1.1.1 网架的制作加工工艺及其流程
1 加工制作管理体系
工厂加工制作,由项目总指挥对公司设计、生产、设备材料供应质管等部门进行综合协调和控制,各专业部门和下属专业加工车间班组等根据综合计划按工艺特点要求对钢结构构件进行加工制作,具体由各专业车间完成加工任务,主要单位职责如下:
技术部--负责深化图纸,工艺设计
供应部--负责原材料供应
质管部--负责质量管理,检验和试验
综合计划部--负责综合协调和总体进度控制
生产部--负责网架等钢构件的加工
加工制作管理体系详见下表:
公司以国际标准IS09001标准为依据组织质量保证体系。以国家钢结构生产规范《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2020为依据进行钢结构生产和质量控制。质量保证能力从管理体制到技术规范,工艺规程等建立了一整套完整的质保体系,质量控制能力达到了一流水平。
2 网架加工工艺
螺栓球构件加工制作工艺
螺栓球加工制作工艺流程图:
1、球坯锻造
根据球径大小,选择不同直径的圆钢下料,料块加热,热锻成型,并回火消除内应力。
螺栓球采用45#钢锻造,表面应光滑无裂纹无过烧麻点。焊接球采用Q345B。
2、螺孔加工
a. 加工基准孔:把球坯夹持在车床卡盘上,按照不同球直径、基准面与球中心线的尺寸关系等要求,在机床导轨上做好基准平面切削标线挡块。然后进行基准平面的车铣加工,再利用机床尾座钻孔、攻丝。基准孔是工件装夹后平面与螺孔一次加工到位。
b. 加工其它螺孔的平面:球坯利用球基准孔,装夹在铣床分度头上,同时万能铣床的铣头按球孔设计的角度,根据分度刻线分别回转到位,先铣削弦杆孔平面,再铣削腹杆孔平面,孔与孔之间的夹角由计算分度头孔板回转圈数与孔齿数来精确分度定位。球坯一次装夹可全部铣 加工所有螺孔的平面。分度头最小刻度为2’,因此各螺栓孔平面之间的夹角加工精度也较高。同一轴线上两铣平面平行度≤0.1mm(D≤120)和≤0.15mm(D>120)。
c. 在检测平板上对每只球上所有螺孔划线定中心,此过程也视作中间检验环节。
d. 螺孔加工:利用铣切的平面与划定的中心来定位,在钻床上钻孔、倒角、攻丝。从而完成球坯上全部螺孔加工。按上述加工工艺可确保螺孔轴线间的夹角偏差不大于±10’,球平面与螺孔轴线垂直度≤0.25r,螺纹精度要求也相应匹配。
e. 对加工好的螺栓球进行螺孔螺纹加工精度与深度;螺孔夹角精度;螺孔内螺纹剪切强度试验等检验与检测。同时按深化设计图对每只螺栓球做钢印编号标识。
f. 螺栓球坯经过表面抛丸除锈除氧化皮处理后,再加工螺纹孔的,完成金加工后,表面进行防锈蚀涂装,所用防锈蚀涂装材料、涂装道数、漆膜厚度均按设计指定执行。
g. 漆膜层干固后用塑料塞封闭每个螺孔,封闭前每个螺孔内均加入适量的润滑油脂防螺纹锈蚀,及便于以后安装中螺栓易拧入。
h. 完成全部加工工序,并检验合格的螺栓球,装框入成品库待发运。包装框上要标牌注明:工程名称、施工划分标段,框中所有球的规格与各规格的数量,加工时间等内容。
3 螺栓球加工质量控制与检验
足够的加工精度是减少网架安装时产生装配应力的主要措施之一,又是保证网架的各向几何尺寸和空间形态符合设计要求的重要前提,更会直接影响螺栓球螺孔与高强度螺栓之间的配合轴向抗拉强度,因此我厂按照企业标准高于国家行业标准要求的原则制定螺栓球节点加工精度标准,并采取措施予以保证:
a. 螺栓球任意螺孔之间的空间夹角角度误差控制在±10′之内(国家行业标准为±30′)。具体措施是:
* 毛坯球不圆度在1.0mm~2.0mm范围内。用卡钳、游标卡尺检查。
* 用分度头(最小刻度为2′)控制,用铣床加工螺栓球螺孔端面。
* 定期检查工装夹具精度,误差控制为±2′。
b. 螺栓球螺孔端面至球心距离控制在±0.1mm之内(国家行业标准为±0.2mm)。具体措施是:
* 毛坯球直径误差控制在+1.0mm~-0.5mm范围内。用卡钳、游标卡尺检查。
* 球的圆度误差控制为0.75mm(D≤120)和1.2mm(D>120)。用锻模的精度来控制。
* 采用专用工装,并定期检查工装精度。
c. 保证螺栓球螺孔的加工精度,使螺纹公差符合国家标准《普通螺纹公差》中6H级精度的规定。具体措施是:
* 采用由上海工具厂生产的优质丝攻加工螺纹孔。
* 每枝丝攻的累计加工使用次数限定为200次,满200次即报废,确保丝攻的自身精度。
d. 成品球加工精度检验
* 用标准螺纹规(螺栓塞规)检查螺孔的螺纹加工精度和攻丝深度。
* 用万能角尺检查螺栓球任意两相邻螺孔轴线间夹角角度,检查数量为每种规格的成品球抽查5%,且不少于5只。
* 用万能试验机检测螺栓球螺纹孔与高强度螺栓配合轴向抗拉强度,检查数量为受力最不利的同规格的螺栓球600只为一批(不足600只仍为一批计),每批取3只为一组随机抽检,一般检查成品球上的最大螺孔。
1.1.2 杆件加工制作
杆件加工制作流程图
1 杆件加工的质量控制与检验
杆件的加工精度与螺栓球的加工精度同样重要,是直接影响空间网架各向几何尺寸的重要因素。为保证杆件的加工精度符合国家行业标准的要求,采取如下措施予以保证:
a. 严格按照设计图纸和质量评定标准控制锥头的加工精度,每种规格锥头按5%的比例(且不少于10只)抽样进行外观和加工精度的检验。外观检查保证不许有裂纹、过烧及氧化皮,加工精度的检验采用游标卡尺、百分表和V形块等工具,确认符合设计图纸和《网架结构工程质量评定标准》的规定后方可投入使用。
b. 通过试验事先确定各种规格杆件预留的焊接收缩量,在计算杆件钢管的断料长度时计入预留的焊接收缩量。
c. 严格控制杆件钢管的断料长度,在丈量尺寸时必须使用经计量室事先标定过的钢卷尺,钢卷尺应每月定期标定。
d. 断料长度尺寸偏差控制在±0.5mm以内。断料后在自检的基础上,由专检人员按5%比例随机抽检。用钢卷尺、钢直尺复核断料长度尺寸,并作记录。经复验合格后方允许转入下一工序。
e. 钢管两端与锥头的装配在装配架上进行,根据设计图纸的要求,用事先经计量室标定过的钢尺控制,调整并固定装配工装,通过固定后的装配工装的限位作用,把杆件装配长度尺寸偏差控制在±0.5mm之内。
f. 在自检基础上由专检人员按5%比例随机抽检经装配后的杆件半成品长度尺寸,并作记录,经复验合格后方允许转入下一工序。
2 控制杆件焊缝质量
钢管两端与锥头之间的连接焊缝属对接焊缝,要求与母材等强,焊缝质量等级必须达到《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2020中规定的二级质量标准。保证杆件焊缝质量的具体措施是:
a. 杆件钢管的断料在QZ11-17×350型钢管自动坡口切断机上进行,保证钢管两端的坡口尺寸以及钢管断面与管轴线的垂直度符合设计要求。
b. 杆件装配时,钢管两端与锥头之间的连接采用CO2气体保护焊机KR500施焊点固。保证杆件两端锥头顶面与钢管轴线的垂直度达到0.5%R(R为锥头底端部半径)、杆件两端锥头端面圆孔轴线与钢管轴线的不同轴度不大于管径的1%。并保证在钢管端部与锥头之间预留有一定的间隙(焊缝位置)。预留的间隙尺寸视杆件规格的不同而变化。
c. 由专检人员按5%比例随机抽检,用焊缝量规,钢尺检查焊缝外观。焊缝表面不许有气孔、夹渣、裂纹、烧穿及较大弧坑。
d. 由专业人员根据标准对受力最不利的杆件焊缝按5%比例进行超声波无损探伤,并作记录及报告。
e. 由专检人员根据《网架结构工程质量检验评定标准》规定取受力最不利的杆件,每300根为一批,每批取3根为一组随机抽查,在中心试验室进行焊缝承载力试验,并出具试验报告。
3 焊接技术工艺规程
1) 总说明
(1)本结构工程使用主材为Q235B、这里主要针对Q235B材料进行焊接规范的编制;
(2)钢结构焊接,必须按施工图的要求进行,并应遵守现行最新的《钢结构工程施工及验收规范》以及《钢结构焊接规范》的规定。
(3)钢结构焊接可采用下列焊接方法:
a.手工电弧焊;
b.CO2气体保护焊;
c.自动和半自动埋弧焊;
(4)钢结构的焊接应符合国家先行的有关标准。
2) 材料
1.主材:选用Q235B
(1)钢材必须符合《优质碳素结构钢技术条件》(GB/T699-2015)规定,应具有质量保证书,并应符合设计要求;
(2)当对钢材的质量有疑义时,应按国家先行有关标准的规定进行抽检;
(3)钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度负偏差值的1/2;
(4)钢材表面锈蚀等级应符合现行国家标准《涂装等钢材表面锈蚀等级除锈等级》规定的A、B、C级;
(5)各种钢材的外形、尺寸、重量及允许偏差符合国家标准之要求;
(6)钢材入库前必须办理入库交验手续,质检人员要核对材料牌号、规格、“质量检验证明书”、炉批号检验记录、试验记录等是否与有关技术文件、标准相符,表面质量是否合格,为交验的材料或交验不合格的材料不得入库,合格的钢材应按品种、牌号、规格分类堆放,标识明确。
(7)钢材应妥善储存,防止积水锈蚀。
2.焊接材料
焊接材料焊条、焊丝、焊剂,应按牌号和批号分别存放在具有适温或干燥的储藏室内。焊丝清除钢锈、油物、以及其它污物,严禁使用药皮脱落,焊心生锈的焊条和受潮结块,已熔烧过的焊剂;保护气体的纯度应符合要求,CO2>99.5%。
注:(1)材料凭证发放,领料应该对材料的品种、规格、牌号是否与单证一致,必要时质检人员需在现场签证认可。
注:(2)车间剩余材料应加以回收管理,钢材、焊材应按不同品种、规格、材质回收入库。
3) 焊工资格
焊工必须经过考试并取得合格证后方可从事焊接工作,焊工停焊6个月以上,应重新考核,每条焊缝焊接后,焊工应打上自己的钢印号码;
4) 焊接工艺
(1) 施焊前,焊工应复查焊件接头质量和焊区的处理情况,当不符合要求时,应经修整合格后方可施焊。
(2) 对接接头,T形接头,角接接头,十字接头等对接焊缝及对接和角接组合焊缝,应在焊缝的两端设置引弧和引出板,其材料和坡口型式应与焊件相同,引弧和引出的焊缝长度:埋弧焊应大于50mm,手工焊及气体保护焊应大于20mm,焊接完毕应采用气割切除,并修磨平整,不许用锤击落。
(3) 焊接时,焊工应遵守焊接工艺,不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。
(4) 多层焊接宜连续施焊,每一层焊道完应及时清理检查,清除缺陷后再焊。
(5) T形接头,十字接头,角接接头等要求焊透的对接和角接组合焊缝,其焊脚尺寸不应小于t/4(t为厚度)。
(6) 定位焊所采用的焊缝采用的焊缝材料型号,应与焊件材质匹配,焊缝厚度不宜超过设计厚度为2/3,且不应大于8mm,焊缝长度不宜小于25mm,定位焊位置应布置在焊道以内,并应有持合格证的焊工施焊。