1、大型、大跨度、復雜結構鑄鋼節點焊接施工工法1. 前言鑄鋼就是用鑄造工藝在根據節點造型做好的砂模中澆注熔煉好的鋼水制作完成。隨著社會的進步與發展，人們對建筑的外觀造型及美感要求越來越高，鑄鋼節點是近年來隨著大型、大跨度、造型復雜的空間結構的廣泛應用而發展起來的一種新型節點形式，它具有設計靈活，使用性強，安全可靠、施工方便，縮短工期、降低工程造價等優點，近年來我公司在學習、吸收國內外先進施工技術的基礎上，通過工藝創新、工法提煉，逐步形成了一整套先進的施工方法和工藝，取得了較好的社會效益和經濟效益，現根據本公司近幾年來的工程實踐，編制了本大型、大跨度、復雜結構鑄鋼節點焊接施工工法。2. 工法特點2.

2、1 鑄鋼節點不受到含鋼率的限制，而且因為其板厚較厚，剛度和承載力可高于同樣外形的相貫節點1.2倍以上；2.2 可以根據工程的需要設計成各種形狀復雜的結構形式，大大降低了工地焊接量；2.3 鑄鋼節點在多根桿件架交匯且角度較小時，采用圓形倒角或過渡圓滑的截面，不僅外觀美觀，而且可以分散焊縫，焊接質量得到了很好的保證；2.4 由于鑄鋼節點是根據各個節點的造型設計出來的，其結構桿件空方位角得到了比較精確的控制，既大大提高了施工速度，降低施工難度，縮短了工期又節約了成本。2.5 鑄鋼節點大大提高了結構的疲勞壽命，大大減少了工程造價和檢測、維修費用，并且設計靈活，施工中避免了空間定位問題。3 適用范圍隨著

3、造型復雜、大跨度、大面積空間鋼結構、重型鋼結構的發展與廣泛應用，鑄鋼節點主要適用于：3.1 結構節點復雜程度大，連接桿件多或有些桿件間角度較小（小于30度）的工程；3.2 節點外觀美觀要求高的大型體育場館，大型公共建筑工程。3.3 安裝作業位置高度高，吊裝施工難度大的工程。3.4 節點空間定位難、復雜的工程。4 工藝原理4.1 由于鑄鋼節點均在專業廠家的車間內加工完畢，鑄鋼節點運抵工地后，先進行鑄件的形狀位置的檢測，檢測可采用樣板定位，作輔助測量手段，若發現檢測數據或結果沒有相關性或不符合要求時，還可采用三維座標測量儀對鑄件幾何尺寸及形狀位置進行復測。4.2 焊接之前應仔細清除焊縫兩側各50m

4、m范圍內的油污，水分、割渣、銹蝕。4.3 焊接前用加熱板對焊縫兩側150mm范圍進行預熱，加熱溫度控制在120200，保證構件內外側溫度盡量接近。焊接時宜采用小電流多層次分層焊接，第一道用手工電弧焊打底，直流反接，打底焊條選用E5016；填充中間層和蓋面層采用CO2氣體保護焊接，焊絲選用H08Mn2SiA；每道焊層不能太大（不宜大于6mm），且各焊道接頭應錯開50mm。焊接后立即用石棉布包裹進行保溫，保溫溫度為100150。5 施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程：鑄鋼節點檢測焊接工藝評定確定焊接順序焊前確認坡口清理按規定工藝焊接焊中檢查焊接完成焊縫檢測不 合 格探傷報告出現缺陷，局部修整

5、焊工自檢合 格碳弧氣刨清除缺陷，重新焊接5.2操作要點： 鑄鋼節點檢測：.1鑄件的幾何尺寸及公差的測定使用下列要求和標準：鑄鋼件設計詳圖；GB/T1182-2008 形狀和位置公差通則、定義、符號和圖樣表示法；CECS 235-2008鑄鋼節點應用技術規程。.2鑄件的形狀位置的檢測可采用樣板定位，作輔助測量手段，若發現檢測數據或結果沒有相關性或不符合要求時，可采用三維座標測量儀對鑄件幾何尺寸及形狀位置進行復測。焊接工藝評定：鑄鋼節點材質為G20Mn5與鑄鋼件相焊鋼材材質為Q345B，不同材質之間的焊接須進行焊接工藝評定，確定焊接坡口形式，施焊前應進行焊前預熱，焊接結束后對焊縫進行后熱處理。焊接

6、工藝評定報告及指導書：焊接工藝評定報告工程（產品）名稱評定報告編號2委托單位工藝指導書編號項目負責人依據標準建筑鋼結構焊接技術規程（JGJ81）試樣焊接單位施焊日期焊工資格代號TS6JSHS00851級別中級母材鋼號Q345B/G20Mn5規格28/50mm供貨狀態熱軋生產廠家化學成分和力學性能C(%)Mn(%)Si(%)S(%)P(%)Ós(Mpa)Ób(Mpa)(%)Akv(J)標準0.201.001.600.550.0400.04034547063021Q345B0.141.490.280.0400.02738853529.5G20Mn50.181.120.290.0

7、080.01134654330碳當量0.26%公式ceq(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15焊接材料生產廠家牌號類型直徑（）烘干溫度（×h）備注焊條焊絲自貢大西洋CHW-50C61.2焊劑或氣體CO2焊接方式GMAW焊接位置H接頭型式V型對接焊接工藝參數見焊接工藝評定指導書清根工藝砂輪打磨焊接設備型號SB-10A-500型電源及極性直流反接預熱溫度/層間溫度/后熱溫度及時間/評定結論：本評定按建筑鋼結構焊接技術規程（JGJ81）規定，根據工程情況編制工藝評定指導書、焊接試件、制取并檢驗試樣、測定性能，確認實驗記錄正確，評定結果為：合格。焊接條件及工藝參數

8、適用范圍按本評定指導書規定執行。評定評定單位： （簽章） 年 月 日審核技術負責 年 月 日焊接工藝評定指導書工程名稱指導書編號母材鋼號Q345B/G20Mn5規格28/50mm供貨狀態熱軋生產廠家焊接材料生產廠家牌號類型烘干制度（×h）備注焊條焊絲自貢大西洋CHW-50C6焊劑及氣體CO2焊接方式GMAW焊接位置H焊接設備型號SB-10A-500型電源及極性直流反接預熱溫度（）/層間溫度/后熱溫度（）及時間（min）/焊后熱處理/接頭及破口尺寸焊接順序圖按左圖焊接順序:110.4焊接工藝參數道次焊接方法焊條或焊絲焊劑或保護氣保護氣流量（1/min）電流（A）電壓（V）焊接速度（/

9、min）熱輸入（kJ/）備注牌號（）1GMAWER50-61.2CO218-25220-26026-3024-302GMAWER50-61.2CO218-25240-32028-3226-323.19.4GMAWER50-61.2CO218-25240-32028-3226-3210.110.4GMAWER50-61.2CO218-25220-26026-3024-30技術措施焊前清理焊道除銹去污，清除組焊焊渣層間清理清除焊渣，砂輪打磨見金屬光澤背面清根砂輪打磨其他：表面清除焊渣及飛濺物編制日期審核日期確定焊接順序：鑄鋼件與錐柱焊接時，采用雙人雙向對稱焊接工藝，如下圖所示：焊接順序：先焊A(B

10、)再焊D（C）。5.2.4焊前確認：.1氣候條件檢查：手工電弧焊現場風速不大于8m/s，氣體保護焊現場風速不大于2m/s,應設防風裝置。.2檢查坡口尺寸、坡口形狀、坡口角度、坡口鈍邊和坡口清潔程度是否達到要求，對坡口間隙進行測定，檢測鋼梁上下、左右錯口和鋼管柱上下口錯邊，檢查根部墊板情況。.3焊接材料檢查：（1）焊條在使用前必須按規定烘焙，E5015焊條的烘焙溫度為3500C，烘焙1小時后冷卻到1500C保溫，隨用隨取，領取的焊條應放入保溫筒內。烘干后的焊條在保溫筒中放置時間超過4h應重新烘干，受潮焊條不得使用。（2）不得使用藥皮脫落或焊芯生銹的變質焊條、銹蝕或折彎的焊絲。（3）CO2氣體的純

11、度必須大于99.7%，含水率小于等于0.005%，瓶裝氣體必須留1Mpa氣體壓力，不得用盡。.4焊機工作狀態檢查，節點安全檢查，檢查各焊接設備是否處于正常運行狀態。.5檢查二氧化碳送氣管路漏堵情況。.6焊工必須持證上崗。坡口清理：焊接之前應仔細清除焊縫兩側各50mm范圍內的油污，水分、割渣、銹蝕。按規定工藝焊接：.1焊前預熱：焊接前用加熱板對焊縫兩側150mm范圍進行預熱，用電阻測量計測量加熱到90100，停止加熱15分鐘后，再測量各向溫度基本一致后繼續加熱至120200，預熱時必須緩慢且均勻，保證構件內外側溫度盡量接近。.2焊接過程應采用小電流多層次分層焊接，第一道用手工電弧焊打底，直流反接

12、，打底焊條選用E5016；填充中間層和蓋面層采用CO2氣體保護焊接，焊絲選用H08Mn2SiA；每道焊層不能太大（不宜大于6mm），且各焊道接頭應錯開50mm。如中途停焊必須注意：（1）至少應焊滿坡口深度1/2以上，并立即覆蓋保溫棉進行保溫緩冷；（2）焊前應重新進行預熱并達到規定要求溫度，同時還應該控制道間溫度<230。.3焊接結束后應立即采取焊后保溫緩冷措施。必要時也可采用火焰加熱至250左右，以適當提高焊接區域的溫度，而后是用石棉布包裹進行保溫2小時左右，保溫溫度為100150。焊中檢查:焊接時需進行焊縫外觀檢查，當焊縫表面缺陷超過相應的質量驗收標準時，如超標缺陷為氣孔、夾渣、焊瘤、

13、余高過大或接頭鼓凸等，應采用砂輪打磨、修飾等加以清除，必要時應進行焊補，對焊縫尺寸不足，局部缺肉、凹陷、低洼、咬邊、弧坑未填滿或角焊縫過渡不良等缺陷應進行焊補、而后打磨修飾。焊接完成:焊接完成后，焊工首先要進行自檢。保證對焊接過程中出現的缺陷，進行局部修整后滿足相應質量驗收標準的要求。焊縫檢測：焊接質量檢驗應在焊接結束后24小時后進行，采用無損探傷檢測。其中無損探傷檢測采用超聲波探傷和磁粉探傷超聲波探傷超聲波探傷的方法及缺陷評定標準采用GB7233-87標準，評定等級為級超聲波探傷的方法比例為每件均進行檢查探傷，每件中可進行探測部位進行100%檢查。磁粉探傷。磁粉探傷檢測采用GB9444-88

14、 和GB9443-88 鑄鋼件磁粉探傷及質量評級方法標準，評定等級為3級。探傷范圍為超聲波不能進行檢測的部位的鑄鋼件表面。磁粉檢測方法可采用支桿法、磁軛法、通電法、線圈法，可按具體零件選擇探傷方法。作為對磁粉探傷檢測的補充，可采用液體滲透著色探傷法對鑄件進行檢測5.2.9焊縫檢測合格由具有相應資質的第三方檢測公司出具探傷檢測報告，焊縫檢測不合格，用碳弧氣刨清除缺陷，重新焊接。清除缺陷時應刨槽加工成底部呈圓弧形，而前、后、左、右側邊等均應加工成斜坡，近似焊接坡口，并用砂輪打磨清除其表面的滲碳層和熔渣等。必要時還應采用磁粉探傷方法確定裂紋是否徹底清除。6 原材料與機械設備6.1原材料：鑄鋼節點材質

15、為G20Mn5與鑄鋼件相焊鋼材材質為Q345B。焊接材料：手工電弧焊采用E5016焊條；CO2氣體保護焊焊絲選用H08Mn2SiA。6.2施工機械設備：（見表1、2、3）主要設備及工器機具表 6.2.1鋼結構安裝設備機具：表1序號設備名稱型號規格數量國別產地制造年份額定功率（KW）生產能力備注1履帶吊80T4良好安裝階段2汽車吊50T2良好安裝階段3汽車吊25T2良好安裝階段4砂輪切割機2上海20060.5良好制作階段5扭矩扳手10山東2006良好安裝階段6扭剪型電動扳手8山東2006良好安裝階段7手電鉆5杭州20060.5良好安裝階段8手拉葫蘆3t、5t8上海2007良好安裝階段9氧割設備6

16、武漢2006良好安裝階段6.2.2 制作檢測器具：表2序號檢測儀器名稱規格型號單位數量1金相顯微鏡NEOPHOT-1臺12全站儀DQZ2A臺12經緯儀J2臺13水平儀DZS3臺14超聲波探傷儀CTS-22A臺25自動溫濕記錄儀臺16漆膜測厚儀Elcometer345F臺37鋼卷尺5-100米把若干8焊縫檢驗尺把36.2.3現場拼裝安裝檢測器具：表3序號儀器設備名稱規格型號單位數量1超聲波探儀CTS-22A臺22干漆膜測厚儀Elcometer345F臺13水準儀ZDS3臺24測溫儀300度只25全站儀DQZ2A臺16經緯儀J2臺27鋼卷尺5-100米把若干8焊縫檢驗尺把39測溫儀250度只210

17、測風儀臺27 質量控制7.1質量要求：原材料的質量要求：1、 把好原材料質量關，所有進場材料（鑄鋼節點、鋼材、焊接材料）的品種、規格、性能等應符合現行國家產品標準和設計要求，必須有符合規范的質量說明書，材料進場后，要按產品說明書和安裝規范，妥善保管和使用，防止變質損壞。2、CO2氣體的純度必須大于99.7%，含水率小于等于0.005%，瓶裝氣體必須留1Mpa氣體壓力，不得用盡。焊接質量要求：1、不得使用藥皮脫落或焊芯生銹的變質焊條、銹蝕或折彎的焊絲。2、施焊前，復查組裝質量，定位焊質量和焊接部位的清理情況，如不符合要求，需修正后方可施焊。3、焊接時需進行焊縫外觀檢查，不得有超過相應的質量驗收標

18、準的氣孔、夾渣、焊瘤、余高過大或接頭鼓凸等缺陷，否則應采用砂輪打磨、修飾等加以清除，必要時應進行焊補，對焊縫尺寸不足，局部缺肉、凹陷、低洼、咬邊、弧坑未填滿或角焊縫過渡不良等缺陷應進行焊補、而后打磨修飾。4、焊縫正、反面各作為一個部位，同一部位返修不宜超過兩次。5、焊縫采用超聲波探傷和磁粉探傷，超聲波探傷的方法及缺陷評定標準采用GB7233-87標準，評定等級為級，超聲波探傷的方法比例為每件均進行檢查探傷，每件中可進行探測部位進行100%檢查。磁粉探傷檢測采用GB9444-88 和GB9443-88 鑄鋼件磁粉探傷及質量評級方法標準，評定等級為3級。7.2質量保證措施質量管理組織保證措施： 1

19、、建立以項目經理為質量控制總負責人的質量管理體系。2、從事焊接作業的人員，從工序負責人到作業班長仍至具體操作的施焊技工、配合工以及負責對焊接接頭進行無損檢測的專業人員，均為有相應資質人員。3、質管部門作為質量管理的主管部門，將對各部門、加工車間及施工現場的專職和兼職的質量員、檢驗員、化驗員、試驗員、測量員進行周到部署，確保各工序工段間，過程控制的各時段間均有嚴格認真的檢驗和控制。4、項目總工將針對工程特點，依照國家規范、公司的質量體系文件要求，全面的制定項目質量目標、手冊和各項工序的質量控制辦法和制度。5、項目質量總監負責對工程質量進行監督和實施；各工序負責人為質量管理對口人員，對質量總監負責

20、。6、質量保證組織機構，定期開展質量檢查活動，對質量情況進行統計分析，掌握工程質量動態，全面控制各分部分項工程質量。7、樹立全員質量意識，貫徹“誰管生產，誰管理質量；誰施工，誰負責質量；誰操作，誰保證質量”的原則。7.2.2 質量管理制度保證措施：1、質量技術交底制度：技術部門編制有針對性的施工組織設計，并對各工段工長進行技術指導性交底，各工長對所屬的工段人員進行交底，使人人掌握技術要領，以保證工程的施工質量。2、建立三檢制度：實行并堅持自檢、互檢、交接檢制度，自檢要做好文字記錄，隱蔽工程由項目總工組織工長、質量檢查員、班組長檢查，并做出較詳細的文字記錄。3、質量否決制度：不合格工程材料嚴禁進

21、場使用，不合格的鋼構件、焊接點、安裝必須進行返工。4、質量獎罰制度：根據公司質量管理文件的要求，對在施工質量方面做出重要貢獻的人員進行獎勵，反之，進行相應的處罰，通過質量獎罰制度，鞭策工程施工人員的積極性。8 安全措施8.1堅持“安全第一，預防為主”的原則，全面落實建筑工程安全生產管理條例。8.2確保工程、設備安全，施工人員重傷、死亡事故為零指標。8.3安裝工人進場必須進行三級教育，特殊工種操作人員必須持證上崗。8.4進入現場必須佩戴安全帽、使用安全帶、電工、設備維修員帶電操作必須戴絕緣手套、進行可能引致眼睛受到傷害的工作，必須佩戴護目鏡、嚴禁酒后作業。8.5高空作業時，不準往下往外丟鐵塊等雜物，應上下傳遞。8.6現場施工用電執行一機、一閘、一漏電保護器的“三級”保護措施。其電箱設門、設鎖、并編號、注明責任人。8.7機械設備必須執行工作接地和重復接地的保護措施，不允許使用破損的電線和電纜，嚴防設備漏電。8.8 電箱內所配置的電閘、漏電、保護開頭、熔絲荷載必須與設備額定電流相等。不使用偏大或偏小額定電流的電熔絲，嚴禁使用金屬絲代替電熔絲。8.9施工現場