CN103510714A

CN103510714A - 一种十字型钢柱焊接及施工方法

Info

Publication number: CN103510714A
Application number: CN201210225458.8A
Authority: CN
Inventors: 段运军; 倪廷玉; 赵利杰; 李永涛
Original assignee: CHINA SIXTH METALLURGICAL CONSTRUCTION Co Ltd
Current assignee: CHINA SIXTH METALLURGICAL CONSTRUCTION Co Ltd
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-01-15

Abstract

一种十字型钢柱的焊接及施工的方法，采用工艺流程为选择、放样、下料、制作H型钢、制作T型钢、矫正、边缘加工、组装十字柱、焊接十字柱、装焊顶板和地脚板、矫正调直、清理挂牌、验收出厂等工序。对于装配精度，采取自动组立与工装夹具来保证；对于焊接变形，采取适当的焊接工艺及加上必要的机械与火焰校正，现场安装采用整体吊装安装方式。不但满足了正常的施工要求，而且下料准确，减少废料，节约钢材，确保整体施工质量满足设计及施工规范要求；质量显著提高，优化设计降低了高空作业人员与设备的风险，安全性显著提高，减轻了工人的劳动强度。

Description

一种十字型钢柱焊接及施工方法

技术领域

本发明涉及施工领域，尤其是一种十字型钢柱的焊接及施工的方法。

背景技术

近年来，钢和混凝土的组合结构在我国获得了长足的发展，广泛应用于高层建筑、大跨桥梁、工业厂房和地铁站台柱等。十字型钢柱是一种常用的工程结构，而施工工程中主要的难点在于装配精度及焊接变形的控制。

发明内容

针对上述问题，本发明解决技术难题所采取的方案是：采用工艺流程为选择、放样、下料、制作H型钢、制作T型钢、矫正、边缘加工、组装十字柱、焊接十字柱、装焊顶板和地脚板、矫正调直、清理挂牌、验收出厂等工序。对于装配精度，采取自动组立与工装夹具来保证；对于焊接变形，采取适当的焊接工艺及加上必要的机械与火焰矫正。

本发明的有益效果是：下料准确，减少废料，节约钢材，确保整体施工质量满足设计及施工规范要求；质量显著提高，优化设计降低了高空作业人员与设备的风险，安全性显著提高，并减轻了工人的劳动强度。

附图说明

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。

图1为十字型钢柱制作流程图；图2为H型钢制作流程图。

具体实施方式

1. 采用工艺流程为选择、放样、下料、制作H型钢、制作T型钢、矫正、边缘加工、组装十字柱、焊接十字柱、装焊顶板和地脚板、矫正调直、清理挂牌、验收出厂等工序，如图1。

1.1H型钢制作流程为下料、H型钢组对、自动焊接、自动矫正，如图2。

① 下料前先根据分段长度进行板料接长板料对接时，坡口为X型坡口。并在焊缝两头各增加与坡口型式相同的引弧板一块。焊后去掉，并修磨焊道边缘至平整；板料对接处焊后进行探伤。合格后，对接口处进行调平。

② 板料直条下料，包括切割，加工坡口。

③ 翼缘与腹板组立，组对前先按翼板宽度找出板料中心线，再按此中心线返出腹板边缘线，并按此线进行组对；对所有影响板料组对的缺陷，如毛刺等进行清理，以保证组对精度；组对时先按板料长度检查，要求总长度上侧弯≤2mm，宽度误差±1.5mm；采用小直径焊条或焊丝打底焊1道。坡口底层焊道采用焊条手工电弧焊时宜使用小于ø4mm的焊条或CO2气体保护焊施焊，底层根部焊道的最小尺寸以最大厚度不超过6mm。打底反面需继续施焊的，必须在反面清根后才能施焊。

④ 组立后的H型构件放在45^°门式埋弧焊机的胎架上，进行全自动埋弧焊接。

⑤ 成型后的H型钢放在翼缘矫正机上矫正。

1.2 T型钢制作是由焊接H型钢切割而成，先做成H型钢，然后从腹板中间把H型钢切割成两个T型钢，H组立前，将腹板对中剖，但每米留20mm不要剖断，待H钢组立焊接完成，冷却，要用T型钢时，再把原没剖断处剖断。

2. 十字型钢柱是由一个焊接H钢和两个T型钢组立、焊接而成。

采用专用的组装卡具来保证其尺寸要求，当 T型钢发生弯曲，组十字时，可自制门式辅具配以千斤顶压以保证T型腹板与H钢腹板密合。然后组对加劲板进行组焊，对加劲板要求进行铣加工或使用数控下料以保证T型钢中心位置及十字型截面互成90度角。

焊接要求T型钢腹板开坡口熔透焊，焊接量较大。如果构件截面足够大可考虑埋弧焊。

控制焊接结构变形的措施：一是焊接前用临时撑将T型钢支撑牢固作刚性固定，避免焊接变形，然后再装隔板。二是将隔板先装好再焊接，这样用隔板来固定T型钢控制焊接变形，这样做必须在隔板上留出足够大的焊主焊缝的工艺孔。

3.焊接变形经常采用以下三种火焰矫正方法：①线状加热法；②点状加热法；③三角形加热法。

构件不同部位的火焰矫正加热温度(T)和冷却方式按下面的施工方法(材质为低碳钢)：低温矫正:500℃≤T≤600℃ 冷却方式：水；

中温矫正:600℃≤T≤700℃ 冷却方式：空气和水；

高温矫正:700℃≤T≤800℃ 冷却方式：空气。

3.1翼缘板的角变形矫正：在翼缘板上面(对准焊缝外)纵向线状加热(加热温度控制在650℃以下)，加热范围不超过两焊脚所控制的范围，不宜用水冷却。

线状加热时不应在同一位置反复加热，同时加热过程中不要进行浇水。

3.2钢构件的上拱与下挠及弯曲矫正：①在翼缘板上，对着纵长焊缝，由中间向两端作线状加热，即可矫正弯曲变形。为避免产生弯曲和扭曲变形，两条加热带要同步进行。可采取低温矫正或中温矫正法。这种方法有利于减少焊接内应力，但这种方法在纵向收缩的同时有较大的横向收缩，较难掌握。②翼缘板上作线状加热，在腹板上作三角形加热。用这种方法矫正焊接型钢的弯曲变形，效果显著，翼缘板上横向线状加热宽度视板厚一般取20mm一90mm，板厚小时，加热宽度要窄一些，加热过程应由宽度中间向两边扩展。线状加热最好由两人同时操作进行，再在腹板上分别加热三角形，三角形的宽度不应超过板厚的2倍，三角形的底与对应的翼板上线状加热宽度相等。加热三角形从顶部开始，然后从中心向两侧扩展，一层层加热直到三角形的底为止。加热腹板时温度不能太高，否则造成凹陷变形，很难修复。

3.3钢构件的波浪变形：矫正波浪变形首先要找出凸起的高点，用圆点加热法配合手锤矫正。加热圆点的直径一般为50mm一90mm，当钢板厚度或波浪形面积较大时直径也应放大，可按d=(4t+10)mm(d为加热点直径,t为板厚)计算得出加热圆点直径。烤嘴从高点起作螺旋形移动，采用中温矫正。当温度达到600℃一700℃时，在加热区边缘处垫块钢板用手锤击打，使加热区金属受挤压，冷却收缩后被拉平。矫正时应避免产生过大的收缩应力。矫完一个圆点后再进行加热第二个高点，方法同上。为加快冷却速度，可对Q235钢材进行加水冷却。这种矫正方法属于点状加热法，加热点的分布可呈梅花形或链式密点形，温度不要超过750℃。

主要施工方法：工厂分段加工成品构件在施工现场进行十字型钢柱桥式起重机吊装安装，可节省作业时间并大大减少现场作业人员数量。

Claims

1.一种十字型钢柱的焊接及施工的方法，其特征是：采用工艺流程为选择、放样、下料、制作H型钢、制作T型钢、矫正、边缘加工、组装十字柱、焊接十字柱、装焊顶板和地脚板、矫正调直、清理挂牌、验收出厂等工序；对于装配精度，采取自动组立与工装夹具来保证；对于焊接变形，采取适当的焊接工艺及加上必要的机械与火焰校正，现场安装采用整体吊装安装方式。

2.根据权利要求1所述的一种十字型钢柱的焊接及施工的方法，其特征是：采用工艺流程为选择、放样、下料、制作H型钢、制作T型钢、矫正、边缘加工、组装十字柱、焊接十字柱、装焊顶板和地脚板、矫正调直、清理挂牌、验收出厂等工序，如图1。

3.根据权利要求1所述的一种十字型钢柱的焊接及施工的方法，其特征是：H型钢制作流程为下料、H型钢组对、自动焊接、自动校正，如图2。

4.根据权利要求1所述的一种十字型钢柱的焊接及施工的方法，其特征是：T型钢制作是由焊接H型钢切割而成，先做成H型钢，然后从腹板中间把H型钢切割成两个T型钢，H组立前，将腹板对中剖，但每米留20mm不要剖断，待H钢组立焊接完成，冷却，要用T型钢时，再把原没剖断处剖断。