淺談H型鋼梁鋼柱制作技術(shù)

肖宇

（十一冶建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，廣西 柳州 545007）

1 制作難度

現(xiàn)代化的電解鋁車間廠房中有大量的H型鋼梁、鋼柱，這些鋼梁鋼柱截面尺寸較大，制作精度要求高且長度較長，由于鋼材有受熱易變形的特點(diǎn)，焊接工藝不當(dāng)，成型的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生不同程度的變形，若變形量過大，將導(dǎo)致無法矯正甚至產(chǎn)品報(bào)廢，所以需要采取一定的措施來保證它們的精度和質(zhì)量。

2 主要質(zhì)量控制

圖1

2.1 防翹曲變形的控制

2.2 焊縫質(zhì)量的控制

3 施工技術(shù)方法

3.1 制作工藝流程

材料檢驗(yàn)矯平→下料、切割→加工坡口→校平→腹板、翼緣板的拼接→無損探傷→二次下料→腹板、翼緣板的組焊→無損探傷→矯正→組裝焊接筋板、端板→號(hào)孔、鉆孔。

3.2 材料檢驗(yàn)、矯平

圖2

檢驗(yàn)平面度，超標(biāo)的要上輥床進(jìn)行矯平，予以檢尺分類堆放。

3.3 下料切割

依據(jù)的采購腹板、翼緣板定尺材料，用半自動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行下料及切割坡口。并對(duì)零件進(jìn)行編號(hào)、標(biāo)注拼接方向和坡口尺寸。

3.4 翼緣板、腹板的拼接

將鋼板在鋼平臺(tái)上放置好，用粉線校直，連接板的中心線處在一條線上并檢查其側(cè)彎程度。

拼接要求見圖1示意。

反變形措施。如圖2。

根據(jù)拼接板的長度調(diào)整墊鐵的位置及高度，A面焊接時(shí)，如上圖進(jìn)行反變形，墊鐵的高度依據(jù)翼緣板的長度及厚度進(jìn)行選用。A面焊完，B面翻個(gè)，進(jìn)行氣刨清根焊接前，如上圖進(jìn)行反變形，用墊條在A面焊縫位置。翼緣板不能有縱向拼接縫，只允許長度拼接，將拼接的翼板矯平直，堆放整齊。

圖3

圖4

圖5

圖6

圖7

U=36～37V

3.5 翼緣板、腹板的組對(duì)

將腹板吊入組裝架，為保證腹板平整，采用圖3示方法吊裝。

翼緣板上劃組裝線，將翼板吊入組裝胎，按圖4示意方法吊裝，垂直放進(jìn)組裝。

按組裝線將腹板、翼板在組裝胎具上點(diǎn)焊加固，吊裝胎具吊裝時(shí)，按圖5示方法吊出組裝架。

3.6 焊接

鋼柱、鋼梁是由四條T形角焊縫焊接，而鋼柱、鋼梁的重量、板厚、焊接性能大等原因會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力，導(dǎo)致翼緣板的角變形和撓曲變形。撓曲變形中有上拱或下?lián)弦约白螅ㄓ遥┡詮?，處理不?dāng)還可能產(chǎn)生難以矯正的扭曲變形。因此，除制造工藝采取反變形措施，選擇合理的焊接工藝是保證焊接質(zhì)量，減小焊接變形的最主要方法。

在總結(jié)焊接經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際對(duì)各種焊接方法進(jìn)行技術(shù)比較，確定以CO2氣體保護(hù)焊，自動(dòng)埋弧焊為主的焊接工藝。即對(duì)接焊縫用CO2焊打底、埋弧焊填充封面、腹板和翼緣板之間的四條角焊縫采用CO2焊打底、埋弧焊在操作臺(tái)上進(jìn)行焊填充封面，其它角縫均用CO2焊焊接。

焊接規(guī)范：

CO2焊焊絲牌號(hào)為H08Mn2SiA、直徑ф1.2mm，埋弧自動(dòng)焊焊絲牌號(hào)為H08MnA、焊劑為 431。

翼板的對(duì)接縫焊接

A面二氧化碳焊接二層

第一層：I=200～220A U=30～34V

第二層：I=220～250A U=30～34V

A面埋弧自動(dòng)焊封面

I=420～460A U=36～37V V=450～530mm/min

B面碳弧氣刨清根，磨光機(jī)修磨焊縫，二氧化碳填充焊2層，埋弧自動(dòng)焊封面一遍，其焊接技術(shù)參數(shù)與A面一樣。

腹板對(duì)接焊縫焊接

第一層：I=150～180A U=30～32V

第二層：I=200～220A U=30～33V

A面埋弧自動(dòng)焊填充封面焊1層：

I=400 ～430A U=36 ～37V V=500～550mm/min

B面焊縫的焊接：碳弧氣刨清根，磨光機(jī)清理焊縫，二氧化碳填充焊二層，再用埋弧自動(dòng)焊封面焊，保證焊縫寬度為20～25mm，焊縫余高為 1～2mm。

T形角焊縫焊接

因考慮到只用一名焊接技術(shù)工人，無法采用對(duì)稱焊接，故在焊接專用胎上，按圖6示意順序進(jìn)行焊接。二氧化碳打底一遍：

第一遍：I=180～230A

U=30～32V

用埋弧自動(dòng)焊填充封面焊1遍

I=400～430A

V=480～500mm/min

其它角焊縫的焊接，鋼柱、鋼梁的其它角焊縫采用二氧化碳焊接。

3.7 主焊縫檢查要求

H型鋼梁柱的主要焊縫焊接作為該單項(xiàng)工程的特殊工序。

保證焊接質(zhì)量，應(yīng)對(duì)其檢查作以下要求：

①焊縫探傷選用超聲波探傷，焊縫質(zhì)量等級(jí)達(dá)到二級(jí)。

②焊縫過渡平緩，成形良好。

③焊縫在影響區(qū)表面不允許出現(xiàn)裂紋、氣孔、弧坑和夾渣等缺陷。

④焊縫咬邊深度應(yīng)小于0.5mm，咬邊連續(xù)長度不應(yīng)大于100mm。

⑤焊縫上的溶渣和兩側(cè)飛賤應(yīng)清除干凈。

⑥主要焊縫應(yīng)打上焊工鋼印號(hào)。

3.8 校直

H型鋼梁、鋼柱焊接完成后，會(huì)出現(xiàn)較為明顯的角向變形，如圖7，這里我們采用專用翼緣板矯直機(jī)，對(duì)其進(jìn)行校平。

3.9 高強(qiáng)螺栓孔加工

鋼梁、鋼柱結(jié)點(diǎn)采用摩擦型高強(qiáng)螺栓聯(lián)接鋼腹板及鋼梁翼緣板與鋼柱焊接固定的混用辦法，分別承受彎矩、剪力和軸向力。

為了使高強(qiáng)螺栓能有效地承受剪力和軸向力，必須提高摩擦型的加工精度，使其均勻受力，來達(dá)到質(zhì)量要求。所以這里將高強(qiáng)螺栓委托螺栓標(biāo)準(zhǔn)件廠加工，并要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定等級(jí)10.9級(jí)（性能等級(jí)），螺栓的長度以緊固反露出3～5圈螺栓為宜。螺栓孔的加工必須保證安裝的互換性，鉆孔必須使用專用鉆孔模具。聯(lián)接摩擦型采用砂輪機(jī)打磨的處理方法，處理好的摩擦面及摩擦型保持清潔，嚴(yán)禁摩擦面刷油漆或沾上油污。

[1]羅邦富，選魏明，陳明輝，等.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1988.

[2]中國機(jī)械工程協(xié)會(huì)焊接學(xué)會(huì).焊接手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工程出版社.1993.

[3]GB50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn).[S].