钢管桁架结构加工关键工序操作手册

钢管桁架结构加工关键工序操作手册一、总则1.1目的为规范钢管桁架结构加工各关键工序操作，确保构件加工质量符合设计要求及相关规范标准，保障后续安装施工顺利推进，特制定本手册。本手册适用于本工程钢管桁架、标志塔、屋面顶部中心环、焊接球等构件的加工制作。1.2适用范围本手册涵盖构件加工全流程关键工序，包括原材料检验、下料切割、弯曲卷制、拼装、焊接、无损检测、除锈涂装等，适用于所有参与本工程构件加工的操作人员、质量检查员及技术管理人员。1.3引用标准《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）、《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）、《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345）。二、原材料检验与管理2.1原材料进场检验钢材：进场时需提供质量合格证书、性能检测报告，核对材质、规格与设计要求一致（Q235B、Q345B）。表面无明显凹面、损伤，划痕深度≤0.5mm，矫正后局部平面度允许误差1.00mm，按规定进行力学性能、化学成分复检，合格后方可使用。焊接材料：焊条、焊丝、焊剂需匹配钢材材质，Q235钢对应E43焊条、ER50-6焊丝、H08A+HJ431焊剂；Q345钢对应E50焊条、ER50-6焊丝、H10Mn2+SJ101或H08Mn2A+HJ431焊剂。进场时提供合格证书，按规定复检，焊条无药皮脱落、开裂，焊丝无锈蚀、油污。涂装材料：水性无机富锌底漆、环氧封闭漆、环氧云铁中间漆、丙烯酸聚硅氧烷面漆进场时提供产品合格证、检验报告，无沉淀、分层、变质现象，性能符合设计及相关标准。2.2原材料存放管理钢材分类堆放，做好防潮、防雨措施，避免锈蚀污染。焊接材料存放在干燥、通风的库房，库房湿度≤60%，按品种、规格分类存放并做好标识，焊条、焊剂需按要求烘干后放入保温筒随取随用。涂装材料密封存放，防止受潮、变质，双组份涂料需按比例配制并熟化后使用，现配现用，8小时内用完。三、核心构件加工关键工序3.1钢管桁架制作关键工序3.1.1弦杆工艺分段与下料分段划分：根据运输要求，弦杆分为10-12m/段，对接位置上下弦杆错开300-500mm，避免同一平面对接影响结构强度。工艺分离面：加工分界面设在两相邻节点距离的1/4处，各弦杆错位，对接间隙由两侧管端各占一半。余量预留：弦杆每段预留2-5mm焊接收缩量，腹杆预留1mm，同时计入钢管端面机械削坡口加工余量。切割操作：采用五轴或六轴数控相贯线切割机（HID-6000EH、HID-300MTS、HID-900MTS），通过PIPE-COAST、WIN3D、CAD软件编制程序，实现相贯线及坡口一次成形，无图纸化加工。精度控制：切割长度偏差≤±1mm，相贯面曲率偏差≤设定值±1.0mm；弦件长度允许偏差L/1000且≤＋3.0mm，弯圆弦件长度允许偏差a/1000且≤＋3.0mm、L1/1000且≤＋3.0mm。切割后检验：用钢卷尺核对长度，采用1:1透明塑料薄膜型板贴合管口检验相贯线吻合度，杆件圆度△＜0.1t且≤2.0mm，对接错边d＜0.1t且≤3.0mm，合格后放入专用贮存架保护加工面。3.1.2弦杆弯曲设备选用：采用液压弯管机（CDW245-500T、CDW27Y）冷弯成形，配备专用弯曲钢模，控制弯曲半径和钢管壁厚减薄量。参数输入：将三维模型数据转换为PLC控制程序输入弯管机，根据桁架下弦杆件曲率选用合适胎模。变形控制：考虑钢管自然复原性变形，适当加大弯曲曲率半径，弯曲后构件无明显凹痕、缺口，弯圆弦件拱高h(1/2/3)≤＋3.0mm。3.1.3主杆对接接口清理：对接前彻底清除接口处铁锈、油污、氧化皮等杂质，确保接口干净。定位对接：在专用胎架上定位对接，保证对接轴线重合，对接错边量d＜0.1t且≤3.0mm。焊接与检测：按焊接工艺选用合适方法和参数焊接，焊后进行UT无损检测，确保焊缝质量符合一级焊缝要求。3.1.4腹杆下料与拼装腹杆下料：与弦杆下料工艺一致，根据设计尺寸、焊接收缩量及加工余量确定长度，采用数控相贯线切割机切割，确保精度和相贯面质量，切割后检验并标识。拼装准备：拼装在专用胎架上进行，胎架支撑基准水平偏差≤2.0mm，划出桁架中心轴线、弦杆轮廓线、节点中心并做好标记，安装分段组装胎架，标注标高，水平弦杆中点打中心标记。拼装操作：先用定位模板定位下弦杆，再放置上弦杆用活动夹头固定；从分段中心向两边依次组装水平弦杆、腹杆，通过可调上弦杆移动使各节点就位，定位检测合格后用卡码固定。预拼接：各分段组装完成后进行整体预拼接，在上、下弦杆处设置拼接定位连接板，确保现场组拼精度；拼装时构件处于自由状态，不得外力强制固定，工具统一校核。3.1.5桁架焊接焊前准备：清理焊接区铁锈、油污、焊渣，焊条、焊剂按要求烘干——E43焊条150-200℃/1-2h，E50焊条350-400℃/2h，焊剂350-500℃/2h，烘干后放入保温筒随取随用。焊接方法与参数：

手工电弧焊：Q235钢用E43焊条、交流电源；Q345钢用E50焊条、直流反接。Φ4.0焊条电流160-200A，Φ5.0焊条电流230-260A，焊接速度130-150mm/min。CO₂气体保护焊：ER50-6焊丝，直流反接，电流250-300A，电压28-38V，焊接速度300-450mm/min。埋弧焊：Φ4.0焊丝交流电流700-750A、电压36-38V，直流电流700-750A、电压34-36V，焊接速度35-40m/h；Φ5.0焊丝交流电流750-850A、电压38-42V，直流电流750-850A、电压36-40V，焊接速度30-35m/h。焊接顺序：对称分布施焊，多道多层焊接，清除焊道间焊渣、夹渣、氧化物；同一条焊缝连续施焊，无法一次完成的焊后缓冷，重新焊接前预热。根部与面层焊接：

根部焊接：一名焊工自下部中心线10mm起弧，顶部中心熄弧超越中心线至少10mm并填满弧坑；另一名焊工修磨前半部接头，仰焊接头用力上顶完全击穿，上部接头连续施焊至接头处5mm时下压熔合。面层焊接：选用较小电流，坡口边熔合时间稍长，接头处快速燃弧，保证接头圆滑平整。焊后清理：清除焊缝表面熔渣和金属飞溅物，检查外观质量，无低凹、焊瘤、咬边、气孔、未熔合、裂纹等缺陷。3.1.6无损检测检测时机：焊缝外观检查合格24小时后进行无损检测。检测方法：一级焊缝100%探伤，其他焊缝按规定比例抽检；采用超声波探伤仪（UT）检测内部缺陷，磁粉探伤仪（MT）检测表面缺陷，检测人员持证上岗。缺陷处理：超标缺陷需分析原因并改进，经焊接技术人员同意后返修，返修次数原则上≤2次，超次需公司焊接工程师批准，返修后按原标准复检。3.1.7附件制作与尺寸检查附件制作：连接板、耳板等附件采用数控切割机下料，尺寸精度达标后进行除锈、涂装处理。尺寸检查：用水准仪、经纬仪、钢卷尺、焊缝量规等工具，全面检查桁架长度、高度、拱高、侧向弯曲、节点间距、焊缝尺寸，合格后方可进入下道工序。3.2标志塔制作关键工序3.2.1分段划分与内筒制作分段划分：标志塔筒体（约53.46米）分为14段，每段2.5-4米，最后一段10.26米，各段制作工艺一致。钢板检查：钢材矫正后表面无明显凹面或损伤，划痕深度≤0.5mm，局部平面度允许误差1.00mm。钢板切割：数控切割机切割，精度达标，坡口按图纸加工，端部弯曲长度为4t（t为板厚）。卷管操作：确认坡口方向，用卷管机卷制，过程中用1000mm长型板检查圆度，卷制后检查椭圆度符合设计要求。焊缝焊接：直缝内侧埋弧焊，外侧炭刨清根后埋弧焊；Φ4.0焊丝电流500-550A、电压30-32V，Φ5.0焊丝电流600-700A、电压30-34V，焊后UT检测。内筒每8米分一段，组立按三段划分，纵缝错开200mm以上，环缝埋弧焊后UT检测。3.2.2外筒制作与连接下料与弯曲：按内筒钢板下料要求处理，端部按设计弯曲，采用3000T压力机压制锥筒体（最长12米，直径5米，厚度50毫米）。焊接与加工：锥筒体内焊缝埋弧焊，外侧炭刨清根后焊接，按内筒参数执行；按图纸切割、加工坡口，外圆筒与支撑筋板连接采用坡口焊接，瓦片开坡口。支撑筋板连接：支撑筋板下料允许偏差与外筒体一致，按设计加工坡口；与内筒焊接采用CO₂气体保护焊，反面清根，Φ1.2焊丝电流250-280A、电压32V，Φ1.4焊丝电流300-340A、电压34V；与外筒瓦片焊接采用半自动埋弧焊，参数同内筒焊接。支撑筋板接口处相互错开200毫米，提高结构安全性和抗震性。3.3屋面顶部中心环制作关键工序筒体压制：采用3000T压力机压制内、外筒，工艺与标志塔筒体一致，保证尺寸精度、圆度及焊接质量。筋板下料与焊接：竖向及环向筋板采用数控切割机（CNG-1000）下料，竖向筋板与内、外筒采用双面坡口反面清根焊接；第一道环向筋板与内筒、外筒及竖向筋板单边坡口手工电弧焊，第二道环向筋板焊接工艺一致。工艺孔制备：按图纸在外筒制备工艺孔，保证孔径、孔位精度。3.4焊接球制作关键工序材料与放样：原料钢板进场复验，确保材质为Q235B或Q345B；用AutoCAD2004软件放样划线，探伤检查无内部缺陷后下料。压模与半球压制：制作专用加工压模，考虑钢板减薄量及脱模方便；采用热压法，钢板加热至900-1000℃（不过火），用油压机压制上下半球，控制加热均匀性和压制力度，避免表面拉毛，实时监测尺寸、形状。后续加工：半球体冷却后切割余量、开坡口并打磨至金属光泽，用卡钳、游标尺检查外形尺寸；拼装中间加劲肋板并焊接，再组装两个半球体，保证直径达标后焊接环缝，确保全熔透。检验与校正：检查直径（D≤300mm允许偏差±1.5mm，D＞300mm允许偏差±2.5mm）、圆度（D≤300mm允许偏差≤1.5mm，D＞300mm允许偏差≤2.5mm）、错边量（≤0.1t），100%超声波探伤，合格后批平焊缝余高，尺寸偏差超标者进行校正。四、除锈与涂装关键工序4.1除锈处理预处理：去除构件表面毛刺、焊渣、焊接飞溅物及污垢。除锈操作：采用抛丸除锈机（美国藩帮公司生产）全自动、全封闭除锈，除锈等级达到Sa2.5级。环境控制：施工环境相对湿度≤85%，钢材表面温度高于空气露点温度3℃以上，磨料符合质量标准。后处理：除锈后清扫或用压缩空气吹净锈尘和残余磨料，车间内3小时内涂完第一道底漆。4.2涂装施工涂装分工：工厂涂装水性无机富锌底漆、环氧封闭漆（40um），采用高压无气喷涂机（美国固瑞克）喷涂；现场涂装环氧云铁中间漆（100um）、丙烯酸聚硅氧烷面漆（50um），采用人工涂刷。环境要求：气温5℃～35℃，相对湿度≤85%，无雨、雾和较大灰尘，底材温度≤60℃，钢材温度高于露点3℃以上。涂装流程：按底漆→封闭漆→中间漆→面漆顺序施工，每道漆完全干燥后再涂下一道，用测厚仪控制厚度，符合设计要求。特殊处理：焊缝边角、棱角处先手工刷涂一道；工地焊接处、高强螺栓连接摩擦面、预定UT检测部位、构件与混凝土接触面用胶布或纸板隔离，不进行工厂涂装。涂装检查：漆膜表面光滑、色泽均匀，无脱层、空鼓、流挂、针孔，测厚仪检测厚度达标。五、质量控制要点5.1过程控制执行三检制（自检、互检、专检），每道工序