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第四章钢结构连接施工 第一节钢结构焊接连接第二节普通螺栓连接第三节高强度螺栓连接第四节钢结构连接施工质量通病与防治第五节钢结构连接施工安全技术 第一节钢结构焊接连接 一 钢结构焊接施工 一 施工材料要求 1 焊条 焊丝 焊剂 电渣焊熔嘴等焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81 2002 的规定 2 低氢型焊条在使用前必须按照产品说明书的规定进行烘焙 烘焙后的焊条应放人恒温箱备用 恒温温度控制在80 100 C 3 焊剂在使用前必须按其产品说明书的规定进行烘焙 焊丝必须除净锈蚀 油污及其他污物 下一页 返回 第一节钢结构焊接连接 4 低碳钢和低合金钢厚钢板 应选用与母材同一强度等级的焊条或焊丝 同时考虑钢材的焊接性能 焊接结构形状 受力状况 设备状况等条件 焊接用的引弧板的材质 应与母材相一致 或通过试验选用 5 钢结构工程中选用的新材料必须经过新产品鉴定 二 焊接施工准备1 清理焊接区域2 坡口精度检验3 构件组装4 构件定位焊接 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 三 焊接施工技术1 钢材预热 1 钢材预热方法有火焰加热和电加热等 2 预热区域范围应为焊接坡口两侧各80 100mm 预热时应尽可能使加热均匀一致 2 背面清根 1 背面清根常用的方法是碳弧气刨 这种方法以镀铜的碳棒作为电极 采用直流或交流电弧焊机作为电源发生电弧 由电弧把金属熔化 从碳刨夹具孔中喷出压缩空气 吹去熔渣而刨成槽子 2 用碳弧气刨进行背面清根时 碳棒电极应保持一定的角度 一般以45 为宜 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 3 引弧与熄弧 1 在对接焊和T形角焊的引弧和熄弧端 电弧不易稳定 容易出现焊接缺陷 为厂避免这类缺陷 取得质量可靠的焊接金属 在焊接接头的两端要求安装与母材相同材料的引弧板和引出板进行焊接 2 引弧板 引出板的坡口应与母材坡口形状相同 其长度应根据焊接方法和母材厚度而定 表4 2为一般焊接方法采用的引弧板 引出板长度规格 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 3 焊接引弧时 应在焊接启动后 且必须使电弧充分引燃 启动时焊接电压应比正常焊接时的电压稍高2 4V 4 严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧 在坡口内引弧的局部面积应熔焊一次 且不得留下弧坑 5 对接和T形接头的焊缝引弧和熄弧 应在焊件两端的引入板和引出板开始和终止 当采用包角焊时 注意不得在焊缝转角处引弧和熄弧 6 引熄处不应产生熔合不良和夹渣 熄弧处和焊缝终端为厂防止裂纹应充分填满坑口 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 7 为厂确保完全焊透 在焊接接头的反面垫以与母材相同材料的钢板 这种垫板称作背面衬板 在安装背面衬板时应将它与坡口处的母材底面贴紧 否则将影响焊缝质量 8 用堆焊法修补重要工件时 不允许在焊件上引弧 应该在堆焊处旁边放置一小块铁板作引弧用 称为引弧板引弧 9 收弧时可逐步减少焊接电流和电压并投人少量焊剂 断续通电2 3次 断电时可送人适量的焊丝 以补充熔池金属凝固收缩时所需的金属 防止发生收缩裂纹 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 10 施焊中 因换焊条后的重新引弧 均应在起焊点前面15 20mm处焊缝内的基本金属上引燃电弧 然后将电弧拉长 带回起焊点 稍停片刻 作预热动作后 再压短电弧 把熔池熔透并填满到所需要的厚度 再把焊条继续向前移动 4 厚板多层焊 1 厚板多层焊时应连续施焊 每一焊道焊接完成后应及时清理焊渣及表面飞溅物 发现影响焊接质量的缺陷时 清除后方可再焊 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 2 在连续焊接过程中应控制焊接区母材温度 使层间温度的上 下限符合工艺要求 如无特殊要求 层间温度一般应与预热时的温度相同 3 遇有中断施焊的情况 应采取适当的后热 保温措施 再次焊接时重新预热温度应高于初始预热温度 4 对于重要结构处的多层焊必须采用多层多道焊 不允许摆宽道焊接 5 坡口底层焊道采用焊条手工电弧焊时宜使用不大于 4的焊条施焊 底层根部焊道的最小尺寸应适宜 但最大厚度不应超过6mm 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 5 薄壁型钢构件焊接薄壁型钢构件焊接时 为避免出现咬肉 未焊透 夹渣 气孔 裂纹 错缝 错位及单边等缺陷 应采取以下措施 1 扮构件焊接工作应严格控制质量 焊接前应熟悉薄壁钢材的特点和焊接工艺所规定的焊接方法 焊接程序和技术措施 根据具体情况先做试验 以确定具体焊接参数 2 焊接前应将焊接部位附近的铁锈 污垢 积水等消除干净 焊条应进行烘干处理 3 型钢对接焊接或沿截面围焊时 不得在同一位置引弧熄弧 应盖过引弧处一段距离后方能熄弧 也不得在钢材的非焊缝部位和焊缝端部引弧或熄弧 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 4 构件所有焊缝的弧坑必须填满 钢材上不得有肉眼可见的咬肉 并应尽量采用平焊以保证质量 5 焊缝表面熔渣待冷却后必须清除 6 焊接成型的型钢 焊接前应采取反变形措施 以减少焊接变形 7 对接焊缝 必须根据具体情况采用适宜的焊接措施 如预留间隙 垫衬板单面焊及双面焊等方法 以保证焊透 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 6 焊接空心球 1 扮焊接空心球可分为不加肋焊接空心球和加肋焊接空心球两种 2 当受力需要时 亦可制成加肋焊接空心球 加肋板加于两个半球的拼接缝平面处 用于提高焊接空心球的承载能力和刚度 3 两个半球的对口拼接焊缝以及杆件与焊接空心球对接焊缝的质量等级 应根据产品加工图纸要求的焊缝质量等级选择相应焊接工艺进行施焊 4 焊工应经过考试并取得合格证后方可施焊 合格证中应注明焊工的技术水平及能承担的焊接工作 如停焊半年以上 应重新考核 5 多层焊接应连续施焊 其中每一层焊缝焊完后应及时清理 如发现有影响焊接质量的缺陷 必须清除后再焊 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 6 焊缝出现裂纹时 焊工不得擅自处理 应申报焊接技术负责人查清原因 制定出修补措施后 方可处理 钢球焊完后应打上焊工代号的钢印 7 焊接空心球出厂前应涂刷一道可焊性防锈漆 安装完成后再按要求补涂底漆和面漆 涂料和涂层厚度均应符合设计要求 如设计无规定 可涂刷两道防锈底漆和两道面漆 漆膜总厚度为 室外125 175 m 室内100 150 m 8 焊接空心球的几何尺寸及允许偏差见表4 3 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 7 钢筋帮条搭接焊帮条搭接焊只用于HPB235 HRB335钢筋 宜采用双面焊 不能进行双面焊时 可采用单面焊 其基本操作工艺与钢材全位置焊接相同 二 焊钉 栓钉 焊接施工 一 施工材料要求根据栓钉的安装位置 熔焊栓钉适用的瓷环分为穿透型和普通型两种 在钢梁上安装栓钉应使用普通型瓷环 在压型钢板上安装栓钉应使用穿透型瓷环 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 二 焊接施工准备1 技术准备施工单位应进行焊接工艺评定 结果应符合设计要求和国家现行的有关标准的规定 根据工艺评定 设计和图纸深化的结果编制施工作业指导书 做好施工技术交底 2 机具准备栓钉施工的专用设备为熔焊栓钉机 配合施工的工具为角向磨光机 用于安装栓钉时去除钢梁上的非导电型油漆 熔焊栓钉施工时还必须配套安排焊接工艺特性较好的中型焊机 用于栓钉的补焊 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 三 焊接施工技术1 施工工艺流程焊钉 栓钉 焊接施工工艺流程如图4 1所示 2 施工要点 1 施工前 应清除钢结构构件表面的油漆 要求没有露水 雨水 油及其他影响焊缝质量的污渍 2 正式焊接前试焊一个焊钉 用榔头敲击使剪力钉弯曲大约30 肉眼观察无可见裂痕方可开始正式焊接 3 焊接完的焊钉要从每根梁上选择两个栓钉用榔头敲弯约30 肉眼观察无可见裂痕方可继续焊接 下一页 上一页 返回 第一节钢结构焊接连接 4 如果有不饱满的或修补过的栓钉 要弯曲15 检验 榔头敲击方向应从焊缝不饱满的一侧进行 5 经弯曲试验合格的焊钉 如结果合格 可保留弯曲状态 上一页 返回 第二节普通螺程连接 钢结构普通螺栓连接就是将螺栓 螺母 垫圈机械地和连接件连接在一起形成的一种连接形式 一 施工材料要求 一 螺检的直径螺栓直径的确定应由设计人员按等强原则参照 钢结构设计规范 GB50017 2003 通过计算确定 但对某一个工程来讲 螺栓直径规格应尽可能少 有的还需要适当归类 便于施工和管理 一般情况下 螺栓直径应与被连接件的厚度相匹配 表4 4为不同的连接厚度所推荐选用的螺栓直径 下一页 返回 第二节普通螺程连接 二 螺检的长度连接螺栓的长度应根据连接螺栓的直径和厚度确定 螺栓长度是指螺栓头内侧到尾部的距离 一般为5mm为制 可按下式计算 L m nh c 4 1 式中 被连接件的总厚度m 螺母厚度 mm 一般取0 8D n 垫圈个数 h 垫圈厚度 mm C 螺纹外露部分长度 mm 2 3个螺纹为宜 5mm 下一页 上一页 返回 第二节普通螺程连接 二 施工准备 一 连接螺检的布置螺栓的布置应使各螺栓受力合理 同时要求各螺栓尽可能远离形心和中性轴 以便充分和均衡地利用各个螺栓的承载能力 螺栓间的间距确定 既要考虑螺栓连接的强度与变形等要求 又要考虑便于装拆的操作要求 各螺栓间及螺栓中心线与机件之间应留有扳手操作空间 螺栓的最大 最小容许距离见表4 5 下一页 上一页 返回 第二节普通螺程连接 二 螺检孔的加工螺栓连接前应对螺栓孔进行加工 可根据连接板的大小采用钻孔或冲孔加工 冲孔一般只用于较薄钢板和非圆孔的加工 孔径一般不得小于钢板的厚度 1 钻孔前 将工件按图样要求划线 检查后打样冲眼 2 当螺栓孔要求较高 叠板层数较多 同类孔距也较多时 可采用钻模钻孔或预钻小孔 再在组装时扩孔的方法 下一页 上一页 返回 第二节普通螺程连接 3 当使用精制螺栓 A B级螺栓 时 其螺栓孔的加工应谨慎钻削 尺寸精度不低于IT13 IT11级 表面粗糙度Ra不大于12 5 m 或按基准孔 H12 加工 重要场合宜经铰削成孔 以保证符合要求 下一页 上一页 返回 第二节普通螺程连接 三 施工技术 一 螺检装配要求 1 螺栓头和螺母下面应放置平垫圈 以增大承压面积 2 每个螺栓一端不得垫两个及两个以上的垫圈 并不得采用大螺母代替垫圈 螺栓拧紧后 外露螺纹不应少于2扣 3 对于设计有要求防松动的螺栓 锚固螺栓应采用有防松装置的螺母 即双螺母 或弹簧垫圈 或用人工方法采取防松措施 如将螺栓外露螺纹打毛 4 对于承受动荷载或重要部位的螺栓连接 应按设计要求放置弹簧垫圈 弹簧垫圈必须设置在螺母一侧 下一页 上一页 返回 第二节普通螺程连接 5 对于工字钢 槽钢类型钢应尽量使用斜垫圈 使螺母和螺栓头部的支承面垂直于螺杆 6 双头螺栓的轴心线必须与工件垂直 通常用角尺进行检验 7 装配双头螺栓时 首先将螺纹和螺孔的接触面清理干净 然后用手轻轻地把螺母拧到螺纹的终止处 如果遇到拧不进的情况 不能用扳手强行拧紧 以免损坏螺纹 8 螺母与螺钉装配时 螺母或螺钉与零件贴合的表面要光洁 平整 贴合处的表面应当经过加工 否则容易使连接件松动或使螺钉弯曲 9 螺母或螺钉和接触的表面之间应保持清洁 螺孔内的脏物要清理干净 下一页 上一页 返回 第二节普通螺程连接 二 螺检的紧固 1 为厂使螺栓受力均匀 应尽量减少连接件变形对紧固轴力的影响 保证节点连接螺栓的质量 2 螺栓紧固必须从中心开始 对称施拧 对30号正火钢制作的各种直径的螺栓旋拧时 所承受的轴向允许荷载见表4 6 3 拧紧成组的螺母时 必须按照一定的顺序进行 并做到分次序逐步拧紧 一般分3次拧紧 否则会使零件或螺杆松紧不一致 甚至变形 4 在拧紧长方形布置的成组螺母时 必须从中间开始 逐渐向两边对称地扩展 在拧紧方形或圆形布置的成组螺母时 必须对称地进行 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 一 施工材料要求 1 选用高强度螺栓时 应先根据螺栓直径进行分类 然后统计出钢板束的厚度 根据钢板束厚度计算出所需的长度 2 高强度螺栓紧固后 应以螺纹露出2 3扣为宜 3 螺栓的长度应为紧固连接板厚度加上一个螺母和一个垫圈的厚度 并且紧固后要露出3个螺距的余长 一般是连接板厚加表4 8中的增加长度 并取5mm的整倍数 下一页 返回 第三节高强度螺程连接 二 施工准备 一 螺检孔加工 1 高强度螺栓孔应采用钻孔 孔边应无飞边和毛刺 用冲孔工艺会使孔边产生微裂纹 降低钢结构疲劳强度 还会使钢板表面局部不平整 所以必须采用钻孔 2 划线后的零件在剪切或钻孔加工前后 均应认真检查 以防止划线 剪切 钻孔过程中零件的边缘和孔心 孔距尺寸产生偏差 3 钻孔时 为防止产生偏差 可采用以下方法 1 相同对称零件钻孔时 除选用较精确的钻孔设备进行钻孔外 还应用统一的钻孔模具来钻孔 以达到其互换性 下一页 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 2 对每组相连的板束钻孔时 可将板束按连接的方式 位置 用电焊临时点焊 一起进行钻孔 拼装连接时可按钻孔的编号进行 可防止每组构件孔的系列尺寸产生偏差 4 制孔时 高强度螺栓孔径的大小可参照表4 9的规定进行选配 5 螺栓孔孔距应按设计要求执行 两孔间距的允许偏差应符合表4 10的规定 下一页 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 二 螺检孔位移处理 1 高强度螺栓孔位移时 应先用不同规格的孔量规分次进行检查 第一次用比孔公稍直径小1 0mm的量规检查 应通过每组孔数85 第二次用比螺栓公称直径大0 2 0 3mm的量规检查 应全部通过 2 对两次不能通过的孔应经主管设计同意后 方可采用扩孔或补焊后重新钻孔来列理 3 零部件小单元拼装焊接时 为防止孔位移产生偏差 可将拼装件在底样上按实际位置进行拼装 为防止焊接变形使孔位移产生偏差 应在底样上按孔位选用划线或挡铁 插销等方法限位固定 4 为防止零件孔位偏差 对钻孔前的零件变形应认真矫正 钻孔及焊接后的变形在矫正时均应避开孔位及其边缘 下一页 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 三 摩擦面处理方法在高强度螺栓连接中 摩擦面的状态对连接接头的抗滑移承载力有很大的影响 在钢结构中 常用的处理方法有以下儿种 1 喷砂 丸 法 2 酸洗处理加工法 3 砂轮打磨处理加工 4 钢丝刷处理加工 下一页 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 四 接触面间隙处理连接件表面接触应平整 如有变形 安装前应认真矫正 使其符合设计要求 当构件与拼装的接触板面有间隙时 应根据间隙大小进行处理 如图4 2所示 下一页 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 三 施工技术 一 施工要求 1 螺栓连接的安装孔加工应准确 应使其偏差控制在规定的范围内 以达到孔径与螺栓的公称直径合理配合 2 为厂保证紧固后的螺栓达到规定的扭矩值 连接构件接触表面的摩擦系数应符合设计或施工规范的规定 同时构件接触表面不应存在过大的间隙 3 保证紧固后的螺栓达到规定的终拧扭矩值 避免产生超拧和欠拧 应对使用的电动扳手和示力扳手作定期校验检查 以达到设计规定的准确扭矩值 下一页 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 4 检查时采用示力扳手 并按初拧标志的终止线 将螺母退回 逆时针 30 50 后再拧至原位或大于原位 这样可防止螺栓被超拧 增加其疲劳性 其终拧扭矩值与设计要求的偏差不得大于士10 5 扭剪型高强度螺栓紧固后 不需用其他检测手段 其尾部一梅花卡头被拧掉即为终拧结束 个别处当用专用扳手不能紧固而采用普通扳手紧固时 其尾部梅花卡头严禁用火焰割掉或锤击掉 应用钢锯锯掉 以免紧固后的终拧扭矩值发生变化 下一页 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 二 螺检紧固方法 1 高强度螺栓的预拉力通过紧固螺母建立 为保证其数值的准确性 施工时应严格控制螺母的紧固程度 不得漏拧 欠拧或超拧 2 采用扭矩法紧固螺栓时 紧固扭矩和预拉力的关系可用下式表示 MK KdP 4 4 MK 施加于螺母的紧固扭矩 N m K 扭矩系数 d 螺栓公称直径 mm P 预拉力 kN 下一页 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 3 高强度螺栓紧固后 螺栓在高应力下工作 预拉力会产生一定的损失 为补偿这种损失 保证预拉力在正常使用阶段不低于设计值 将螺栓设计预拉力提高10 并以此计算施工扭矩值 4 采用扭矩法拧紧螺栓时 应对螺栓进行初拧和复拧 初拧扭矩和复拧扭矩均等于施工扭矩的50 左右 5 当螺栓在工地上拧紧时 扭矩只准施加在螺母上 因为螺栓连接副的扭矩系数是制造厂在拧紧螺母时测定的 6 高强度螺栓紧固时 应先用普通扳手进行初拧 不小于终拧扭矩值的50 使板叠靠拢 然后用一种可显示扭矩值的定扭矩扳手终拧 下一页 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 7 采用转角法紧固螺栓时 螺母转角应从初拧作出的标记线开始 再用长扳手 或电动 风动扳手 终拧1 3 2 3圈 120 240 终拧角度与板叠厚度和螺栓直径等有关 可预先测定 8 高强度螺栓转角法施工分初拧和终拧两步进行 初拧的目的是为消除板缝影响 给终拧创造一个大体一致的基础 初拧扭矩一般以终拧扭矩的50 为宜 以板缝密贴为准 9 的采用转角法紧固螺栓时 其紧固顺序如下 1 初拧 2 划线 终拧 4 检查 5 标记 10 对于常用螺栓 M20 M22 M24 初拧扭矩宜在200 300N M之间 终拧是在初拧的基础上 将螺母拧转一定的角度 使螺栓轴向力达到施工预拉力 下一页 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 三 大六角头螺检紧固 1 大六角头高强度螺栓施工所用的扭矩扳手 使用前必须校正 其扭矩误差不得大于 5 合格后方准使用 校正用的扭矩扳手 其扭矩误差不得大于 3 2 大六角头高强度螺栓的施工扭矩可按下式计算确定 Tc KPcd 4 5 Tc 施工扭矩 N m K 高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值 该值应为0 110 0 150Pc 高强度螺栓施工预拉力 kN d 高强度螺栓杆直径 mm 下一页 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 3 大六角头高强度螺栓拧紧时 只准在螺付上施加扭矩 4 大六角头高强度螺栓的拧紧应分为初拧 终拧 对于大型节点应分为初拧 复拧 终拧 5 初拧扭矩为施工扭矩的50 左右 复拧扭矩等于初拧扭矩 初拧或复拧后的高强度螺栓 应用颜色在螺母上涂上标记 然后按规定的施工扭矩值进行终拧 终拧后的高强度螺栓应用另一种颜色在螺母上涂上标记 下一页 上一页 返回 第三节高强度螺程连接 四 扭剪型高强度螺检紧固 1 扭剪型高强度螺栓紧固时 对于大型节点应分为初拧 复拧 终拧 初拧扭矩值可参照表4 12选用 复拧扭矩等于初拧扭矩值 2 扭剪型高强度螺栓终拧时 应采用专用的电动扳手用手动扳手进行 3 终拧扭矩 按设计要求进行 用电动扳手紧固时 螺栓尾部卡头拧断后终拧即完毕 外露螺纹不得少于两个螺距 4 初拧或复拧后的高强度螺栓应用颜色在螺母上涂上标记 然后用专用扳手进行终拧 直至拧掉螺栓尾部的梅花头 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 一 焊接连接施工质量通病与防治 一 焊接材料不匹配1 质量通病现象焊条 焊封 焊剂 电渣焊熔嘴等焊接材料与母材不匹配 2 预防治理措施焊条 焊封 焊剂 电渣焊熔嘴等焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及国家现行标准 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81 2002 的规定 焊条 焊剂 药芯焊丝 熔嘴等在使用前 应按其产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放 应全数检查质量证明书和烘焙记录 下一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 二 焊缝表面缺陷1 质量通病现象 1 焊缝成形不良 2 咬边 3 焊瘤 4 夹渣 5 未焊透 6 气孔 7 裂纹 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 2 预防治理措施 1 焊缝成形不良和咬边1 可以用车削 打磨 铲或碳弧气刨等方法清除多余的焊缝金属或部分母材 清除后所存留的焊缝金属或母材不应有割痕或咬边 清除焊缝不合格部分时 不得过分损伤母材 2 修补焊缝前 应先将待焊接区域清理干净 3 修补焊缝时所用的焊条直径要略小 一般直径不宜大于4mm 4 选择合适的焊接规范 2 焊瘤 焊瘤不但影响成型美观 而且容易引起应力集中 焊瘤处易夹渣 不熔合 导致裂纹的产生 防止的办法是尽可能使焊口处于平焊位置进行焊接 正确选择焊接规范 正确掌握运条方法 对于焊瘤的修补一般是用打磨的方法将其打磨光顺 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 3 夹渣 为防止夹渣 在焊接前应选择合理的焊接规范及坡口尺寸 掌握正确的操作工艺及使用工艺性能良好的焊条 坡口两侧要清理干净 多道多层焊时要注意彻底清除每道和每层的熔渣 特别是碱性焊条 清渣时应认真仔细 修补时夹渣缺陷一般应用碳弧气刨将其有缺陷的焊缝金属除去 重新补焊 4 未焊透 未焊透缺陷会降低焊缝强度 易引起应力集中 导致裂纹和结构的破坏 防止措施是选择合理的焊接规范 正确选用坡口形式 尺寸 角度和间隙 采用适当的工艺和正确的操作方法 超过标准的未焊透缺陷应消除 消除方法一般采用碳弧气刨刨去有缺陷的焊缝 用手工焊进行补焊 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 5 气孔 焊缝上产生气孔将减小焊缝有效工作截面 降低焊缝机械性能 破坏焊缝的致密性 连续气孔会导致焊接结构的破坏 防止措施是 焊前必须彻底清除焊缝坡口表面的水 油 锈等杂质 合理选择焊接规范和运条方法 焊接材料必须按工艺规定的要求烘焙 在风速大的环境中施焊应使用防风措施 超过规定的气孔必须刨去后重新补焊 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 6 低温裂纹 1 选用低氢或超低氢焊条或其他焊接材料 2 对焊条或焊剂等进行必要的烘焙 使用时注意保管 3 焊前应将焊接坡口及其附近的水分 油污 铁锈等杂质清理干净 4 选择正确的焊接顺序和焊接方向 一般长构件焊接时最好采用由中间向两端对称施焊的方法 5 进行焊前预热及后热控制冷却速度 以防止热影响区硬化 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 7 高温裂纹 选择适当的焊接电压 焊接电流 焊道的成形控制在宽度与高度之比为1 1 4较适宜 弧坑裂纹也是高温裂纹的一种 其产生原因主要是弧坑处的冷却速度过快 弧坑处的凹形未充分填满 防止措施是安装必要的引弧板和引出板 焊接因故中断或在焊缝终端应注意填满弧坑 焊接裂纹的修补措施如下 1 通过超声波或磁粉探伤检查出裂纹的部位和界限 2 沿焊接裂纹界限各向焊缝两端延长50mm 将焊缝金属或部分母材用碳弧气刨等刨去 3 选择正确的焊接规范 焊接材料 以及采取预热 控制层间温度和后热等工艺措施进行补焊 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 三 焊缝内部缺陷1 质量通病现象焊缝内部缺陷应在外观检查合格后进行 内部缺陷主要包括片状夹渣 气孔 未焊透 表面裂缝和气孔等 2 预防治理措施对一般缺损 可按下列方法进行焊接修复或补强 1 当缺损为裂纹时 应精确查明裂纹的起止点 在起止点钻直径为12 16mm的止裂孔 并根据具体情况采用下列方法修补 1 补焊法 用碳弧气刨或其他方法清除裂纹并加工成侧边大于10 的坡口 当采用碳弧气刨加工坡口时 应磨掉渗碳层 应采用低 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 氢型焊条按全焊透过对接焊缝的要求进行补焊 补焊前宜按规定将焊接处预热至100 150 C 对承受动荷载的结构尚应将补焊焊缝的表面磨平 2 双面盖板补强法 补强盖板及其连接焊缝应与构件的开裂截面等强 并应采取适当的焊接顺序 以减少焊接残余应力和焊接变形 2 对孔洞类缺损的修补 应将孔边修整后采用两面加盖板的方法补强 四 埋弧自动焊焊接缺陷1 质量通病现象主要包括裂纹 咬边 焊瘤 夹渣 增高太高或太低 气孔 焊缝表面粗糙 鱼骨状裂纹等 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 2 产生原因及预防治理措施 1 裂纹 1 产生原因 焊丝和焊剂的匹配不当 如果母材含碳量高 则熔敷金属含锰量减少 焊接区快速冷却致使热影响区硬化 由于收缩应力过大产生打底焊道裂纹 母材的约束过大 焊接程序不当 焊缝形状不当 与焊缝宽度相比增高过大 由于梨状焊缝产生的裂纹 冷却方法不当 由于沸腾钢产生的硫导致裂纹 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 2 预防措施 选择匹配合适的焊丝和焊剂 对含碳量高的母材采取预热措施 增加焊接电流 降低焊接速度 对母材进行预热 增加打底焊道的宽度 制定合理的焊接工艺和焊接程序 降低焊接电流和增加电弧电压 使焊缝宽度和增高同步进行 进行焊后热处理 2 咬边 1 产生原因 焊接速度过快 衬垫不当 电流和电压不当 焊丝位置不当 在水平填角焊的情况下 2 预防措施 选择适当的焊接速度 仔细安装衬垫板 调节电流 电压 使之配合适当 调节焊丝位置 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 3 焊瘤 1 产生原因 焊接电流过大 焊接速度太慢 焊接电压太低 2 预防措施 降低电流 增大焊接速度 调节电压 4 夹渣 1 产生原因 母材倾斜于焊接方向致使熔渣超前 多层焊时焊丝过于靠近坡口侧 在接头的连接处焊接时易产生夹渣 多层焊时电流太低 中间焊道的熔渣没有被完全清除 焊接速度太慢 熔渣超前 2 预防措施 采用相反方向的焊接或把母材放置在水平位置 焊丝距坡口侧的距离至少要大于焊丝直径 应使连接处接头厚度和坡口形状与母材相同 增大电流 使没有被完全清除的熔渣熔化 增加电流和焊接速度 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 5 增高太高 1 产生原因 电流太大 电压太低 焊接速度太慢 使用衬垫时间隙过窄 焊件未处于水平位置 2 预防措施 降低电流至适当值 增加电压至适当值 增大焊接速度 增大间隙 将工件置于水平位置 6 增高太低 1 产生原因 电流过低 电压过高 焊接速度太快 焊件未处于水平位置 2 预防措施 增大电流 降低电压 降低焊接速度 将工件置于水平位置 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 7 气孔 1 产生原因 接头上沾有油 锈等其他有机物杂质 焊剂受潮 焊丝生锈 焊剂中混有杂质 2 预防措施 焊接之前对接头和坡口附近进行清理 按规定要求烘焙焊剂 检查焊丝是否有锈蚀 焊剂在保存和回收时应注意避免混人杂质 8 焊缝表面粗糙 1 产生原因 焊剂散布位置不当 焊剂粒度选择不当 2 预防措施 调整焊剂散布高度 选择与焊接电流匹配的焊剂粒度 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 9 鱼骨状裂纹 1 产生原因 坡口表面有油 锈 油漆等杂质 焊剂受潮 2 预防措施 焊接之前进行清理 按规定要求烘焙焊剂 五 焊接缺陷1 质量通病现象主要包括气孔及焊坑 卷入熔渣 熔合不佳 焊道成型不佳 飞溅 咬边 焊瘤 裂纹等缺陷 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 2 产生原因与预防治理措施 1 气孔及焊坑 1 产生原因 电弧电压不合适 焊丝干伸长过短 焊丝受潮 钢板上有大量的锈或涂料 焊枪的倾斜角度不对 特种横向焊接速度过快 2 预防措施 将电弧电压调整到合适值 焊丝干伸长保持在30 50mm 焊接前在250 350 C温度下烘1h 将待焊区域的锈及其他妨碍焊接的杂质清除干净 焊枪向前进方向倾斜700 900 调整焊接速度 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 2 卷入熔渣 1 产生原因 电弧电压过低 持枪的姿势和方法不正确 焊丝干伸长过长 电流过低 焊接速度过慢 前一道的熔渣没有清除干净 打底焊道的熔敷金属不足 坡口过于狭窄 钢板倾斜 下倾 2 预防措施 电弧电压要适当 应熟练掌握持枪的姿势和方法 焊丝干伸长一般应保持在30 50mm范围内 提高焊接速度 每道焊缝焊完后 应彻底清除熔渣 在进行打底焊时 电压要适当 持枪姿势 方法要正确 坡口应近似于手工电弧焊的坡口形状 钢板保持平衡 加快焊接速度 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 3 熔合不佳 1 产生原因 电流过低 焊接速度过慢 电弧电压过高 持枪姿势不对 坡口形状不当 2 预防措施 特别要提高加工过的焊道一侧的电流 焊接速度稍微加快一些 将电弧电压调至适当值 熟练掌握持枪姿势和方法 坡口应接近于手工电弧焊时的坡口形状 4 焊道成型不佳 1 产生原因 持枪不熟练 坡口面内的融接方法不当 因焊嘴磨损致使焊丝干伸长发生变化 焊丝凸出的长度产生厂变化 2 预防措施 焊接速度要均衡 横向摆动要小 宽度要保持一定 要熟悉熔接要领 更换新的焊嘴 焊丝凸出要保持一定 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 5 飞溅 1 产生原因 电弧电压不稳定 焊丝干伸长过长 焊接电流过低 焊枪的倾斜角度不当或过大 焊丝受潮 焊枪不佳 2 预防措施 将电弧电压调整好 焊丝干伸长一般保持在30 50mm范围内 电流调整合适 焊枪尽可能保持接近于垂直的角度状态 避免过大或过小的倾斜 焊接前在250 350 C高温下烘干1h 调整焊枪内的控制线路 进给机构及导管电缆的内部情况 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 二 螺栓连接施工质量通病与防治 一 螺检规格不符合设计要求1 质量通病现象外观和材质不符合设计要求 2 预防治理措施螺栓由于运输 存放 保管不当 表面生锈 沾染污物 螺纹损伤 材质和制作工艺不合理等都会造成螺栓规格不符合设计要求 因此在储运时应轻装 轻卸 防止损伤螺纹 存放 保管必须按规定进行 防止生锈和沾染污物 制作出厂必须有质量保证书 严格制作工艺流程 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 二 螺检与连接件不匹配1 质量通病现象螺栓规格偏大或者连接件规格偏大 螺栓规格偏小或者连接件规格偏小 2 预防治理措施在连接之前 按设计要求对螺栓和连接件进行检查 对不符合设计要求的螺栓或者连接件进行替换 三 螺检没有紧固1 质量通病现象螺栓紧固不牢靠 出现脱落或松动现象 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 2 预防治理措施普通螺栓连接对螺栓紧固轴力没有要求 因此螺栓的紧固施工以操作者的手感及连接接头的外形控制为准 通俗地讲就是一个操作工使用普通扳手靠自己的力量拧紧螺母即可 保证被连接接触面能密贴 无明显的间隙 这种紧固施工方式虽然有很大的差异性 但能满足连接要求 为厂使连接接头中螺栓受力均匀 螺栓的紧固次序应从中间开始 对称向两边进行 对大型接头应采用复拧 即两次紧固方法 保证接头内各个螺栓能均匀受力 四 高强度螺检摩擦面抗滑移系数不符合设计要求1 质量通病现象高强度螺栓摩擦面抗滑移系数最小值小于设计规定值 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 2 预防治理措施 1 高强度螺栓连接摩擦面加工 可采用喷砂 喷 抛 丸和砂轮打磨方法 2 对于加工好的抗滑移面 必须采取保护措施 不能沾有污物 3 尽量选择同一材质 同一摩擦面处理工艺 同批制作 同一性能等级的螺栓 4 制作厂应在钢结构制作的同时进行抗滑移系数试验 安装单位应检验运到现场的钢结构构件摩擦面抗滑移系数是否符合设计要求 不符合要求者不能出厂或者不能在工地上进行安装 必须对摩擦面重新处理 重新检验 直到合格为止 为避免偏心对试验值的影响 试验时要求试件的轴线与试验机夹具中心线严格对中 试件连接形式采用双面对接拼接 5 高强度螺栓预拉力值的大小对测定抗滑移系数有直接的影响 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 五 高强度螺检表面质量缺陷1 质量通病现象高强度螺栓使用时螺栓表面有规律裂纹 2 预防治理措施 l 制造高强度螺栓材料有45号钢 35号钢 20MnTiB钢 40B 40Cr 其化学元素含量要符合要求 没有其他杂质 2 高强度螺栓锻造 热处理及其他成型工序 都必须按照各工序的合理工艺进行 3 严格执行过程检验 发现问题找出原因及时解决 运到现场再依次逐个进行着色探伤 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 4 高强度螺栓连接副终拧后 螺栓螺纹外露应为2 3个螺距 其中允许有10 的螺栓螺纹外露1个螺距或4个螺距 六 高强度螺检检孔不符合要求1 质量通病现象高强度螺栓栓孔孔径过大或者过小 2 预防治理措施 1 制孔必须采用钻孔工艺 因为冲孔工艺会使孔边产生微裂纹 孔壁周围产生冷作硬化现象 降低钢结构疲劳强度 还会导致钢板表面局部不平整 所以必须采用经过计量检验合格的高精度的多轴立式钻床或数控机床钻孔 钻孔前 要磨好钻头 并合理选择切削余量 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 2 同类孔较多 应采用套模制孔 小批量生产的孔采用样板划线制孔 精度要求较高时 根据实测尺寸 对整体构件采用成品制孔 3 制成的螺栓孔应为正圆柱形 孔壁应保持与构件表面垂直 按划线钻孔时 应先试钻 确定中心后开始钻孔 在斜面或高低不平的面上钻孔时 应先用惚孔惚出1个小平面后 再钻孔 孔周边应无毛刺 破裂 喇叭口或凹凸的痕迹 切屑应清除干净 4 高强度螺栓应自由穿入螺栓孔 高强度螺栓孔不应采用气割扩孔 扩孔数量应征得设计同意 扩孔后的孔径不应超过1 2d d为螺栓直径 下一页 上一页 返回 第四节钢结构连接施工质量通病与防治 七 高强度螺检接触面有间隙1 质量通病现象高强度螺栓接触面有间隙 2 预防治理措施间隙小于1 0mm时不予处理 间隙在1 0 3 0mm时将厚板一侧磨成1 10的缓坡 使间隙小于1 0mm 间隙大于3 0mm时加垫板 垫板厚度不小于3mm 最多不超过三层 垫板材质和摩擦面处理方法应与构件相同 上一页 返回 第五节钢结构连接施工安全技术 一 连接机械安全使用 一 电弧焊 1 焊接设备上的电机 电器 空压机等应按有关规定执行 并有完整的防护外壳 二次接线柱处应有保护罩 2 现场使用的电焊机应设有可防雨 防潮 防晒的机棚 并备有消防用品 3 焊接时 焊接和配合人员必须采取防止触电 高空坠落 瓦斯中毒和火灾等事故的安全措施 4 严禁在运行中的压力管道装有易燃 易爆物品的容器和受力构件上进行焊接和切割 5 焊接铜 铝 锌 锡 铅等有色金属时 必须在通风良好的地方进行 焊接人员应戴防毒面具或呼吸滤清器 下一页 返回 第五节钢结构连接施工安全技术 6 在容器内施焊时 必须采取以下措施 容器上必须有进 出风口并设置通风设备 容器内的照明电压不得超过12V 焊接时必须有人在场监护 严禁在已喷涂过油漆或塑料的容器内焊接 7 焊接预热焊件时 应设挡板隔离焊件发生的辐射热 8 高空焊接或切割时 必须挂好安全带 焊件周围和下方应采取防火措施并有专人监护 下一页 上一页 返回 第五节钢结构连接施工安全技术 9 电焊线通过道路时 必须架高或穿入防护管内埋设在地下 如通过轨道时 必须从轨道下面穿过 10 接地线及手把线都不得搭在易燃 易爆和带有热源的物品上 接地线不得接在管道 机床设备和建筑物金属构架或轨道上 接地电阻不大于4 11 雨天不得露天电焊 在潮湿地带作业时 操作人员应站在铺有绝缘物品的地方 穿好绝缘鞋 12 长期停用的电焊机 使用时须检查其绝缘电阻不得低于0 5 接线部分不得有腐蚀和受潮现象 下一页 上一页 返回 第五节钢结构连接施工安全技术 13 焊钳应与手把线连接牢固 不得用胳膊夹持焊钳 清除焊渣时 面部应避开焊缝 14 在载荷运行中 焊接人员应经常检查电焊机的温升 如超过A级60 C B级80 C时 必须停止运转并降温 15 施焊现场的10m范围内 不得堆放氧气瓶 乙炔发生器 木材等易燃物 16 作业后 清理场地 灭绝火种 切断电源 锁好电闸箱 消除焊料余热后再离开 下一页 上一页 返回 第五节钢结构连接施工安全技术 二 交流电焊机 1 应注意初 次级线 不可接错 输入电压必须符合电焊机的铭牌规定 严禁接触初级线路的带电部分 2 次级抽头连接铜板必须压紧 其他部件应无松动或损坏 3 移动电焊机时 应切断电源 4 多台焊机接线时三相负载应平衡 初级线上必须有开关及熔断保护器 5 电焊机应绝缘良好 焊接变压器的一次线圈绕组与二次线圈绕组之间 绕组与外壳之间的绝缘电阻不得小于1M 6 电焊机的工作负荷应依照设计规定 不得超载运行 下一页 上一页 返回 第五节钢结构连接施工安全技术 三 直流电焊机1 旋转式电焊机 1 接线柱应有垫圈 合闸前详细检查接线螺帽 不得用拖拉电缆的方法移动焊机 2 新机使用前 应将换向器上的污物擦干净 使换向器与电刷接触良好 3 启动时 检查转子的旋转方向应符合焊机标志的箭头方向 4 启动后 应检查电刷和换向器 如有大量火花时 应停机检查原因 经排除后方可使用 5 数台焊机在同一场地作业时 应逐台启动 并使三相载荷平衡 下一页 上一页 返回 第五节钢结构连接施工安全技术 2 硅整流电焊机 1 电焊机应在原厂使用说明书要求的条件下工作 2 检查减速箱油槽中的润滑油 不足时应添加 3 软管式送丝机构的软管槽孔应保持清洁 定期吹洗 4 使用硅整流电焊机时 必须开启风扇 运转中应无异响 电压表指示值应正常 5 应经常清洁硅整流器及各部件 清洁工作必须在停机断电后进行 下一页 上一页 返回 第五节钢结构连接施工安全技术 四 对焊机 1 对焊机应安置在室内 并有可靠的接地 接零 如多台对焊机并列安装时间距不得少于3m 并应分别接在不同相位的电网上 分别有各自的刀形开关 2 作业前 检查对焊机的压力机构应灵活