CN111805114A

CN111805114A - 一种用于钢结构框架的焊接方法及钢结构框架

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Publication number: CN111805114A
Application number: CN202010711795.2A
Authority: CN
Inventors: 高兰云; 李忠明; 魏宁; 欧志文; 武英海; 印英猛; 张鑫; 陈浩; 王永龙; 吕律
Original assignee: China Shipbuilding Industry Corp Diesel Engine Co ltd
Current assignee: China Shipbuilding Industry Corp Diesel Engine Co ltd
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2020-10-23
Anticipated expiration: 2040-07-22
Also published as: CN111805114B

Abstract

一种用于钢结构框架的焊接方法及钢结构框架，属于焊接技术领域可以避免整体焊完后顶板和底板的翘曲变形，取消调形工序，提高生产效率，焊接对顶板和底板时，将顶板和/或底板的中部垫高进行反变形调节，焊接完后再将顶板和/或底板回复至水平状态，焊接方法包括如下步骤：检验顶板和底板的平面度；分别组装钢结构框架的第一部分和第二部分，将顶板中部垫高以利用顶板的自重做反变形，以顶板为基准组装钢结构框架内部的T型板；以顶板为基准组装底板，垫高底板中部以利用底板自重做反变形；将钢结构框架的第一部分和第二部分连接起来，组装筋板。

Description

一种用于钢结构框架的焊接方法及钢结构框架

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体的，涉及一种用于钢结构框架的焊接方法及钢结构框架。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

钢材的熔化悍是在接头处局部加热,使被焊接材料与添加的焊接材科熔化成液体金属,形成熔池、随后冷却凝国成固态金属由于焊接加热，融合线以外的母材产生膨胀。接着冷却.熔池金属和熔合线附近母材产生收缩、因加热冷却这种热变化在局部范围急速地进行膨胀和收缩变形均受到拘束而产生塑性变形，这样，在焊接完成并冷却至常温后该塑性变形残留下来，因而引起结构的形状和尺寸变化，焊接残余变形对结构的影响分为整体变形和局部变形。根据变形的不同特点可分为角变形弯曲变形收缩变形扭曲变形波浪变形和错边变形等。在这些变形类型中，角变形和波浪变形属于局部变形，而其他类型的变形属于整体变形。大跨度钢材焊接过程中通常既有局部变形又有整体变形。

如图1所示的一种钢结构框架，其由底板、顶板以及位于底板、顶板之间的T型板和筋板组成，而且其为对称的结构，因此底板和顶板均包括对称的两个，其需要使用焊接的方法进行连接。

发明人发现使用传统的组焊方法焊接此种钢结构框架，整体焊完后顶板和底板都会发生翘曲变形，整体的平面度较差，无法满足生产的要求，需要在焊接后进行火焰调形，以恢复平整度，生产效率低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于钢结构框架的焊接方法及钢结构框架，可以避免整体焊完后顶板和底板的翘曲变形，取消调形工序，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的技术方案提供了一种用于钢结构框架的焊接方法，焊接对顶板和底板时，将顶板和/或底板的中部垫高进行反变形调节，焊接完后再将顶板和/或底板回复至水平状态。

第二方面，本发明的技术方案还提供了一种钢结构框架，使用如第一方面所述的一种用于钢结构框架的焊接方法制作。

上述本发明的技术方案的有益效果如下：

1)本发明中，利用反变形，组装对顶板和底板进行反变形调节，整体焊完后回复至水平的状态，从而取消焊完后调形的工序，提高生产效率。

2)本发明中，在焊接过程中，只需要将底板和顶板位置倒置一次，也即整个钢结构翻转一次即可，并且翻转完成后不需要再进行调平。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明背景技术中的钢结构示意图，

图2为本发明根据一个或多个实施方式的底板俯视示意图，

图3为本发明根据一个或多个实施方式的顶板俯视示意图，

图4为本发明根据一个或多个实施方式的顶板底板检验平整度示意图，

图5为本发明根据一个或多个实施方式的底板垫高处示意图，

图6为本发明根据一个或多个实施方式的T型板和筋板安装示意图，

图7为本发明根据一个或多个实施方式的顶板反变形示意图，

图8为本发明根据一个或多个实施方式的钢结构示意图。

图中：100、钢结构第一对称部分，200、钢结构第二对称部分，1、底板，2、顶板，11、楔块安装位置，12、安装在的左侧筒状部的T型板，13、安装在的侧边筒状部的T型板，14、筋板。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于钢结构框架的焊接方法及钢结构框架，可以避免整体焊完后顶板和底板的翘曲变形，取消调形工序，提高生产效率。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，实施例1公开了一种用于钢结构框架的焊接方法，组装对顶板2和底板1时，进行反变形调节，整体焊完后回复再至水平的状态。在此过程中，顶板2与底板1的位置倒置一次，也即首先以顶板2作为基准，顶板2在焊接时位于底侧，与工作台或者地面接触；在顶板2上焊接T型板和部分筋板，然后再焊接连接的底板1，最后焊接另外一部分筋板，形成钢结构第一对称部分100；钢结构的第二对称部分同样采用此种方法的焊接；最后的将钢结构第一对称部分100和钢结构第二对称部分200焊接连接，形成整个钢结构。

可以理解的是，本实施例要解决的问题是顶板2和底板1在焊接过程中的形变，因此本实施例定义了“反形变”的概念，在焊接的过程中通过破坏形变形成的基础来反形变，从而保护顶板2和底板1的平面度，抑制平面弯曲的产生，从而的在焊接结束后不需要再进行平面度的调整，节约工序。

具体的，本实施例中用于钢结构框架的焊接方法包括如下步骤：

第一步：检验顶板2和底板1的平面度，若顶板2和底板1的平面度符合标准则进入下一步，若不符合的标准则进行平面度调整，确保在焊接之前顶板2和底板1平面度合格，在此过程中，请参考图4，本实施例中，将顶板2和底板1竖直地置于一个平台上，使用平面度检测仪进行检测；

第二步：组装钢结构框架内部的T型板，并焊接；在此过程中，需要将顶板2垫高以利用顶板2的自重做反变形；可以理解的是，在此步骤中，需要首先将顶板2的置于工作台或底板1，然后使用垫块或者楔块在的顶板2的中轴线位置垫高，然后在顶板2焊接的T型板和筋板；

第三步：以顶板2为基准，组装钢结构框架内部的T型板和筋板，并焊接完成；在此过程中的，顶板2始终保持在中轴线位置垫高的位置；

第四步：以顶板2为基准，组装底板1；在组装底板1时，垫高底板1，利用底板1自重做反变形，组装完成等待焊接。

第五步：按照第一步至第四步的过程，完成钢结构第一对称部的焊接；重复的第一步至第四部，完成钢结构第二对称部的焊接；将钢结构第一对称部个钢结构第二对称部两部分对接并焊接起来，组装筋板并焊接完成。

可以理解的是，在第五步中，所述顶板2和所述底板1均包括对称设置的两个，在焊接时，两个的顶板2和两个底板1分别焊接到中间隔板的两侧。

检验顶板2和底板1的平面度时，若平面度≤3mm，则进行后续步骤；若平面度＞3mm,矫平至≤3mm再进行后续步骤；矫平时，可以使用火焰矫平。本实施例中使用的火焰矫平方式具体为中温矫正，其温度区间为600度～700度，使用空气和水进行冷却，火焰矫正时加热温度不宜过高，过高会引起金属变脆、影响冲击韧性。

此外，在第一步中，也可以预先使用矫平机进行矫平，或者使用锻压机进行矫平。

在第二步中，将顶板2垫高以利用顶板2的自重做反变形时，将顶板2垫高5mm。

在第四步中，垫高底板1，利用底板1自重做反变形时，在T型板或筋板垫楔块以垫高底板1。

在第四步中，垫高底板1，利用底板1自重做反变形时，将底板1垫高8mm。

本实施例利用大跨度钢材自身的自重进行反形变，在底板1或顶板2中轴处垫高，能够把底板1或顶部从中部支撑起来，此时，被支撑的板件在中轴线处具有支撑，而两侧边缘处缺乏支撑的，因此其两侧边处会向下下坠，从而，在板件的垫高出处自然弯曲，而，当整个钢结构框架在焊接完成后，底板1和底板1不再有垫高，翻转为底板1在下顶板2在上的正常结构后，受重力影响，板件的两侧板相对于焊接时向反方向折弯，中和了在焊接时垫高引起的折弯，使得整个的钢结构在平整度上得以恢复。

实施例2

本发明的一种典型的实施方式中，实施例2公开了一种钢结构框架，使用如实施例1中的方法进行的制作。

本实施例中的钢结构框架的具体构造为，包括钢结构第一对称部和钢结构第二对称部，第一对称部和第二对称部形状对称，均包括侧边筒状部以及垂直连接侧边筒状部的左侧筒状部和右侧筒状部，左侧筒状部距离侧边筒状部的左端部有一定的距离，右侧筒状部距离侧边筒状部的右端部有一定的距离。

可以理解的是，侧边筒状部、左侧筒状部和右侧筒状部，其截面均为矩形，其均是由顶板2、底板1以及顶板2和底板1之间的筋板14组成的。

在侧边筒状部、左侧筒状部和右侧筒状部内部，还设有T型板。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于钢结构框架的焊接方法，其特征在于，焊接对顶板和底板时，将顶板和/或底板的中部垫高进行反变形调节，焊接完后再将顶板和/或底板回复至水平状态。

2.如权利要求1所述的一种用于钢结构框架的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

检验顶板和底板的平面度；

分别组装钢结构框架的第一部分和第二部分，将顶板中部垫高以利用顶板的自重做反变形，以顶板为基准组装钢结构框架内部的T型板；以顶板为基准组装底板，垫高底板中部以利用底板自重做反变形；

将钢结构框架的第一部分和第二部分连接起来，组装筋板。

3.如权利要求1或2所述的一种用于钢结构框架的焊接方法，其特征在于，所述顶板和所述底板均包括对称设置的两个。

4.如权利要求2所述的一种用于钢结构框架的焊接方法，其特征在于，检验顶板和底板的平面度时，若平面度≤3mm，则进行后续步骤；若平面度＞3mm,矫平至≤3mm再进行后续步骤。

5.如权利要求4所述的一种用于钢结构框架的焊接方法，其特征在于，矫平时，使用火焰矫平。

6.如权利要求2所述的一种用于钢结构框架的焊接方法，其特征在于，将顶板中部垫高以利用顶板的自重做反变形时，将顶板垫高5mm。

7.如权利要求2所述的一种用于钢结构框架的焊接方法，其特征在于，垫高底板中部以利用底板自重做反变形时，在T型板或筋板垫楔块以垫高底板。

8.如权利要求2所述的一种用于钢结构框架的焊接方法，其特征在于，垫高底板中部以利用底板自重做反变形时，将底板垫高8mm。

9.如权利要求1所述的一种用于钢结构框架的焊接方法，其特征在于，在焊接完成后，顶板与底板的位置倒置。

10.一种钢结构框架，其特征在于，使用如权利要求1～9任意一项所述的一种用于钢结构框架的焊接方法制作。