钢结构厚板H钢加工焊接工艺Word文档格式.docx
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2.1.2采购时,宜选用具有质量信誉好的大钢厂的产品,以确保钢材质量的可靠性。
2.1.3构件所用钢板原则以定长、定宽订货。
采购前根据构件深化设计图进行排料,并预留切割口,对两边齐边宽度各留不小于10mm。
长度方向不得有过多的余料,规定为不大于30mm。
2.1.4钢材质量应符合要求,不得有夹层、裂纹、气孔、非金属夹杂、结疤和折叠等缺陷。
钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923规定的C级或C级以上。
2.2焊接材料:
2.2.1所用焊接材料必须与被焊母材材质相匹配,以等强性为原则,质量应符合各相应国家标准的要求。
2.2.2常用的焊材:
A、埋弧自动焊用焊丝:
Q235类母材:
H08A、Ф4~Ф4.8mm焊丝配HJ431焊剂。
H08MnA、Ф4~Ф4.8mm焊丝配SJ101焊剂。
Q345类母材:
H08MnA、Ф4~Ф4.8mm焊丝配HJ431焊剂
H10Mn2、Ф4~Ф4.8mm焊丝配SJ101焊剂
B、半自动CO2气体保护焊:
3
Q235类母材:
焊丝:
Ф1.2mm的ER49—1(H08Mn2SiA)
Ф1.2mm的ER50—6
CO2气体:
纯度≥99.9%(体积)含水量<0.005%(重量)
C、所有焊丝应粗细一致,焊丝不得生锈,焊丝镀铜层不得脱落。
D、焊剂烘干温度:
熔炼焊剂:
HJ431,烘干温度250℃,保温2h。
烧结焊剂SJ101烘干温度300℃-350℃保温2h。
焊剂烘干过程如图2-1。
2.3其它
2.3.1栓钉、瓷环等材料也必须符合设计文件和相关标准要求。
2.3.2所有材料必须按规定进行验收入库,不合格的材料不得入库,更不得使用。
焊剂烘干工艺
三、H型钢各板件的拼接下料、拼接、加工
3.1翼、腹板的下料:
4
3.1.1由于定长进料,原则上翼、腹板不拼接。
3.1.2如尺寸超长或不得已时,凡长度要拼接的翼、腹板,必须先进行开坡口的埋弧自动焊拼接。
翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不小于200mm。
焊接前根据板厚应设相应的反变形量,请参见“焊接工艺卡
(一)”。
焊接冷却后,经无损探伤合格,矫平拼接缝(拼接钢板不平度允许误差,在1000mm范围内≤3.0mm。
达不到要求的,需采用火焰加热进行局部矫平,火焰加热部位必须是在钢板拼缝凸起面),然后再进行多头直条火焰切割加工。
(所有拼接焊缝均为一级焊缝,应进行100%探伤,UT—Ⅱ级合格)。
3.1.3翼、腹板的下料采用多头直条火焰切割机切割,应两边同时受热,如图3-1。
切割参数见表3-1
表3-1
板厚
(mm)
割嘴
型号
氧压力
(Mpa)
丙烷气压力
割咀距离
切割速度
(mm/min)
30
2#
0.6
0.05
8~10
250~300
50
4#
0.9
8~9
230~280
80
5#
1.0
7~8
220~250
3.1.4切割时,必须遵守切割工艺要求,并保证切割面光洁度符合要求。
3.1.5对于构件成品长度<6m板件,下料长度可按2件相加的长度进行取料,外加余量30mm。
3.1.6数控切割的气割缝宽度:
板厚30~80mm时为3-4mm。
排版时,应留出割缝量。
3.1.7考虑到焊后腹板宽度方向收缩,对于30~60mm厚腹板的全熔透焊缝,腹板的下料宽度取正公差3~4mm。
3.2腹板坡口加工:
3.2.1检查并调平、调直所有板料的平面度,直线度后,用半自动切割机对腹板两侧同时进行坡口加工,如图3-2、图3-3为两边均为全熔透坡口的加工图,坡口角度尺寸见表3-2。
切割参数见表3-1。
图3-2图3-3
表3-2
钢板厚度mm
坡口形式
坡口角度(α)
坡口尺寸(mm)
K形坡口
(钝边=2mm)
正面:
48°
22
反面:
60°
17
K形坡口
40°
34
35°
42
55°
28
3.2.2对于要求分区的全熔透,半熔透的构件坡口加工,应首先根据设计要求对构件腹板先进行全熔透坡口加工,之后再按图3-4、图3-5方法进行半熔透处的坡口加工。
切割完成,除净所有割渣、氧化物和毛刺等
3.2.3坡口加工完成后,按要求对坡口角度及钝边、进行检查。
坡口钝边尺寸误差:
±
1mm坡口角度误差:
0°
~+3°
3.3小件板、加劲板的加工:
3.3.1用数控火焰切割机、半自动气割或剪板机等加工小件板,加劲板。
3.3.2坡口加工,应根据设计图纸要求,采用小车式半自动切割机进行切割。
3.3.3切割完成,应除净所有割口处的氧化物,切割渣等,并在平台上调平整所有板件。
3.3.4小件板,加劲板的切割质量应符合GB50205—2001第7.2条之规定。
四、H型钢构件翼、腹板的组立
4.1为有效控制H型钢构件的主焊缝焊接后变形过大,不论采用土胎模具还是在组立机上进行组装,应留出反变形量,如图4-1。
4.2定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3,
长度宜大于40mm,间距宜为500~600mm,并应
填满弧坑,可采用CO2气体保护焊施焊。
4.3正面点固焊后,进行对反面
支撑物加固,如图4-2。
4.4组立后,进行尺寸检查,应符合
GB50205—2001附录C.0.1中之规定。
五、H型钢构件主焊缝的焊接
本工艺文件要求,H型钢构件主焊缝,采用CO2气体保护焊打底反面清根,焊接。
5.1
7
主焊缝在45°
船型位置施焊,采用焊前进行预热CO2气体保护焊打底焊,当环境温度低于5℃以下时,焊前宜对焊缝及坡口两侧进行预热,预热温度不低于80℃。
(说明:
一但开始焊接,则需连续焊接完成,保证焊缝能够得到足够的热量,使焊道与焊道之间的层间温度足够高≥80℃,防止焊接
裂纹的产生),焊丝角度和距离如图5-1所示.
5.2先焊面为打底焊,填充层焊;
之后翻身对称焊,以防止焊接角度变形过大。
先焊面打底焊的焊接电流强度与速度匹配,以不烧穿根部。
焊前必须加装引、熄弧板,材质与母材相同,尺寸要求应能够满足引弧、熄弧焊接,并起弧在引弧板,收弧在熄弧板上。
具体参数详见“焊接工艺卡
(二)”。
5.3为防止厚板焊接产生焊接裂纹,反面焊接应注意,在首面填充层焊完,先不用清渣,立即翻身,去掉支撑物,使焊缝附近的温度尚在大于80℃以上,趁热迅速进行反面焊接。
反面分先气刨清根再打底和盖面。
反面首道焊接电流强度和焊接速度的选用原则,以击穿反面根部,达到焊缝根部完全熔透为准。
注意焊接顺序及焊丝之间的角度距离。
5.4反面焊接完成,迅速翻身将先焊面填充层表面焊渣清理干净,再进行盖面焊。
5.5为了尽可能减少构件因无规律焊接而产生的扭曲变形,本工艺制定的焊接顺序。
应在本节5.2、5.3款的基础上,正面、反面的焊接顺序必须保证是同方向,详见图5-2示。
图5-2
5.6B面焊接同A面。
5.7当H型钢构件主焊缝的坡口分为全熔透与部分熔透焊时,焊接的顺序是:
先进行全熔透段打底焊,将全熔透处打完底后,再统一由起焊端开始焊接,将焊缝填充层完成填焊。
5.8填充层焊缝的全熔透与半熔透的高低,应力求一致,为盖面层的焊缝成形创造有利条件。
当填充层焊完后,全熔透与半熔透处的焊缝高度不一致时,必须先将低凹段的焊缝补焊与其它段平齐。
5.9主焊缝焊接完成后,立即对焊缝进行焊后后热处理,后热温度≥200℃,保温
2小时。
5.10主焊缝焊接完成,需仔细清理表面焊渣,并检查焊缝质量,检查内容和质量标准应符合JGJ81—2002第7章之规定。
焊接完成24小时后,按要求进行超声波探伤。
对于二级焊缝,超声波抽检比例应不小于20%,其合格等级为GB11345B级检验的Ⅲ级及Ⅲ级以上。
对于抽查出的不合格处,应标记出缺陷所处位置和深度,进行准确记录,通知返修。
5.11主焊缝缺陷局部返修,先采用碳弧气刨进行清刨,直至缺陷刨净为止,再采用CO2气保焊进行手工补焊。
经对返修的部位进行UT—探伤,直至合格。
合格后,用角向磨光机对经返修后的焊缝表面进行打磨圆滑处理。
5.12引熄弧板的去除,应采用火焰切割并修磨平整,不得用锤击落引弧板和熄弧板。
六、H型钢构件的矫正
6.1对于H型钢翼缘板的焊接对称性角变形,应采用型钢矫正机矫正;
非对称性角变形(即喇叭状),采用火焰烘烤加千斤顶加压的矫正方法,见图6-1示。
对于H型钢的弯曲变形可用火焰矫正;
对于腹板的波浪变形可用火焰点状加热矫正,若一根H型钢上同时存在几种变形时,矫正顺序应先矫正非对称性角变形,再矫正对称性角变形和弯曲变形,最后矫正波浪变形。
6.2对于厚板H型钢翼缘板与腹板
的角变形,应采用有足够大功率
的矫正机进行矫正。
6.3对于H钢的弯曲变形用火焰
矫正,一般加热温度为600~800℃,
不得过高。
加热时的温度高低的
粗略判断:
被加热处为深红色时,
温度约600~700℃,橘红色时,
温度约800℃。
加热时应先划出火焰加热位置及范围。
一般加热位置在弯曲的凸起最大处,一处不足以矫正时,则根据需要再多选几处。
冷却方法:
一般采用空气自然冷却,对Q345强度等级钢材严禁浇水急冷。
6.4矫正后,检查构件的垂直度及各面的平面度,使其符合要求。
检查标准:
七、H型钢构件的二次加工
7.1H钢构件的切断:
7.1.1为了提高效率,根据本工艺的加工特点而将两节构件合为一节下料组焊的,当H型钢构件主体加工、焊接、矫正完成后,需进行切割分段。
7.1.2H型钢构件主体切断:
采用轻H钢二次加工线的锯床进行精准锯断。
切断线以实际长的1/2处为准。
再将每节另一端的多余量锯掉,同时根据设计加工图,构件长尺寸保证每节柱长度尺寸的要求。
7.2H型钢构件两端头的加工:
根据设计图的尺寸及坡口要求(包括锁口和坡口)均采用轻H钢二次加工线的锁口机进行加工。
7.3H型钢构件的钻孔:
根据设计图要求,采用数控三维钻床钻孔,也可采用摇臂钻划线钻孔,不论采用何种钻床钻孔,都应对钻出的第一个构件进行检查,符合设计图纸的要求后,才能继续以下工件的钻孔。
八、H型钢构件加劲板、耳板的装配焊接
8.1根据设计图中劲板、耳板节点图的尺寸要求,进行装配定位焊。
对要求全熔透的焊缝装配时,要留有足够的间隙缝,
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