CN115045439B - 一种巨型钢柱的装配焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种巨型钢柱的装配焊接方法；钢柱包括两侧H型钢、中间H型钢、两个腹板、横向加劲板、竖向加劲板和底板；装配、焊接方法包括，制作H型钢、中间H型钢；制作装配胎架；装配中间H型钢；将小腹板和大腹板焊接在H型钢腹板的两侧；在小腹板、大腹板外侧分别点焊H型钢；装配竖向隔板和横向隔板；装配竖向封板、加强板；钢柱脱胎焊接。本发明所提出的装配、焊接方法能有效的控制焊接变形和减少焊接应力集中，可保障巨型钢柱的加工尺寸，大大的提高巨柱的探伤合格率，有效加快巨柱的装配加工周期。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构的焊接技术领域，具体是一种巨型钢柱的装配焊接方法。
背景技术
巨型钢柱内部结构复杂，往往存在焊接死角，这些死角的存在使得巨型钢柱的装配、焊接难度越来越大，甚至有些巨型钢柱因为没有恰当安排装配和焊接工序，最终使得产品不合格。
当前，对于巨型钢柱的常见加工方法为底板上先装焊一个H，然后装配王字腹板和另外的H，最后装配隔板，这样的装配顺序将导致装配焊接效率低，且最终的焊接变形比较大，难以控制钢柱的焊接变形和尺寸超差。
发明内容
本发明的目的在于改变巨型钢柱的装配、焊接顺序，从而解决巨型钢柱难以制作合规的问题。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的：
一种巨型钢柱的装配焊接方法，所述巨型钢柱包括两侧H型钢（1）、中间H型钢（2）、两个腹板（3）、横向加劲板（4）、竖向加劲板（5）和底板（6）；其中，H型钢（110、120）包括两块折弯盖板（101）、将两块折弯盖板（101）连接的多边形腹板（102）和设于折弯盖板（101）上的吊耳（103），所述巨型钢柱的装配、焊接方法包括 ，
步骤1、采用常规的厚板切割下料方法下料钢柱所需的全部板件、腹板及加劲板；
步骤2、制作H型钢（110、120）、中间H型钢（2）；
步骤2.1、采用弯折法制作折弯盖板（101），
步骤2.2、焊接折弯盖板（101）、多边形腹板（102）、和吊耳（103），其中，折弯盖板（101）、多边形腹板（102）采用K型坡口全熔透焊接；
步骤3、制作装配胎架，所述装配胎架包括三根平行设置的H型钢（701、702、703），采用水准仪将三根H型钢（701、702、703）的上表面调整至处于同一个水平面且上表面平面度误差范围在0.5-1mm之内，把该三根H型钢（701、702、703）与地面进行可靠稳固连接；
步骤4、根据图纸尺寸在步骤2所述胎架上画出钢柱的装配基准线；
步骤5、根据步骤3所述装配基准线，将底部铣平的中间H型钢（2）置于胎架上，装配过程中确保中间H型钢（2）与胎架紧密贴合，且保证胎架与H型钢（2）呈90°垂直状态；
步骤6、根据步骤3所述装配基准线，先后将小腹板（301）和大腹板（302）焊接在H型钢（2）腹板的内外两侧，焊接坡口方式采用K型坡口焊接；其中，小腹板（301）、大腹板（302）与步骤2所述胎架间采用钢板卡扣件或其他临时固定措施固定连接；
步骤7、根据图纸尺寸和基准线尺寸，在小腹板（301）、大腹板（302）外侧分别点焊H型钢（110、120），装配过程中，H型钢（110、120）和中间H型钢（2）之间的距离比图纸尺寸加大2mm~4mm，此余量作为焊接收缩余量；
步骤8、装配竖向隔板（401、402、403、404）和横向隔板（405），根据图纸尺寸从中间H型钢（2）向两边划线，即以中间H型钢为基准进行装配。
步骤9、依次装配外部竖向第一块封板（406）、第二块封板（407）、第三块封板（408）、第四块封板（409）、外侧的数块矩形竖向加强板（410）和外侧梯形加强板（411）；
步骤10、检查钢柱的最上口开口尺寸，四个侧面的对角、宽度和其他几何尺寸，全部符合要求后，全部点焊加固；
步骤11、钢柱脱胎焊接，脱胎后，水平放置，其中，焊接顺序为，先焊接中间H型钢（2）、H型钢（110、120）和小腹板（301）和大腹板（302）之间的主焊缝，采取两侧结构同方向同时对称焊接的方式进行焊接，焊缝打底填充一半后翻面清根，采取同样的方式将剩余主焊缝焊满，焊完主焊缝之后，焊接钢柱内部竖向隔板（401、402、403、404）和封板（406、407、408、409）的焊缝，焊接封板的顺序为对称焊接，先焊封板与中间H型钢（2）翼缘板之间的焊缝，再焊接封板与两边H型钢（110、120）翼缘板之间的焊缝，最后焊接外部所有加劲板焊缝，焊接过程中均采用K型坡口双面焊接；
步骤12、在以上焊缝全部焊接完成，待钢柱完全冷却后，进行焊缝质量检查和超声波探伤，所有焊接变形稳定后，检查钢柱的柱顶，柱底，四个侧面的开口、对角线及其他几何尺寸；
步骤13、将钢柱的柱底与底板（6）进行装配和焊接，在装配之前，对底板（6）做反变形，底板（6）中部做5-8mm的反变形，根据底板（6）上地脚螺栓孔的相对几何尺寸，划线定为钢柱的装配位置，装配完成后，检查钢柱与底板（6）的几何位置关系是否准确；
步骤14、焊接钢柱和底板（6），先焊接钢柱的中间H型钢（2）和底板（6）的焊缝，焊接完成后，检查底板（6）的反变形是否已基本收平；然后焊接钢柱的小腹板（301）、大腹板（302）与底板（6）之间的焊缝，两个腹板采用对称向两边焊接，在焊接封板（406、407、408、409）和中间竖向隔板（401、402、403、404）与底板（6）的焊缝，最后焊接两侧H型钢（110、120）与底板（6）的焊缝以及外围竖向加强板与底板（6）的焊缝；
步骤14、所有焊缝焊接完成并冷却后，检查钢柱的整体几何尺寸，焊缝和几何尺寸检查合格后，钢柱加工制造完成。
本发明所提出的装配、焊接方法能有效的控制焊接变形和减少焊接应力集中，可保障巨型钢柱的加工尺寸，大大的提高巨柱的探伤合格率，有效加快巨柱的装配加工周期。其与传统技术方案相比，具有以下优势：
1.有效的解决巨型钢柱加工焊接变形大导致巨柱整体尺寸超差问题。
2.有效提高巨柱厚板焊接的一次合格率。
3.减少装配和焊接次数，提高了巨柱的加工效率，缩短加工周期。
附图说明
图1为本实施例所示钢柱的结构示意图。
图2为本实施例钢柱中H型钢、中间H型钢示意图。
图3为本实施例中装配胎架示意图。
图4为本实施例中安装过程示意图一。
图5为本实施例中安装过程示意图二。
图6为本实施例中安装过程示意图三。
图7为本实施例中安装过程示意图四。
图8为本实施例中安装过程示意图五。
图9为本实施例中安装过程示意图六。
图10为本实施例中安装过程示意图七。
图11为本实施例中安装过程示意图八。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
一种巨型王字钢柱的装配焊接方法，所述巨型王字钢柱的包括两边H型钢（1），中间H型钢（2）、两个腹板（3），横向加劲板（4）、竖向加劲板（5）和钢柱底板（6）；
其中H型钢（1）由两块折弯盖板（101）、一个多边形腹板（102）和盖板上的吊耳（103）组成。
具体实施方式：
第一步：采用常规的厚板切割下料方法切割所有钢柱所需板件，再进行折弯盖板（101）、多边形腹板（102）、吊耳（103）组立H型钢（1）的并焊接作业，为减少H型钢（1）的焊接变形，折弯盖板（101）、多边形腹板（102）均采用K型坡口全熔透焊接。
第二步：制作钢柱的装配胎架，具体为图3所示，胎架由三个大H型钢组成，采用水准仪将H型钢的上表面调整为一个平面，三个型钢上表面的平面度误差范围在0.5-1mm之内，把型钢与地面进行可靠的稳固连接。
第三步：根据图纸尺寸在型钢胎架上画出钢柱装配的基准线。如图4；
第四步：根据胎架上的基准线，将端部铣平的中间H型钢（2）倒着装于胎架上，如图4所示，装配过程中确保大H型钢（2）与胎架紧密贴合，且保证H型钢与型钢呈90°。
第五步：根据基准线先后将钢柱小腹板（301）和大腹板（302）装于胎架上，腹板与H型钢（2）的坡口方式采用K型坡口焊接。腹板与胎架的固定采用钢板卡扣件等临时固定措施固定，具体装配示意如图5所示；
第六步：根据图纸尺寸和基准线尺寸，装配两边小H型钢（110）和（120），装配过程中，小H型钢（120）和大H型钢（2）之间的距离比图纸尺寸加大2mm，在另一型钢（110）一边加大4mm，因为型钢（110）一侧与大H型钢（2）之间是比较大的腹板，此余量作为腹板焊接收缩的余量。具体装配示意如图6所示；装配后腹板和三个H型钢点焊牢固。
第七步：装配王字内部竖向（401）、（402）、（403）、（404）和数块横向隔板（405），根据图纸尺寸从中间H型钢（2）向两边划线，即以中间H型钢为基准进行装配。如图7所示。
第八步：一次装配外部竖向第一块封板（406）、第二块封板（407）、第三块封板（408）、第4块封板（409）、外侧的数块矩形竖向加强板（410）和数块外侧梯形加强板（411）。
第九步：检查钢柱的最上口开口尺寸，四个侧面的对角、宽度等几何尺寸，如图10所示，全部符合要求后，全部点焊加固。
第十步：钢柱脱胎焊接，脱胎后，水平放置，焊接顺序为，先焊接大H型钢（2）和腹板（301、302）、小H型钢和腹板（301、302）之间的主焊缝，采取两个焊工同方向同时对称焊接的方式进行焊接，焊缝打底填充一半后翻面清根，采取同样的方式将剩余主焊缝焊满，这样的方式使得王字钢柱在王字方向上能自由收缩，可有效减少焊接应力集中，焊完主焊缝之后，焊接钢柱内部竖向隔板（401~404）和封板。（406~409）的焊缝，焊接封板的顺序为对称焊接，先焊封板与中间H型钢（2）翼缘板之间的焊缝，再焊接封板与两边H型钢（110、120）翼缘板之间的焊缝，这样的焊接顺序有助于减少焊缝焊接应力的集中，保证焊接构件质量。以上焊缝焊接完成后检查第六步装配放置的余量是否已收缩。最后焊接外部的所有加紧板焊缝，因外侧加强板焊缝为全熔透焊缝，且板厚为厚板焊接，焊接过程中为减少焊接变形，均采用K型坡口双面焊接。
第十一步：在以上焊缝全部焊接完成，待钢柱完全冷却后，进行焊缝质量检查和超声波探伤，所有焊接变形稳定后，检查钢柱的柱顶，柱底，四个侧面的开口、对角线等几何尺寸，看是否都在控制偏差之内，如有误差较大的部位，可进行火焰矫正处理。
第十二步：将钢柱的柱底与大底板（6）进行装配和焊接，在装配之前，对大底板做反变形，底板中部做5-8mm的反变形，根据底板上地脚螺栓孔的相对几何尺寸，划线定为钢柱的装配位置，装配完成后，检查钢柱与底板的几何位置关系是否准确。
第十二步：焊接钢柱和底板，先焊接王字钢柱中间H型钢（2）和底板（6）的焊缝，焊接完成后，检查底板的反变形是否已基本收平。然后焊接王字钢柱腹板（301、302）与底板直接的焊缝，两个腹板采用两人对称向两边焊接，在焊接封板（406~409）和中间竖向隔板（401~404）等于底板的焊缝，最后焊接两边H型钢（110、120）与底板的焊缝以及外围竖向加强板与底板的焊缝。
第十三步：所有焊缝焊接完成并冷却后，检查钢柱的整体几何尺寸。焊缝和几何尺寸检查合格后，钢柱加工制造完成。
Claims (1)
1. 一种巨型钢柱的装配焊接方法，所述巨型钢柱包括两侧H型钢（110、120）、中间H型钢（2）、两个腹板（3）、横向加劲板（4）、竖向加劲板（5）和底板（6）；其中，两侧H型钢（110、120）包括两块折弯盖板（101）、将两块折弯盖板（101）连接的多边形腹板（102）和设于折弯盖板（101）上的吊耳（103），其特征是：所述巨型钢柱的装配、焊接方法包括 ，
步骤1、采用常规的厚板切割下料方法下料钢柱所需的全部板件、腹板及加劲板；
步骤2、制作两侧H型钢（110、120）、中间H型钢（2）；
步骤2.1、采用弯折法制作折弯盖板（101），
步骤2.2、焊接折弯盖板（101）、多边形腹板（102）、和吊耳（103），其中，折弯盖板（101）、多边形腹板（102）采用K型坡口全熔透焊接；
步骤3、制作装配胎架，所述装配胎架包括三根平行设置的H型钢（701、702、703），采用水准仪将三根H型钢（701、702、703）的上表面调整至处于同一个水平面且上表面平面度误差范围在0.5-1mm之内，把该三根H型钢（701、702、703）与地面进行可靠稳固连接；
步骤4、根据图纸尺寸在步骤2所述胎架上画出钢柱的装配基准线；
步骤5、根据步骤3所述装配基准线，将底部铣平的中间H型钢（2）置于胎架上，装配过程中确保中间H型钢（2）与胎架紧密贴合，且保证胎架与中间H型钢（2）呈90°垂直状态；
步骤6、根据步骤3所述装配基准线，先后将小腹板（301）和大腹板（302）焊接在中间H型钢（2）腹板的内外两侧，焊接坡口方式采用K型坡口焊接；其中，小腹板（301）、大腹板（302）与步骤2所述胎架间采用钢板卡扣件或其他临时固定措施固定连接；
步骤7、根据图纸尺寸和基准线尺寸，在小腹板（301）、大腹板（302）外侧分别点焊两侧H型钢（110、120），装配过程中，两侧H型钢（110、120）和中间H型钢（2）之间的距离比图纸尺寸加大2mm~4mm，此余量作为焊接收缩余量；
步骤8、装配竖向隔板（401、402、403、404）和横向隔板（405），根据图纸尺寸从中间H型钢（2）向两边划线，即以中间H型钢为基准进行装配；
步骤9、依次装配外部竖向第一块封板（406）、第二块封板（407）、第三块封板（408）、第四块封板（409）、外侧的数块矩形竖向加强板（410）和外侧梯形加强板（411）；
步骤10、检查钢柱的最上口开口尺寸，四个侧面的对角、宽度和其他几何尺寸，全部符合要求后，全部点焊加固；
步骤11、钢柱脱胎焊接，脱胎后，水平放置，其中，焊接顺序为，先焊接中间H型钢（2）、两侧H型钢（110、120）和小腹板（301）和大腹板（302）之间的主焊缝，采取两侧结构同方向同时对称焊接的方式进行焊接，焊缝打底填充一半后翻面清根，采取同样的方式将剩余主焊缝焊满，焊完主焊缝之后，焊接钢柱内部竖向隔板（401、402、403、404）和封板（406、407、408、409）的焊缝，焊接封板的顺序为对称焊接，先焊封板与中间H型钢（2）翼缘板之间的焊缝，再焊接封板与两侧H型钢（110、120）翼缘板之间的焊缝，最后焊接外部所有加劲板焊缝，焊接过程中均采用K型坡口双面焊接；
步骤12、在以上焊缝全部焊接完成，待钢柱完全冷却后，进行焊缝质量检查和超声波探伤，所有焊接变形稳定后，检查钢柱的柱顶，柱底，四个侧面的开口、对角线及其他几何尺寸；
步骤13、将钢柱的柱底与底板（6）进行装配和焊接，在装配之前，对底板（6）做反变形，底板（6）中部做5-8mm的反变形，根据底板（6）上地脚螺栓孔的相对几何尺寸，划线定为钢柱的装配位置，装配完成后，检查钢柱与底板（6）的几何位置关系是否准确；
步骤14、焊接钢柱和底板（6），先焊接钢柱的中间H型钢（2）和底板（6）的焊缝，焊接完成后，检查底板（6）的反变形是否已基本收平；然后焊接钢柱的小腹板（301）、大腹板（302）与底板（6）之间的焊缝，两个腹板采用对称向两边焊接，在焊接封板（406、407、408、409）和中间竖向隔板（401、402、403、404）与底板（6）的焊缝，最后焊接两侧H型钢（110、120）与底板（6）的焊缝以及外围竖向加强板与底板（6）的焊缝；
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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