箱型构件制作工艺

3．2焊接箱形截面的组装3．2．1适用范围：本规程适用于钢结构构件采用焊接箱形截面（BOX）的施工工艺。3．2．2施工准备、1、材料（1）钢材的品种、规格、性能应符合设计要求和国家现行有关产品标准的规定；进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定的要求；均应具有产品质量合格证明文件。（2）焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂和焊接保护气体等，均必须具有产品质量合格证明文件、生产厂名及产品使用说明书等。①焊条应符合国家现行标准《碳钢焊条》GB/T5117、《低合金钢焊条》GB/T5118的规定；②焊丝和焊剂：埋弧自动焊和气体保护焊焊丝的各项性能指标，应分别符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/12470、《熔化焊用钢丝》GB/T14957《气体保护焊用焊丝》GB/T8110的各项规定。被选用的焊丝牌号必须与相应的钢材等级、焊剂和保护气体的成分相匹配。③CO2气体应符合《焊接用二氧化碳》HG/T2537的规定。（3）配套材料：引弧、引出板、定位板等。2、主要机具：箱形钢组立机、隔板组立机、端面铣床、定位焊用焊机、电渣焊机、砂磨机、烤枪、碳刨等。3、主要量具：钢尺、平尺、塞尺、角尺、焊缝量规等。—2—3.2.3操作工艺１、零件下料(1)零件下料可采用数控等离子切割机、数控火焰切割机及火焰直条切割机进行切割加工，切割质量应符合下表要求：项目允许偏差备注零件宽度，长度±2.0±1.0切割面平面度0.05T，且不大于1.5Ｔ为板厚割纹深度0.2局部缺口深度1.0与板面垂直度不大于0.025T条料侧弯不大于3mm(2)对箱形柱的翼板、腹板采用直条切割机两侧同时垂直下料，对不规则件采用数控切割机进行下料，但应对首件进行跟踪检查。(3)对箱形截面的翼板、腹板长度加放50mm余量，宽度不放余量；在深化的下料图中，其尺寸系按净尺寸标注，但应在图纸中说明，“本图中尺寸不含任何余量”，准备车间下料时应按工艺要求加放余量。(4)当箱形柱主体因钢板长度不够而需拼接时，其面板的最小长度应在600mm及以上，同一零件中接头的数量不超过2个；同时，在进行套料时必须保证腹板与翼板的对接焊缝错开距离满足500mm以上。(5)钢柱附件如(H型钢牛腿)应由生产部进行长度套料，并由H型钢流水线进行组焊、下料及钻孔等加工工序，如下图所示：(6)下料完成后，施工人员应按材质进行色标移植，同时对下料后的零件应标注工程—3—名称、钢板规格、零件编号，并归类存放。2、内隔板的组装焊接(1)为保证电渣焊的焊接质量，对内隔板夹板实行机加工，其下料由准备车间采用数控火焰切割机进行，夹板的机加工在铣边机上进行，铣削完毕后应去除毛刺，并用记号笔编上零件号，保证其尺寸及形位公差，具体要求如下：序号项目精度要求备注1夹板机加工后长度±0.5mm2夹板铣平面垂直度0.5mm3机加工表面粗糙度Ra≤12.5µm(2)对内隔板的非电渣焊侧应按工艺要求进行坡口加工，加工的质量应符合《切割工艺标准》的相关规定，坡口形式应符合气保焊施工条件，具体坡口形式如下图所示：2≤36＞36(3)内隔板的组装采用内隔板组立机或人工胎具进行，组装示意图如下所示：—4—(4)内隔板的组装应由车间作好内隔板标识，对隔板规格尺寸等加以标记，并检查其外形尺寸偏差，应符合下表指标要求：序号项目允许偏差备注1内隔板长度±1.02内隔板宽度±1.03对角线差1.5(5)为保证隔板组装尺寸的正确性及质量控制，其定位焊应对称分布，焊点分布的长度、间距应符合下图的规定：—5—3、箱体的组装(1)以下翼板顶端基准线作为基准，在下翼板及二块腹板的内侧划出隔板、顶板等组装用线，位置线应延伸至板厚方向。(2)在箱体的腹板上组装焊接垫板，进行定位焊焊接，按对腹板条料先划中心线、坡口加工，再进行垫板安装的制作流程。在进行垫板组装时，先以中心线为基准安装一侧垫板，再在以安装好的垫板为基准安装另一侧垫板，应严格控制两垫板外缘之间的距离。定位焊缝采取气保焊断续焊缝焊接，焊缝长度60mm，间距300mm，如下图所示：60（300）顶板位置线定位焊位置线隔板位置线TTΔΔαα5将箱型柱腹板置于平台上垫板焊接(3)在组装胎架上把划好线的下翼板置于组立机平台上，将已组装好的各隔板定位在下翼板上，隔板与下翼板之间的组装间隙不得大于0.5㎜，定位后，检验隔板—6—垂直度，隔板与下翼板的垂直度不得大于1㎜；定位焊要求如下图所示：内隔板注：箱型体内隔板与翼板点焊长度60-90mm，定位焊距离零件端头为20mm内隔板L/220组装平台示意图焊点位置线(4)组装两侧腹板，使隔板对准腹板上所划的位置，翼板与腹板的垂直度不大于1mm；再对腹板与隔板及腹板与翼板之间的焊缝进行定位，如下图所示：20注：箱型体内隔板与腹板及腹板与翼板的定位焊长度60-90mm，定位焊距离零件端头为20mm组立机内隔板(5)利用BOX组立机的顶紧及夹紧装置，将箱形体的面板与隔板紧密贴紧，在BOX组立机上组装图如下图所示：—7—角钢内隔板组立机(6)箱形体工艺隔板的设置及焊接要求：当相临内隔板之间、箱体端到最近内隔板之间距离≥2000mm时,应加设工艺隔板，工艺隔板应与内隔板开一样大的灌浆孔或通气孔，工艺隔板厚度为8mm或10mm，与钢柱面板采用三边双面间断角焊缝焊接，焊缝长度60mm，焊脚尺寸7mm，工艺隔板定位点焊分布如下图所示：如上图A-A，箱体内的工艺隔板，按三面断续角焊缝即可；在钢柱柱脚处的隔板应四面焊接，并保证良好的外观成形，如上图B-B。(7)将已形成U形的箱体吊至组装平台上，对隔板与腹板之间的全焊透焊缝进行焊接，焊接方法采用CO2气体保护焊，并利用碳弧气刨进行反面清根，对焊缝进行100%UT检测。(8)隔板与腹板之间的全焊透焊缝焊接完毕并检测合格后，将U形箱体重新吊至组立—8—机平台上，利用组立机上部压紧装置组装上翼板。(9)组装埋弧焊焊接所需的引弧板及引出板，起始端引弧板及熄弧端引出板长度为150mm，宽度为100mm；熄弧端的坡口可利用碳弧气刨进行加工，组装如下图所示：(10)箱形体组装完后，在箱形体的外侧面板上用石笔划出各电渣焊隔板的位置线，同时做出100mm基准线，该基准线用于准确定位及检查隔板与翼板的对应程度，又可作为箱形柱柱顶端铣的基准线，端铣时应以该基准线为基准，控制基准线到钢柱柱顶之间的距离，如下图所示：—9—隔板位置线隔板基准线100(11)对箱形柱的柱顶板进行焊接，焊接方法采用气体保护焊，焊接坡口形式如下所示：45°3柱顶板柱面板注意：焊接操作时，应保证焊缝边缘的良好熔合。(12)清理、矫正，并对组装后的箱体尺寸进行检验，应符合规范要求，箱形柱组装尺寸过程控制应符合《箱形柱组装标准》（ZGGY-BZ-003）的相关规定。—10—4、箱形体的埋弧焊(1)埋弧自动焊的打底焊：打底焊可以采用CO2气体保护焊，焊丝的选择要与母材相匹配，焊完打底焊道后，须修磨或刨削接头根部，以保证在无缺陷的清洁金属上熔敷第一道正面埋弧焊缝。(2)埋弧焊焊接操作：①埋弧焊焊接前，用钢丝刷（钢丝刷装于磨光机上）或砂轮机清除焊缝附近至少20mm范围内的铁锈、油污等杂物；②埋弧焊焊接参考规范：a、在焊接工艺上主要采取气保焊打底，埋弧自动焊填充及盖面，打底厚度根据板厚而定；箱形体坡口平焊单丝埋弧焊序号板厚焊道焊丝直径mm电流A电压v速度m/h伸出长度mm114~20盖面φ4.8mm630~67033-3619~2225-30220~30盖面φ4.8mm650~70035-3818~2025-30330~60填充层φ4.8mm700~75034~3620~2225-30盖面层φ4.8mm650~70032~3421~2425-30箱形体坡口平焊双丝埋弧焊序号板厚电极焊丝直径mm电流A电压v速度m/h伸出长度mm1T＞30DCφ4.8mm650~75034~3625~3525-30ACφ4.8mm700~80033~3825~3525-30b、焊缝坡口形式及焊缝成形规范要求如下：—11—C、当埋弧焊焊接的板厚在60mm以上时，焊前必须对焊道及两侧2倍板厚范围内预热，预热温度为100~150℃，板厚为40~60mm时，预热温度宜为60~80℃。焊接完成前不得中途停止超过15分钟，当必须停止时，应采取保温措施缓冷，—12—重新施焊前必须再次预热，层间温度控制在150-200℃，焊接完后应采用保温棉及时进行保温。d、当箱形体检查出有超标缺陷时，应用碳弧气刨进行清除、修磨，再用气保焊或手工电弧焊补焊，焊后进行清理、修磨，应重新进行探伤；对同一处缺陷允许第二次气刨后补焊，并第三次探伤；对第三次探伤不合格者，不得再返修，应上报技术部门处理。全部合格后打上合格印记。e、埋弧焊焊缝检验及质量控制应满足《埋弧焊焊接标准》（ZGGY-BZ-004）的相关规定。5、箱形体的电渣焊焊接(1)焊前准备：①熔丝电渣焊焊丝选用JW-7，熔嘴电渣焊选用φ2.4mm的H10Mn2焊丝，焊丝质量量应符合《熔化焊用钢丝》（GB/T1495）的规定；②熔嘴电渣焊所用的熔化嘴（φ10*3或φ12*3）焊前需经250℃×1h烘培；焊剂选用KF600，焊剂质量应符合标准《低合金钢埋弧焊用焊剂》（GB/T12470）的规定，焊剂使用前必须在200-250℃温度下烘干1h，未经烘干的焊剂严禁使用；③钻电渣焊孔应采用摇臂钻，钻孔过程中应使用空气冷却，不允许采用水冷却，根据不同厚度的隔板应采用不同的孔径加工，如下图所示：④钻孔后，焊孔内会残留污物或油污,因此，焊接前应先用木棒清除焊孔内的杂物，并辅以高压气体清除，油污用火焰加热烘烤的方法去除，可用烤枪来加热烘烤；—13—⑤焊接过程中所需要的主要机具：千斤顶、玻璃目镜、引弧铜块、引出铜块、火焰烘枪、砂轮机等。（2）电渣焊焊接操作①安装引出装置：引出装置用黄铜制成，放置于焊道上端。安装前应将圆孔周围约φ150范围修磨平整，使焊接时渣液不易外流；②当采用熔嘴电渣焊时，应安装熔化嘴，熔化嘴采用竖向单极熔化嘴电渣焊，先插入管状焊条，将管极用铜夹头夹紧，以利导电（熔化嘴在整个焊接过程中不能短路），熔化嘴必须与孔中心平行,并在中心位置；③焊接前将焊丝插入熔化嘴中，检查焊丝是否平直，是否位于熔化嘴的中心，并根据情况作出相应处理；焊丝伸出熔嘴末端约5mm；④安装引弧装置：引弧装置为引弧铜帽，用黄铜制成，将其孔中心对准焊孔中心，焊前在引弧装置的凹部撒放高约10mm，粒度为φ1×1mm的引弧剂，再撒放高约15mm的焊剂，整套装置对准中心后，放于焊口下端，并用千斤顶顶紧。⑤焊接：为使箱体变形程度得到一致，必须是对称焊接，为此采用两台电渣焊机对内隔板的两侧焊道，同时同规范进行焊接：a、启动电渣焊机，引燃电弧，熔剂熔化后，形成熔渣。焊接过程中,根据面板颜色适当的调节熔化嘴或焊枪的空间位置，使其处于熔池中心部位，稳定燃烧,防止烧穿，并根据渣池的深度适当的补充焊剂,保持渣池深度约30-60mm；b、引弧时，焊接电压要比正常焊接电压高一点，接近空载电压，焊接电流比正常焊接电流小一点；转入正常焊接后，将焊接电压及焊接电流调至正常值；当焊接至距顶端约100mm左右时，将电压稍降1～2V；c、拆除引弧装置：熔池上升到离焊道下端约50-100mm时，松开千斤顶，并用木锤击落引弧装置。焊缝冷却后，将焊道起端终端修磨平整；d、当焊接进行到引出阶段时，不应立刻放掉熔渣，而应保证合适的引出长度；为了有效防止收尾处的缩孔和火口裂纹，可以采用以下几种方法：.断续送丝；.逐渐减小电流和电压直至断电；—14—.收尾后，渣池不应立即放掉，以免产生裂缝；电渣焊焊枪焊接引出端约25mm焊缝金属252530渣池箱型柱上表面引出铜块e、焊接工艺参数的选定:序号隔板厚度（mm）焊孔大小（mm）焊丝直径（mm）渣池深度（mm）焊接电流（A）焊接电压（V）11818*25φ2.4/1.630-40350～40038～4022020*25φ2.4/1.630-40350～40038～4032222*25φ2.4/1.630-45400～4