焊
接
H
型
钢
柱
制
作
工
艺
1. 引言
H型钢柱因其截面多样,可选择性强等特点,被广泛的运用于建筑钢结构领域。但是从加工制作角度考虑,与轧制H型钢相比之下,焊接H型钢柱具有截面尺寸不精确,外观质量查等缺点。因此,确保焊接H型钢截面尺寸;提高外观质量就成了焊接H型钢柱制作的关键所在。本文从工艺上对焊接H型钢柱的制作进行了全面的阐述。
2. 工程概况简介
本工程为邯钢新区250t转炉炼钢工程,我公司承接了D、E、F、G、H、J、K七列的钢柱制作工程。其中包括双肢柱112根(双肢为H型截面32根,双肢为箱型截面80根)。
3. 设计技术要求
3.1原材料。根据设计焊接H型钢柱所用钢材主要分Q345C和Q345B两种,板厚20~80 m m不等。
3.2焊接方法及坡口(见
表
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1-1)。
组合梁焊接方法及坡口 表1—1
贴角焊
腹板厚度(t)
焊脚高度(c)
焊接方法
6
5
手工电弧焊
埋弧焊
CO2气体保护焊
8
6
10
8
12
8
T型熔透焊缝
14≤t<25
b=0, p=2
H1=t-p
α=60°
埋弧焊清根
t≥25
α1=55°
α2=60°
b=0, p=3
H1=2/3(t-p)
H2=1/3(t-p)
对接
12≤t<25
b=0, p=2
H=t-p
α=55°
埋弧焊清根
t≥25
α1=α2=60°
b=0, p=3
H1=2/3(t-p)
H2=1/3(t-p)
3.3当钢板长度不能满足要求时,接头位置应避开跨中1/3范围,接头采用对接直焊缝连接。
4. 施工前的准备工作
施工前的准备工作包括原材料的订购检验、图纸会审、技术交底等工作。采购原材料时应根据图纸合理排版,进行定尺定轧,以免造成浪费。增加施工成本。
5. 制作工艺
5.1下料
下料前如钢板存在波浪弯,豆角弯时,应矫正平直后方可下料。下料时,先采用多头数控切割机切割焊接H型三块主板,然后采用自动(半自动)精密火焰切割机加工腹板坡口。切割时,构件长度方向应与钢板轧制方向一致。并加放30 m m加工余量;上、下翼缘板宽度方向加放切割余量(见表1-2);腹板宽度方向应同时加放切割余量(见表1-2),和焊接收缩量(见表1-3)。沿梁长度方向尽可能避免拼接,确实需要拼接时,以整板拼接后再下料为宜,这样可以有效降低拼接缝的焊接角变形,同时也可避免因拼装不良造成的侧向弯曲等。
5.2零部件加工
(1) 放样下料。按1:1的比例放样制作各零部件的大样,按
样板在钢板上号料划线,划线完成后应对各零部件的号料尺寸进行
检查,并做好标识。
割嘴及切割余量选择 表1-2
钢板厚度(m m)
割嘴型号
切割余量(m m)
6~10
1
0
10~20
2
2
20~30
3
3
30~40
4
3
40~60
5
3
60~100
6
4
焊接收缩量选择 表1-3
腹板厚度(mm)
坡口形式
焊接收缩量(mm)
6~12
不开坡口
0
14~25
V型坡口
3
25~40
K型坡口
4
(2) 切割及坡口。采用氧、乙炔火焰自动切割机切割,不允许
机械剪切。坡口角度按工艺要求加工,其允许偏差不得大于±5°。
(3) 制孔。当同一零件上的最大孔间距小于500 m m时采用平
面数控钻床钻孔;当其最大孔间距大于800 m m时,采用手工号孔并规孔的方法进行螺栓孔加工;当同一类型零件板需大批量钻孔时,可采用胎膜套钻,这样可以大大提高劳动效率及钻孔精度。
5.3焊接H型钢加工
5.3.1组装
组装前,两翼缘板及腹板均不得有可见的硬弯,特别是沿长度方向拼接时产生的弯曲变形,在组装前必须矫正平直。
保证H 型钢截面高度是焊接H型钢组装的关键。在H 型钢组装过程中应按表1-3预留的焊接收缩量严格控制截面高度。
5.3.2焊接
(1) 焊接方法选择。当腹板厚度不大于12 m m时采用CO2气
体保护焊进行焊接。当腹板厚度大于12 m m时全部采用埋弧自动焊进行焊接。焊接时为保证良好的焊缝外观成型。尽可能的采用船形焊,这样有利于焊缝金属的合理分配,能有效避免焊缝偏肉,咬肉等缺陷。
(2)
焊接顺序。以尽量减少焊接变形为原则。焊接时应综合考
虑H型钢四条焊缝的变形,采用变形抵消法。使变形降到最低,并随时用样板检查,随时调整。常用的焊接顺序有两种(见图1-1):
a.1→3→2→4;b.1→2→4→3,前者适合于非熔透贴角焊缝,后者有利于坡口熔透型焊缝的变形控制。
5.3.3矫正
对于H型钢翼缘板的焊接角变形,采用H型钢翼缘板矫正机进
行矫正;侧弯及扭曲变形采用火焰加热矫正法,利用火焰局部加热时产生的压缩塑性变形,使较长金属产生塑性变形,从而达到矫正变形的目的。
5.4焊接H型钢柱总装配
H型钢柱总装配前作业人员应首先熟悉图纸,理清装配顺序,
尽可能的一次装配成型,但需二次(或更多次)装配时,必须分次按顺序装配,以免给后继焊接造成麻烦。
装配必须在装配平台上进行,平台高低差不得大于3mm,装配
前H型钢不得有侧弯、扭曲、挠曲等变形;H型钢腹板及翼缘板不得有可见的波浪弯,豆角弯等。
5.4.1 H型钢净料及螺栓孔加工
一般焊接H型钢在总装前,长度方向均有余量,装配前应进行
二次净料。净料时对于大厚截面梁,其零部件焊接及矫正不会引起太大的收缩,故可不留焊接收缩量,对于薄板小截面细长梁,必须根据焊接量的大小预留焊接收缩量,以不大于5mm 为宜。净料时的切割余量根据加工方法的不同而定。
5.4.2零部件装配
零部件装配前,首先应检查其外观尺寸、孔距、坡口、边缘加
工、平直度等,准确无误后方可进行装配。零部件的装配定位线应以梁两端的螺栓孔为基准进行划线,这样有利于减少梁的安装误差。
5.4.3组装检查
梁组装完成后,作业人员应结合图纸,依据有关
标准
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进行自检,
合格后交焊接车间进行焊接。
5.5焊接H型钢梁焊接
5.5.1焊接方法:采用CO2气体保护焊
5.5.2焊接材料:焊丝选用ER50-6型焊丝,直径Φ=1.2mm;CO2气体选用高纯度CO2气体,其CO2含量应≥99.99%;H2O≤0.002%。
5.5.3焊接工艺参数选择(见表1-4)。
焊接工艺参数选择 表1-4
焊接电流
(A)
电弧电压
(V)
焊接速度
(m/h)
焊丝伸出长度
(mm)
气体流量
(L/min)
180~220
25~28
32~36
15~20
25~40
5.5.4焊接检验。对于熔透焊缝,焊接完成24小时后应及时进行超声波探伤检测。
5.6修整、涂装及标识
按工艺要求对构件进行修整、涂装及标识。
5.7检测
严格按照国家有关规定进行检测。
【参考文献】
1、 GB50205-2001《钢结构施工质量验收
规范
编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载
》。
2、 GB50300-2001《建筑工程施工质量验收统一标准》。
3、 JGJ99-98《高层民用建筑钢结构技术规程》。
4、 GB/T1591《低合金高强度结构钢》。