十字型构件加工制作.docx

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十字型构件加工制作

“十”字型构件加工制作

“十”字型构件焊前加工

1）放样

放样是整个钢结构制造工艺中的第一道工序，也是至关重要的一道工序。

各个施工过程，例如：

钢板下料切割、型钢组合、各部件和零件的组装，构件预拼件组装都需有专业放样工在加工面上和组装大样板上进行精确放样。

放样后须经检验员检验，以确保零件、部件、构件加工的几何尺寸、形位公差、角度、安装接触面等的准确无误。

如果材料外形不满足使用要求，在下料前应进行矫正。

材料矫正主要采用自动矫正、火焰矫正等方式。

矫正后的钢材表面，不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不得大于0.5mm，且不应大于该钢材厚度负允许偏差的1/2。

钢板的局部平面度应满足下表要求：

钢板局部平面度的允许偏差（mm）

2）划线和号料

对尺寸较小的板、杆材在无数控切割必要的情况下，采用人工划线、号料、下料。

划线、号料、下料人员应做到熟悉工作图纸、熟练制作样板、样杆，熟悉样板、样杆上标注的符号和文字含意，准确记录号料数量。

所使用的样板和样杆应满足下表要求，并由专人妥善保存，工程结束后方可销毁。

样板和样杆的允许偏差

由放样人员划出中心线、定位线、安装基准线，待检验合格后进行组立点焊固定。

3）下料切割和坡口加工

下料加工

下料加工包括气割、剪切。

加工要求按照规范标准进行，下料后检验切割面、几何尺寸、形状公差、切口截面、飞溅物等。

检验合格后进行合理堆放，做上合格标识和零件编号。

下料工序的基本要求如下：

①对箱型构件的翼板、腹板采用直条切割机两面同时垂直下料。

②钢材的切割面或者剪切面应无裂纹、夹渣、分层和大于1mm的缺棱。

③气割前，应除去钢材表面的污垢、油脂，并在下面留出一定的空间，以利于熔渣的吹出。

切割时应保证割炬角度、位置准确，移动平稳。

④下料加工后，应满足下表要求，若不满足，应进行火焰或者机械矫正。

气割的允许偏差（mm）

机械剪切的允许偏差（mm）

坡口加工

使用半自动切割机进行坡口加工，此方法简单易行，效率高，能够满足各种形状坡口的要求。

坡口形式如下图所示：

焊接坡口的基本要求如下：

焊缝坡口的允许偏差

坡口加工完成后，施工人员必须将加工后的零件加以标记，并按照工艺文件及标准中焊接材料的存放要求进行分类存放。

4）焊前准备

焊丝、焊剂等在使用之前，应按照其使用说明书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放。

构件组装前应对焊接面仔细检查，清除焊缝边缘每边30~50mm范围内的各种污渍和异物。

由放样工进行划线放样，组装后使用手工点弧焊进行点固定位，待检验合格后才允许正式焊接。

焊工检验各待组装零部件的零件号，核对钢板材质、规格，发现问题及时反馈。

十字型构件的组立

5）十字型构件的组立主要是指十字型构件在埋弧焊前的组装及点焊定位。

6）十字型构件的组立共分为三个步骤：

H型钢的组立、T型钢的组立、十字型构件的组立。

基本要求如下：

十字型构件定位焊采用CO2气体保护焊，定位焊脚高度不得大于设计焊缝焊脚高度的2/3；定位焊缝长度为50mm，焊道间距为250mm。

点固定位焊不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷。

7）十字型构件组立时按照图纸要求确定装配尺寸，并进行定位焊。

组立时可制作简易胎架，胎架示意图如下所示：

8）焊接十字构件组立的允许偏差（mm）

十字型构件的焊接

9）焊接要求

焊接材料应符合现行国家产品标准和设计要求，配有质量合格证明文件及检验报告等证明材料，并按照规定存放。

焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准《建筑钢结构焊接与验收规程》JGJ81-2001的规定，并事先进行材料选配试验。

焊接人员必须经过考试合格并取得合格证书，且持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。

所有电焊（包括埋弧焊、气体焊、电弧焊）的焊缝也均须打上焊工的钢印号码，焊接后由检验人员进行检验，合格后标上合格标识。

对首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，事先进行焊接工艺评定，仔细的选择焊丝直径、焊接电压、焊接电流、焊接速度、焊接层数等参数值，并根据评定报告确定相应的焊接工艺，以保证获得优良的焊缝。

10）焊接方法概述

十字型构件的十字形焊缝的焊接采用小车式埋弧焊机，加长导电嘴，船形焊位置焊接。

施焊前需要检查十字型构件长度方向变形程度，根据变形情况来决定起始焊缝。

根据十字型构件焊缝的结构形式，采用埋弧自动焊多层焊接。

但为了控制焊接过程中的变形，同样要使用跳焊法，并严格遵守焊接顺序，焊接顺序如下：

11）埋弧焊工艺方法

埋弧焊时必须根据钢板的厚度和品种按工艺文件采用相应的焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝倾斜角度、焊丝数目和排列方式、焊剂粒度和堆放高度，并在生产过程中严格控制焊剂的回收次数。

为保证引弧端及收弧断焊接质量，在工件两断焊接引弧板及引出板，引弧板及引出板要与母材材质、厚度相同，引弧板和引出板的长度应大于或等于150mm，宽度应大于或等于80mm，焊缝引出长度应大于或等于80mm，保证引弧及收弧处质量，防止产生弧坑裂纹。

施焊时层间温度控制在150~200℃范围内，超过200℃应停止焊接，冷却10~20分钟后再进行焊接，以减少变形，焊接过程中应随时检查焊接件的变形情况，以便利用后续焊接来调整十字柱的变形。

每层施焊后，应严格清理层与层之间的焊渣以及焊接缺陷，缺陷处应及时用砂轮打磨或气刨铲除之后用经烘干的E5016（φ3.2mm）焊条进行补焊。

埋弧焊完成后，应对焊接件进行清理，冷却，割去引出板及引弧板，并打磨。

十字型构件埋弧自动焊工艺参数参考值

焊后矫正

12）为了确保构件的尺寸、质量、形状满足规范要求，在焊后必须进行矫正，可采用机械矫正和火焰矫正相结合的方法进行焊后矫正。

13）埋弧焊完成后，若发现H型钢、T型钢、十字型构件存在变形应采用火焰矫正，温度值应控制在750～900℃之间，同一部位加热矫正不得超过2次，矫正后，应缓慢冷却，不得用水骤冷。

14）矫正后的十字柱应符合下表的要求。

焊接十字柱的允许偏差（mm）

十字型构件的制作工艺流程

15）对于十字型构件的制作，其主要的难点在于十字型构件组装时H型钢与T型钢的装配精度，和十字柱型构件焊接时整体收缩应力所造成的焊接变形的控制。

16）首先，采取自动组立与工装夹具相结合的措施来保证装配的精度。

其次，选取适当的焊接工艺参数及加上必要的机械与火工校正来保证焊后外形尺寸的正确性。

第三，我们利用H钢生产线控制H型钢和T型钢的精度，并以此来保证十字型构件的精度。

十字型构件焊后检验及补焊

17）焊后检验

设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷做出判断时，应采用X射线探伤。

二级焊缝质量等级及缺陷分级

焊缝外观应达到：

外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与基本金属之间过渡平滑，焊渣和飞溅物基本清除干净。

焊脚尺寸不应小于连接处较薄板厚的1/4，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。

焊成凹形的角焊缝，焊缝金属与母材间应平缓过渡；加工成凹形的角焊缝，不得在其表面留下切痕。

焊缝外观质量应满足以下基本要求：

二级、三级焊缝外观质量标准

18）补焊

对于检出的超差缺陷，用碳弧气刨进行铲除，打磨。

然后用手工电弧焊补焊，焊后进行清理、打磨，之后进行重新探伤，对同一处缺陷允许第二次气刨后补焊，并第三次探伤。

对第三次探伤不合格者，不得再返修，并上报工艺科处理；重新检验尺寸、外形，对于合格产品的打合格印记。

焊缝返修应严格按照工艺文件执行。

碳弧气刨应采用直流电流，反接电极，操作时，碳棒与工件间应有合适的倾斜角度，防止产生夹碳和贴渣等缺陷。

焊后加工

19）制孔

钢结构的零件钻孔采用中捷友谊I3035×16/1万向摇钻进行精密机械钻孔，部件、构件采用美国PEDDINGHAUS公司BDL-1240/9A型三维钻或磁性钻加划线和模板进行钻孔，为了确保钻孔精度和质量，采用模钻时均须有放样工放样划线划出基准轴线和孔中心，采用数控钻的其首次加工品均应为检验员首检合格后才准批量钻孔，零件、部件、构件钻孔后均需经检验员检验合格后做上合格标识才准转序。

制孔的加工质量要求见下表：

螺栓孔径的允许偏差（mm）

螺栓孔孔距的允许偏差（mm）

摩擦面处理

20）对于高强度螺栓连接，无论是摩擦型、摩擦-承压型、还是承压型连接，连接板接触摩擦面的抗滑移系数是影响连接承载力的重要因素之一。

21）在对构件进行喷丸除绣处理后，对高强度螺栓连接面，尚需进行以压缩空气为动力的喷砂处理，专门处理钢表面摩擦面的表面粗糙度。

喷砂的主要设备是空压机，工作压力为P=8Kg/cm2（0.78MPa），喷砂机的工作压力约为6Kg/cm2（0.59MPa），石英砂的粒度为1.5~4.0mm，喷砂时风压为4~6Kg/cm2（0.39~0.59MPa）。

喷嘴直径8~10mm，喷嘴距钢板表面100~150mm，处理后的钢材表面呈灰白色。

为避免粉尘污染，喷砂处理应在封闭的小屋内进行。

经处理后的摩擦系数检测试验数据均达到《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和设计要求。