钢结构的工厂加工制作方案.docx
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钢结构的工厂加工制作方案
钢结构的工厂加工制作方案
钢构件车间制作流程和质量控制
钢构件制造质量控制程序
(一)、制作前准备工作
1、钢材采购、检验、储备:
经过工程施工管理人员及公司有关部门参与的情况下进行内部图纸会审,经翻样工作
员翻样后列出各类钢材的材料用量表,并做好材料规格、型号的归纳,交管理部采购员进
行材料采购。
材料进厂后,会同业主、质监、设计按设计图纸的国家规范对材
料按下列方法进行检验:
(1)钢材质量证明书。
质量证明书应符合设计的要求,并按国家现行有关标准的规定进行抽样检验,不符合国家标准和设计文件的均不得采用。
(2)钢材表面有锈蚀、麻点和划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度负偏差值的1/2。
(3)钢材表面锈蚀等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》的规定。
(4)连接材料(焊条、焊丝、焊剂)、高强度螺栓、普通螺栓以及涂料(底漆和面漆)等均应具有出厂质量证明书,并符合设计的要求和国家现行有关标准的规定。
合格的钢材按品种、牌号、规格分类堆放,做好标识。
钢材的堆放成形、成方、成垛,以便于点数和取用;最底层垫上道木,防止进水锈蚀。
焊接材料(焊条、焊丝、焊剂)应按牌号和批号分别存放在干燥的储藏仓库。
焊条和焊剂在使用之前按出厂证明上规定进行烘焙和烘干;焊丝应清除铁锈油污以及其它污物。
材料凭领料单发放,发料时核对材料的品种、规格、牌号是否与领料单一致,并要求质检人员在领料现场签证认可。
1、图纸会审、图纸细化:
经图纸会审后,由技术部负责设计本工程的加工详图,进行节点构造细化。
对其中一些需设计签证的节点图,提交设计院审核。
2、制定钢构件加工生产工艺及质量标准:
根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)、《钢结构工程质量检验评定标准》(GB50211-95)、《钢结构设计规范》(GBJ17-88)等国家规范及公司质量体系文件和钢结构制作安装工艺规程编制本工程钢构加工生产工艺及质量标准。
(二)钢结构加工制作流程
钢结构加工制作流程如下图示。
矫正、钻孔
总体工艺流程图
(三)、放样、下料和切割
1、按照施工图上几何尺寸,以1:
1比例在样台上放出实样以求出真实形状和尺寸,然后根据实样的形状和尺寸制成样板、样杆,作为下料、弯制、铣、刨、制孔等加工的依据。
允许偏差见下页放样和样板(样杆)允许偏差表。
2、钢材下料前先对材料进行校正,矫正后的偏差值不应超过规范及设计规定的允许偏差值,以保证下料的质量。
放样和样板(样杆)允许偏差表
项目
允许偏差(mm)
平行线距离和分段尺寸
±0.5
对角线
1.0
长度、宽度
长度0~+0.5宽度0~-0.5
孔距
±0.5
组孔中心距离
±0.5
加工样板的角度
±200
3、利用样板计算出下料尺寸,直接在板料成型钢表面上画出零构件形状的加工界线。
采用剪切、冲裁、锯切、气割等工作过程进行下料。
允许偏差见下料与样杆(样板)的允许误差表。
下料与样杆(样板)的允许误差表
项目
允许偏差(mm)
零件外形尺寸
±1.0
孔
±0.5
基准线(装配或加工)
±0.5
对角线差
1.0
加工样板的角度
±20
3、根据工艺要求在放样和下料预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割、刨边和铣平等加工余量。
4、零件的割线与下料线的允许偏差符合下页表规定执行。
6、切割前应将钢材表面切割区域内的铁锈、油污等清除干净;切割后清除断口边缘熔瘤、飞溅物,断口上不得有裂纹和大于1mm的缺棱,并清除毛刺。
零件的切割线与下料线的允许偏差表
手工切割
±20mm
自动、半自动切割
±1.5mm
精密切割
±1.0mm
7、切割截面与钢材表面不垂直度不大于钢板厚度的10%,且不得大于2mm。
8、精密切割的零件,其表面粗糙度不得大于0.03mm。
9、机械切割的零件,其剪切与号料线的允许偏差不得大于2mm。
机械剪切的型钢,其端部剪切斜度不得大于2mm。
(四)矫正和成型
1、普通碳素结构钢在高于-16℃时,采用冷矫正和冷弯曲。
矫正后的钢材表面不得有明显的凹面和损伤,表面划痕深度不大天0.5mm。
2、零件、部件在冷矫正和冷弯曲时,其曲率半径和最大弯曲矢高应该按设计和规范要求进行加工。
3、H型钢先采用JZ-40矫正机进行翼缘板的矫正;焊接旁弯变形火焰进行矫正。
4、零件采用热加工成形时,加热温度宜控制在900~1000℃;碳素结构钢在温度下降到700℃
之前结束加工。
(五)边缘加工
对外露边缘、焊接边缘、直接传力的边缘,需要进行铲、刨、铣等再加工。
根据工艺要求,一般采用风铲、刨边机、弧气刨、端面铣床等机具、设备进行。
(六)制孔
1、制孔根据情况分别采用冲孔、钻孔、气割割孔等。
2、柱、梁端板的螺栓孔用钢模钻孔,以保证螺栓位置、尺寸准确。
H型钢梁柱上的螺栓孔采用日本进口的三维钻床一次成孔,檩条墙梁上的孔由计算机在RC400檩条成型生产线上自动完成。
3、自动化的钻孔使得孔的偏差远小于规范值,确保安装和质量。
(七)组装
1、板材、型材的拼接应在组装前进行;构件的组装在部件组装、焊接、矫正后进行。
2、组装顺序根据结构形式、焊接方法和焊接顺序等因素确定。
连接表面及焊缝每边30~50mm范围内铁锈、毛刺和油污必须清除干净。
当有隐蔽焊缝时,必须先预施焊,经检验合格方可覆盖。
3、布置拼装胎具时,其定位必须考虑预放出焊接收缩量及齐头、加工的余量。
4、为减少变形,尽量采取小件组焊,经矫正后再大件组装。
胎具及装出的首件必须经过严格检验,方可大批地进行装配工作
5、将实样放在装配台上,按照施工图及工艺要求预留焊接收缩量。
装配台具有一定的刚度,不得发生变形,影响装配精度。
6、装配好的构件立即用油漆在明显部位编号,写明图号、构件号和件数,以便查找。
7、焊接结构组装按需分别选用以下工具:
㈠、卡兰或铁楔夹具:
可把两个零件夹紧在一起定位,进行焊接。
㈡、槽钢夹紧器:
可用于装配板结构的对接接头。
㈢、矫正夹具及拉紧器:
矫正夹具用于装配钢结构;拉紧器是在装配时用来拉紧两个零件之间的缝隙。
㈣、正后丝扣推撑器:
用于在装配圆筒体的调整焊缝间隙和矫正筒体形状之用。
㈤、手动千斤顶。
8、定位点焊所用焊接材料的型号,要与正式焊接的材料相同,并应由有合格证的焊工人点焊。
9、焊接结构组装工艺:
㈠、无论翼缘板,腹板,均应先进行装配焊接矫正,与钢柱连接的节点板等,应先小件组焊,矫正后再定位大组装。
㈡、放组装胎时放出收缩量,一般放至上限(L≤24m时放5mm,L≥24m时放8mm)
㈢、上翼缘节点板的槽焊深度与节点板的厚度关系见下表。
槽焊深度与节点板的厚度关系表
节点板厚度(mm)
6
8
10
12
14
槽焊深度(mm)
5
6
8
10
12
10、H型钢焊接生产线
该生产线由数控火焰切割机、H型钢组立机、龙门式自动焊接机及H型钢翼缘矫正机和端面锯床、三维钻床几大部分组成。
焊接H型钢制作工艺流程见下图
焊接H型钢制作工艺流程
合格
合格
⑴下料采用数控切割机如下图片所示。
下料时,应注意上下翼缘和腹板之间拼缝相互错开200mm以上,且拼缝位置宜放在构件长度1/3~1/4的范围内。
板边毛刺应清理干净。
⑵所有拼接焊缝为一级焊缝,其它需熔透的坡口焊缝为二级焊缝。
角焊缝及非熔透坡口焊缝为外表按二级焊缝要求检查的三级焊缝。
⑶在组立机上组立T型、H型钢,组立时,板边毛刺、割渣必须清理干净。
如图片所示:
H型钢组立机
⑷点焊时,必须保证间隙<1mm,>1mm时必须用手工焊焊补。
腹板厚t<12mm时,用Ф3.2焊条点固,腹板厚t≥12mm时,用Ф4焊条点固。
焊点应牢固,一般点焊缝长20~30mm,间隔200~300mm,焊点不宜太高,以利埋弧焊接。
⑸清除所有点固焊渣。
⑹在门焊机上进行船形位置埋弧自动焊。
焊接H型的主角焊缝,严格按公司《埋弧自动焊》工艺要求执行。
如下图片所示:
⑺焊后,焊工自检,不得有缺陷,否则应按规定分别情况进行返修。
⑻转入矫正机上,对翼板角变形进行矫正。
如下图片所示:
⑼对H型钢的弯曲变形进行矫正,火焰矫正温度为750~9000C,低合金钢(如Q345)矫正后,不得用水激冷。
⑽将H型钢转入三维钻,按图纸要求,将孔径、孔位,相互间距等数据输入电脑,对H型钢进行自动定位、自动三维钻孔。
如下图片所示:
⑾转入端面锯,将三维钻上定位的梁两端多余量锯割掉。
如下图片所示:
⑿对钻孔毛刺、锁口毛刺等进行清磨。
如下图片所示。
11、翼缘板、腹板均先单肢装配焊接矫正后进行大组装。
组装前先进行基本定位,并焊接好加劲板和拉条,以确保在进行交叉施焊时结构不变形。
12、与钢柱连接的节点板等,先小件组焊,矫正后再定位大组装。
13、构件的隐蔽部位经焊接、涂装,并经检查合格后方可封闭;完全密闭的构件内表面可不涂装。
14、箱形截面构件的加工制作
⑴箱型截面构件加工流程(如下图)
⑵加工方法
a箱形构件板采用双定尺。
原则上不拼接。
下料时其宽度公差,隔板的对角线公差必须预以保证。
下料采用数控切割机如下图片所示
b.坡口加工在铣边机或坡口切割机上进行,应严格按图和工艺文件要求,保
证坡口角度及有关尺寸的正确。
c.在模具上组装隔板组,保证隔板组尺寸及电渣焊孔的尺寸大小一致。
d.在组立机上(如下图片所示)进行组立,以一翼板为底板,在其上安装各隔板,保
证其位置正确且与底板垂直,如图4-1:
箱型截面加工流程图
图4-1组装下翼板和内隔板
e.然后安装二腹板,组成U柱,保证U柱的宽度尺寸,如图4-2:
图4-2组装腹板③④
f.CO2气保焊焊接隔板上二条焊缝,保证焊透,采用双弧双丝焊(如下图片)如图4-3:
图4-3隔板焊接
g.UT控伤隔板焊缝,该焊缝为二级焊缝。
GB11345-89,B级、Ⅲ级合格,20%UT。
h.在组立机上,将U型柱组立成箱形构件,点固焊缝应点在两侧坡口底部,保证焊透,不得有缺陷,焊点不宜过高。
如图4-4:
图4-4安装上翼板
i.对隔板二条电渣焊缝进行焊接,用非熔化极焊机进行(如下图片所示),严格按《非熔化极电渣焊工艺守则》执行,如图4-5:
图4-5电渣焊(SES)焊接
焊后割去引弧,引出帽口,如图4-6:
图4-6箱形柱电渣焊缝
j.对二条电渣焊缝进行UT探伤、二级焊缝,GB11345-89,B级、Ⅲ级合格。
k.对箱形构件四主角焊缝进行双弧双丝焊(如下图片所示),保证全熔透焊缝根部焊透,焊接中,应严格遵守公司《双弧双丝埋弧自动焊工艺守则》的规定。
焊接应同时、同向、同工艺参数焊接两条主角焊缝。
对于板厚较大的焊缝,还应按工艺要求采用多层多道焊法,将工件翻身交替焊接,防止过大的变形。
如图4-7:
图4-7箱形柱主角焊缝焊接
l.焊工自检焊缝,对于两侧咬边,凹坑等进行焊补,并清磨。
m.对四主角焊缝全熔透部分进行UT探伤,100%检验,GB11345-89,B级、Ⅱ级合格。
n.检查箱形构件的直线度,并在隔板处进行火焰矫正,使符合要求。
(八)、成品检验
1、焊接全部完成,焊接冷却24小时后,全部做外观检查并做出记录。
并按规定作焊缝检测。
2、用高强螺栓连接时,须将构件摩擦面进行喷砂处理,并做六组试件,其中三组出厂时发至安装地点,供复验摩擦系数使用。
3、按照施工图要求和施工规范规定,对成品外形几何尺寸进行检查验收,做好记录。
(九)、成品保护
堆放构件时,地面必须垫平,避免支点受力不均。
构件的吊点、支点应合理;构件一般均立放,以防止由于侧面刚度差而产生下挠或扭曲。
钢结构构件均涂防锈漆,编号不得损坏。
(十)、保证质量措施
1、防止构件运输、堆放变形:
必须采取措施,防止出现由于运输、堆放时垫点不合理,或上、下垫木不在一条垂直线上,或由于场地沉陷等原因造成变形。
如发生变形,根据情况采用千斤顶、氧-乙炔火焰加热或用其它工具矫正。
2、防止构件扭曲:
拼装时节点处型钢不吻合,连接处型钢与节点板间缝隙大于3mm,则需矫正,拼装时用夹具夹紧。
长构件应拉通线,符合要求后再定位焊接固定。
长构件翻身时由于刚度不足有可能发生变形,事先进行临时加固。
3、防止焊接变形:
采用合理的焊接顺序及焊接工艺(包括焊接电流、速度、方向等)或采用夹具、胎具将构件固定,然后再进行焊行焊接,以防止焊接后翘曲变形。
4、防止尺寸不准确:
制作、吊装、检查用统一精度的钢尺。
严格检查构件制作尺,不允许超过允许偏差。
(十一)钢结构的焊接
1、材料
(1)电焊条:
按照设计及规范要求选用焊条,焊条须具有出厂合格证明。
如须改动焊条型号,必须征得设计部门同意。
严禁使用过期、药皮脱落、焊芯生锈的焊条。
焊接前将焊条进行烘焙处理。
(2)作业条件
a、审阅施工图纸,拟定焊接工艺。
b、准备好所需施焊工具,焊接电流。
c、在钢结构车间施焊区施焊。
d、焊工经过考试,并取得合格证后才可上岗,如停焊超过半年以上时,则重新考核后才准上岗。
e、施焊前焊工复查组装质量和焊缝区的处理情况,如不符合要求,修整合格后方能施焊。
2、操作工艺
(1)焊条使用前,必须按照质量证明书的规定进行烘焙后,放在保温箱内随用随取。
(2)首次采用的钢种和焊接材料,必须进行焊接工艺性能和物理性能试验,符合要求后才采用。
(3)多层焊接应连续施焊,其中每一层焊道焊完后应及时清理,如发现有影响焊接质量缺陷,必须清除后再焊。
(4)要求焊成凹面贴角焊缝,可采用船位焊接使焊缝金属与母材间平缓过渡。
(5)焊缝出现裂纹时,焊工不得擅自处理,须申报焊接技术负责人查清原因,订出修补措施后才可处理。
(6)严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧,在坡口内起弧的局部面积应熔焊一次,不得留下弧坑。
(7)重要焊缝接头,要在焊件两端配置起弧和收弧板,其材质和坡口型式应与焊件相同。
焊接完毕用气割除并修摩平整,不得用锤击落。
(8)要求等强度的对接和丁字接头焊缝,除按设计要求开坡口外,为了确保焊缝质量,焊接前采用碳弧气刨刨焊根,并清理根部氧化物后才进行焊接。
(9)为了减少焊接变形与应力我公司常采取如下措施:
a、焊接时尽量使焊缝能自由变形,钢构件的焊接要从中间向四周对称进行。
b、收缩量大的焊缝先焊接。
c、对称布置的焊缝由成双数焊工同时焊接。
d、长焊缝焊接可采用分中逐步退焊法或间断焊接。
e、采用反变形法,在焊接前,预先将焊件在变形相反的方向加以弯曲或倾斜,以消除焊后产生的变形,从而获得正常形状的构件。
f、采用刚性固定法:
用夹具夹紧被焊零件能显著减少焊件残余变形及翘曲。
g、锤击法;锤击焊缝及其周围区域,可以减少收缩应力及变形。
(10)焊接结构变形的矫正。
见(四)矫正和成型中所述。
(十二)、摩擦面加工处理
1、摩擦面加工:
本工程使用的是摩擦型高强螺栓连接的钢结构件,要求其连接面具有一定的滑移系数,使高强度螺栓紧固后连接表面产生足够的摩擦力,以达到传递外力的目的。
2、喷丸方式处理摩擦面:
喷丸粒径选用1.2~3mm,压缩空气压力为0.4~0.6Mpa(不含有水分和任何油脂),喷距100~300mm,喷角以90º±45℃。
处理后基材表面呈均匀一致和金属本色。
喷丸表面粗糙度达50~70µm可不经赤锈即可施拧高强度螺栓。
3、处理好摩擦面,不能有毛刺(钻孔后周边即应摩光焊疤飞溅,油漆或污损等),并不允许
再行打摩或锤击、碰撞。
处理后的摩擦面进行妥善保护,摩擦面不得重复使用。
4、高强度螺栓连接的板叠接触面不平度<1.0mm。
当接触面有间隙时,其间隙不大于1.0mm
可不处理;间隙为1~3mm时将高出的一侧摩成1:
10的斜面,打摩方向与受力方向垂直;间隙大于3.0mm时则应加垫板,垫板面的处理要求与构件相同。
5、出厂前作抗滑移系数试验,符合设计值要求。
(十三)预拼装
工厂预拼装目的是在出厂前将已制作完成的各构件进行相关组合,对设计、加工以及适用标准的规模性验证。
1、预拼装数每批抽10~20%,但不少于1组。
2、预拼装在坚实、稳的平强式胎架上进行。
其支承点水平度:
A≦300—1000mm2<允许偏差≦2mm;
A≦1000—5000mm2<允许偏差≦3mm;
(1)预拼装中所有构件按施工图控制尺寸,各杆件的重心线交汇于节点中心,并完全处于自由状态,不允许有外力强制固定。
单构件支承点不论柱、梁、支撑,应不少于二个支承点。
(2)预拼装构件控制基准、中心线明确标示,并与平台基线和地面基线相对一致。
控制基准应按设计要求基准一致,如需变换预拼装基准位置,应得到工艺设计认可。
(3)所有需进行预拼装的构件必须制作完毕经专业检验员验收并符合质量标准的单构件。
相同单构件互换而不影响几何尺寸。
(4)在胎架上预拼全过程中,不得对结构件动用火焰或机械等方式进行修正、切割或使用重物压载、冲撞、锤击。
3、高强螺栓连接件预拼装时,可使用冲钉定位和临时螺栓紧固。
试装螺栓在一组孔内不得少于螺栓孔的30%,且不少于2只。
冲钉数不得多于临时螺栓的1/3。
4、拼装后应用试孔器检查,当用比孔公称直径小1.0mm的试孔器检查时,每组孔的通过率不小于85%;当用比螺栓公称直径大0.3mm的试孔器检查时,通过率为100%,试孔器必须垂直自由穿落。
不能过的孔可以修孔。
修孔后如超过规范,采用与母材材质相匹配的焊材焊补后重新制孔,但不允许在预装胎架进行。
(十四)、包装、运输和存放
1、包装在涂层干燥后进行;包装保护构件涂层不受损伤,保证构件、零件不变形、不损坏、不散失;包装要符合公司质量体系文件的有关规定。
2、螺纹涂防锈剂并包裹,传力铣平面和铰轴孔的内壁涂抹防锈剂,铰轴和铰孔采取保护措施。
3、包装箱上标注构件、零件的名称、编号、重量、重心和吊点位置等,并填写包装清单。
4、根据钢结构的安装顺序,钢构件分单元成套供应,现场堆放场地能满足现场拼装及顺序安装的需要。
5、运输钢构件时,根据钢构件的长度、重量选用合适的车辆;钢构件在运输车辆上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均应保证构件不产生变形、不损伤涂层。
6、钢构件存放场地平整坚实,无积水。
钢构件按种类、型号、安装顺序分区存放;钢构件底层垫枕有足够的支承面,并防止支点下沉。
相同型号的钢构件叠放时,各层钢构件的支点在同一垂直线上,并防止钢构件被压坏和变形。
7、钢结构运至施工现场按构件明细表,核对进场构件的数量,查验出厂合格证及有关资料。
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