CN112743250B - 非标h型钢制造方法及专用工装 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非标H型钢制造方法，包括：将标准H型钢腹板切割，形成两个T型钢工件；对两个T型钢工件的腹板进行I型坡口加工；将两个T型钢工件组对成H型钢工件；将组对好的H型钢工件放置在专用工装的工装架上并由卡具固定于工装架；在工装架上加装引弧板并将引弧板点固到组对好的H型钢工件的腹板；对H型钢工件的腹板进行正面埋弧焊接；将专用工装整体翻转180度，对H型钢工件的腹板进行背面埋弧焊接；焊接后形成的H型钢缓冷；松开卡具，将H型钢从工装架取下，完成非标H型钢的制造。该方法解决了非标H型钢制造难题，避免了H型钢腹板对接焊时焊缝连续性差、接头多、焊缝内部质量不稳定、焊缝收缩量不一致等技术问题。

Description

非标H型钢制造方法及专用工装
技术领域
本发明属于钢材制品生产技术领域，更具体地涉及一种非标H型钢制造方法及该非标H型钢制造方法使用的专用工装。
背景技术
目前钢材市场中H型钢的材质、规格和标准尺寸还存在许多空缺，而非标H型钢订制至少需要500吨以上的订货才可以进行开坯轧制。对于质量要求高、用量不是特别大的非标H型钢，目前还没有好的制造办法。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种非标H型钢制造方法及该非标H型钢制造方法使用的专用工装，适用于利用现有的标准H型钢通过腹板对接焊制造非标H型钢。
在第一方面，本发明的非标H型钢制造方法包括如下步骤：(1)将现有的标准H型钢腹板切割，形成两个T型钢工件；(2)对所述两个T型钢工件的腹板进行I型坡口加工；(3)将所述两个T型钢工件组对成H型钢工件，对组对好的所述H型钢工件进行尺寸调整，并预留焊接收缩量；(4)将组对好的所述H型钢工件放置在专用工装的工装架上，并由专用工装的卡具将所述H型钢工件固定于工装架；(5)在所述工装架上加装引弧板，并将所述引弧板点固到组对好的所述H型钢工件的腹板；(6)对所述H型钢工件的腹板进行正面埋弧焊接；(7)将所述专用工装整体翻转180度，对所述H型钢工件的腹板进行背面埋弧焊接；(8)焊接后形成的H型钢缓冷；(9)松开所述卡具，将所述H型钢从所述工装架取下，完成非标H型钢的制造。
优选地，在本发明的上述非标H型钢制造方法中，在所述步骤(1)中，对所使用的现有的标准H型钢的外形尺寸、力学性能、化学成分进行检测，并对标准H型钢进行超声波和磁粉无损检测，选用与所制造的非标H型钢所要求的外形尺寸、力学性能、化学成分接近的标准H型钢作为原料，然后将标准H型钢进行位置标记；根据所制造的非标H型钢的要求尺寸，从中间切割现有的标准H型钢的腹板，切割后形成的所述两个T型钢工件的腹板高度尺寸预留至少20mm的加工余量，并将所述两个T型钢工件的腹板总尺寸控制为比所制造的非标H型钢的腹板尺寸大0.5～1mm。
优选地，在本发明的上述非标H型钢制造方法中，在所述步骤(4)中，在所述工装架的多个位置使用卡具将所述H型钢工件的上下翼板固定于所述工装架。
优选地，在本发明的上述非标H型钢制造方法中，在所述步骤(6)中，采用埋弧自动焊进行连续焊接，焊缝中间没有接头，焊接参数控制为：焊丝直径
Figure BDA0002856890150000021
电流450A～520A、电压30V～32V、焊接速度18米～21米/小时，焊接时焊丝对准焊缝中心线一侧2mm。
优选地，在本发明的上述非标H型钢制造方法中，在所述步骤(7)中，采用埋弧自动焊进行连续焊接，焊缝中间没有接头，焊接参数控制为：焊丝直径
Figure BDA0002856890150000022
电流650A～700A、电压30V～34V、焊接速度21米～27米/小时，焊接时焊丝对准焊缝中心线。
优选地，在本发明的上述非标H型钢制造方法中，在所述步骤(6)和所述步骤(7)中，所述H型钢工件的腹板正面埋弧焊接以及所述H型钢工件的腹板背面埋弧焊接的焊接方向控制为同向。
优选地，在本发明的上述非标H型钢制造方法中，在所述步骤(8)中，将焊接后形成的H型钢缓冷至小于等于60℃。
在第二方面，本发明的非标H型钢制造方法使用的专用工装包括工装架和卡具，所述工装架包括一对平行设置的翼板放置板、开设在每个所述翼板放置板侧端中间位置的引弧板安装槽、设置在所述一对翼板放置板两侧端的一个或多个紧固板、设置在所述一对翼板放置板的外侧面上的加强筋板、设置在每个所述翼板放置板的内侧面下底端的翼板挡片；所述卡具为U型夹具，包括两个平行的延伸臂，并在其中的一个延伸臂上开有螺纹孔，螺丝匹配在螺纹孔内。
优选地，在本发明的上述专用工装中，所述紧固板的数量为两个，分别设置在所述引弧板安装槽的上下两侧。
优选地，在本发明的上述专用工装中，所述紧固板为多套尺寸规格不同的紧固板，所述紧固板以可拆卸方式设置在所述一对翼板放置板两侧端。
本发明的非标H型钢制造方法及该方法所使用的专用工装，适用于利用现有的标准H型钢通过腹板对接焊制造各种需要规格的非标H型钢，从而解决了非标H型钢制造难题，填补了现有非标H型钢的制造技术空白。而且，利用本发明的非标H型钢制造方法及该方法所使用的专用工装，避免了H型钢腹板对接焊时焊缝连续性差、接头多、焊缝内部质量不稳定、外形尺寸不一致、焊缝收缩量不一致等技术问题，解决了现有焊接工艺技术的不足。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的非标H型钢制造方法的流程示意图。
图2是本发明的非标H型钢制造方法所使用的专用工装中工装架的立体示意图。
图3是图2所示工装架的俯视图。
图4是图2所示工装架的主视图。
图5是本发明的非标H型钢制造方法所使用的专用工装中卡具的结构示意图。
附图标记说明：10-工装架、20-卡具、11-翼板放置板、12-引弧板安装槽、13-紧固板、14-加强筋板、15-翼板挡片、21-延伸臂、22-螺丝。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的非标H型钢制造方法适用于利用现有的标准H型钢通过腹板对接焊制造非标H型钢，总体上，如图1所示，该非标H型钢制造方法包括如下步骤：(1)将现有的标准H型钢腹板切割，形成两个T型钢工件；(2)对两个T型钢工件的腹板进行I型坡口加工；(3)将两个T型钢工件组对成H型钢工件，对组对好的H型钢工件进行尺寸调整和校对，并预留焊接收缩量；(4)将组对好的H型钢工件放置在专用工装的工装架上，并由专用工装的卡具将H型钢工件固定于工装架；(5)在专用工装的工装架上加装引弧板，并将引弧板点固到组对好的H型钢工件的腹板；(6)对H型钢工件的腹板进行正面埋弧焊接；(7)将专用工装整体翻转180度，对H型钢工件的腹板进行背面埋弧焊接；(8)焊接后形成的H型钢缓冷；(9)松开卡具，将H型钢从专用工装的工装架取下，完成非标H型钢的制造。
优选地，在步骤(1)中，对所使用的现有的标准H型钢的外形尺寸、力学性能、化学成分进行检测，并对标准H型钢进行超声波和磁粉无损检测，选用与所制造的非标H型钢所要求的外形尺寸、力学性能、化学成分接近的标准H型钢作为原料，然后将标准H型钢进行位置标记，确保后续焊接组对加工时H型钢工件的方向与切割前标准H型钢一致。
优选地，在步骤(1)中，根据所制造的非标H型钢的要求尺寸，从中间切割现有的标准H型钢的腹板，切割后形成的两个T型钢工件的腹板高度尺寸要至少预留20mm的加工余量，以防止切割时的热循环对腹板材质性能造成影响，并将两个T型钢工件的腹板总尺寸控制为比所制造的非标H型钢的腹板尺寸大0.5-1mm。
优选地，在步骤(3)中，先将两个T型钢工件的腹板焊缝焊接区域及坡口两侧打磨除锈露出金属光泽，然后把两个T型钢工件按照上述步骤中的位置标记成对分别放入专用工装的工装架进行预组对，调整两个T型钢工件腹板错边量、预留收缩量、翼板高度等尺寸。
优选地，在步骤(4)中，在专用工装的工装架的多个位置使用卡具将H型钢工件的上下翼板固定于工装架，由此可在不影响整道焊接的情况下，保证在焊接时产生较小的收缩量和焊接变形，同时保证了整条焊缝的连续焊接性，确保焊缝中间没有接头。
优选地，在步骤(6)中，采用埋弧自动焊进行连续焊接，确保焊缝中间没有接头，焊接参数控制为：焊丝直径
Figure BDA0002856890150000041
电流450A～520A、电压30V～32V、焊接速度18米～21米/小时，焊接时焊丝对准焊缝中心线一侧2mm，防止焊接时焊缝热量过于集中将焊缝焊漏。
优选地，在步骤(7)中，采用埋弧自动焊进行连续焊接，确保焊缝中间没有接头，焊接参数控制为：焊丝直径
Figure BDA0002856890150000042
电流650A～700A、电压30V～34V、焊接速度21米～27米/小时，焊接时焊丝对准焊缝中心线，这样便于加大焊缝熔深，保证焊缝焊接质量，满足NB/T47013.2-2015射线探伤I级要求。
优选地，在步骤(6)和(7)中，H型钢工件的腹板正面埋弧焊接以及H型钢工件的腹板背面埋弧焊接的焊接方向控制为同向，防止因焊接应力造成H型钢扭曲变形。
优选地，在步骤(8)中，将焊接后形成的H型钢缓冷至小于等于60℃，以降低焊接后形成的H型钢的变形量。
优选地，在步骤(9)之后，清理H型钢焊缝表面飞溅及杂物，并对制作完成的H型钢的外形尺寸和焊接质量进行检验。
如图2、3、4和图5所示，本发明的非标H型钢制造方法所使用的专用工装包括工装架10和卡具20，工装架10包括一对平行设置的翼板放置板11、开设在每个翼板放置板11侧端中间位置的引弧板安装槽12、设置在上述一对翼板放置板11两侧端的一个或多个紧固板13、设置在上述一对翼板放置板11的外侧面上的加强筋板14、设置在每个翼板放置板11的内侧面下底端的翼板挡片15，其中，上述一对翼板放置板11用于分别放置H型钢工件的上下翼板，引弧板安装槽12用于安装引弧板，紧固板13用于将上述一对翼板放置板11相互紧固，并对放置在翼板放置板11上的H型钢工件进行高度方向的定位，以防止H型钢高度尺寸不一致，加强筋板14包括上下两个平板及设置在上下两个平板之间的竖板，用于加强上述一对翼板放置板11的强度和稳固性，翼板挡片15用于支撑和定位放置在翼板放置板11上的H型钢工件的翼板，并对放置在翼板放置板11上的H型钢工件进行限位，以防止H型钢工件滑出工装架10；卡具20为U型夹具，包括两个平行的延伸臂21，并在其中的一个延伸臂上开有螺纹孔，螺丝22匹配在螺纹孔内，在将组对好的H型钢工件放置在工装架10上后，H型钢工件的翼板与工装架10的翼板放置板11夹持在两个平行的延伸臂21之间，通过拧紧螺丝22，即可将H型钢工件的翼板与工装架10的翼板放置板11紧固在一起，或者在需要将H型钢从专用工装取下时，通过旋松螺丝22，即可将H型钢工件的翼板脱离开工装架10的翼板放置板11。
优选地，紧固板13的数量为两个，并设置在引弧板安装槽12的上下两侧。
优选地，工装架10配备有多套尺寸规格不同的紧固板13，紧固板13以可拆卸方式设置在上述一对翼板放置板11两侧端，由此，在所制造的非标H型钢的高度尺寸规格变化时，可以根据需要更换对应尺寸规格的紧固板13，从而适用于各种规格的H型钢的制造。
优选地，专用工装的工装架10刚性要强，以防止H型钢腹板对接焊时，焊接应力造成的H型钢外形尺寸变形和焊接应力造成焊缝产生横向应力裂纹。
本发明的非标H型钢制造方法及该方法所使用的专用工装，适用于利用现有的标准H型钢通过腹板对接焊制造各种需要规格的非标H型钢，从而解决了非标H型钢制造难题，填补了现有非标H型钢的制造技术空白。而且，利用本发明的非标H型钢制造方法及该方法所使用的专用工装，避免了H型钢腹板对接焊时焊缝连续性差、接头多、焊缝内部质量不稳定、外形尺寸不一致、焊缝收缩量不一致等技术问题，解决了现有焊接工艺技术的不足。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。同时，本文中使用的术语“连接”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等均以附图中表示的放置状态为参照。
还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。

Claims (7)

1.一种非标H型钢制造方法，用于利用现有的标准H型钢通过腹板对接焊制造非标H型钢，其特征在于，所述非标H型钢制造方法包括如下步骤：
（1）将现有的标准H型钢腹板切割，形成两个T型钢工件，其中，根据所制造的非标H型钢的要求尺寸，从中间切割现有的标准H型钢的腹板，切割后形成所述两个T型钢工件；
（2）对所述两个T型钢工件的腹板进行I型坡口加工；
（3）将所述两个T型钢工件组对成H型钢工件，对组对好的所述H型钢工件进行尺寸调整，并预留焊接收缩量；
（4）将组对好的所述H型钢工件放置在专用工装的工装架上，并由专用工装的卡具将所述H型钢工件固定于工装架；所述工装架包括一对平行设置的翼板放置板、开设在每个所述翼板放置板侧端中间位置的引弧板安装槽、设置在所述一对翼板放置板两侧端的多个紧固板、设置在所述一对翼板放置板的外侧面上的加强筋板、设置在每个所述翼板放置板的内侧面下底端的翼板挡片；所述卡具为U型夹具，包括两个平行的延伸臂，并在其中的一个延伸臂上开有螺纹孔，螺丝匹配在螺纹孔内；所述紧固板为多套尺寸规格不同的紧固板，所述紧固板以可拆卸方式设置在所述一对翼板放置板两侧端，其中，所述一对翼板放置板两侧端均设置有两个所述紧固板，且两个所述紧固板分别设置在所述引弧板安装槽的上下两侧；
（5）在所述工装架上加装引弧板，并将所述引弧板点固到组对好的所述H型钢工件的腹板；
（6）对所述H型钢工件的腹板进行正面埋弧焊接；
（7）将所述专用工装整体翻转180度，对所述H型钢工件的腹板进行背面埋弧焊接；
（8）焊接后形成的H型钢缓冷；
（9）松开所述卡具，将所述H型钢从所述工装架取下，完成非标H型钢的制造。
2.如权利要求1所述的非标H型钢制造方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，对所使用的现有的标准H型钢的外形尺寸、力学性能、化学成分进行检测，并对标准H型钢进行超声波和磁粉无损检测，选用与所制造的非标H型钢所要求的外形尺寸、力学性能、化学成分接近的标准H型钢作为原料，然后将标准H型钢进行位置标记；根据所制造的非标H型钢的要求尺寸，从中间切割现有的标准H型钢的腹板，切割后形成的所述两个T型钢工件的腹板高度尺寸预留至少20mm的加工余量，并将所述两个T型钢工件的腹板总尺寸控制为比所制造的非标H型钢的腹板尺寸大0.5~1mm。
3.如权利要求1所述的非标H型钢制造方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，在所述工装架的多个位置使用卡具将所述H型钢工件的上下翼板固定于所述工装架。
4.如权利要求1所述的非标H型钢制造方法，其特征在于，在所述步骤（6）中，采用埋弧自动焊进行连续焊接，焊缝中间没有接头，焊接参数控制为：焊丝直径Ø4mm、电流450A~520A、电压30V~32V、焊接速度18米~21米/小时，焊接时焊丝对准焊缝中心线一侧2mm。
5.如权利要求4所述的非标H型钢制造方法，其特征在于，在所述步骤（7）中，采用埋弧自动焊进行连续焊接，焊缝中间没有接头，焊接参数控制为：焊丝直径Ø4mm、电流650A~700A、电压30V~34V、焊接速度21米~27米/小时，焊接时焊丝对准焊缝中心线。
6.如权利要求5所述的非标H型钢制造方法，其特征在于，在所述步骤（6）和所述步骤（7）中，所述H型钢工件的腹板正面埋弧焊接以及所述H型钢工件的腹板背面埋弧焊接的焊接方向控制为同向。
7.如权利要求1所述的非标H型钢制造方法，其特征在于，在所述步骤（8）中，将焊接后形成的H型钢缓冷至小于等于60℃。
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