《国家体育场钢结构工程焊接方案(柱脚焊接)讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国家体育场钢结构工程焊接方案(柱脚焊接)讲义（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、国家体育场钢结构工程现场焊接方案一、编制依据和基本规定（一）中国北京国家体育场2008年奥运会主体育场钢结构施工图（二）国家体育场钢结构工程施工组织设计（三）建筑钢结构焊接技术规程（JGJ812002）（四）国家体育场钢结构工程焊接工艺评定方案（五）2005年4月30日会议纪要编号JH001（六）2005年5月13日会议纪要编号JH002（七）国家体育场工程Q460EZ35钢热加工、焊接性试验方案中冶集团建筑研究总院（八）GB 50205-2001 - 建筑钢结构工程施工质量验收规范（九）GB/T1591-94 - 低合金高强度结构钢（十）YB 4104-2000 - 高层建筑结构用钢板（十一
2、）GB/T5315-85 - 厚度方向性能钢板 当以上规范不能涵盖地方，参考DIN17182高焊接性能铸钢（德国）（十二）钢材指标钢材和钢铸件的物理性能指标弹性模量E (N/mm )剪变模量G (N/mm )线膨胀系数a ()质量密度 (kg/m3 )20610379103121067850钢材强度设计值钢号厚度或直径（）抗拉、抗压和抗弯f（N/2）抗剪fv（N/2）端面承压（侧面顶紧）fce（N/2）Q345163101804001635295170355026515550100250145Q345GJ163101804001635310175355030417050100295170Q46
3、050110360210440钢材冲击韧性要求钢材牌号主结构次结构Q345、Q345GJD级，-20时Ah34JC级， 0时Ah34JQ460E级，-40时Ah34J钢材厚度方向性能要求钢板厚度（）t4040t606090钢板厚度方向性能级别Z15Z25Z35铸钢材料机械性能表钢号厚度或直径（）屈服强度s（N/2）极限强度b（N/2）抗拉、抗压和抗弯f（N/2）延伸率5%冲击功Ak(J)GS20Mn5V(调质)5036050065032424705010030050065027024501001602805006502522240注：材料分项系数R=1.2,并应保证铸钢材料D级冲击韧性。 二、
4、焊接特点与难点（一）焊接施工特点及难点1、结构复杂、空间跨度大、构件自重大、钢板厚度大、焊接工程量大、焊接质量要求高。2、高空作业及冬季施工不可避免，焊接作业条件差3、构件的截面积大，单道焊缝的焊接金属用量大，焊接位置为F、H、O、V，对焊工技术及体力要求高。4、现场拼装焊接位置多变，如钢柱头部结构，其结构几何形状复杂，焊接接点错纵复杂，且厚板焊缝密集，给焊接工作带来很大困难。5、钢结构焊接变形及残余应力的控制难度大。6、Q460超高强钢特厚板及铸钢焊接焊接难度大。7、焊接量大、工期紧。（二）焊接方法综合考虑焊接效率和操作难度，大体上H、F、V采用CO2 GMAW、FCAW-G，O采用SMAW
5、。三、焊接技术要求焊接的质量等级与检测方法参见下表。所有焊缝均须进行外观检查。焊缝质量性能要求焊缝类型焊接要求焊缝等级检测方法擦伤比例（%）钢板拼接全熔透一UT/RT100扭曲箱形构件组装焊缝全熔透一UT/RT100其它箱形构件组装焊缝全熔透二UT/RT50桁架柱、主桁架节点坡口等强焊缝全熔透一UT/RT100构件拼接（接长）全熔透一UT/RT100一般构造焊接角焊缝三MT10 一级焊缝的合格等级应为现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分类（GB11345）B级检验的II级及级以上；二级焊缝的合格等级应为现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分类（GB11345）B级检验的III级及
6、III级以上。 熔透焊缝均应符合与母材等强的要求。全熔透焊缝的端部应设置引弧板、引出板或钢衬管，引弧板的材质应与焊件相同。手工焊引弧板厚度5mm，焊缝引出长度大于或等于25mm。自动焊接引弧板宽度50mm，焊缝引出长度大于或等于50mm。焊接完毕后，必须切除被焊工件上的引弧板，并沿受力方向修磨平整，严禁用锤击落。 焊缝应具有良好的外观质量，角焊缝应符合二级焊缝的外观要求。 本结构为室外钢结构，为了保证结构的耐久性，构件及节点外表面的所有接缝均应保证密封，如焊缝做到完全密封确有困难时，需采用相应的建筑防水做法进行封堵，使整个钢结构形成完整的密闭体系。对于夹角小的节点区域，热影响区比较大，容易造成
7、钢结构的过烧、脆断，施工单位应进行专门的焊接工艺评定和焊接全过程计算机仿真。四、焊接工程的总体思路协同安装，科学编程，六个统一，攻克难关。1、首先建模计算整体钢结构应力的分部状况确定起始焊缝和合拢焊缝的位置，然后按总体思路进行工作。2、协同安装：同安装工艺共同决定每一根主结构的安装顺序，确认起始点和合拢点，合拢点严禁在构件自重应力的集中点。3、科学编程：以JGJ81-2002钢结构焊接规程为指导思想，以焊接应力变形控制的理论为基础，编制科学合理的焊接程序，有效的控制钢结构整体的应力及变形，使焊接残余应力和变形相对合理的存在结构之中，希望焊接应力不至于过大而影响结构安全（应尽可能小），又不希望有
8、过大形变而影响美观，使国家体育场工程既安全又美观。4、六个统一：即执行焊接程序的组织保证：（1）施工各单位必须统一严格执行焊接程序；（2）统一焊接程序、焊接方案交底；（3）统一焊接技术（焊接方法）；（4）统一工艺评定；（5）统一焊工培训；（6）统一质量检测。5、攻克难关：重点抓好三个工艺：（1）Q460钢的焊接工艺规程;(2)厚板焊接工艺规程；（3）抓好铸钢同钢、异种钢的焊接工艺规程。焊接规程的总体原则应是：重要的焊缝先焊，次要的后焊，收缩量大的先焊，收缩量小的后焊，尽量采用如渣气联合保护焊和减少应力的焊接工艺。五、焊接工艺参数指导方案焊接方法焊接材料焊接工艺参数备注标准型号规格（mm)电流(
9、A)电压(V)气流量(L/min)GMAW实心焊丝ER50-6,7ER55-6,71.226032030345080FCAW药性焊丝E50E551.226030030345080SMAWE5015，E5515G（CHE557）3.2901202226/41601802426/七、焊材匹配与选用指导方案焊材的选用遵循“等强匹配”原则。焊材选用表序号母材焊接材料GMAW或FCAW-GSMAW标准型号标准强度保证值标准型号标准强度保证值sbsb1Q345DER50-6,7420500E5015390490E504004802Q345GJDER50-6,7420500E5015390490E50400
10、4803GS20Mn5V+Q345D、Q345GJDER50-6,7420500E5015390490E504004804Q460GS20Mn5VER55-6,7470550E5515440540E554705505Q460Q345 GJD ER50-6,7420500E5015390490E50400480八、焊接规程（一） Q345GJD厚板焊接规程1、层状撕裂问题分析及对策 启裂分类成 因对策第类以焊根裂纹,焊趾裂纹为启裂源,沿HAZ发展的层状撕裂。1. 影响冷裂的因素:Pcm、HD、RF；2. 伸长的MnS夹杂物；3. 角变形引起的应变集中。1.同防止冷裂纹的措施；2.降低钢中的S的含
11、量；3.改变接头及坡口形式,防止角变形及应力集中。第类以轧制夹层为启裂源,沿HAZ发展的层状撕裂。1. 伸长的MnS夹杂物及硅酸盐夹杂物；2. 拘束度加大应变时效。1. 减少拘束度；2. 采用低氢焊材；3. 改进接头和坡口形式；4. 堆焊隔离层。第类以轧制夹层为裂源,沿远离HAZ的母材中心发展的层状撕裂。2. 轧制的长条MnS夹杂物及硅酸盐夹杂物；3. 拘束度增加；4. 应变时效。1. 减小拘束度；2. 改进接头或坡口形式；3. 堆焊隔离层；4. 钢板两端机械加工。2、焊接工艺参数（1）预热温度：钢材牌号接头最厚部件的板厚t（mm）40t6060t80t80Q34580100140注：本表适应
12、条件：1、 环境温度为常温；2、 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、 拘束度大的复杂节点应适当提高预热温度。4、 点焊焊缝预热温度同正式焊缝。5、 t60时采用火焰加热，t60时采用红外电脑控温仪加热。6、 测温采用远红外测温仪，测温点在距坡口边缘75mm处，平行于焊缝中心的两条直线上。（2）焊接电流、电压位置预热方式点焊方式焊接方法板厚（mm）焊接材料焊接电流（A）焊接电压（V）气流量(L/min)后热温度（）H见上表SMAW(J507,4mm)GMAW 40t60ER50(JM58), 1.2mm240280303350
13、80250300,1h60t80ER50(JM58), 1.2mm26030031335080250300,1ht80ER50(JM58), 1.2mm28032030345080250300,2hFCAW-G40t60ER50(TWE-711),1.2mm24026030335060250300,2h60t80ER50(TWE-711),1.2mm26030031335060250300,2ht80ER50(TWE-711),1.2mm28032030345060250300,2hFGMAW 40t60ER50(JM58), 1.2mm24028030335080250300,1h60t80ER50(JM58), 1.2mm260300
