钢结构工程施工技术标准文档格式.docx
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2.1.3钢结构工程应按下列规定进行质量控制:
a)采用的原材料及成品应进行进场验收。
凡涉及安全、功能的原材料及成品应按国家规范进行复验,并经监理工程师见证取样、送样;
b)各工序应按本施工工艺标准进行质量控制,每道工序完成后,应进行检查;
c)相关各专业工种之间,应进行交接检验,并经监理工程师(建设单位技术负责人)检查认可。
2.1.4钢结构的施工必须按施工图进行,加工时应按设计单位提供的施工图纸编制加工详图。
当对加工图纸以及在实际施工中发现疑问时,应通过技术主管或有关技术人员处理。
2.1.5钢结构工程施工应认真执行工艺规程,并应严格实行“三工序”(上工序、本工序、下工序)检验制度,上道工序检验合格后,下道工序方可施工。
2.1.6从事钢结构施工的人员,应具有本工种的基本知识和一定的操作技能,具备相应的上岗资格,并应遵守国家现行的劳动保护和安全技术方面的有关规定。
2.2钢网架
2.2.1本标准适用于杆件为钢管的螺栓球节点、焊接球节点、焊接钢板节点网架的制作、安装。
2.2.2钢网架工程的施工必须按施工图进行,当对施工图及在实际施工中发现疑问时,应及时向技术部门反映,由有关技术人员处理。
2.2.3网架的制作、安装和质量检验所用的测量工具应经计量部门检定合格,并应在使用中定期校验。
2.2.4钢网架工程施工过程中应执行自检、互检、专检的“三检”制度;
上道工序检验合格后,下道工序方可施工。
每道工序的检查验收均应做记录,并应汇总存档。
2.2.5网架安装前应对支座支承面的轴线尺寸、标高以及平整度进行复验,不符合要求时应予修正后方可验收。
2.2.6从事钢网架工程施工的操作人员,应具有本工种的基本专业知识和相应的操作技能,熟悉和遵守本分册的规定,并应遵守国家现行的劳动和安全技术方面的有关规定。
3、焊接工程
3.1一般规定
3.1.1本章适用于钢结构制作和安装中的钢结构焊接和焊钉焊接的工程施工和质量验收。
3.1.2焊工必须经考试合格并取得合格证书。
持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。
a)焊工考试应按现行《建筑钢结构焊接规程》(JGJ8l—2002)中对建筑钢结构焊工考试的规定要求进行。
b)合格证中应注明施焊条件(钢种、焊接方法、焊接位置)、有效期限。
停焊时间超过1/2年以上的焊工,应重新考核。
3.1.3设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验,超声波探伤不能对缺陷作出判断时,应采用射线探伤,其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345或《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323的规定。
3.1.4焊接球节点网架焊缝、螺栓球节点网架焊缝及圆管T、K、Y形点相贯线焊缝,其内部缺陷分级及探伤方法应分别符合国家现行标准《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》J/T3034.1、《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》J/T3034.2、《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。
一级、二级焊缝的质量等级及缺陷分级应符合表3.1.4的规定。
表3.1.4一、二级焊缝质量等级及缺陷分级
焊缝质量等级
一级
二级
内部缺陷
超声波探伤
评定等级
Ⅱ
Ⅲ
检验等级
B级
探伤比例
100%
20%
射线探伤
AB级
注:
探伤比例的计数方法应按以下原则确定:
(1)对工厂制作焊缝,应按每条焊缝计算百分比,且探伤长度应不小于200mm,当焊缝长度不足200mm时,应对整条焊缝进行探伤;
(2)对现场安装焊缝,应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算百分比,探伤长度应不小于200mm,并应不少于1条焊缝。
3.1.5所用的焊条不得落皮脱落,焊芯生锈,焊剂,不得受潮结块,在施焊前应按技术说明书规定的烘焙温度和时间进行烘焙,或参考表3.1.5的要求进行烘焙及保温。
低氢型焊条经烘焙后应放入保温箱随用随取。
表3.1.5焊条和焊剂烘培要求
酸性焊条
1、包装好、未受潮,储存时间短者可不经烘培。
2、根据受潮情况,在150~200℃的烘箱中烘培1~2h。
碱性焊条
1、在350~450℃温度下烘培1.5~2h,然后放入100℃保温筒内保持干燥,随用随取。
2、露天操作过夜或常温下放置4h以上的焊条,应按上述办法重新烘培,但重复烘培不宜超过两次。
焊剂
250℃温度下烘培1~2h
3.1.6严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧或调试电流。
焊接前应清除被焊件的油污铁锈。
3.1.7要求焊透的对接焊缝应连续施焊,并宜采用碳弧气刨背面清根,经打磨修整检查合格后,再行施焊完成。
3.1.8对接焊缝及对接和角接组合焊缝,应在焊缝的两端设置引弧板。
引弧板材料和坡口形式应与焊件相同。
当采用自动焊时,引弧板长度应大于50mm;
当采用手工焊时,其长度应大于20mm。
焊完后,应用气割将引弧板割去,不得使用锤击打掉,并用手持式砂轮机修磨平整。
3.1.9埋弧自动焊正式施焊前,宜预先按接头形式试焊,以确定适宜的焊接参数,如焊接电压、焊接电流、焊丝直径、焊接速度及焊接层数等。
3.1.10当杆件与节点板连接角焊缝采用三面围焊或L形围焊时,焊缝的转角处必须连续施焊。
见图3.1.10。
3.1.11当角焊缝的端部在构件上时,转角处应连续绕角施焊,起落点不应在端部,宜缩进不小于10mm。
见图3.1.11。
3.1.12对于角焊缝的端部不加引弧板的节点板及垫板的连续焊缝端头应采取回焊,起收弧点宜缩进不小于10mm。
见图3.1.12。
3.1.13碳素结构钢厚度大于50mm和低合金结构钢厚度大于36mm时,应进行焊接前预热。
当环境温度在0℃以上常温时,其预热温度直控制在100~150℃,预热区在焊道两侧的宽度均应大于焊件厚度的两倍,且不应小于100mrn。
环境温度低于0℃时,预热温度由工艺试验确定。
3.1.14多层焊接应连续施焊,各层的起弧与收弧点应相互错开,每道焊完后应及时清理及检查,如发现有夹渣、气孔等缺陷时,应将缺陷处理后再续焊。
3.1.15要求焊成凹面的角焊缝及组合焊缝,应采取船位焊等措施,使焊缝金属与母材间平缓过渡。
如加工成凹面焊缝,表面不得留下切痕。
3.1.16在任何情况下,严禁将焊丝填人焊道间隙内施焊。
3.1.17焊缝金属表面焊波应均匀,不得有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、未熔合和针状气孔等缺陷。
3.1.18如发现母材或焊缝金属有裂纹时,不得擅自处理,应及时报告有关技术部门,订出措施后,方可处理。
3.1.19经检验(外观及内在)确定质量不合格的焊缝,应进行返修。
返修次数不宜超过两次,如超过两次必须经过主管技术负责人核准后,方能按返修工艺进行。
3.1.20焊接完毕后,应及时清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物,并检查焊缝的外观质量,合格后在规定的部位打上焊工的钢印号。
3.1.21焊接方法及焊透种类代号见表3.1.21规定。
表3.1.21焊接方法及焊透种类代号
代号
焊接方法
焊透种类
MC
手工电弧焊接
完全焊透焊接
MP
部分焊透焊接
GC
气体保护电弧焊接
自保护电弧焊接
GP
SC
埋弧焊接
SP
3.1.22接头形式及坡口形状代号见表3.1.22规定。
表3.1.22接头形式及坡口形状代号
接头形式
坡口形状
名称
I
I形坡口
B
对接接头
V
V形坡口
X
X形坡口
U
U形坡口
L
单边V形坡口
K
K形坡口
T
T形接头
U1
J1
单边U形坡口
C
角接头
1当钢板厚度≥50mm时,可采用U形或
J形坡口
3.1.23焊接面及垫板种类代号见表3.1.23规定。
表3.1.23焊接面及垫板种类代号
反面垫板种类
焊接面
使用材料
焊接面规定
BS
钢衬垫
1
单面焊接
BF
其他材料的衬垫
2
双面焊接
3.1.24焊接位置代号见表3.1.24规定。
表3.1.24焊接位置代号
焊接位置
F
平焊
立焊
H
横焊
O
仰焊
3.1.25坡口各部分尺寸代号见表3.1.25规定。
表3.1.25坡口各部分尺寸代号
坡口各部分的尺寸
t
接缝部位的板厚(mm)
b
坡口根部间隙(mm)
坡口深度(mm)
P
坡口钝边(mm)
α
坡口角度(°
)
3.1.26焊接接头坡口形式和尺寸标记见表如下规定:
示例:
手工电弧焊、完全焊透、对接、I形坡口、背面加钢垫衬的单面焊接接头表示为
MC-BI-BS1
3.2手工电弧焊
3.2.1施工准备
3.2.1.1技术准备
a)首次采用的钢材焊接工艺及须进行焊后热处理者,应进行焊接工艺评定,并根据工艺评定报告和施工图要求编制焊接工艺,焊工应根据焊接工艺规定的要求进行焊接。
b)构件焊接程序宜按“先短后长”、“先横后纵”及“先对焊后角焊”的方法进行。
c)施焊前,应检查焊件接缝处是否符合施工图的要求,并按检验批划分要求进行检查,对要求焊透的焊缝尚须认真修整组装定位点焊缝,其表面清理后应露出金属光泽。
d)对于仅要求外观检验而不要求超声波检验的对接焊缝和组合焊缝,施焊前,对焊缝的坡口尺寸应经检验,并做记录,合格后方可施焊。
3.2.1.2材料要求
a)建筑钢结构用钢材及焊接材料的选用应符合设计图纸的要求,并应具有钢厂和焊接材料厂出具的质量证明书或检验报告,其化学成分、力学性能和其他质量要求必须符合国家现行标准规定。
当采用其他钢材和焊接材料替代设计选用的材料时,必须经原设计单位同意。
b)钢材的成分、性能复验应符合国家现行有关工程质量验收标准的规定;
大型、重型及特殊钢结构的主要焊缝采用的焊接填充材料应按生产批号进行复验。
复验应由国家技术质量监督部门认可的质量监督检测机构进行。
c)钢结构工程中选用的新材料必须经过新产品鉴定。
钢材应由生产厂提供焊接性资料、指导性焊接工艺、热加工和热处理工艺参数、相应钢材的焊接接头性能数据等资料;
焊接材料应由生产厂提供贮存及焊前烘焙参数规定、熔敷金属成分。
性能鉴定资料及指导性施焊参数,经专家论证、评审和焊接工艺评定合格后,方可在工程中采用。
d)焊接T形、十字形、角接接头,当其翼缘板厚度等于或大于40mm时,设计宜采用抗层状撕裂的钢板。
钢材的厚度方向性能级别应根据工程的结构类型、节点形式及板厚和受力状态的不同情况选择。
e)焊条的选用:
建筑钢结构常使用的焊条有低碳钢焊条和低合金高强度钢焊条两种。
这两种焊条的选用原则如下:
1)含碳量低(C≤0.25%)的焊条产生焊接裂纹的倾向小,焊接性能较好。
一般按焊缝金属与母材等强度的原则选择焊条,可选用E43系列中各种型号的焊条,常用焊条牌号为结421至结427。
①在实际工程中,可根据下列具体情况选项用焊条。
如钢材S,P等杂质含量较高,为避免产生结晶裂纹,应优先选用抗裂纹性能较好的低氢型的结426和结427的焊条,以及高氧化铁型结424焊条。
②对一般结构,对接可按钢板厚度、角度可按焊脚的大小来选用焊条:
当板厚不大于6mm或焊脚不大于4mm时,应优先先用结421焊条;
当板厚在8~24mm或焊脚4~8mm时,优先选用结422和结423焊条;
当板厚大于25mm时,宜优先选用结426、结427或E4328铁粉低氢型焊条;
当焊脚大于8mm时,宜优先选用结422Fe或结424Fe焊条。
2)低合金高强度钢焊条的选用
①选用的原则应使焊缝金属的机械性能与母材基本相同。
为保证结构安全使用,必须强调焊缝金属应有优良的塑性、韧性和抗裂性。
为此,不宜使焊缝金属的实际强度过高,一般不宜比钢材的实际抗拉强度高出50Mpa以上。
②对厚板和约束度较大的结构,宜优先选用超低氢型焊条。
③对屈服强度不大于440Mpa的低合金钢,在保证焊缝性能相同的条件下,应优先选用工艺性能良好的交流低氢或超低氢型焊条。
在通风不良的环境内施焊时,应优先选用低尘低毒焊条。
f)焊条存放要求
1)制造厂的焊接车间或工段应有焊接材料管理人员,负责从贮存库中领出焊接材料,进行按规定的烘培后,然后向焊工发放。
对于从低温箱中取出向焊工发放的焊条,一般每次发放量不应超过4小时的使用量。
2)经烘焙干燥的焊条和焊剂,放置在空气中仍然会受潮,因此在建筑钢结构的焊接施工中要求每名焊工必须配备焊条保温筒。
3.2.1.3主要机具
电动空压机、直流焊机、交流焊机、焊条烘干箱、焊接滚轮架、翼缘矫正机。
3.2.1.4作业条件
a)焊接作业区风速当手工电弧焊超过8m/s时,应设防风棚或长期其他防风措施,制作车间内焊接作业区有穿堂风或鼓风机时,也应按以上规定设挡风装置。
b)焊接作业区的相对湿度不得大于90%。
c)当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时,应采取加热去湿除潮措施。
d)焊接作业区环境温度低于0℃时,应将构件焊接区各个方向大于或等于两倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材,加热到20℃以上后方可施焊,且在焊接过程中均不应低于这一温度。
实际加热温度应根据构件构造特点、钢材类别及质量等级和焊接性、焊接材料熔敷金属扩散氢含量、焊接方法和焊接热输入等因素确定。
其加热温度应高于常温下的焊接预热温度,井由焊接技术责任人员制定出作业方案经认可后方可实施。
作业方案应保证焊工操作技能不受环境低温的影响,同时对构件采用必要的保温措施。
3.2.2施工工艺流程
焊接部位清理及检查→焊接工艺参数选择→配置引弧板→焊接部位预热→定位焊→打底焊接→中间层及盖面焊接→割除引弧板、清理焊接部位
3.2.3施工工艺操作要点
3.2.3.1焊接部位清理及检查
a)施焊前,应用钢丝刷或者角磨机对待焊接待部位的水份,油污、和锈等杂质进行清理。
b)坡口组装间隙超过允许偏差规定时,可在坡口单侧或两侧堆焊、修磨使其符合要求,但当坡口组装间隙超过较薄板厚度2倍或大于20mm时,不应用堆焊方法增加构件长度和减少组装间隙。
3.2.3.2焊接工艺参数选择
a)选择合适直径的焊条
焊条直径的选择主要取决于焊件的厚度、接头型式、焊缝位置及焊接层次等因素,焊条直径选择见表3.2.3.2-1所示。
在建筑钢结构中由于“T”形接头较多,即“V”形坡口较多,在进行手工电弧焊时,为保证坡口根部的焊接质量,要求打底焊时,采用小直径焊条,在进行盖面焊时,为了提高效率,可选择较大直径的焊条。
表3.2.3.2-1焊条直径选择
焊件厚度(mm)
<2
3
4-6
6-12
>12
焊条直径(mm)
1.6
3.2
3.2-4
4-54
b)焊接电流的选择
焊接电流的大小,对焊接质量及生产效率有较大影响。
电流过小,电弧不稳定,易出现夹渣和未焊透等缺陷,而且生产效率低;
电流过大,则容易产生咬边、气孔和焊穿等缺陷,同时飞溅增加。
焊接电流选择主要根据焊条直径来确定并通过试焊调整。
一般可采用查表法,见表3.2.3.2-2的规定。
同时也可采用经验公式法估算,详见公式3.2.3.2。
表3.2.3.2-2焊接电流选择
2.0
2.5
4.0
5.0
5.8
焊接电流(A)
25-40
40-60
50-80
100-130
160-210
200-270
260-300
立、仰、横焊电流应比平焊小10%左右
I=(30~50)φ(公式3.2.3.2)
式中φ=焊条直径(mm)I=焊接电流(A)
b)电弧电压的选择
根据手工电弧焊的电源特性,如果决定了焊接电流,电弧电压也就相应决定了。
此外,电弧电压还与弧长有关。
电弧长,则电弧电压高;
电弧短,则电弧电压低。
在焊接过程中,电弧过长,使电弧燃烧不稳定,飞溅增加,熔深减小,而且外部空气易侵入,造成气孔等缺陷。
一般要求电弧长度小于或等于焊条直径为适宜,即短弧焊。
使用酸性焊条时,为了预热待焊部位或降低熔池温度,有时将电弧稍微拉长进行焊接,即所谓长弧焊。
c)电源种类和极性的选择
直流电源、电弧稳定,飞溅少,焊接质量好,一般用在重要的焊接结构或厚板刚度大的结构焊接上。
在其它情况下,应首先考虑用交流焊机,因为交流焊机的构造简单,造价低,使用维护也较直流焊机方便。
d)极性的选择
极性的选择是根据焊条的性质和焊接特点不同,利用电弧中阳极温度比阴极温度高的特点,选用不同的极性来焊接各种不同的焊件。
一般,使用碱性焊条或焊接薄板时,采用直流反接;
而酸性焊条,用正接。
3.2.3.3配置引弧板:
T形接头、十字形接头、角接接头和对接接头主焊缝两端,必须配置引弧极引出板,其材质应和被焊母材相同,坡口形式应与被焊焊缝相同,禁止使用其他材质的材料充当引弧板和引出板。
手工电弧焊焊缝引出长度应大于25mm。
其引弧板和引出板宽度应大于50mm,长度宜为板厚的1.5倍且不小于30mm,厚度应不小于6mm。
3.2.3.4焊接部位预热:
实际工程结构施焊时的应用火焰预热,预热温度应满足下列规定:
a)根据焊接接头的坡口形式和实际尺寸、板厚及构件约束条件来确定预热温度。
焊接坡口角度及间隙增大时,应相应提高预热温度。
b)根据熔敷金属的扩散氢含量确定预热温度。
扩散氢含量高时应适当提高预热温度。
当其他条件不变时,使用超低氢型焊条打底预热温度可降低25~50℃。
c)根据焊接时热输入的大小确定预热温度。
当其他条件不变时,热输入增大5kJ/cm,预热温度可降低25~50℃。
d)根据接头热传导条件选择预热温度。
在其他条件不变时,T形接头应比对接接头的预热温度高25~50℃。
但T形接头两侧角焊缝同时施焊时应按对接接头确定预热温度。
e)根据施焊环境温度确定预热温度。
操作地点环境温度低于常温时(高于0℃),应提高预热温度15~25℃。
f)Ⅰ、Ⅱ钢材匹配相应强度级别的低氢型焊接材料并采用中等热输人进行焊接时,板厚与最低预热温度要求宜符合表3.2.3.4的规定。
表3.2.3.4常用结构钢材最低预热温度要求
钢材牌号
接头最厚部件的板厚t(mm)
t<25
25≤t≤40
40<t≤60
60<t≤80
t>80
Q235
—
60℃
80℃
100℃
Q295、Q345
140℃
本表适应条件:
1、接头形式为坡口对接,根部焊道,一般拘束度。
2、热输入约为15—25kJ/cm
3、采用低氢型焊条,熔敷金属扩散氢含量(甘油法):
E4315、E4316不大于8mL/100g;
E5015、E5016、E5015、E5516不大于6mL/100g;
E6015、E6016不大于4mL/100g。
4、一般拘束度,指一般角焊缝和坡口焊缝的接头未施加限制收缩变形的刚性固定,也未处于结构最终封闭安装或局部返修焊接条件下而具有一定自由度。
5、环境温度为常温。
6、焊接接头板厚不同时,应按厚板确定预热温度;
焊接接头材质不同时,按高强度、高碳当量的钢材确定预热温度。
3.2.3.5定位焊接:
定位焊所用焊接材料应与正式施焊相当,定位焊焊缝应与最终焊缝有相同的质量要求。
钢衬垫的定位焊宜在接头坡口内焊接,定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3,定位焊缝长度宜大于40mm,间距500~600mm,并应填满弧坑。
定位焊预热温度应高于正式施焊预热温度。
当定位焊焊缝上有气孔或裂纹时,必须清除后重焊。
3.2.3.6打底焊接:
坡口底层焊道采用不大于4.0mm的焊条,底层根部焊道的最小尺寸应适宜,以防产生裂缝。
打底焊接焊接时,特别是焊接单面焊双面成型焊道时,使用的焊接电流要小,填充焊接时,通常使用较大的电流,盖面焊接时为防止咬边和获得较好的外观质量,使用的电流要小一些。
3.2.3.7中间层及盖面焊接:
焊接层数要控制得当,对中、厚板采用手工电弧焊时,应采用多层焊。
层数多些,对提高焊缝的塑性、韧性有利,可以防止接头过热和扩大热影响区的有害影响。
在每一层施焊时也应采用多道焊方法,以利于保证焊接质量。
3.2.3.8焊接完成后,用火焰切割去除引弧板和引出板,并修磨平整。
不得用锤击落引弧板和引出板。
3.2.4注意事项
3.2.4.1焊接速度的选择:
采用手工电弧焊时,要求焊接时尽可能以一定的速度均匀地运条;
对于低氢型焊条,如为φ4mm直径,焊接速度一般约为150mm/min较适宜。
3.2.4.2对于非密闭的隐蔽部位,应按施工图的要求进行涂层处理后,方可进行组装;
对刨平顶紧的部位,必须经质量部门检验合格后才能施焊。
3.2.4.3在组装好的构件上施焊,应严格按焊接工艺规定的参数以及焊接顺序进行,以控制焊后构件变形。
a)控制焊接变形,可采取反变形措施,
b)在约束焊道上施焊,应连续进行;
如因故中断,再焊时应对已焊的焊缝局部做预热处理。
c)采用多层焊时,应将前一道焊缝表面清理干净后再继续施焊。
3.2.4.4因焊接而变形的构件,可采用机械(冷矫)或在严格控制温度的条件下加热(热矫)的方法进行矫正。
3.3CO2气体保护焊
3.3.1施工准备
3.3.1.1技术准备
b)构件焊接程序宜按“先短后长”、“先横后纵”及“先对焊后角焊”的方法进
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