口形式如下圖所示： T14mm時 T14mm時(3) 對接焊縫坡口形式要求如下圖所示： t12mm 3mmt40mm 40mmt100mm 3mmt100mm(4)

9、牛腿根部焊縫為全熔透焊縫，牛腿翼板與彎扭主體翼板對接，為對接熔透焊縫;牛腿腹板與主體腹板焊縫為T型接頭熔透焊縫，焊縫坡口形式如下：(5) 角焊縫的焊腳尺寸按設計要求執(zhí)行，當設計圖紙為注明要求時，則按等強要求執(zhí)行，即最小焊腳尺寸為接頭中薄板的0.7倍；(6) 所有T型接頭焊縫的加強角焊縫尺寸為68mm；(7) 單側焊接的封板焊縫為部分熔透焊縫，焊接間隙為0mm,坡口深度為板厚的三分之二，坡口角度為35；(8) 各端頭部位的接頭形式按設計圖紙要求執(zhí)行；4. 彎扭翼板、腹板的成型加工:該結構中所有彎扭翼板、腹板的彎扭成型，將采用 火工校正工藝進行加工。五、 彎扭構件裝配工藝方案彎扭構件裝配尺寸精度的

10、控制是制作的難點、重點，現(xiàn)詳細介紹該類型構件的裝配工藝方案與要求：1. 裝配原則：根據(jù)預備工藝要求，構件在裝配圖中基本相對擺平，如下圖所示A、B、C在同一水平面上，如此，則構件在進行裝配時的擺放形式如圖紙基本相同。2. 胎架形式要求：該類型構件無法實現(xiàn)流水線生產(chǎn)作業(yè)，只可在裝配班組采用人工平臺、胎架形式進行組立，胎架設計要求：既要滿足剛性要求，又要具備局部調整功能。因此，根據(jù)構件的重量大小選用合適的立柱或橫梁，如小規(guī)格H鋼、角鋼、槽鋼或扁鐵等。3. 具體裝配流程：(1) 第一步：在平臺上劃出相關的投影線，如主體端口、牛腿端口、下翼板等重要控制部位的輪廓線或投影線，并對重要的打上樣沖眼；控制點控

11、制點 電腦模擬組裝平臺 車間實際平臺上的地樣及控制點(2) 第二步：根據(jù)投影線及地樣線的位置以及設計提供了各尺寸控制點坐標放置胎架，在保證裝配及焊接可操作性的前提下，盡量降低胎架高度；且胎架的高度采用水準儀找平，誤差在1mm內；車間胎架實物電腦模擬胎架 電腦模擬放置胎架 車間實際放置胎架(3) 第三步：依照胎架位置，進行下翼板就位，下翼板就位后，利用火工及輔助外力設備，使各關鍵控制點與坐標、尺寸一一對應就位，誤差不超過2mm；注意:火工加熱時，必須控制鋼板溫度在500至900之間。彎扭下翼板彎扭下翼板 電腦模擬下翼板就位 車間實際下翼板就位(4) 第四步：彎扭箱體U型組立,應先根據(jù)下翼板上表面

12、的噴粉線位置組立內隔板，然后組立腹板，并焊接非熔透內隔板與下翼板、兩側腹板的焊縫，熔透內隔板處的腹板需后裝，如下圖所示：隔板腹板隔板腹板 電腦模擬U型組立 車間實際U型組立前期構件腹板噴粉劃線位置說明：翼板、腹板為上表面，腹板為左側面或右側面，請班組注意區(qū)分；后續(xù)構件圖中噴粉劃線面說明：均為內表面。(5) 第五步：BOX組立，BOX組立時，組裝上翼板，并焊接熔透內隔板與面板的焊縫，再裝焊斷開的腹板，如下圖所示：上翼板上翼板 電腦模擬BOX組立 車間實際BOX組立(6) 第六步：主體焊縫焊接，焊接工藝要求詳見“焊接專項方案”；(7) 第七部：端頭加工，根據(jù)端頭余量位置的噴粉線，對端頭進行切割加工

13、劃線，然后利用半自動火焰切割機對端頭進行火焰切割，坡口端留裝配、焊接后再進行加工；(8) 第八步：牛腿裝配、焊接，根據(jù)二次深化提供的牛腿組立圖，裝配、焊接各彎扭牛腿，注意保證端口為規(guī)則矩形，如下圖所示；為保證牛腿與主體順利裝配，要求只預焊牛腿四條主體焊縫外端100mm范圍，余下主體焊縫待與主體進行整體裝配后再進行焊接；(9) 第九步：整體裝配，主體焊縫焊接探傷合格及矯正合格后，進行整體裝配，整體裝配時，需充分利用地樣線及設計提供的各端口距離尺寸；線錘找控制點 電腦模擬整體裝配 車間實際整體裝配(10) 第十步：整體裝配后，尺寸檢查合格則進行整體焊縫的焊接，包括牛腿預留未焊接的主體焊縫。注意：對

14、于隔板及封板形式因設計原因，圖紙中沒有明確說明，因尺寸相同，相應形式的隔板或封板位置現(xiàn)規(guī)定如下：所有帶過焊R孔、未帶有透氣孔的隔板為內隔板，所有帶有透氣孔、未帶有過焊R孔的隔板均為封板。(11) 第十一步：要求班組在裝配、焊接、探傷合格后，在各端口（包括牛腿）封板如下圖所示位置打上端口編號鋼印，對于沒有封板的則在端口內側下翼板如下圖所示位置打上端口編號鋼印。六、 焊接專項方案該類型構件為空間彎扭結構形式，主體及牛腿端頭與主體沒有相應的垂直或十字相交的相對位置關系，且主體面板較薄，彎扭板件無模成型后的吊運等因素將會導致板件局部變形，諸如這些情況都將給構件焊接前后尺寸變化控制帶來很多的負面因素，因

15、此對于該構件焊接變形的控制是本構件制作的重、難點，并特編制該焊接專項方案。1. 焊接材料的管理：(1) 焊接材料在入庫前前必須根據(jù)制造廠提供的質量證明書進行驗收，并檢查包裝無破損、受潮或雨淋等現(xiàn)象，才能作為合格品入庫。(2) 焊接材料必須保存在通風良好和干燥的室內倉庫中，焊條、焊絲、焊劑均應放置在離墻面和地面距離不小于300mm的架子上，打開包裝后的手工電焊條為防止受潮應在干燥器內保存。 (3) 氣保焊焊絲選用天津金橋JQ.MG50-6（ER50-6），規(guī)格為1.2；埋弧焊,焊絲選用天津金橋JQ.H10Mn2（H10Mn2），規(guī)格為4.0，焊劑為SJ101（H10Mn2）。焊劑需在300-35

16、0的溫度下烘焙1-2小時。2. 焊接施工：(1) 焊接前焊接區(qū)域的清理及裝配質量的檢查:焊接前應清理焊接區(qū)域內的水分、油污、氧化皮等影響焊接質量的物質，并打磨露出良好金屬光澤。(2) 焊接位置以及焊接順序：a 焊縫焊接位置要求該構件焊縫多數(shù)呈曲線起伏形，根據(jù)現(xiàn)有的焊接工藝評定，并結合工廠焊工技術水平，為更有效保證焊縫的焊接質量，要求所有焊縫盡可能使其處于平焊位置焊接，不方便進行翻身或操作空間局限的，則可采用橫焊或立焊位置焊接，嚴禁采用仰焊位置焊接。b 主體焊縫焊接順序：對于彎扭箱型主體焊縫的焊接，至少采取兩名焊工對稱的方式進行焊接，如上圖所示；詳細焊接順序為:兩名焊工同時焊接正面兩條焊縫1，至

17、該兩條焊縫焊完焊縫深度的1/3構件翻身，焊接反面兩條焊縫2，直至焊縫焊接完成然后再翻身，將正面兩條焊縫1焊接完成。因箱體面板較薄，且構件形狀為彎扭型，為保證焊后焊縫拘束度處于較低水平，要求對于主體焊縫的頭三道焊接時，必須采用分段跳焊的方式進行焊接，具體形式如下圖所示，將整條焊縫長度方向分為三段（或多段，每段長度為1000mm3000mm），然后然下圖所示的序號順序進行焊接，每次焊接的長度為200mm400mm，以此類推，分段跳焊，兩側同步進行。(3) 焊接工藝參數(shù)：焊接時應根據(jù)焊接工藝評定確認的焊接方法、焊接材料以及焊接位置選擇相應的焊接參數(shù)。a 實芯氣保焊焊接工藝參數(shù)：道次焊接方法焊絲牌號直

18、徑（）保護氣體保護氣流(l/min)電流（A）電壓（V）焊接速度（/min）打底層GMAWER50-61.2CO2202528030028322025中間層GMAWER50-61.2CO2202528032030333038蓋面層GMAWER50-61.2CO2202528030026304045b 實芯氣保焊橫焊焊接工藝參數(shù)按下表選取：道次焊接方法焊絲牌號直徑（）保護氣體保護氣流(l/min)電流（A）電壓（V）焊接速度 （/min）打底層GMAWER50-61.2CO2202528030028302025中間層GMAWER50-61.2CO2202526030028323138蓋面層GMA

19、WER50-61.2CO2202524028026304045c 實芯氣保焊立焊焊接工藝參數(shù)按下表選?。旱来魏附臃椒ê附z牌號直徑（）保護氣體保護氣流(l/min)電流（A）電壓（V）焊接速度 （/min）打底層GMAWER50-61.2CO2202512022251419中間層GMAWER50-61.2CO2202512014022251216蓋面層GMAWER50-61.2CO2202514022251621(4) 預熱、層間溫度及后熱要求：a 預熱要求：當鋼板厚度位于4060mm（包含60mm）范圍時，預熱溫度不低于80；當節(jié)點的板厚在6080mm（包含80mm）范圍時，預熱溫度不低于10

20、0；當板厚大于80mm時，預熱溫度不低于140。預熱范圍為焊道兩側1.5倍板厚且不小于100mm的范圍。預熱溫度的測定采用遠紅外線測溫儀在鋼材加熱的反面距離焊縫中心50mm處測定。預熱方式采用火焰及電加熱器兩種方式。b 層間溫度控制要求：層間溫度控制在最低預熱溫度與250之間，焊接過程中，隨時對焊接點的前后方向、側面進行測溫。必須注意：預熱溫度和層間溫度必須在每一焊道即將引弧施焊前加以核對。c 焊后處理：預熱焊接部位焊后應立即采用保溫棉覆蓋焊道緩冷。最低預熱溫度、層間溫度及焊后處理的要求可根據(jù)焊接工藝評定進行適當調整。(5) 焊接工藝操作要求：a 在焊道中引熄弧時，引熄弧位置應錯開25mm以上

21、。引弧應采用回焊手法，熄弧應填滿弧坑；b 焊接時應滿足焊接要求中規(guī)定的焊縫尺寸要求，焊接時應采用多層多道焊接，嚴禁寬幅擺動焊接（擺幅寬度限制為25mm）；c 蓋面焊接時應充分填滿弧坑、焊道（包括引、熄弧板部位）；d GMAW焊接中的電弧終止處的焊坑，在重新起弧前清除焊渣等并確認焊縫無焊接缺陷；e 進行多層焊接時，須清除前一道焊縫的焊渣以及焊道內的飛濺、雜物后才能實施下道焊接。并可用捶擊的方式減小焊接應力，但打底焊縫及蓋面焊縫不可采用錘擊；f 直線焊接時應注意保持焊接速度均勻，避免焊縫凹凸不平的發(fā)生；g 反面清根用碳弧氣刨實施，碳刨深度要達到露出正面焊道良好的熔敷金屬，清根深度盡可能和寬度相近。

22、氣刨清根后應清理熔渣并用砂輪打磨修整坡口符合施焊要求。h 焊接完成后,焊接部分的焊渣用鏟刀或鑿子清除,周邊的飛濺用鏟刀或打磨清除,高強度螺栓摩擦面和需油漆的表面的飛濺要徹底清理干凈。3. 焊接外觀檢查（GMAW、SAW）：對接焊縫及完全熔透組合焊縫尺寸允許偏差（mm）項目允許偏差圖例一、二級三級對接焊縫余高CB20：03.0B20：04.0B20：04.0B20：05.0對接焊縫錯邊dd0.15t，且2.0d0.15t，且3.0部分焊透組合焊縫和角焊縫外形尺寸允許偏差（mm）項目允許偏差圖例焊腳尺寸hfhf6：01.5hf6：03.0角焊縫余高Chf6：01.5hf6：03.0注：1 hf8.

23、0mm的角焊縫其局部焊腳尺寸允許低于設計要求值1.0mm，但總長不得超過焊縫長度10%； 2 焊接H形梁腹板與翼緣板的焊縫兩端在其兩倍翼緣板寬度范圍內，焊縫的焊腳尺寸不得低于設計值。二級、三級焊縫外觀質量標準（mm）項目允許偏差檢驗方法缺陷類型二級三級未焊滿（指不滿足設計要求）0.2+0.02t，且1.00.2+0.04t，且2.0每100.0焊縫內缺陷總長25.0根部收縮0.2+0.02t，且1.00.2+0.04t，且2.0長度不限咬邊0.05t，且0.5；連續(xù)長度100.0，且焊縫兩側咬邊總長10%焊縫全長0.1t，且1.0，長度不限弧坑裂紋不允許允許存在個別長度5.0的弧坑裂紋電弧擦傷

24、不允許允許存在個別電弧擦傷接頭不良缺口深度0.05t，且0.5缺口深度0.1t，且1.0每1000.0焊縫不應超過1處表面夾渣不允許深0.2t，深0.2t，且20.0表面氣孔不允許每50.0焊縫長度內允許直徑0.4t，且3.0的氣孔2個，孔距6倍孔徑注：表內t為連接處較薄的板厚。 所有等級焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。一、二級焊縫不得有有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷，且一級焊縫不得有咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷。4. 焊縫內部質量檢查：全熔透一級焊縫:按焊縫條數(shù)及長度進行100UT檢測，內部缺陷評定等級不低于鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果的分級（GB11345-89）標準規(guī)定

25、的B級。全熔透二級焊縫:按焊縫條數(shù)進行100檢測，檢測比例按焊縫長度進行不少于20UT檢測，且檢測長度不小于200mm，小于200mm長度的焊縫進行100檢測，內部缺陷評定等級不低于鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果的分級（GB11345-89）標準規(guī)定的B級。5. 焊接缺陷的返修：(1) 焊接缺陷的修補要領：產(chǎn)生焊接缺陷時，根據(jù)缺陷種類采用下列方法實施修補：缺陷種類修 補 要 領裂紋針對裂紋，采用正確的檢查方法（超聲波探傷，滲透探傷等）確認其長度、位置，在裂紋兩端鉆止裂孔（距裂紋端部50mm處），再用碳弧氣刨清除裂紋（包括其兩端延長50mm的范圍），并檢查（滲透探傷）確認裂紋清除干凈后再實施焊補。并分析裂紋產(chǎn)生的原因，制定預防措施。未熔合夾渣氣孔在發(fā)現(xiàn)缺陷的部位及其兩端各20mm的范圍內用碳弧氣刨清除后再進行焊補。咬 邊深度不超過0.05t且在1mm以下：用砂輪打磨修整。深度超過0.05t且超過1mm以上：用砂輪打磨或碳弧氣刨清除，然后進行焊補。接頭不良余高過大弧 坑焊接縫不整齊打磨修整或用碳弧氣刨清除后進行焊補。未焊滿補焊至所要求的焊接質量。(2) 其他要求：a 外觀的缺陷的修補，用GMAW（焊絲直徑1.2mm）進行修補焊接。b 裂縫等內在缺陷的修補，應在原預熱溫度的基