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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 钢结构箱型柱加工制作工艺技术箱型截面柱构件具有结构力学性能好、双向抗弯刚度大、自重轻等特点,目前在建筑中 应用越来越广泛；从下料、箱型梁组装、隔板组装、箱型柱焊接以及焊接变形掌握等方面介 绍了建筑钢结构箱型柱加工制作工艺技术；重点： 箱型柱；制作工艺；焊接变形掌握1 箱型柱构件的主要特点一般箱型柱由两块宽板和两块窄板也可称为两块翼缘板和两块腹板组成,在箱型柱牛腿 上、下翼缘板对应位置设置内隔板,且设计要求内隔板与翼缘板和腹板全熔透焊接；高层钢 结构箱型柱制作和安装通常分为假设干节进行施工,下节柱的柱顶四边向内 50100 mm范畴 要端铣,端面
2、铣垂直于柱身,以保证箱型柱整体的垂直度；箱型柱必需采纳合理的焊接次序 以防止产生扭曲变形,造成上、下节柱对接时显现错口现象；内隔板与翼缘板、腹板间须留 有足够的间隙并用衬板围成焊道,用电渣焊填充焊道,实现内隔板与主板的焊接,从而解决 操作人员无法进入箱型柱内部,对内隔板与四周主板熔透焊缝的焊接问题；为了到达对称焊 接掌握变形的目的,一般留置对应的两条焊缝用电渣焊对称施焊；2 下料工艺2.1 翼缘板和腹板的下料工艺箱型柱由翼缘板和腹板组成,下料时应结合下料工艺和焊接工艺考虑切割余量和焊接收缩余 量； 4 块板下料时,采纳门式多头气割机对翼板、腹板两侧同时进行切割,以确保翼缘板和腹板的平直度,翼缘
3、板和腹板下料答应偏差为: 宽度 1 mm、垂直度公差 1 mm；在板材宽度的端头要用横向割枪切割坡口,单面 35 留 2 mm钝边,坡口与纵向切割线保证垂直,然后以实际长度进行下料；主材腹板的坡口采纳半自动气体切割机进行加工,腹板的两边坡口应同时切割以防切割后产生一边旁弯；腹板坡口形式见图 1；图 1 箱型柱主焊缝的坡口形式在部分熔透和全焊透坡口交界位置,用气割将过渡处在部分焊透坡口处割除一个小三角块,1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 再用砂轮打磨以平缓过渡,见图 2；2.2 隔板及衬板的下料工艺隔板利用数控切割
4、,尺寸规定b1 为箱体内壁宽度 +8 mm铣削量； b2 为箱体内壁宽度 -50 mm电渣焊焊孔 25 2；图 2 焊接过渡区按图 3 进行隔板坡口和铣边加工,在45 过渡位置切完坡口后需进行打磨处理；假设设计要求内隔板设置透气孔时,就采纳摇臂钻床进行钻孔；假设设置中间人孔时,用仿型切割机切 割人孔；隔板衬垫板下料后须端铣；图 3 隔板气割后示意3 箱型柱的制作主要工艺流程箱型柱制作工艺流程见图 4；2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 4 箱型柱制作工艺流程4 箱型柱组装箱型柱组装前先检查组装用零件的编号、材质
5、、尺寸、数量和加工精度等是否符合图纸和工艺要求,确认后才能进行装配,构件组装要依据工艺流程进行；组装平台用水准仪矫平,保证平台平面度误差在2 mm范畴内,并具有足够的强度和刚度保证在组装过程中不产生过大变形；4.1 内隔板定位将一块翼缘板上胎架,从下端坡口处包含预留现场对接的间隙开头划线,按每个隔板收缩 0.5 mm、主焊缝收缩 3 mm匀称分摊到每个间距,然后划隔板组装线的位置,隔板中心线延长到两侧并在两侧的翼板厚度方向中心打上样冲点,见图 5；3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 5 箱型柱隔板定位线4.2
6、内隔板装配为保证箱型柱的截面尺寸在 B 2.0 mm 范畴内,实行用内加劲隔板组件来保证,几何尺寸和 正确见图 6；在隔板组件装配前,对 4 块已铣边的工艺垫板和加工好坡口的隔板在胎架隔板组立机上进行装配,并进行焊接,保证其几何尺寸在答应范畴内；考虑到内隔板与箱型柱 4 大片的焊接均为全熔透的焊接缝,在隔板组装时应考虑 2 mm的焊接收缩余量；隔板长度掌握在 02 mm,宽度掌握在 02 mm,对角线偏差掌握在1.0 mm范畴内；4.3 隔板固定将隔板按已划好的定位线装在下翼缘板上,并点焊固定,为了提高柱子的刚性及抗扭才能,在部分焊透的区域每1.5 mm 处设置一块工艺隔板,工艺隔板与4 大片
7、采纳间断焊接,如图7所示；图 6 隔板组装示意4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 7 内隔板、工艺隔板点焊接示意4.4 腹板组装组装两块侧板,在胎架上进行拼装、校正、定位,定位焊的位置应在焊缝的反面；将腹板与 翼缘板下端对齐,并将腹板与翼缘板和隔板顶紧,然后装腹板的熔透焊处衬垫板,下侧的垫 板应与下翼缘板顶紧,上侧的垫板上端应与部分焊透处钝边齐平；垫板的长度可以任意切 割,但须保证全焊透位置下面均有衬垫板以防焊接时铁水流到箱体空间内,如图 8 所示；图 8 腹板组装示意当柱本身较长时,为防止腹板组装发生扭曲,可
8、做些定位夹具,如图 9 所示,最好在箱型梁 组立机上组装；图 9 定位夹具示意4.5 隔板焊接对隔板进行焊接,隔板与侧板为单面V 形坡口留间隙衬垫焊,采纳CO2气体爱护焊焊接,由于隔板单独焊接时会引起变形拉弯隔板,须在两隔板中间加撑杆固定住,可防止因焊接热输 入引起隔板错动,必要时也可在两腹板之间加撑杆,见图 10；5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 10 防止隔板焊接变形撑杆示意对于隔板间距较窄部位,为便于气保焊操作,应在组装时坡口朝外；当隔板又比较密集时,采纳先装中间两块隔板,焊好后探伤合格才可从中间向两边
9、依次退着装焊；须保证隔板与腹 板的焊接质量,探伤合格后方可盖板；4.6 装上翼缘板组装前清理 U形口内部的全部杂物,将上翼缘板下端开坡口处对齐,与两腹板压紧,需要注 意的是肯定要使得上翼缘板与隔板上边靠严之前应用角尺测平面度以调剂隔板上端的工艺 垫块在同一水平面上,假设留下间隙会使电渣焊接时铁水泄漏从而影响电渣焊质量,最终 盖上翼缘板,见图 11；图 11 盖上翼缘板4.7 焊接箱型柱自身纵向焊缝将坡口内点焊固定,在组装好的箱体两端加设引熄弧板；然后焊接箱型柱自身 4 条纵向焊缝,焊接前须在焊缝范畴内和焊缝外侧面处单边30 mm范畴内清除氧化皮、铁锈、油污等；先用气体爱护焊焊接全焊透坡口处,当
10、焊透部分的焊缝与部分焊透的根部齐平常再纵向埋弧 自动焊,主角焊缝同向对称焊接,以削减扭曲变形,焊接次序见图 12；6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 12 箱型梁主焊缝焊接次序 注: 焊接次序 1234；5 箱型柱焊接5.1 箱型柱的埋弧自动焊假设焊接坡口填充量较大,如单面全部焊接完会引起箱体变形时,可采纳先焊1、2 焊缝,焊 1、2 焊缝焊缝深度到达填充量的一半时,翻过来焊3、4 焊缝,待全部焊满后再翻过来将满；这样可使构件受热匀称,抵消焊接变形,一旦发生扭曲变形,矫正变形很困难,因此采用合理的焊接次序对削减
11、焊接变形至关重要；5.2 电渣焊依据翼缘板两侧事先打好的样冲点划线,定出钻孔位置,翻身 180 同样划线将电渣焊焊接位置钻孔,清理孔内无杂物；然后移至电渣焊设备处进行电渣焊,两侧槽口应用两台焊机同 时焊接；采纳丝极电渣焊,依据 GB 506612022钢结构焊接标准参数为 : 焊接电流 380400 A,焊接电压 4548 V；丝极电渣焊焊接时应留意事项为 : 1电渣焊的夹板隔板组装前必需经过三边刨平处理；2为了防止电渣焊气孔发生,肯定要在内隔板组装前对电渣焊部位以及焊缝两侧各 范畴对油、锈和污物进行处理；30 mm的3丝极电渣焊采纳电渣弧压反馈自动调剂系统,完全解决了电渣焊接中间断弧问题；4
12、焊接工艺参数符合焊接工艺评定要求；5.3 箱型梁焊接变形的掌握箱型柱内隔板的焊接采纳热影响区比较小的 接,以有效削减焊接变形；CO2气体爱护焊,按相同的焊接标准参数进行焊箱型梁生产线同一隔板采纳两台电渣焊机同时施焊,两台电渣焊机的工艺参数基本保持一 致,通过合理的工艺参数掌握,焊接成型后不会产生过大变形；埋弧自动焊的坡口焊缝焊接收缩比较大,在坡口方向必需加大 4 mm,由于埋弧自动焊接采纳 两台埋弧自动焊同时对称施焊,不会产生过大扭曲变形；通过评定合格焊接工艺参数和合理 的焊接次序进行掌握；通过合理的焊接次序掌握箱型柱的焊接变形；主要的焊接次序和焊接原就为 : 先焊短焊缝、后 焊长焊缝；先焊中间焊缝、后焊周边焊缝,先焊主要受力焊缝、后焊次要受力焊缝；7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6 箱型柱的铣端在箱型柱全部焊接、矫正完毕后,将钢柱放在平台上,用划线检验样杆放线,划线的内容包括:4 个面的中心线,上、下铣切或切割线和 铣头；7 总结100 mm检验线,划线经过检验合格后送机加工通过对箱型柱从下料、组装、焊接到端铣等制作全过程的讨论,总结了成熟的箱型柱制作和 焊接的全过程,可供生产同类箱型构件制作时参考；8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页