CN102029473B - 钢套筒高空焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢结构施工，尤其涉及一种钢套筒焊接方法。一种钢套筒高空焊接方法，它包括下列步骤：步骤一，钢套筒弧形板分片加工，在出厂前预组装；步骤二，钢套筒弧形板现场高空吊装就位；步骤三，安装刚性固定焊接变形调整装置，并调整好后先进行定位焊；步骤四，立缝焊接；步骤五，横缝焊接；步骤六，焊接跨接两个钢套筒的弧形板后，拆除刚性固定焊接变形装置。本发明大大减少辅助钢材用量，对钢套筒本体的外表损伤最少，而且保证了钢套筒的高空焊接变形满足要求。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构施工，尤其涉及一种钢套筒焊接方法。
背景技术
钢结构以其自重轻、基础造价低、适用于软弱地基、安装容易、施工快、周期短、投资回收快、施工污染环境少及抗震性能好等优点，并以其优越的结构性能和良好的综合经济效益，在国内房屋、桥梁、塔桅、管道、储罐、压力容器及水工等方面得到了广泛的应用。钢结构产品焊接已成为重要的加工工艺之一。钢结构焊接后产生的变形是钢结构使用过程中经常出现的问题，钢结构焊接后发生的变形大致可分为两种情况：即整体结构的变形和结构局部的变形。整体结构的变形包括结构的纵向和横向缩短与弯曲(即翘曲)。局部变形表现为凸弯、波浪形、角变形等多种。
防止和减少钢结构焊接变形的措施目前主要有：1焊接结构的合理设计；2焊接操作严格地遵守焊接规程和操作方法；3减少焊接变形的措施(反变形法、刚性固定法、锤击焊缝法、焊接工艺的改进)；4增加收缩富裕量。出现焊接变形之后一般采取机械矫正法和火焰矫正法来进行矫正。
不是所有的措施对钢结构出现的焊接变形问题都能适用的。有些措施因受到现场场地、气候、空间等条件的制约而无法适用。针对具体的问题还要采取具体的措施。
在高空将预先加工成弧形的钢板吊装就位后通过外单侧焊接制作成圆套筒以加固已有的钢筋混凝土烟囱，该加固技术目前国内外还没有这方面的加固技术，也没有相应的文献介绍。而在现场实施过程中，出现了钢套筒严重变形问题，在对已有钢筋混凝土烟囱采取钢套筒加固技术沿用已有的焊接变形控制技术无法满足要求。
在与本申请相关的技术领域中，
中国发明专利公开CN101011781提供一种桥梁钢塔柱制造过程中焊接变形控制方法，它是通过将“板→板块→板单元→块体→箱体”的制造方案，对焊接变形实现分级控制。将板调直后组装加劲肋形成板块，板块形成板单元中间用横隔板及四个角壁板单元连接组成块体，在形成箱体时又要有中间横隔板、侧壁板、内壁板、外壁板等单元焊接才能形成，结构异常复杂。对钢套筒焊接不适用。
中国发明专利公开CN1554508提供一种大型结构件焊接变形控制方法，它是通过在零件下料和结构件装配尺寸上预留收缩余量，并将大型结构件划分为若干子部套，分别将各子部套先装配，再焊接；将焊接好的各子部套装配为整体，再焊接；焊后结构件整体退火去应力；在热处理后运输前，在结构件的相关部位布置拉筋。通过增设拉筋的方式来防止焊接变形。对于钢套筒外侧为圆弧形增设拉筋阻止变形效果差。
中国发明专利公开CN1915573提供一种特种电机机座焊接变形控制方法，它用支架和工艺法兰将机座固定牢固，在上端环外表面X、Y十字中心线，在上端环焊缝处划八等分线，氩弧焊打底前使用丙酮或丝绸清洗坡口，焊后采用角形砂轮修磨焊缝，着色探伤，最后由两名焊工按工艺要求及焊接顺序对称同步施焊，层间温度控制在50℃，每焊一层，风枪振动锤击5-8遍，焊接完毕，表面层不振动锤击。焊接工序繁琐，精度要求高。对钢套筒施工无法满足要求。
中国发明专利公开CN1294039提供一种轴流式水轮机叶片的焊接变形控制方法，它将切割成条的钢板立起，布在待修复叶片正面，并成立体网状结构，然后将钢板与叶片焊接牢固，对叶片进行大面积施焊，施焊完成后，整体高温回火，回火后即刻割除钢板。立起的钢板起刚性支撑作用，钢材耗量大，焊接、切割工作量大，占用加工时间长。增设钢立板对钢套筒表面的破损严重，对今后钢套筒的外防腐表面处理难度大、效果差。
发明内容
本发明旨在解决上述缺陷，提供一种钢套筒高空焊接方法。本发明大大减少辅助钢材用量，对钢套筒本体的外表损伤最少，而且保证了钢套筒的高空焊接变形满足要求。
本发明是这样实现的：一种钢套筒高空焊接方法，它包括下列步骤：
步骤一，钢套筒弧形板分片加工，在出厂前预组装；
步骤二，钢套筒弧形板现场高空吊装就位；
步骤三，安装刚性固定焊接变形调整装置，并调整好后先进行定位焊；
步骤四，立缝焊接；
步骤五，横缝焊接；
步骤六，焊接跨接两个钢套筒的弧形板后，拆除刚性固定焊接变形装置。
所述的钢套筒高空焊接方法，所述焊接变形调整装置包括错边量调整机构和间隙调整机构。
所述的钢套筒高空焊接方法，所述错边量调整机构包括：一个卡马和一个楔形块，所述卡马缺口向内焊接在钢管接口处外凸的一边，而所述楔形块以其水平的一边焊接在钢管接口处，并和所述卡马对应设置。
所述的钢套筒高空焊接方法，所述间隙调整机构设置在钢套筒的加固板对接处，它由一个拉板、两个带孔的定位块和四个锥形的冲子组成，定位块分别安装在需要对接的两段加固板板口，拉板上的两处开口部位套过定位块用两个冲子固定。
本发明不但取消了大量的辅助拉筋或钢立板，也不用先组装成块体再去集成，刚性固定焊接变形调整装置安装固定好后可直接进行焊接施工，焊接施工完后将刚性固定焊接变形装置拆除后局部打磨即可，大大减少了辅助钢材的用量，确保了焊接变形得以控制，而且这样的装置对钢套筒外表面的破损降到了最低。
附图说明
下面，结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式：
图1为本发明的焊接变形调整装置示意图。
图2为所述弧形板示意图。
具体实施方式
一种钢套筒高空焊接方法，它包括下列步骤：
步骤一，钢套筒弧形板分片加工，在出厂前预组装；
步骤二，钢套筒弧形板现场高空吊装就位；
步骤三，安装刚性固定焊接变形调整装置，并调整好后先进行定位焊；
步骤四，立缝焊接；
步骤五，横缝焊接；
步骤六，焊接跨接两个钢套筒的弧形板9后，拆除刚性固定焊接变形装置。
所述焊接变形调整装置，它连接在待对准的两个钢套筒外壁接口处，它包括：错边量调整机构和间隙调整机构。
所述错边量调整机构包括：一个卡马4和一个楔形块3，所述卡马4缺口向内焊接在钢管接口处外凸的一边2，而所述楔形块3以其水平的一边焊接在钢管接口处内凹的一边1，并和所述卡马4对应设置。卡马4和楔形块3主要是用来调整对接口的错边量，使用过程中将卡马4安装在板口凹进去的一侧，楔形块3安装在板口凸出来的一侧，再利用榔头打击楔形块3，通过卡马4把凹进去的板口拉出来，楔形块3将凸出的板口压进去，直至板口的错边量达到应允范围内为止。
所述间隙调整机构设置在钢套筒的加固板7对接处，它由一个拉板5、两个带孔的定位块8和四个锥形的冲子6组成，定位块8分别安装在需要对接的两段加固板7板口，拉板5上的两处开口部位套过定位块8用两个冲子6固定。使用时拉板5上的两处开口部位套过定位块8用两个冲子6固定。当两段加固板的对接间隙过大需调小时，按图1所示形式在定位块8与拉板5两端挡块之间***两个冲子6，然后用榔头敲击冲子6尾部将两段加固板拉拢。反之，在定位块8与拉板5中间挡块之间***两个冲子6，用榔头敲击冲子6可将两段加固板张开，从而增大对接间隙。
实施例：
某钢筋混凝土烟囱，因筒体砼严重腐蚀丧失强度，为了能实现不停产加固施工，最后通过论证决定采用外包钢套筒的湿法加固方案，对该钢筋混凝土烟囱实施了加固处理。具体做法如下：
对现场实际钢筋混凝土烟囱外径进行测量，将外包钢套筒根据钢板尺寸分成几片弧形板分片加工，并在出厂前预组装；
钢套筒弧形板运动现场进行高空吊装就位；
安装刚性固定焊接变形调整装置(见图1)，并调整好错边量及间隙后先进行定位焊；
完成定位焊后再安装图2所示弧形板9，最后实施加固焊接，先焊立焊缝再焊横焊缝。具体操作要点：
焊接工艺
加固板材质Q345B，板厚10mm；
焊接位置：横焊、立焊
焊接方法：SMAW
焊接顺序：
总体焊接顺序：先立缝后横缝。
横缝焊接时，由3～6名焊工均布于焊缝周围同时同步对称施焊。
立缝焊接时，由2名焊工同时同步焊接。
每名焊工焊接时采用分段退步焊。
焊接过程注意事项
引弧在焊道内进行，不能在焊道区以外的母材上起弧。
施焊中应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满。
多层多道焊时，接头错开50mm以上，并连续施焊。
焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后及时清理检查，清除缺陷后再焊。
焊接过程中，道道清渣并检查。避免出现尖角，若有则用气刨或打磨。
焊后焊工及时清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量。检查合格后质检人员做好焊接记录。
焊接工作结束，将焊缝区及焊接工作位置场地清理干净。
焊接规范参数见表1
表2 焊接规范参数
焊接完毕，拆除刚性固定焊接变形装置，局部打磨，最后对钢套筒外壁涂刷防腐涂料。
焊接好后对焊接变形质量进行检查，完全满足焊接变形要求。
Claims (1)
1.一种钢套筒高空焊接方法，其特征在于，它包括下列步骤：
步骤一，钢套筒弧形板分片加工，在出厂前预组装；
步骤二，钢套筒弧形板现场高空吊装就位；
步骤三，安装刚性固定焊接变形调整装置，并调整好后先进行定位焊；
步骤四，立缝焊接；
步骤五，横缝焊接；
步骤六，焊接跨接两个钢套筒的弧形板后，拆除刚性固定焊接变形调整装置；
所述焊接变形调整装置包括错边量调整机构和间隙调整机构；
所述错边量调整机构包括：一个卡马和一个楔形块，所述卡马缺口向内焊接在钢套筒接口处外凸的一边，而所述楔形块以其水平的一边焊接在钢套筒接口处，并和所述卡马对应设置；
所述间隙调整机构设置在钢套筒的加固板对接处，它由一个拉板、两个带孔的定位块和四个锥形的冲子组成，定位块分别安装在需要对接的两段加固板板口，拉板上的两处开口部位套过定位块用两个冲子固定。
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