机场航站楼钢结构焊接方案.doc

机场航站楼钢结构焊接方案1.1基本情况长春龙家堡机场航站楼钢结构现场安装焊接，主要施工内容为：桁架下弦杆对接、铸钢件与主弦杆焊接、桁架上弦杆对接、节点水平撑杆焊接、斜腹杆焊接、檩托与上弦杆件焊接等，母材均为Q345B。焊接接头形式主要为全熔透对接焊缝，多以管接头全位置焊缝接头为主。焊缝形式有单边V型坡口、V型坡口、型贴角焊,焊接难度较大。钢桁架全熔透对接焊缝按一级标准，进行100%的超声波检验；其他构件的全熔透对接焊缝按二级标准检验，进行20%的超声波检验。焊缝检验应符合GB1134589钢结构焊缝手工超声波探伤方法和结果分级中的规定。1.2焊接施工部署本工程安装焊接以全位置焊缝为主，部分接头为仰焊，材料厚度变化大，需经常调整焊接作业方式和变更工艺参数。为保证单榀桁架拼装作业在限定的工期内不因焊接施工的质量、速度、检验、转移作业工作台等对总的施工进度造成滞后影响，必须采取合理的作业方式、工艺流程，并采取切实可行的质量保证措施。1.2.1作业方式：本工程焊接作业具有下述特点：高空作业较多；流水线式往复作业；定型作业。根据以上三个作业要求，特配备性能先进、方便，可随时由操作者远距离手控电压、电流变幅的整流式CO2焊机，以适应高空作业者为保证焊接需要，经常调整焊接电压、电流的作业要求。1.2.2焊接区域划分：由于施工场所呈窄条型分布，易造成总工时浪费，根据该特点拟沿拼装纵向将施焊节点划分成作业量相同的三个作业班，每班四机六人，并配备相应的辅助劳动力。1.2.3作业计划：以相对稳定的作业人员、相对稳定的作业机具配合相对稳定的作业场所、作业对象，在较短的工期内实施集中作业。以单榀桁架而论，每个小组均依次按如下顺序进行焊接：桁架弦杆对接水平撑杆点焊与焊接斜腹杆点焊与焊接其他附件焊接。施焊时应保证上下节点交互错开并对称焊接的原则，将焊接变形消除到最小。1.2.4焊接施工管理：本工程焊接施工实行项目经理领导下的工长、班长全面负责焊接的前期准备、焊工的资质鉴定、工艺复验、焊材发放，生产管理、技术监督、工序交接、质量计量、中间交验、资料管理以及施工进度、作业安全等由专门人员负责的管理制度。焊接专用器材、焊材，防护设施材料的领用保管、周转按照施焊部位的划分实行以作业班为单位的班长责任制。选用负温度下钢结构焊接用的焊条、焊丝，在满足设计强度要求的前提下，应选用屈服强度较低、冲击韧性较好的低氢型焊条，重要结构可采用高韧性超低氢型焊条。碱性焊条在使用前必须按照产品出厂证明书的规定进行烘焙。烘焙合格后，存放在80-100烘箱内，使用时取出放在保温筒内，随用随取。负温度下焊条外露超过2h的应重新烘焙。焊条的烘焙次数不宜超过3次。焊剂在使用前必须按照出厂证明书的规定进行烘焙，其含水量不得大于0.1%。在负温度下焊接时，焊剂重复使用的间隔不得超过2h，否则必须重新烘焙。气体保护焊用的二氧化碳，纯度不宜低于99.5%（体积比），含水率不得超过0.005%（重量比）。使用瓶装气体时，瓶内压力低于1N/mm2时应停止使用。在负温下使用时，要检查瓶嘴有无冰冻堵塞。在负温度下露天焊接钢结构时，宜搭设临时防护棚。雨水、雪花严禁飘落在炽热的焊缝上。在负温度下厚钢板焊接完成后，在焊缝两侧板厚的2-3倍范围内，立即进行后热处理，加热温度150-300，保持1-2h。焊缝焊完后或后热处理完后，要采取保温措施，使焊缝缓慢冷却，冷却速度不大于10/min。1.3焊接工艺由于本工程钢管桁架主要为Q345B钢材，根据各焊接节点的分布、焊缝型式与位置，本工程选用的焊接机具为二氧化碳气体保护焊机和整流式弧焊机，焊接方式以手工电弧焊为主。1.3.1焊前准备1焊接工艺评定和焊工培训焊接工艺评定：针对本工程钢桁架的焊缝接头形式，根据（JGJ8191）建筑钢结构焊接规程第五章“焊接工艺试验”的具体规定组织进行焊接工艺评定，确定出最佳的焊接工艺参数，制定完整、合理、详细的工艺措施和工艺流程。焊接培训：参加本次焊接施工的焊工要按照JGJ8191建筑钢结构焊接规程第八章“焊工考试”的规定，组织焊工进行考试，取得合格证的焊工才能进入现场进行焊接。2.构件外形尺寸检查和坡口处理构件的组装尺寸检查：焊接前，应对构件的组装尺寸进行检查，主要检查构件的几何尺寸。焊缝坡口的处理：施焊前，应清除焊接区域内的油锈和漆皮等污物，同时根据施工图要求检查坡口角度和平整度，对受损和不符合要求的部位进行打磨和修补处理。3焊接材料的准备所有焊接材料和辅助材料均要有质量合格证书，且符合相应的国标。所有的焊条使用前均需进行烘干，烘干温度350400度，烘干时间12小时，焊工须使用保温筒领装焊条，随用随取。焊条从保温筒取出施焊，暴露在大气中的时间不得超过2小时；焊条的重复烘干次数不得超过2次。4.焊接环境下雨天露天作业必须设置防雨设施，否则禁止进行焊接作业。采用手工电弧焊风力大于5m/ S，采用气体保护焊风力大于2 m/ S时，应设置防风设施，否则不得施焊。雨后焊接前，应对焊口进行火焰烘烤处理。5.焊接1）分层焊接定位点焊：组装时的定位点焊应由合格电焊工施焊，要求过度平滑，与母材融合良好，不得有气孔、裂纹，否则应清除干净后重焊。严禁由拼装工进行定位点焊。CO2气体保护焊打底：为保证全熔透焊缝隙的焊接质量，使用 CO2气体焊来打底焊。焊接前应先清除焊缝区域内的油锈，使用焊接工艺规定的参数施焊。本焊接方法的特点是：a.焊接流量大，速度快；b.熔深大，易焊透；c.没有药皮，焊接质量和缺陷一览无余，容易修复。缺点是：a.仅适于室内焊接，室外焊接时受风力影响，风力过大时应采取防风措施；b.表面成型不好，只用于底焊。为加强 CO2气体焊的抗风能力，我们将采用药芯焊丝和自保护焊丝焊接工艺。中间焊和罩面焊：均采用手工焊接，焊接前应在构件两端加设引弧板。其特点是：a.电流大，速度快；b.变形小；c.罩面光滑，成型好。2）焊接工艺参数，见下表焊接工艺参数推荐表序号位 置(层数）焊材类型焊材规格（D）焊接电流（A）焊接电压（V）气体流量（L/ min）电流极性1定位焊E50153.29012028-32/直流反接2打底焊H08Mn2Si1.219021030-321825直流反接3填充焊4.0/4罩面焊4.0/3）控制焊接变形：钢桁架焊接时，应采用两台焊机对称施焊；焊接时采用焊工均布，由中间向两边退行的焊接顺序；所有构件的焊接应分层施焊，层数视板厚而定；作好焊接施工记录，总结变形规律，综合进行防变形处理。焊接检查焊缝的外观检查：Q345钢应在焊接完成24小时后，进行100%的外观检查，焊缝的外观检查应符合三级焊缝（部分二级焊缝）的要求；超声波检查：所有的全熔透焊缝在完成外观检查之后进行100%的超声波无损检验（部分进行20%的超声波无损检验），标准执行GB1134589钢结构焊接手工超声波探伤方法和结果分级，焊缝质量不低于B级的一级（部分为二级）。焊缝的质量等级及缺陷分级见下表:焊缝质量等级及缺陷分级（mm）焊缝质量等级一级二级内部缺陷超声波评定等级检验等级B级B级探伤比例100%20%外观缺陷未焊满（指不足设计要求）不允许<0.2+0.02t且小于等于1.0每100.0焊缝缺陷总长小于等于25.0根部收缩不允许0.2+0.02t且小于等于1.0长度不限咬边不允许<0.05t且小于等于0.5;连续长度小于等于100.0,且焊缝两侧咬边总长小于等于10%焊缝全长裂纹、弧坑、电弧擦伤、焊瘤、表面夹渣、表面气孔不允许飞溅清除干净接头不良不允许缺口深度小于等于0.05t且小于等于0.5每米焊缝不得超过一处5）返修工艺超声波检查有缺陷的焊缝，应从缺陷两端加上50mm作为清除部分，并以与正式焊缝相同的焊接工艺进行补焊，同样的标准和方法进行复检。碳弧气刨的工艺参数见下表碳弧气刨工艺参数碳棒直径（mm）电弧长度（mm）空气压力（Mpa）电流极性电 流（A）气刨速度（m / m）6120.390.59直流反接2803000.51.08120.390.59直流反接3504001.01.21.3.2桁架上、下弦主杆钢管对接焊接工艺桁架上下弦杆件，均为中等径管材，材质为Q345B钢，管径108mm402mm，管壁8mm25mm，焊接方式手工电弧焊。上下弦杆件的焊接，是本次安装焊接的重中之重，必须从组对、校正、复验、预留焊接收缩量、焊接定位、焊前防护、清理、焊接、焊后热调、质量检验等工序严格控制，才能确保接头焊后质量全面达到标准。A.组对：组对前采用锉刀和砂布将坡口内壁1015mm仔细砂磨去除锈蚀。坡口外壁自坡口边1015mm范围内也必须仔细去除锈蚀与污物；组对时，不得在接近坡口处管壁上引弧点焊夹具或硬性敲打，以防管口圆度受到破坏；同径管错口现象必须控制在规范允许范围内。B.校正复检、预留焊接收缩量：加工制作可能产生的误差以及运输中产生的变形，到现场组对时将集中反映在接头处。因此，组对后校正是必须的，焊前应经专用器具对同心度、圆率、纵向、曲率过渡线等认真核对，确认无超差后采用千斤顶之类起重机具布置在接头左右不小于1.5米距离处，预先将构件顶升到管口上部间隙大于下部间隙1.52mm。(注：正在焊接的接头禁止荷载)C.焊接定位：焊接定位对于管口的焊接质量具有十分重要的影响。本次上下弦主管焊接、组装方式中采用了连接板预连接方法。由于连接板的分布等分管中，因此本次定位焊处采取均分连接板间距的方法分四处，见下图： 定位处 定位焊采用小直径焊条，焊条需烘烤不少于30分钟，烘烤温度不低于250，定位焊采用与正式焊接相同的工艺。D.焊前防护：桁架上、下弦杆件接头处焊前必须做好防风雨措施，供焊接的作业平台应能满足如下要求：平台面距管底部高度约为650mm；密铺木质脚手板，左右前后幅宽大于0.900米；架设稳定，上弦平台还应不影响两接头的同时操作。E.焊前清理：正式焊接前，将定位焊处渣皮、飞溅、雾状附着物仔细除去，定位焊起点与收弧处必须用角向磨光机修磨成缓坡状，且确认无未熔合、收缩孔等缺陷存在。 F.焊接：上弦杆对接接头的焊接采用特殊的左右两根同时施焊方式，操作者分别采取共同先在外侧起焊，后在内侧施焊的顺序，自根部起始至面缝止，每层次均按此顺序实施。本次管管对接焊(上、下弦)均按下述工艺实施：根部焊接：根部施焊应自下部起始处超越中心线10mm起弧，与定位焊接头处应前行10mm收弧，再次始焊应在定位焊缝上退行10mm引弧，在顶部中心处熄弧时应超越中心线至少15mm并填满弧坑；另一半焊接前应将前半部始焊及收弧处修磨成较大缓坡状并确认无未熔合及未熔透现象后在前半部焊缝上引弧。仰焊接头处应用力上顶，完全击穿；上部接头处应不熄弧连续引带到至接头处5mm时稍用力下压，并连弧超越中心线至少一个熔池长度(1015mm)方允许熄弧。次层焊接：焊接前剔除首层焊道上的凸起部分及引弧收弧造成的多余部分，仔细检查坡口边沿有无未熔合及凹陷夹角，如有必须除去。飞溅与雾状附着物，采用角向磨光机时，应注意不得伤及坡口边沿。次层的焊接在仰焊部分时采用小直径焊条，仰爬坡时电流稍调小，立焊部位时选用较大直径焊条，电流适中，焊至爬坡时电流逐渐增大，在平焊部位再次增大。其余要求与首层相同。填充层焊接：填充层的焊接工艺过程与次层完全相同，仅在接近面层时，注意均匀留出1.52mm的深度，且不得伤及坡口边。面层的焊接：管、管面层焊接，直接关系到该接头的外观质量能否满足质量要求，因此在面层焊接时，应注意选用较小电流值并注意在坡口边熔合时间稍长，接头时换条与重新燃弧动作要快捷。焊后清理与检查：上、下弦主管焊后应认真除去飞溅与焊渣，并认真采用量规等器具对外观几何尺寸进行检查，不得有低凹、焊瘤、咬边、气孔、未熔合、裂纹等缺陷存在。经自检满足外观质量标准的接头应打上焊工编号钢印，并采用氧乙炔焰调整接头上、下部温差。处理完毕立即采用不少于两层石棉布紧裹并用扎丝捆紧。上、下弦管接头焊接完毕后，应待冷却至常温后进行探伤检验，经检验后的接头质量必须符合JB1152-82-I级焊缝标准。经确认达到设计标准的接头方可允许拆去防护措施。1.3.3桁架上弦水平撑杆与桁架斜腹杆焊接工艺壁厚4mm以下材料断切后不开坡口。壁厚616mm材料断切后开单面V型坡口。本次安装施工中水平撑杆、斜腹杆的焊接集中在桁架现场分段组装处。全部为固定位置焊接。由于构件在长途运输、现场垂直运输过程中以及桁架上、下弦先施焊等因素会使水平撑杆与上弦接合处组装、斜腹杆与上弦下弦接合处组装出现偏差超标。特别是对开坡口组焊的接头会增加许多难度。对于可能出现对口间隙较大的坡口焊缝，焊接工艺方法正确与否，对桁架的组装质量乃至安全使用性，具有重要影响。因此水平撑杆与斜腹杆的现场安装焊接应遵循下述工艺要求：1.水平撑杆焊接工艺：材质：Q345B，与上弦杆材质相同；焊接方法：手工电弧焊。焊前准备：水平撑处的焊接准备包括搭设供操作者便于采取蹲姿、立姿、俯姿，可左右交替往来，牢固并且具有围护的平台。平台铺设石棉布。平台板面距焊口下部必须保证650mm高度。采用彩条布围护，防止风雨对焊接完毕的接头造成急冷。焊接所需器材、作业器具均应一次到位。焊前清理与检查：焊前清除上弦管壁焊缝区域的防锈油漆，对断切一端应去除管壁内外距切口处不少于15mm宽度内的氧化皮、割渣、外壁锐角。采向角向磨光机将定位焊缝两端修成易于衔接的缓坡状。焊接：焊接分为打底层与面缝层，均为单道焊。打底层焊接时选用小直径电焊条，电流调节为约90A(f2.5mm,f3.2mm)；沿下部中心线将焊口分为两半部实施焊接，焊前应自间隙最小处先焊，多处间隙较小，则分多处将间隙较小处先焊，注意将收弧处弧坑填满；无论先焊焊缝连贯与不连贯，均应采用角向磨光机去除始端与收端凸起处，形成易使全缝连贯的缓坡状；接头的阴角部分，使用f2.5mm焊条，阳角部分使用f3.2mm焊条；对于间隙较大或缝宽超焊条直径2倍以上的焊缝，处理方法为在撑管端采用堆垒焊法缩小间隙(不得填充异物，也不得在主弦杆上形成局部高温高热区)焊缝的最终完了接头，必须在中部；面层焊缝除必须保证焊脚符合规定外，还必须保证焊缝边缘饱满，缝中区稍凹；水平撑杆焊接工艺参数参阅JGJ81-91中的相关规定，其中电流值根据焊条直径加以变化。2.腹杆焊接工艺：腹杆材质为Q345，与上下弦杆材质相同，焊接方法：手工电弧焊。a.操作平台搭设与焊接防护：操作平台的搭设应满足操作者旋转作业并无障碍；不因其他工序摇晃，导致操作者失衡；具有抵抗风雨侵扰能力。b.焊前检查与清理：腹杆与上下弦接头处焊前检查十分必要，因构件制作所产生的构件误差与变形客观存在。现场安装焊接时对口间隙也将存在误差。对于间隙小于许用焊条直径的焊口，其焊接操作程序无特殊变化；对于间隙较大处应加入衬板，衬板的厚度应大于管壁，衬板的材质应与管材相同，加入的衬板应不妨碍焊缝的有效截面。在坡口边侧采用小直径焊条逐渐堆垒，禁止加填料，修成类似坡口状后全面清渣并采用角向磨光机全面去除凸起部分与飞溅。c.焊接：腹杆与上下弦连接处焊缝焊脚尺寸应符合GB50205-2001中表4.7.13所规定的数值。焊缝外形尺寸应符合建筑钢结构焊接规程JGJ81-91中的相关规定和要求。外观检验合格后的焊接接头，采用石棉布紧裹缓冷至常温腹杆焊接工艺参数参阅JGJ81-91中的相关规定。