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1、体育场钢结构现场安装焊接工艺方案1 范围本焊接工艺适用于*体育场钢结构安装全过程的焊接。2 编制依据设计施工图纸总包初步的安装方案GB50205-2001钢结构工程施工验收规范JGJ81-2002建筑钢结构焊接规程3 定义本文件使用下列缩写。SMAW-手工焊条电弧焊GMAW-实芯焊丝CO2气体保护半自动焊FCAW-G药芯焊丝CO2气体保护半自动焊F-平焊H-横焊V-立焊O-仰焊4 本工程钢结构焊接概况1. 主要材料钢板的最大厚度100mm。当钢板厚度34mm 时，采用Q345 钢材；当钢板厚度36mm 时，采用Q345GJ 钢材；少量厚钢板采用Q460、S460ML 钢材。局部采用铸钢件。厚度
2、分布：组合钢柱除少量棱形柱底部和顶部为90100mm，其余为5080mm，另外两根方形斜柱板厚绝大多数为30、25、20mm。桁架上弦杆个别段为50mm 外，其余均在40mm 以下，大多数为30、25、20mm。桁架下弦杆个别段为50、42mm 外，其余绝大多数为20mm。腹杆为20、14、10mm，多数为10mm。次结构板厚最大36mm，绝大部分为20mm 以下。屋顶主结构均为箱型截面，上弦杆截面基本为1000mm1000mm，下弦杆截面基本为800mm800mm，腹杆截面基本为600mm600mm，腹杆与上下弦杆相贯，屋顶矢高12.000m。竖向由24 根组合钢结构柱支撑，每根组合钢结构柱
3、由两根1200mm1200mm 箱型钢柱和一根菱形钢柱组成，荷载通过它传递至基础。立面次结构截面基本为1200mm1000mm，顶面次结构截面基本为1000mm1000mm。2. 焊缝类型本工程现场安装焊缝绝大部分为板对接焊缝，焊接位置有平焊俯位、立焊位置、仰焊位置、横焊位置等。5 主要焊接方法根据本工程的特点，现场安装焊接主要采用半自动实芯焊丝CO2气体保护焊、半自动药芯焊丝CO2气体保护焊、手工焊条电弧焊。根据构件安装的焊缝位置，选择不同的焊接方法，一般平焊、横焊、立焊采用药芯焊丝CO2气体保护焊，仰焊位置、焊接量不大的焊缝以及箱体内焊接的焊缝等焊接空间少、焊接位置较复杂的焊缝采用手工焊条
4、焊接。板厚大于40mm的焊缝采用半自动药芯焊丝CO2气体保护焊。6 典型焊缝的焊接6.1 立柱焊缝6.1.1 焊缝坡口型式根据安装方案，结构柱为多段现场安装。棱形柱板厚大部分为50-80mm。方形柱板厚大部分为20、25、30。焊缝坡口尺寸按如下型式: 焊接位置为横焊位置。由于主结构柱在开始安装时，无其它构件拘束，其焊缝承受的应力主要为压应力，焊缝焊接后可以有一定的自由受缩，其焊缝残余应力相对较小。6.1.2 焊接工艺参数因此，在焊接方形柱时，焊缝不作预热处理（气温低于5时应预热）。焊接采用CO2实芯焊丝保护焊。焊材ER50-6，规格1.2，焊接参数如下：焊层方法焊材规格电流A电压V电流类型/
5、极性焊接速度mm/min焊丝伸出长度气体流量L/min1-3GMAW1.22002402427DC/+2503002520-304-12GMAW1.22202602630DC/+2002502020-3013-15GMAW1.22202602630DC/+2002501520-30棱形柱的板厚较大，焊前预热温度为120-150，预热范围为焊缝两侧150mm范围内。预热采用远红外线加热器加热，红外线温度测量仪测量钢材表面加热温度。加热到规定温度后用泡沫压型板保温。如图。加热保温板焊缝两侧各150mm焊接采用药芯焊丝CO2 气体保护半自动焊，焊材为E501T-1。焊接工艺参数如下：焊层方法焊材规格
6、电流A电压V电流类型/极性焊接速度mm/min焊丝伸出长度气体流量L/min1-3FCAW-G1.22002402427DC/+2503002520-304-6FCAW-G1.22202602630DC/+2002502020-307-8FCAW-G1.22202602630DC/+2002501520-306.1.3 焊接措施由于安装焊缝在高空作业，必须搭设适于焊工操作的焊接平台。平台必须可供四名焊工同时焊接操作，并承载四台CO2焊接接送丝机构。如图。钢柱焊接平台支撑结构用L160*12角钢，材质Q235；先在柱子上贴焊一块厚12的Q345板，支撑与贴板焊接。在平台四周绑扎帆布以防大风影响焊
7、接。焊接时由四名焊接同时对称焊接，其中两对面焊工焊接方向相同。6.2 弦杆焊缝焊接6.2.1 坡口型式上弦杆尺寸大部为1000*1000*30（25，20），下弦杆基本为800*800*20。60*50。弦杆对接坡口采用单面V型，背面加衬垫。其中外开坡口(腹板和上翼板)背面加钢衬垫，内开坡口（下翼板）背面加陶瓷垫。如图 6.2.2 焊接工艺参数采用实芯焊丝CO2气体保护焊，焊材为ER50-6。两腹板为立焊，上、下翼板为平焊。焊层方法焊材规格电流A电压V电流类型/极性焊接速度mm/min焊丝伸出长度气体流量L/min立焊GMAW1.21601802427DC/+2503002520-30平焊GM
8、AW1.22202602630DC/+2002502020-30焊接措施弦杆上翼板预留一人孔，腹板焊接完毕后，在箱体内焊接下翼板，下翼板坡口向内开，背面贴陶瓷衬垫。下翼板焊接完毕并检验合格后，盖上翼板人孔盖板。如图。两名焊工先在两侧同步焊接腹板立焊缝。焊接完毕后，由一名焊工在箱体内焊接下翼板焊缝。下翼板焊接完毕，经外观检查、无损探伤合格后，盖上翼板人孔盖板，由一名焊工焊接完成。弦杆的钢平台可以根据安装需要，制作单个的平台或包括整个节点位置的焊接、组装操作平台，可以实现弦杆、腹杆的组装、焊接操作。6.3 腹杆焊缝焊接6.3.1 坡口型式腹杆基本尺寸为600*600，板厚大部分为10mm，部分板厚
9、为10、14、20。吊装过程中组装的腹杆为般有一定角度的倾斜，同时由于腹杆尺寸较小，不方便在箱体内焊接，其下翼坡口仍向外开，焊缝焊接处于仰焊位置。 6.3.2 焊接工艺参数两侧腹板为立焊位置焊缝，采用实芯焊丝CO2气体保护焊；上翼板为平焊焊缝，采用实芯焊丝CO2气体保护焊；CO2焊丝为ER50-6，焊条为J507。下翼板为仰焊位置焊缝，采用手工焊条电弧焊。立焊和平焊位置焊接参数：焊层方法焊材规格电流A电压V电流类型/极性焊接速度mm/min焊丝伸出长度气体流量L/min立焊GMAW1.21601802427DC/+2503002020-30平焊GMAW1.22202602630DC/+2002
10、502020-30仰焊位置焊接参数：焊层方法焊材规格电流A电压V电流类型/极性焊接速度mm/min热输入kJ/cm1SMAW3.2901052326DC/+120140-2-6SMAW4.01401602427DC/+140160- 工艺措施由于各腹板倾斜位置不同，其焊接平台安装位置、形状不同。也可以通过整个节点搭设平台来保证整个节点的焊接操作。两名焊工在两侧同时同方向焊接两侧腹板立焊缝。6.4 柱与铸钢件焊接6.4.1 坡口型式坡口为对接焊缝，加工后坡口等效于加衬垫坡口对接焊缝。6.4.2 焊接工艺参数由于铸钢及柱脚厚度较厚，焊前应进行预热。铸钢件及柱子板厚较大，焊前预热温度为150-180
11、，预热范围为焊缝两侧300mm范围内。预热采用远红外线加热器加热，外线外温度测量仪测量钢材料加热温度。外面用泡沫压型板保温。焊接采用药芯焊丝CO2 气体保护半自动焊，焊材为E501T-1。焊接工艺参数如下：焊层方法焊材规格电流A电压V电流类型/极性焊接速度mm/min焊丝伸出长度气体流量L/min1-3FCAW-G1.22002402427DC/+2503002520-304-20FCAW-G1.22202602630DC/+2002502020-3021-25FCAW-G1.22202602630DC/+2002501520-306.5 柱与铸钢预埋件焊接6.5.1 坡口型式该焊缝为角焊缝，
12、仰焊位置。6.5.2 焊接工艺参数由于柱脚较厚（100mm），焊前必须预热，焊前预热温度为150-180，预热范围为焊缝两侧300mm范围内。预热采用远红外线加热器加热，外线外温度测量仪测量钢材料加热温度。外面用泡沫压型板保温。焊接采用手工焊条电弧焊，焊材为J507焊条。焊接工艺参数如下：焊层方法焊材规格电流A电压V电流类型/极性焊接速度mm/min热输入kJ/cm1SMAW3.2901052326DC/+120140-2-4SMAW4.01401602427DC/+140160-焊后立即进行焊后热处理，热处理温度为580-620，加热范围为焊缝两侧300mm范围内，升温速度不大于150/小时
13、，升到规定温度后保持恒温2小时。后用泡沫板进行保温，使温度缓慢下降，降温速度不大于150/小时，直至构件温度低于300。整个加温过程用红外线测温仪测量温度，控制整个加热过程。7 焊接平台用材统计7.1 钢柱焊接用平台按施工方案的安装程序，其中第三阶段安装钢柱数量为12个，同时焊接至少需36个钢柱焊接平台（不包括柱间支撑焊接用平台）。平台数量钢材重量木板数量帆布数量单重(kg)总重(kg)单数(m2)总数(m2)单数(m2)总数(m2)36105037800207203612967.2 弦杆、腹杆（节点）处焊接平台按吊装方案，弦杆一个阶段安装需焊接的节点数最多的有42个，每个节点至少有两个上弦杆和二个下弦杆（多数为三个上弦杆和三个下弦杆接头），弦杆焊接接头至少有168个。根据焊接顺序，一次可以焊接28个焊接接头，如平台需需留给检验、探伤使用，应至少增加28个平台，即弦杆钢平台总数至少为58个。如按整个节点制作平台，则就保证至少28个节点的焊接、检验操作。节点的操作平台分上弦和下弦两层。平台数量钢材重量木板数量帆布数量单重(kg)总重(kg)单数(m2)总数(m2)单数(m2)总数(m2)2821400784003016807039208 焊接工艺评定8
