管廊钢结构焊接工艺分析

前言：某镀锌线工程的厂区管廊工程中，管廊制作总量为450吨，含17个管廊桥架制作安装及18个桥架支柱制作安装。柱子是由腹板、翼缘板、上顶板、下底板及各标高处连接板加固板等组成;梁是由腹板、翼缘板、加劲板及其它连接板组成。其中主要是H型钢构件的制作。
　　
　　1焊接准备：
　　
　　1.1钢材检验
　　
　　管廊及支柱所用的钢材、连接材料，出厂时必须附有质量证明书，钢材表面质量、钢材表面锈蚀等级均应符合现行国家标准。当发现材料有疤痕、裂纹、夹层及厚度不足等缺陷时，要及时与有关部门联系，需要复验的，要按标准要求进行机构性能和化学成分检验，其结果必须符合国家标准的规定和设计文件的要求(物理性能和化学性能)才可以采用。不合格的必须退货，待来料合格再进行下料。因为钢材品种多，来料批号不同，所以进场后，材料员与技术员要共同查对所进材料的规格、尺寸、材质是否符合来料材质证明书的要求，发现有疑义，要进行复验。钢材进场后，施工人员要对材料进行选配，对表面不合格的材料要进行矫正。
　　
　　1.2放样、号料和切割
　　
　　施工人员要根据施工图纸的几何尺寸要求制作样板或样杆，避免制作过程中产生误差累积。再根据样板或样杆进行号料、下料，同时预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割、刨边和铣平等加工余量。对于H型钢腹板和翼缘板号料时按1.5/1000预留长度收缩余量。
　　
　　气割前将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，采用半自动和自动气割机进行切割，H型钢翼缘板和腹板的切割采用多头(根据现场实际情况定)半自动切割机进行不间断切割下料，切割质量(边缘)≤1mm。其它板的切割采用半自动切割机进行切割达到下料要求。当翼缘板需要拼接时，按长度方向拼接，腹板拼接按设计图纸结构形式要求拼接，翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距大于200mm，拼接焊接应在H型钢组装前进行。
　　
　　2焊接工艺
　　
　　2.1 焊接的一般规定
　　
　　实施管廊钢结构件焊接的焊工，必须取得参加施焊钢材的资格;焊接设备应具有参数稳定、调节灵活、满足焊接工艺要求和可靠的性能;焊条在施焊前，要求进行烘干，焊丝和焊钉在使用前应清除油污与铁锈;施焊前应复查构件接头质量和焊区的处理情况，如不符合要求，应要求上道工序修整合格后方能施焊;T型接头、对接接头和角接接头等对接焊缝及对接和角接的组合焊缝，在焊缝的两端要设置引弧板和熄弧板，其材质和坡口形式与焊件相同;焊接完毕后，再采用气割切除引弧板和熄弧板，并修磨平整，注意不得用锤击落;焊接时焊工要遵守焊接工艺，不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧;环境温度低于0℃时，预热和后热的温度应根据工艺试验确定;对于厚板焊接，应根据工艺要求，加工坡口后，采用多层焊接且连续施焊，每一层焊道焊完要及时处理检查，清除缺陷后再焊;定位焊所采用的焊材型号，要与焊件材质相匹配，焊缝长度大于25mm，定位焊位置布置在焊道内;焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，由现场技术员与其它有关人员进行分析、检验、查清原因，制订出修补工艺再做处理;焊缝同一部位的返修次数不能超过两次，当超过两次时，要按返修工艺进行返修;焊接完毕，焊工要清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量。焊缝外观经检查合格后，在工艺规定的焊缝部位上打上该施焊焊工钢印。
　　
　　2.2焊接
　　
　　2.2.1对于构件的对接接头、T形接头和十字接头的坡口焊接，在构件放置条件允许或易于翻转的前提下，宜采用双面坡口对称顺序焊接;对于有对称截面的构件，宜采用对称于构件中轴的顺序焊接;对双面非对称坡口构件的焊接，宜先焊深坡口侧焊缝、后焊浅坡口侧焊缝、最后焊完深坡口侧焊缝的顺序;对长焊缝宜采用分段退焊法或与多人对称焊接法同时运用。同时，为避免工件局部加热集中，宜采用跳焊法。
　　
　　2.2.2 H型钢焊接是该管廊钢结构焊接中的重点，需要多加关注，首先采用人工制作的胎具进行组装。翼缘板只允许在长度方向拼接，腹板则长度、宽度均可拼接，拼接缝可为“十”字形或“T”形，上下翼缘板和腹板组装间隙△≤1mm、拼接缝应错开200mm以上，避免焊缝交叉造成焊缝缺陷应力集中;要求焊缝与母材等强和承受动荷载的对接接头，其纵横两方向的对接焊缝宜采用T形交叉。交叉点的距离宜不小于200mm，且拼接料的长度和宽度宜不小于300mm;起始焊点距离端头30mm，零件长度小于200mm时，定位焊点布置在距离两端头20mm。
　　
　　2.2.3焊接完毕的处理。对焊接后工件的变形进行矫正，清洗接头，打磨余高、清理飞溅杂物等等。
　　
　　2.2.4对需要进行后热处理的焊缝，应在焊接结束后且焊缝金属没有完全冷却的时候立即进行，后热温度应为200~300℃，保温时间可按板厚1h /30mm计算，但不得小于2h。
　　
　　2.2.5设计文件对焊后消除应力有特殊要求时，根据构件的尺寸，宜采用加热炉整体退火或电加热器局部退火对焊件消除应力，仅为稳定结构尺寸时可采用振动法消除应力;工地安装焊缝宜采用锤击法消除应力。采用锤击法时，要求使用圆头手锤或小型振动工具进行，不应对根部焊缝、盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。
　　
　　2.3 焊后检验
　　
　　2.3.1构件焊接后，对于碳素结构钢在焊缝冷却到环境温度时、低合金钢在焊接完24小时后进行探伤检验。
　　
　　2.3.2焊接接头内部缺陷分级应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定。超声波探伤用于全熔透焊缝,其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计,且不小于200mm。除注明角焊缝缺陷外，其余均为对接，角接焊缝通用;咬边如经磨削修整并平滑过渡，则只按焊缝最小允许厚度值评定;施焊前，由项目经理部向探伤部门提出申请报告，并注明尺寸规格探伤位置等要求;局部探伤的焊缝，有不允许的缺陷时，在该缺陷两端的延长部位增加探伤长度，增加的长度大于该焊缝长度的10%，且大于200mm，当仍有不允许的缺陷时，则对该焊缝进行100%探伤检查。
　　
　　结束语：
　　
　　管廊钢结构制作中，焊接工序是重点，焊接质量不仅影响管廊钢结构的使用性能和寿命，更重要的是将直接影响到人身和财产安全。采用先进可靠的焊接工艺和方法可以提高焊接效率，保证焊接质量。
　　
　　参考文献：
　　
　　[1]《焊接结构生产》.邢晓林.化学工业出版社.2009年02月
　　
　　[2]《建筑安装工人考工技术问答丛书——电焊工》.李卫都.王守明.中国建筑工业出版社.1989年5月