角鋼錨固結構埋件制作質量控制探討

鄧建華

摘要：某工程筏基底板上的60個角鋼錨固結構埋件，主要用于工程設備的承載、錨固，該埋件分別由錨板、角鋼錨固件及錨固件端板三部分組成。本文按埋件制作質量控制過程中從施工準備、下料組對工藝、焊接工藝、防變形措施到變形校正的一系列環節進行闡述，為后續類似結構的埋件制作提供借鑒。

關鍵詞：埋件;角鋼錨固件；質量；控制

一、角鋼錨固結構埋件概述

角鋼錨固結構埋件是某工程設備基礎中承載、錨固設備的重要組成部分，其制作、安裝質量要求高。以某工程為例，60個埋件錨板及錨固件端板板厚均為50mm，角鋼錨固件有L180×18和L200×24兩種類型，以其中四個埋件為例，埋件規格見表1。

以表1中MMJ-3埋件為例，結構形式見圖1。

根據表1及圖1內容，該角鋼錨固結構埋件存在以下特點：錨固板厚且尺寸較大；角鋼錨固件規格尺寸大、數量多，且布置密集，多達5.4個/m2；角鋼肢厚度較厚，焊接接頭坡口大、數量多，焊接填充量大；焊接作業空間小。

按制作技術文件要求及現場安裝精度需求，角鋼錨固結構埋件制作精度需控制在制作偏差±3mm、水平度偏差2mm/m。為滿足質量要求，在制作過程中的各個環節都需要采取嚴格的質量控制措施。

二、施工準備

（一）人員

安排有經驗的結構工程師、焊接工程師及專業質量檢查員負責埋件制作過程中的全程跟蹤。

選用按《民用核安全設備焊接人員資格管理規定》（HAF603）規定取得資格的焊工施焊埋件，無損檢測人員必須按《民用核安全設備無損檢驗人員資格管理規定》（HAF602）的規定，取得資格。

（二）原材

埋件中錨板、錨固端板鋼板材質為Q345B，角鋼材質為Q235B。

嚴格按《低合金高強度結構鋼》（GB/T1591—2018）、《碳素結構鋼》（GB/T700—2006）及《熱軋型鋼》（GB/T706—2016）的規定進行鋼板、角鋼的采購驗收，產品質量證明書及進場復驗報告中化學成分、力學性能試驗及厚板超聲檢測結果均應滿足標準要求。

（三）焊材

按技術文件要求，并結合成熟的焊接工藝，采用ER50-6氣保焊絲進行施焊。

嚴格按《熔化極氣體保護電弧焊用非合金鋼及細晶粒鋼實心焊絲》（GB/T8110—2020）進行焊材的采購驗收，焊材產品質量證明書及進場復驗報告中化學成分、力學性能試驗應滿足標準要求。

（四）儀表及計量檢驗器具

焊接設備上的儀表應在標定合格有效期內，焊條保溫桶應每三個月檢查一次。

制作時采用的卷尺、直尺、直角尺水平尺等計量器具應標定合格。

三、埋件制作

（一）制作工藝流程

鋼板、角鋼切割下料→零件校正→角鋼坡口加工→鋼板開孔→端板與角鋼組對焊接→角鋼、端板組合件與鋼板組對焊接→成品件校正。

（二）切割下料

1.鋼板下料

大小尺寸不同的錨板共計60塊，250mm×250mm的錨固端板共計788塊，鋼板下料工作量較大。

錨板平整度要求高，領取合格的鋼板，核對鋼板材質、外觀無誤后，檢查鋼板平面度，根據《鋼結構工程施工質量驗收標準》（GB50205—2020）中7.3.6的要求，對于超差鋼板進行校正。

采用數控切割以保證切割質量、精度，控制切割速度不得過快避免產生熱變形。切割后錨板表面打磨平整，去除表面硬化層。對下料后的鋼板進行逐塊檢查，保證尺寸精度在±3mm內，校正錨板水平度至2mm/m內。

2.角鋼下料

長度1480mm規格L200×24、L180×18的角鋼錨固件共計788件，采用型材切割機切割角鋼以保證下料精度及錨固件端頭質量，控制角鋼下料長度尺寸不得有負偏差。

3.鋼板制孔

錨板上布置由有?70排氣孔外觀質量要求不高，根據施工圖紙上孔的位置采用火焰切割，制空后周圍的毛刺、飛邊必須用砂輪或銼刀逐個清除干凈。

4.角鋼坡口加工

L200×24、L180×18角鋼錨固件分別為318件、470件，按照焊接工藝中焊縫接頭形式要求，L200×24、L180×18角鋼錨固件兩端分別為單邊坡口和雙邊不等邊坡口，采用刨床機加工開坡口以保證坡口尺寸精度及表面質量。

（三）組裝

1.角鋼錨固件與錨固端板組裝

L200×24、L180×18角鋼錨固件分別與50×250×250mm錨固端板單獨進行組對，組對前對鋼板及角鋼待焊區域兩側20～50mm范圍內清理打磨至露出金屬光澤。角鋼錨固件與錨固端板先行焊接完成形成組合件，按二級焊縫要求進行外觀、超聲檢測。

2.角鋼錨固件與錨板組裝

為保證角鋼錨固件的定位精度，避免單根逐個組對形成的累積誤差，根據角鋼錨固件在錨板上的定位及方向，采用臨時角鋼連成一排。檢查間距方向無誤后再成排組裝至錨板，點固。

（四）防變形措施

角鋼錨固件與錨板焊縫為T形接頭。在焊接時，在厚度方向上溫度分布不均勻，導致壓縮塑性變形量在厚度方向上不一致，或者由于熔化金屬在厚度上收縮量不一致都會引起角變形。角鋼錨固件布置密集、方向不一致且肢相互垂直，焊后的變形方向及大小無法預測。

針對以上特點，采取先將錨板在鋼平臺上用馬鐵配合斜鐵進行剛性固定，后進行錨固件的組對焊接工作，在縱橫方向的角鋼錨固件上靠近錨固端板端位置采用小角鋼（L70×6）拉結固定起來，防止角鋼錨固件在焊接過程中的變形。以MMJ-3埋件為例，其在鋼平臺上固定及角鋼錨固件拉結固定方式見圖2。

點固的角鋼及其他臨時固定件拆除時不能采用會導致母材損傷的方法，如錘敲等；用熱切割或碳弧氣刨時，切割面與母材要留有足夠的余量，至少為5mm，再用機械方法去除剩余部分的材料，打磨后不得低于母材表面，與母材表面平滑過渡。

（五）焊接

1.焊接工藝的制定

根據已有成熟施工經驗及進度需要，采用CO2氣體保護焊進行埋件的施焊，CO2氣體保護焊效率高，焊接質量好，焊接變形小。

設計圖紙中角鋼與錨板的T型全熔透角焊縫采用等邊坡口，清根后會導致角鋼肢焊縫兩側金屬熔敷量不同產生角變形。由于錨板厚度較厚、且被剛性固定，角鋼錨固件在兩垂直肢與錨板焊接時產生的焊接應力共同作用下，將產生較大的不規則傾斜變形，焊后難以校正。

為減小焊接變形根據制定的焊接工藝，對角鋼錨固件與錨板的焊接接頭形式坡口進行優化，L180×18角鋼采用45°單邊坡口、L200×24角鋼采用45°不等邊坡口，坡口具體形式見圖3。

單邊坡口T型接頭先焊接坡口側焊縫，不等邊坡口T型接頭先焊接大坡口側焊縫，按規定焊接，3道焊完后焊縫另一側用碳弧氣刨進行清根，并用磨光機打磨清理感覺，繼續按焊道順序施焊。

2.焊接方法及焊接順序

對定位焊縫打磨時，以及為防變形在母材上焊接工裝時，嚴禁傷及母材，嚴禁錘擊敲打，對母材造成嚴重損傷時要及時進行補焊處理。

在焊接過程中，嚴格按照工藝卡的要求控制焊接電流、焊接速度、層間溫度等參數。

焊接完成后，認真仔細檢查焊縫表面，清除飛濺等缺陷。盡量保留原焊縫不要出現打磨過度。對存在咬邊的地方打磨，對焊縫成型不良的地方處理，嚴禁損傷母材。

焊接順序基本原則：對稱焊、從中間往兩邊焊，以MMJ-3為例，其上錨固角鋼焊接順序如圖4所示，序號表示錨固角鋼與在錨板上的施焊順序。

圖4? MMJ-3錨固件焊接順序示意

（六）無損檢測

根據技術文件要求，角鋼結構形式埋件的主焊縫等級要求為二級焊縫，外觀檢查、超聲波檢測按《鋼結構焊接規范》（GB50661—2011）的相關規定執行。

當外觀檢查發現缺陷時進行修補，修補后進行液體滲透檢驗，若發現缺陷，必須對焊工的20%的焊縫再作檢驗。

（七）變形校正

埋件在制作過程中，由于切割或焊接引起的變形，須進行校正，根據情況采用機械校正或火焰校正法。

采用型鋼校正機對進場角鋼及下料后角鋼錨固件進行校正，采用液壓千斤頂對進場鋼板、下料后錨板進行校正。

焊接完成后的埋件，由于結構復雜其變形部位無法采用機械校正，按下述要求采用火焰加熱校正：火焰加熱時，采用中性焰。在埋件錨板上畫出角鋼端面的外輪廓尺寸，采用沿角鋼肢背與肢平行的區域進行線狀加熱，加熱溫度嚴格控制在600℃以內，一般控制在400℃～600℃范圍內，要求在不通風的條件下自然冷卻。在加熱時采用紅外測溫儀控制加熱溫度，停止加熱后進行空冷，火焰加熱過程中實時采用靠尺檢查錨板平面度，避免過校正。

參考文獻：

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.鋼結構工程施工質量驗收標準：GB 50205—2020[S].北京：中國建筑工業出版社，2020.

[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部.鋼結構焊接規范：GB 50661—2011[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.