箱形柱制作技术

1、箱形柱制作技术1、前言本文以北京西门子大厦办公楼工程为例子，针对此工程项目核心筒箱形柱制作技术做技术分析。工程简介：北京西门子大厦办公楼工程，钢结构分核心筒和外塔两部分，主要由钢柱、钢梁组成。钢柱截面形式为箱形、焊接工字形和卷制钢管，截面尺寸为H6002501220，H3002501020，3503502020，100025，90025，单件最长10.62m，最重7400Kg。钢梁为焊接工字形，截面尺寸为H8002501216，H4002501020，单件最长9.027m，最重991Kg。钢材材质为Q345C。2、箱形柱制作工艺流程（见下页图）3、材料3.1 钢材材质为Q345C，所用材料必须

2、有材质证明书，材料员领料时必须检验规格型号，材质质量是否相符，并做好领料计量记录。所有材料必须做到专料专用，未经同意任何人不得随便代料。3.2 现场材料堆放整齐，做好标识。3.3 钢材应无脱皮裂伤，翘曲等缺陷，当钢材有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢板厚度负允许偏差值的1/2。3.4 钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。3.5 号料前，如钢板有豆角弯、波浪弯等，必须矫正平直，平直后局部平面度每米1mm。见下图。3.6 焊接材料： 3.6.1 CO2气体保护焊焊丝采用ER50-6，直径=1.2mm。埋弧自动焊焊丝采用H08MnA，直径=4mm，焊剂HJ431。电渣焊采用H08Mn

3、MoA，=1.6mm焊丝，JF-600焊剂。3.6.2 焊钉及焊接瓷环的规格、尺寸及偏差应符合现行国家标准圆柱头焊钉GB10433中的规定。4、划线4.1 放样人员开草图时，必须先看清楚图纸中构件的材质、板厚、尺寸，材料进场检验、矫正翼缘腹板下料切割连接板下料切割接料隔板、衬垫下料切割焊接隔板组对连接板钻孔探伤U型组装处理摩擦面箱型组对焊接不合格探伤钻孔不合格检查电渣焊不合格探伤校正二次装配焊接修整端铣不合格检查栓钉焊接涂装标识箱形柱制作工艺流程包装运输发现问题及时与技术人员解决，未经技术人员同意任何人不得私自修改图纸中构件的材质、板厚、尺寸。材料要做到可追溯性。4.2 对复杂节点及节点连接件

4、进行11放样，放样时应根据设计图确定各构件的实际尺寸。放样工作完成后，对所放大样和样板进行检验。4.3 箱形柱接料上下翼缘板及腹板不能设置在同一截面上，应相互错开200mm以上，并与加劲板错开200mm以上。4.4 箱形柱接料应避开卡头上、下600mm范围内接料。4.5 号料时长度方向必须留焊接收缩余量，余量50mm，宽度方向留切割余量：25mm时，切割余量为2mm；25mm时，切割余量为3mm。4.6 接料坡口形式如图1所示。图14.7 T形熔透焊缝坡口形式如图2。图24.8 箱形柱四条主焊缝坡口形式见图3。图34.9 所有高强螺栓孔采用数控钻床进行钻孔。4.10 所有图纸标明的切角圆弧和板

5、切角号料时必须按图纸尺寸号出。4.11 所有钢柱上端头和H形柱、箱形柱第一节的下端头必须端铣。4.12 样板的允许偏差见表1。表1 样板的允许偏差（mm）项 目允许偏差对角线差1.0宽度、长度0.5孔 距0.54.13 号料的允许偏差见表2。表2 号料的允许偏差（mm）项 目允许偏差零件外形尺寸1.0孔 距0.55、切割制孔5.1 所有主材采用数控机床切割，零件采用半自动切割及剪板机剪切，并采取防弯曲措施（即采用对称切割）。5.2 半自动切割轨道放置与划线间距要求等距至少检查三点。切割过程中要不断检查轨道的尺寸，发现轨道偏移应及时调整。并对超差部位进行修理。5.3 所有构件的坡口均采用半自动切

6、割，箱形柱腹板坡口切割时应采用对称切割以防止变形。5.4 所有切割必须有专人负责切割，切割后断口不得有裂纹、分层以及夹渣等缺陷，并应清除边缘上的熔瘤和飞溅。5.5 切割允许偏差见表3。表3 气割的允许偏差（mm）项 目允许偏差零件宽度、长度宽度1 长度3.0切割面平面度0.05t且2.0割纹深度0.3局部缺口深度1.0注：t为钢板厚度5.6 高强螺栓连接构件的孔距允许偏差见表4。表4 螺栓孔孔距检测标准（mm）项 目允许偏差5005011200120130003000同一组内任意两孔距1.01.2相邻两组的端孔距1.21.52.03.06、接料6.1 接料必须在经过测平的平面上进行，平面的不平

7、度3.0mm。6.2 接料时必须划出板条两端中心点位置，用粉线调直后方可点粘焊接。6.3 接料前，应将坡口打磨光洁，并清除焊缝两侧50mm范围内的铁锈及油污。6.4 接料对口错边0.15t，且不应2.0mm。6.5 钢板接料焊缝必须采用埋弧自动焊，焊缝两端需加引入板和引出板，其材质与板厚和坡口形式应与焊件相同，焊接完毕后用气割切掉，并修磨平整。6.6 接料要求焊透，必须采用碳弧气刨清根，接料焊接后24小时经探伤检查合格后再进行下一道工序。7、箱形柱组装7.1 隔板衬条组对时，在专用胎具上进行，组对时应校核胎具尺寸是否正确，如衬条及隔板有变形需校直后使用。7.2 箱形柱隔板每侧预留5mm加工余量

8、，如图4所示。隔板组对尺寸要求：|L6-L7|2mm，L5L32mm。图4 箱形柱隔板组对尺寸7.3 隔板与衬条的组装间隙应0.5mm。隔板组对时点焊要牢固，以免机加工时衬条脱落，点固焊长度50mm，间距200mm。7.4 箱形柱隔板及加劲板机加工后的尺寸高度方向留2mm焊接收缩余量，机加工精度要求： |L5-L4|0.5mm，L2L30.5mm，隔板坡口间隙偏差0.5mm，如图5所示。图5 箱形柱隔板机加工尺寸7.5 箱形柱的腹板和翼缘板在组装前应修直、修平，侧弯不应超过2mm，不平度不应超过2mm/1000mm。7.6 箱形柱腹板安装衬条时，必须在测量的平台上进行，平台不平度2mm。安装衬

9、条时先将箱形柱腹板中心线画出，然后以中心线为基准，两侧安装衬条并点焊，并在每侧加放1mm焊接收缩余量。腹板衬条安装完毕后，用线绳检查衬条是否在同一直线，如图6所示。图6 箱形柱腹板7.7 箱形柱槽形组对时，应在专用的胎具上进行，胎具表面不平度2mm。7.8 箱形柱槽形组对时，预留隔板焊接收缩量，埋弧焊四条主焊缝每米预留0.7mm焊接收缩量。7.9 加劲板及隔板倾斜角度偏差2.0mm，用自制90铁皮样板检查。7.10 箱形柱槽形组对完毕后交电焊进行隔板两道CO2焊缝的焊接，槽形焊接时需在测量的平台上进行，平台允许偏差2mm。7.11 探伤合格的槽形报检查科隐检。隐检的内容包括隔板间隙的测量，隔板

10、间隙应1mm、隔板垂直度的测量、隔板定位尺寸的测量及焊缝外观的检查。7.12 隐检合格的槽形，对焊接变形进行校正，校正方法可采用千斤顶将隔板焊接变形处顶出或采用火焰校正。如箱形柱存在侧弯及扭曲时，必须进行校正然后方可将翼缘板盖上。7.13 箱形柱槽形组对胎具、腹板安装衬条胎具及箱形柱扣盖胎具每半月检测一次，检测的胎具偏差尺寸必须有记录。7.14 对箱形柱变形进行火焰校正，火焰校正在经过测量的平台上进行，平台不平度应1mm。7.15 校正后的箱形柱在平台上将四个面的中心线分出。分中心线的方法如下：先将上表面中心分出，然后用线垂将下表面中心分出，然后用尺测量上、下表面及中间到中心线的尺寸是否一致，

11、超差的部位采用火焰矫正。侧面中心线的分法为：先分出一面中心线，然后用水平尺将另一侧的中心线分出，测量方法同上。7.16 将分完中心线的箱形柱进行端部加工，在构件端部以预留5mm机加工余量为基准打上样冲眼，进行端铣，端铣垂直度0.3mm。7.17 箱形柱带孔连接板和牛腿的安装以所分中心线为基准进行安装组对。箱形柱工地安装坡口的衬板待焊完连接板后安装。8、箱形柱焊接8.1 焊接方法：箱形柱主缝采取埋弧自动焊施焊，焊接方向必须一致；箱形隔板采取CO2气体保护焊和电渣焊，箱形柱隔板丝极电渣焊焊接时必须两台焊机同时施焊两侧焊缝，焊接时两台电渣焊机的工艺参数应一致。焊剂使用前必须进行烘干。8.2 施焊的焊

12、工必须经考试并取得合格证书后，方可进行焊接。8.3 焊接前，应复查组装质量，确认定位焊质量和焊接部位清理质量符合图纸及规范要求后方可施焊。8.4 焊前在焊缝区域3050mm范围内清除氧化铁皮、铁锈、水、杂质和其它污物，要求露出金属光泽。8.5 定位焊应采用和母材焊接相同的焊接方法，焊缝应与最终焊接有相同的质量要求。8.6 定位焊厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，定位焊缝长度宜40mm，间距宜为450500mm，并应填满弧坑。8.7 角焊缝转角出宜连续绕角施焊，起落弧点距焊缝端部宜10mm，角焊缝端部不设置引弧和引出板的连续焊缝，起落弧点距焊缝端部10.0mm，弧坑应填满。8.8 对接焊缝，应使

13、焊缝余高最小，余高值不得超过3mm，并平和过渡至母材表面。8.9 对于要求焊透的焊缝气刨清根后，应将坡口重新打磨光洁，对于层间清理，焊完一层，待清除干净后才能进行下一层的焊接，不准往焊缝里倒油。在焊接过程中，如发现焊接变形，应及时翻个焊接另一面焊口，以减小焊接变形，架工应及时配合电焊翻个。8.10 箱形柱主缝焊接顺序：（见图3）先焊焊缝1和2，焊至坡口深度的1/3时停止焊接。翻身焊接另一面焊缝3和4焊至坡口1/2深度时，再翻身180，焊接前一面，焊至差一遍盖面焊缝时停止施焊。翻身焊接另一面焊缝，焊至差一遍盖面焊缝时停止施焊。待焊缝冷却24小时后，进行超声波检测，经超声波检测合格后，再进行盖面焊

14、。8.11 焊接工艺参数见表8、表9、表10。8.12 焊接质量要求：8.12.1 接料焊缝质量为一级，超声波100%探伤。8.12.2 箱形柱主缝焊缝质量为一级，超声波100%探伤。8.12.3 所有坡口焊均为一级熔透焊，超声波100%探伤。8.12.4 T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接和角对接组合焊缝，其焊角尺寸不应t/4。焊角尺寸的允许偏差为0+4mm，且10mm。表8 埋弧自动焊焊接工艺参数控制层数电流（A）电压（V）速度（cm/min）140045024262025255060026302025355060028321823面层55065036421822表9 电渣焊焊接

15、规范参数壁板厚度（mm）电流（A）电压（V）速度（cm/min）203603704447342536037045482.53.5表10 CO2气体保护焊焊接工艺参数焊材规格（mm）电流（A）电压（V）速度（cm/min）气体流量（L/min）1.22803203236253515258.12.5 焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。一级、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且一级焊缝不得有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。8.12.6 角焊缝转角处宜连续绕角施焊，起落弧点距焊缝端部宜10.0mm，角焊缝端部不设置引弧和引出板的连续焊缝，起落弧点距焊缝端部10.0mm，弧坑应填满。8

16、.12.7 焊缝外观检查：检查项目尺寸偏差焊脚尺寸偏差K6mm +1.5， 0K6mm +3.0， 0 （K为焊脚尺寸）角焊缝余高K6mm +1.5， 0K6mm +3.0， 0对接焊缝余高+3， +0.5焊缝宽度比坡口宽度每侧增宽值13mm焊缝表面高低差在任意25mm范围内2.5mm咬边t/20，且0.5 在对接焊缝中，咬边总长度不得大于焊缝长度的10%；角焊缝中咬边总长度不得大于焊缝长度的20%8.12.8 焊缝内部质量检查要求：焊缝内部质量要求应符合图纸设计的要求。A 焊缝内部检查必须在外观检验合格后进行。B 焊缝的超声波检查应在焊接24小时后进行。8.12.9 焊缝缺陷的修复8.12.

17、10 焊缝经无损检测，出现超标缺陷时，焊工不得擅自处理，应及时报告焊接技术人员查清原因后，订出修补工艺措施，方可处理。8.13 操作及问题处理：8.13.1 埋弧自动焊焊接（1）多层焊接宜连续施焊，每一层焊完后应及时清理检查，清除缺陷后再进行下一层焊缝的焊接。（2）施焊时每名焊工应做好箱形柱的焊接记录，即箱形柱构件号、日期、焊接工艺参数（层数、电流、电压、速度）。将焊接完的箱形柱打上焊工钢印号。（3）盖面焊之前小组先进行自检及互检，对高低不平的焊缝及有缺陷的部位进行修补及打磨，检查合格后才能进行盖面焊。（4）盖面焊缝要一遍成型，避免有焊接接头，成型均匀美观成一直线。禁止多处打磨焊缝表面。（5）

18、盖面焊缝冷却24小时后，进行第二次超声波检测。（6）同一部位返修不宜超过二次。8.13.2 电渣焊焊接（1）检查电渣焊机送丝系统、循环冷却水及焊枪提升系统是否正常。（2）为保证焊枪与焊道垂直，可先在箱形柱翼缘板上画一直线，然后将焊枪与所画直线进行调直。（3）调整焊丝伸出长度，焊丝伸出长度为40mm，正常焊接时焊丝长度为30mm左右。（4）将引弧槽与箱形柱下部顶严，如有缝隙，用止漏剂填补缝隙，然后填加少量引弧用的碎焊丝或引弧剂（钢丸）约5mm高。（5）将调直的焊枪置于焊缝内，为避免箱形薄壁的烧穿，将焊枪调至隔板一侧。（6）将焊枪中的焊丝插入引弧槽内的引弧剂中，并填加约20g焊剂。（7）根据不同板

19、厚将电流、电压、焊枪提升速度设定好后，开启电源开始焊接。（8）开始焊接时电压应比正常焊接电压略大些，以利于渣池的迅速建成。随着渣池的形成，将电压调回到预定值。（9）焊接过程中随时观察，当渣池较浅时，会发出爆破声，并伴有少量火花飞溅，此时应逐渐填加焊剂，当发出沸腾声时为焊接正常。（10）渣池较浅时，飞溅的火花会堵塞导电嘴。填加的焊剂过量，渣池上升，掩盖住导电嘴造成熄弧。此时应迅速关闭电源，提升焊枪更换导电嘴，然后将焊枪中的焊丝插入尚未冷却的熔池渣液中重新引弧。（11）对重新起弧的部位作出标记，作为超声波检测重点。（12）焊枪在孔内的位置须随时观察，如出现偏差应及时调节。（13）焊接至顶部约50mm时加收弧槽，并适当填加少量焊剂。焊接到收弧槽上部时停止焊接，提升焊枪。8.13.3 CO2气体保护焊焊接（1）焊接前，应对焊丝进行检查，不得沾染尘土、油污。（2）焊丝未使用前，不得随意打开包装。工作结束后，应将焊机上的焊丝取下并加以遮盖保护。打开的焊丝不得在露天过夜，以免受潮生锈。8.14 焊接材料的保管8.14.1 焊条、焊丝和焊剂应储存在干燥、通风良好的地方，由专人保管。8.