钢桥书工艺指导.docx
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钢桥书工艺指导
上海至成都高速公路武汉至荆门段
钢箱梁制作与安装
焊接工艺指导书
中交一公局第一工程有限公司
武荆高速钢箱梁专业施工项目经理部
二OO七年七月
目录
一、编制依据
二、焊接质保体系程序
三、焊接工艺规程
四、目前进场焊接设备技术参数及操作细则
附件:
1、焊接人员汇总表
2、焊接人员证件复印件
3、焊接设备汇总表
4、焊接工艺评定报告
编制依据
本质保资料按《上海至成都高速公路武汉至荆门段钢箱梁制作安装技术规范》、《铁路钢桥制造规范》TB10002-99、《桥梁用结构钢》GB/T714-2000、《钢铁及合金化学分析方法》、GB223.5-1997《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228-2002、《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》GB/T229-2006、《金属材料弯曲试验方法》GB232-1999、《承压设备无损检测第二部分:
射线检测》JB/T4763.2-2005、《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345-89等编制。
焊接质保体系程序
1、优化生产管理体系和质量保证体系的人员组成,建立健全责任制。
建立了以项目经理为组长、项目总工程师为副组长、项目经理部各部门负责人、各施工主任、技术负责人为主要成员的质量管理领导小组,建立健全岗位责任制,完善质量监督控制网络,实行全面质量管理,积级开展群众性的QC小组活动,使焊接的每个环节都得到控制。
2、宣传教育,改变人们对质量的陈旧观念,提高质量意识。
加强了宣传教育力度,严格执行质量管理制度,实行科学管理,召开多种形式的评比会、现场会、分析会、宣传会,使“质量是公司的生命”,“质量第一、业主至上”的指导思想牢记在每个施工人员心中。
在项目施工中做到“三工教育”(工前教育、工中指导、工后讲评);“三不交接”(无自检记录不交接、无施工记录不交接、无专职质检员签字不交接);
3、增加自检与抽检频率。
对每道切割切口严格把关,保证自检频率。
由项目总工组织项目经理部工程部和质检部对施工队伍的原材料、机械设备、人员数量质量、焊接工艺方法、关键工序和焊接质量进行抽检。
4、建立健全对各岗位人员在岗及责任落实情况的检查制度,即上级对下级检查,监理对承包人的检查等。
建立健全项目经理、项目副经理、总工程师、项目经理部各部门及负责人、施工技术负责人、检测员的岗位责任制,加强岗位责任制的落实工作的检查,项目经理部检查各部、各施工队的质量保证体系,施工队检查各施工组乃至各序操作人的质量保证体系。
6、加强工地检测的管理,确保仪器设备符合规定、检测操作符合标准、检测结果数据可信。
配备齐全的检测、测量仪器设备。
仪器设备均经过国家计量部门标定。
操作人员熟悉检测规程、操作步骤和注意事项,并对所使用的仪器设备性能完全了解,操作过程中检测人员应在规定范围操作,保证检测数据真实可信,严禁伪造修改数据。
7、完善科技文件的管理制度,所有科技文件、科技材料及时归档,确保所提交的科技文件、材料(质量保证资料)全面、真实、完整。
建立健全完善的资料管理体系和资料流程,按照流程和分类对质量保证资料进行上报、收集、整理、归档,上述过程,由工程部、质检部组织人员对质量保证资料的全面性、真实性、完整性、及时性进行检查。
焊接工艺规程
1、基本要求:
1.1钢箱梁结构件的所有焊缝必须严格按照焊接工艺评定报告所制定的焊接工艺执行。
1.2焊工应经过考试并取得合格证后方能从事焊接工作。
焊工停焊时间超过六个月,应重新考核。
1.3焊缝金属表面焊波均匀,无裂纹。
不允许有沿边缘或角顶的未熔合溢流、烧穿、未填满的火口和超出允许限度的气孔、夹渣咬肉等缺陷。
埋弧自动焊不应小于10mm,焊接后应等焊缝稍冷却后再敲去熔渣。
1.4、所有对接焊缝均为I级焊缝,必须焊透,咬合部分不小于0.2mm。
腹板与面板及底板之间贴角焊缝,并开坡口焊透,焊缝标准为I级焊缝。
翼缘板与面板腹板为贴角焊缝,必须焊透,焊缝标准为I级焊缝。
其他焊缝均为II级焊缝。
1.5、所有I、II级焊缝都应进行外观检查,内部质量检验以超声波和射线探伤为主。
2、焊接用材料:
2.1、所有水平对接焊缝用埋弧自动焊,焊丝用H10Mn2,规格:
φ4。
焊剂SJ101。
执行标准《焊接用钢丝(GB1300-77)》。
2.2、腹板与下底板角接焊缝和腹板与上翼板焊接角焊缝用C02气保焊焊丝为ER50-6,φ1.2打底手把盖面。
手工焊条E5016,执行标准《低合金钢焊条(GB5118-85)》。
2.3、其余的焊接用手把焊,焊条为E5016,规格为φ3.2-φ4。
执行标准《低合金钢焊条(GB5118-85)》。
3、焊缝质量要求:
所有焊缝质量均按《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000要求执行,未尽事宜按《对接焊超声波探伤》GB11245-89I级和《钢焊缝射线照相及底片分类法》GB3323-87执行。
所有对接接头以及腹板与面板及底板之间贴角焊缝,采用100%超声波探测、100%外观和10%X射线探测。
其他按II级焊缝要求制作。
返修焊缝应按原焊缝质量要求检验;同一部位的返修焊不宜超过两次。
4、工艺要求
4.1、钢结构制作的切割、焊接设备其使用性能必须满足要求。
4.2、焊接时,不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条和受潮结块的焊剂及熔烧过的渣壳。
4.3、焊丝在使用前应清除油污、铁锈,焊剂的粒度埋弧自动焊宜用1.0~3.0mm埋弧半自动焊宜用0.5~1.5mm。
4.4、为防止气孔和裂纹的产生,焊条使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和温度进行烘焙,低氢型焊条经烘焙后应放入保温桶内,随用随取。
4.5、施焊前,焊工应复查焊件接头质量和焊区处理情况,当不符合要求时应经修整合格后方可施焊。
4.6施焊前应对焊缝边缘30~50mm范围内的铁锈、油污、水分等杂质进行清除和烘烤。
4.7、对接接头、T型接头、角接接头、十字接头等对接焊缝及对接和角接配合焊缝,应在焊缝两端设置引弧板和引出板,其材质和坡口形式应与焊件相同,引弧和引出的焊缝长度:
埋弧焊应为80mm以上,手工焊和气保焊为50mm以上,焊接完毕应采用气割切除引弧和引出板,并应磨平整,不得用锤击落。
4.8、为防止起弧坑缺陷出现在应力集中的端部,角焊缝转角处宜连续绕角施焊,起落弧点距焊缝端全部宜大于10mm。
4.9、每层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查清除缺陷后再焊。
施焊时母材的非焊接部位严禁引弧。
4.10、底板、腹板拼接时,先焊横向,后焊纵向焊缝。
采用反变形等措施。
总体组装时,则先将各小构件焊接校正后再与底板和腹板焊接,对于底板、腹板之间焊接则需采用分段退焊法和合理的焊接顺序等措施,防止焊接变形。
有顶紧要求的肋板,应从顶紧端开始向另一端施焊。
4.11、定位焊缝所采用的焊接材料型号应与焊件材质相匹配,焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的1/2、焊缝长度为50~100mm并应在距端部30mm以上。
定位焊缝施焊前必须对母材进行预热。
4.12、焊缝出现裂纹时,焊工不得擅自处理,应查清原因,定出修补工艺并经批准后方可处理。
4.13、焊接完毕,焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物,检查焊缝外观质量,检查合格后应在两端明显部位打上焊工钢印。
其内部质量的检查应在焊后24小时进行。
4.14、埋弧自动焊焊接中不应断弧,如有断弧则必须将停弧处刨成1:
5斜坡后在继续搭接50mm施焊。
4.15、埋弧自动焊焊剂覆盖厚度不应小于20mm,埋弧半自动焊不应小于10mm,焊接后应稍冷却再敲去熔渣。
5、焊接工艺要点:
焊条、焊剂烘干温度应符合下表的规定。
焊接材料
烘干温度
保温时间
保存温度
说明
酸性焊条
100~150
2小时
80~100
碱性焊条(低氢)
300~350
2小时
100~150
从箱中取出4小时以上时应重新烘干
SJ101
200~350
本工程拟采用的焊接方法
焊接方法
适用位置
施焊部位
手工电弧焊
平、横、立、仰
附属设施焊接
CO2半自动焊
平、横、立、仰
顶板、内底板、外底板、对接缝组合焊的打底、横隔板对接(或搭接)焊、
埋弧自动焊
平
顶板、内底板、外底板、
对接缝组合焊等
CO2自动焊
平
U肋与顶、底板焊接,板条肋与腹板的焊接等
6、熔化焊缝缺陷返修:
6.1、焊缝表面缺陷超过相应的质量验收标准时,对气孔、夹渣、焊瘤、余高过大等缺陷应用砂轮打磨、铲凿、钻、铣等方法去除,必要时应进行焊补;对焊缝尺寸不足、咬边、弧坑未填满等缺陷应进行焊补。
6.2、经无损检测确定焊缝内部存在超标缺陷时,应进行返修,返修应符合下列规定:
1、返修前应由施工企业编写返修方案;
2、应根据无损检测确定的缺陷位置、深度,用砂轮打磨或碳弧气刨清除缺陷。
缺陷为裂纹时,碳弧气刨前应在裂纹两端钻止裂孔并清除裂纹及其两端各50mm长的焊缝或母材;
3、清除缺陷时应将刨槽加工成四侧边斜面角大于10°的坡口,并应修整表面、磨除气刨渗碳层,必要时应用渗透探伤或磁粉探伤方法确定裂纹是否彻底清除;
4、焊补时应在坡口内引弧,熄弧时应填满弧坑;多层焊的焊层之间接头应错开,焊缝长度不小于100mm;当焊缝长度超过500mm时,应采用分段退焊法;
5、返修部位应连续焊成。
如中断焊接时,应采取后热、保温措施,防止产生裂纹。
再次焊接前宜用磁粉或渗透探伤方法检查,确认无裂纹后方可继续补焊;
6、焊接修补的预热温度应比相同条件下正常焊接的预热温度高,并应根据工程节点的实际情况确定是否采用超低氢型焊条焊接或进行焊后消氢处理;
7、焊缝正、反面各作为一个部位,同一部位返修不宜超过两次;
8、对两次返修后仍不合格的部位应重新制订返修方案,经工程技术负责人审批并报监理工程师认可后方可执行;
9、返修焊接应填报返修施工记录及返修前后的无损检测报告,作为工程验收及存档资料。
6.3、碳弧气刨应符合下列规定:
1、碳弧气刨工必须经过培训合格后方可上岗操作;
2、如发现“夹碳”,应在夹碳边缘5~10mm处重新起刨,所刨深度应比夹碳处深2~3mm;发生“粘渣”时可用砂轮打磨。
7、钢箱梁焊接顺序:
7.1、焊缝标准和位置及焊角高度按设计焊接图纸进行焊接
7.2、根据以上质量要求,总体装配的焊接顺序为:
底板上胎就位→底板划线→横隔板点焊就位→腹板T型梁就位→面板对接→翼缘板焊接→装饰板焊接。
8、焊接工艺
8.1、对接接头埋弧自动焊工艺参数见下表:
板厚
(mm)
焊丝直径
(mm)
焊接顺序
焊接电流
(A)
电弧电压
(V)
焊接速度
(m/min)
14
4
正
600~620
24~28
0.28
反
640~700
30~32
0.36
16
4
正
620~660
28~30
0.30
反
680~720
32~36
0.41
18
4
正
750~800
29~32
0.33
反
850~900
36~38
0.46
8.2、T型接头埋弧自动焊工艺参数见下表:
T型接头埋弧自动焊工艺参数表
焊脚
(mm)
层数
焊丝直径
(mm)
焊接电流
(A)
极性
电弧电压
(V)
焊接速度
(m/h)
8
一层
4
750~800
反
36~38
30~32
二层
4
850~900
反
38~40
25~28
8.3、C02气保焊角接焊工艺
(1)C02气保焊所用的气瓶上必须装有预热器和流量计,气体纯度不得低于99.5%,使用前应作放水处理,当瓶内的压力低于1.0Mpa时应停止使用。
对细焊丝直径不小于等于2.0mm时,气体流量宜控制在10~25L/min。
(2)C02气保焊的电源必须采用直流反接。
(3)C02气保焊角焊缝焊接工艺参数见下表:
焊角
焊丝直径
电流
电压
焊速
伸出长度
气体流量
焊接位置
(mm)
(mm)
(A)
(V)
(m/h)
(mm)
(L/min)
7
1.2mm
220
21
38~50
10~14
6~8
平焊
8.4、手工电弧焊焊接工艺:
(1)对接平焊(双面坡口)焊接工艺参数
板厚
(mm)
第一层焊缝
以后各层焊缝
焊条直径(mm)
焊接电流(V)
焊条直径(mm)
焊接电流(V)
δ≥12
φ4.0
180-210
φ4.0
160~210
φ5.0
220~280
(2)对接立焊(双面坡口)焊接工艺参数表
对接立焊(双面坡口)焊接工艺参数
板厚
(mm)
第一层焊缝
以后各层焊缝
焊条直径(mm)
焊接电流(V)
焊条直径(mm)
焊接电流(V)
12~18
φ3.2
90~120
φ4.0
120~160
φ4.0
120~160
φ3.2
90~120
φ4.0
120~160
≥19
φ4.0
120~160
φ5.0
160~200
(3)平角焊接(不开坡口)焊接工艺参数
平角焊接(不开坡口)焊接工艺参数
第一条焊缝
以后各层焊缝
封底焊缝
焊条直径
焊接电流
焊条直径
焊接电流
焊条直径
焊接电流
φ4.0
160~200A
φ4.0
160~210
φ4.0
160~200A
φ5.0
220~280
(4)立角接焊缝(不开坡口)焊接工艺参数
第一层焊缝
以后各层焊缝
封底焊缝
焊条直径
焊接电流
焊条直径
焊接电流
焊条直径
焊接电流
φ3.2
90~120
φ4.0
120~160
φ3.2
90~120
φ4.0
120~160
(5)仰角焊缝焊接工艺参数
第一层焊缝
以后各层焊缝
封底焊缝
焊条直径
焊接电流
焊条直径
焊接电流
焊条直径
焊接电流
φ3.2
90~120
φ4.0
140~160A
φ3.2
90~120
φ4.0
140~160A
φ4.0
140~160A
9、焊缝质量检查:
9.1、焊缝尺寸超出允许正偏差的焊缝及小于1mm且超差的咬边必须修磨匀顺,焊缝咬边超过1mm或外观检查超出负偏差的缺陷,应用手弧焊进行返修焊。
9.2、气孔、裂纹、夹渣未熔透等超出无损检验规定时,应查明原因,用碳弧气刨清除缺陷,用原焊接方法进行返修焊,返修后的焊缝应随时铲磨匀顺并按原质量要求进行复检,返修次数不得超过两次。
9.3、对接焊缝的无损检验
(1)超声波检验,所有焊接焊缝均100%超探,达到Ⅱ级标准。
(2)I级对接焊缝射线检验范围和标准见下表
探伤范围
板厚
视场范围
质量要求
两端头各
250~300mm
10~25
气孔允许点数
裂纹未熔合未焊透
10×20
4
不允许
10×50
5~6
(3)气孔(包括针孔点状夹渣)换算见下表
气孔
尺寸
≤1.0
〉1.0
≤2.0
〉2.0≤3.0
〉3.0
≤4.0
〉4.0
≤6.0
气孔
点数
1
2
3
6
10
(4)对接接头焊缝内部质量应按上表进行射线探伤检验。
焊缝接头应抽探其数量的10%,并不得少于1个接头,引弧板则全部探伤。
(5)对接焊缝长度大于1200mm时,焊缝中部增加探伤范围250~300mm。
(6)I级焊缝针状气孔不得超过2个。
9.4、角接焊缝的检验
(1)II级角接焊缝探伤时,如发现裂纹或较多其它缺陷时应继续延长探伤,必要时直至焊缝全长。
(2)II级角接焊缝长度大于1200mm时,焊缝中部增加探伤。
(3)检查标准以《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000和《钢焊缝射线照相几底片分类法》GB323-87和《对接超声波探伤》GB11345-89I级。
角焊缝采用CO2气保焊。
1)角焊缝焊接工艺,间隙不超过1~1.5mm。
项目
板厚18(mm)
板厚14(mm)
焊角高度(mm)
8
7
层数
2
2
气体流量CO2(l/min)
15
15
气体流量O2(l/min)
5
5
电流(A)
300~320
300~320
焊丝直径(mm)
1.2
1.2
电压(v)
36~38
36~38
速度(cm/min)
70~80、100~120
80~85
横隔梁与加强筋板用CO2气保焊角焊工艺
项目
板厚12(mm)
板厚20(mm)
焊角高度(mm)
6
9
层数
2
2
气体流量CO2(l/min)
15
15
气体流量O2(l/min)
5
5
电流(A)
300~320
300~320
焊丝直径(mm)
1.2
1.2
电压(v)
36~38
36~38
速度(cm/min)
70~80、100~120
80~85
3)底板对接焊缝:
开坡口d=6mm,板厚δ=16mm见下图
项目
范围
工件厚度
16mm
间隙
2mm
焊丝直径
4mm
焊接电流
700~750A
电弧电压
36~40V
焊接速度
35cm/min
3)底板对接焊缝:
开坡口d=5mm,板厚δ=14mm见下图
项目
范围
工件厚度
14m
间隙
2mm
焊丝直径
4mm
焊接电流
680~700A
电弧电压
34~38V
焊接速度
45cm/min
3)面板对接焊缝:
开坡口d=7mm,板厚δ=18mm见下图
项目
范围
工件厚度
18m
间隙
2mm
焊丝直径
4mm
焊接电流
720~750A
电弧电压
36~40V
焊接速度
30cm/min
4)腹板对接横焊缝:
开坡口d=5mm,板厚δ=14mm见下图
项目
范围
工件厚度
14m
间隙
2mm
焊丝直径
4mm
焊接电流
680~700A
电弧电压
36~40V
焊接速度
45cm/min
焊接工艺评定流程图:
焊接设备技术参数及操作细则
技术参数表
型号
焊接电流
(A)
电弧电压
(V)
焊接速度(cm/min)
焊丝焊条直径(mm)
备注
ZX7-400B
45~320
22~35
10~25
φ3~φ8
BX1-500
45~320
22~35
10~25
φ2~φ8
BX-500
290~340
24~38
20~30
φ0.6~φ1.2
MZ-1000ATH
650~700
38~40
40~45
φ4~φ8
ZD-1000ATH
650~700
38~40
40~45
φ4~φ8
操作细则:
一、埋弧焊:
1.作业前,应检查并确认各部分导线连接良好,控制箱的外壳和接线板上的罩壳盖好。
2.应检查并确认送丝滚轮的沟槽及齿纹完好,滚轮、导电嘴(块)磨损或接触不良时应更换。
3.作业前,应检查减速箱油槽中的润滑油,不足时应添加。
4.软管式送丝机构的软管槽孔应保持清洁,并定期吹洗。
5.作业时,应及时排走焊接中产生的有害气体,在通风不良的舱室或容器内作业时,应安装通风设备。
二、CO2气体保护焊:
1.准备工作
(1)认真熟悉焊接有关图样,弄清焊接位置和技术要求。
(2)焊前清理。
CO2焊虽然没有钨极氩弧焊那样严格,但也应清理坡口及其两侧表面的油污、漆层、氧化皮以及铁金属等杂物。
(3)检查设备。
检查电源线是否破损;地线接地是否可靠;导电嘴是否良好;送丝机构是否正常;极性是否选择正确。
(4)气路检查。
CO2气体气路系统包括CO2气瓶、预热器、干燥器、减压阀、电磁气阀、流量计。
使用前检查各部连接处是否漏气,CO2气体是否畅通和均匀喷出。
2.安全技术
(1)穿好白色帆布工作服,戴好手套,选用合适的焊接面罩。
(2)要保证有良好的通风条件,特别是在通风不良的小屋内或容器内焊接时,要注意排风和通风,以防CO2气体中毒。
通风不良时应戴口罩或防毒面具。
(3)CO2气瓶应远离热源,避免太阳曝晒,严禁对气瓶强烈撞击以免引起爆炸。
(4)焊接现场周围不应存放易燃易爆品。
3.焊接工艺
CO2气体保护焊的工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊丝直径、焊丝伸出长度、气体流量等。
在其采用短路过渡焊接时还包括短路电流峰值和短路电流上升速度。
(1) 焊接电流和电弧电压短路过渡焊接时,焊接电流和电弧电压周期性的变化。
电流和电压表上的数值是其有效值,而不是瞬时值,一定的焊丝直径具有一定的电流调节范围。
(2)焊丝伸出长度是指导电嘴端面至工件的距离。
由于CO2焊时选用焊丝较细,焊接电流流经此段所产生的电阻热对焊接过程有很大影响。
生产经验表明,合适的伸出长度应为焊丝直径的10~20倍,一般在5~15mm范围内。
(3)气体流量小电流时,气体流量通常为5~15L/min;大电流时,气体流量通常为10~20L/min,并不是流量越大保护效果越好。
气体流量过大时,由于保护气流的紊流度增大,反而会把外界空气卷入焊接区。
(4)电源极性CO2气体保护焊一般都采用直流反接,飞溅小,电弧稳定,成形好。
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