1.前言

随着钢结构设计理论、制造、安装等方面技术的迅猛发展，大量的高层钢结构建筑拔地而起。钢结构可以将设计、生产、施工、安装一体化，提高产业化水平，同时具备施工周期短、安装精度高、抗震性能好、节能、环保等优势，钢结构市场必将有良好的发展前景。但是各种形式的钢结构构件加工与安装工艺、技术还有待于在应用过程中进一步完善。日前，我公司加工制作并安装施工的“莱州百大商业综合楼”工程是山东省烟台市第一座高层钢结构建筑，是一座集商业、办公、酒店于一体的商业综合楼。现将工程概况、钢结构加工及安装工艺方法和技术应用情况介绍如下，与同行探讨。

2.工程概况

莱州百大商业综合楼工程位于烟台莱州市，本工程地上二十一层，地下一层，总建筑面积51106.4m2，高度达到90米以上，设计使用年限为50年。为商业、办公、酒店综合楼，并配套建设有商务中心和多项娱乐设施，是烟台市第一座高层钢结构建筑。上部结构为钢框架-现浇钢筋混凝土剪力墙体系；一层以下框架柱为钢骨（十字型）混凝土柱，一层以上框架柱为箱型截面混凝土柱，内灌C50混凝土，框架梁为H型钢，规格达27种之多，钢柱采用工厂成品箱型柱。外墙为加气砼砌块，内隔墙为轻质墙板。

3.钢构件加工、安装

3.1钢构件的制作

本工程所用钢构件全部采用工厂化制作，工厂设有焊接H型钢生产线、热轧H型钢二次加工生产线、箱型柱生产线等成套设备生产线。具体设备主要有多嘴式火焰自动切割机、U型组立机、箱型组立机、隔板组立机、铣边机、龙门焊机、电渣焊机、端面铣床、抛丸机、数控三维钻床、数控带锯床、数控平面钻床等。

为保证构件的加工精度，一是采用自动化程度较高的成套设备生产线和高精度单机设备；二是针对不同构件，制定焊接作业指导书，进行焊接工艺评定，编制焊接工艺，并实施焊前培训，焊中跟踪，焊后检测的工艺验证；三是根据工艺，编制产品检验计划，确定关键过程和质量控制点，并严格执行首件检查，工序控制和出厂检查制度。实现制作设备先进化、工艺制度化、产品检验程序化。

3.1.1箱型柱制作工艺

本工程所用箱型柱为600*600mm，厚度由下至上依次减小，最大厚度32mm，最小厚度14mm，钢板材质为Q345B。箱型柱本体加工在生产线上进行，经过切割下料、隔板组立、U型组立、隔板焊接、箱型组立、龙门焊接、电渣焊接、火焰矫形、端面铣削等工序而完成。

隔板组立与焊接。箱型柱隔板切割下料后，在专用隔板组立机上进行，以确保组装精度。组成电渣焊缝的每件隔板上的4条衬板（垫板），按要求控制其厚度，以保证后续电渣焊缝的质量。组装好衬板的隔板需进行铣削加工（只加工电渣焊缝边缘，垂直两侧CO2气保焊缝边缘采用半自动切割即可），以保证隔板周边的平面度以及相邻两边的垂直度。隔板实施单面焊，开单面45°“V”型坡口，背面加-6×30mm通长衬条，并预留3~6mm组装间隙，亦可采用不预留组装间隙、背面碳弧气刨清根的办法，以保证焊缝熔透。对多个隔板的，焊接时应间隔焊接，从中间往两端跳焊，以减少焊接变形。焊接方法采用二氧化碳气体保护半自动电弧焊。焊接24小时后，用斜探头在内侧对隔板焊缝进行超声波探伤，按二级焊缝标准进行检验。

箱型柱电渣焊接。熔嘴及焊接材料的选择：熔嘴型号选择Φ10，熔嘴长度比工件长出200mm。焊丝直径选择Φ3.2，型号 H08MnMoA配合焊剂HJ431或HJ360。焊接之前，在腹板上开设电渣焊孔（电渣焊孔尺寸应根据隔板厚度大小确定，但不允许超出电渣焊道2mm），保证电渣焊孔尺寸、表面粗糙度符合要求，然后将电渣焊孔内的异物清理干净，焊道两端按要求设置引弧、收弧套筒。引弧时，电压应比正常电压高5V左右，电流比正常焊接过程大50-100A。渣池形成后恢复正常电压、电流。焊接电压随焊接过程而变化，应注意随时调节电压。为防止箱型柱焊接过程弯曲变形，同一隔板两侧的电渣焊同时施焊，熔嘴应保证在焊道的中心位置。焊接过程中，应随时检查熔嘴是否在焊道的中心位置，严禁熔嘴和焊丝过偏，焊接过程不得中断。焊缝收尾时，应适当减小焊接电流，确保焊缝引到收弧套筒上熄弧。电渣焊完毕将冒口割掉磨平。焊后24小时进行超声波探伤，按一级焊缝标准进行100%检验。

 

箱型柱埋弧自动焊接。应用两台双丝、双弧龙门焊机，同时、同向对称焊接。按规程加设引弧板、收弧板，宽度应大于80mm，长度大于100mm，其厚度、材质、坡口形式与母材相同，引弧与熄弧必须出构件焊缝外30mm以上。根据母材材质、板厚和焊缝等强原则，选择焊丝型号HO8MnA、焊丝直径Φ4，配合焊剂HJ431。

焊接参数见表一：

 

多层施焊时，选用合理的焊接顺序，对同一侧板的两条焊道焊1～2遍，然后翻转工件焊接另一侧的两条焊道3～4遍，再次翻转工件，依次焊接直至焊满。焊接24小时后对全熔透部位的焊缝，进行100%超声波一级探伤检查。