箱型柱制作工艺及质量保证措施

摘要:本文以某综合商务酒店为实例,对箱型柱的制作工艺及质量保证措施进行详细阐述分析,确保箱型结构构件质量合格率。

关键词:钢结构 箱型柱 工艺 质量

随着钢结构的广泛应用,箱型结构作为钢结构框架主体已是大势所趋,它具有安装方便、自重轻、美观、结构牢固、制作快捷等优点。合理的箱型结构制作工艺可减少不确定因素对构件质量的影响,确保构件制作有序进行。本文结合某综合商务酒店工程裙房区域箱型柱的生产实际,介绍其整作流程,包括下料、组立、焊接等工序的工艺要领;该工程箱型柱规格为BOX700*700*22,箱型相对高度在11m左右,材质为Q345GJB。为保证箱型构件制作质量,特制订工艺及质量保证措施,下面将对其内容进行阐述。

1 工艺介绍 1.1 工艺流程

箱型柱柱身的直段部分在BOX柱生产流水线上加工,在平台上组装焊接,同时组装加强肋、节点板,进行纵向预拼装(图1)。

1.2 制作工艺要点 (1)下料

底板、加强筋板、横隔板、各节点连接部件利用数控切割机下料,箱形的翼板、腹板利用数控直条切割机下料。

放样与备料时应预留焊接收缩量（包括现场焊接收缩量）及切割、铣端面等需要的加工余量。

(2)钢板矫平

对各件如果存在切割变形,则利用40×4000三辊卷板机进行矫平。 (3)铣边、铣坡口

在端面铣上加工翼缘板侧面及其坡口,加工内隔板周边、电渣焊内衬板。

箱形柱的翼板与腹板连接坡口形式,考虑到翼腹板较厚,焊缝也较厚,其冷却收缩大,沿厚度方向的分应力就较大,可能引起层状撕裂;为了避免出现层状撕裂,坡口的连接形式作了适当修改(如图2)。

(4)组装

组装前翼缘板与腹板等零件的复验,主要使其平直度及弯曲保证小于规范所给的公差内,方可进入下道组装准备阶段。

翼缘板、腹板装配区域用砂轮打磨去除其氧化层,区域范围是装配接缝两侧30～50mm内。

组装在生产线上进行,组装工作有:

隔板组立、内隔板组焊、U型组装（定位焊）、BOX组装（定位焊）。

U型组立机和BOX组立机,采用移动式门架结构,全方位液压夹紧,压力封闭,自动对中,主机全部液压操作;上压缸保证腹板与下翼板平面贴死;左右压缸保证腹板贴死到内隔板上;辊道上设有下翼缘导向装置,保证翼板居中;辊道输送工件移动,人工点焊。

(5)箱型柱主焊缝埋弧自动焊

箱型柱四条主焊缝在BOX生产线的门式焊接机上进行。 箱形柱的焊接工艺主要针对焊接过程中的焊接变形,防止层状撕裂和延迟裂纹的发生以及减少残余应力。

①将主焊缝1和2至坡口深度的1/2为止;

②翻身后,将另两条主焊缝3和4焊至坡口深度的2/3为此; ③再翻身后,将两条主焊缝1和2焊至距上口5～6mm为止; ④翻身后,将两条主焊缝3和4焊完; ⑤最后再翻身焊满两条主焊缝1和2。

焊接过程要求连续进行,并按同一方向施焊,要求焊缝表面呈凹形,缓和过渡到母材,无咬边缺陷。

(6)隔板电渣焊

箱形柱内横隔板的焊接,采用熔咀电渣焊进行焊接,箱形结构组装封闭后,通过预留孔用两台焊机同时进行电渣焊。

引弧装置用铜材车成,其d≥隔板厚度+4mm,D=1.25～1.6d。先在引弧装置的凹部放置高约15mm的φ1x1mm的H08MnA引弧碎丝,再放置高约15mm的助焊剂,然后将整套引弧装置置于接缝下端,用手电筒从接缝上端照光找正,并用千斤顶顶紧。引出器也用铜材车成,外绕水冷铜管两圈,装在接缝上端,用卡马与楔块固定。

向接缝内插入熔嘴并找正,再向熔嘴内导入焊丝。加热引弧装置至70～90℃后,启动额定电流为1000A的电渣焊机进行焊接。在焊接过程中,应从接缝上口适量地添加助焊剂。添加量不能过多,一般按接缝截面积、渣池深度、助焊剂密度的大小来考虑。过多会降低渣池温度,致使熔池金属得不到搅拌,从而使焊缝金属的晶粒过分粗大,甚至会造成熔合不良、夹渣等缺陷;过少则会因渣池太浅而导致电弧出现,电渣焊过程中断。

控制措施:熔咀电渣焊施焊时应注意下列事项:

①施焊现场的相对湿度等于或大于90%时,应停止焊接; ②熔咀孔内不得受潮、生锈或有污物; ③应保证网路的稳定电压;

④电渣焊施焊前必须做工艺试验,确定焊接工艺参数和施焊方法; ⑤焊接衬板的下料、加工及装配应严格控制质量和精度,使其与横隔板和翼缘板紧密贴合;当装配缝隙大于1mm时,应采取措施进和行修整和补救;

⑥同一横隔板两侧的电渣焊应同时施焊,并一次焊接成型; ⑦当翼缘板较薄时,翼缘板外部的焊接部位应安装水冷却装置; ⑧焊道两端应按要求设置引弧和引出套筒,熔咀应保持在焊道的中心位置;

⑨焊接起动及焊接过程中应逐渐少量加入焊剂; ⑩焊接过程应保持焊件的赤热状态。 (7)节点组装、焊接

①根据钢柱的安装基准线在柱上用划针划出各附件的安装位置,并清除焊接面50mm范围内的氧化皮等杂物。

②除有特殊要求外,零件组装的间隙不得大于1.0mm。对顶紧接触面应有75%以上的面积紧贴,用0.3mm塞尺检查,其塞入面积不得大于25%,边缘最大间隙不得大于0.8mm。

③注意焊接顺序以防止焊接对柱子外形的影响。

④在柱底板上划出整个建筑的轴线并打上样冲。

⑤节点板及连接耳板组装时,组装连接耳板时,上、下节柱必须进行预装定位。

2 质量保证措施

为实现质量目标,保证钢结构制作的质量,在工程中采取了以下措施:

(1)生产全过程中严格履行质量体系文件的各项制度,并明确目标,落实责任,跟踪检查。同时加大对特殊工种的查处和考核,确保特殊工种持证上岗。

(2)坚持以产品实体质量为核心的全过程控制,不断强化职工创精品的质量意识和市场意识。

(3)严格控制车间与车间、工序与工序的交接,实行工序交接制度,不合格品决不向下道工序流入。

(4)严肃工艺纪律,对违反工艺纪律的人和事,坚决处理并进行经济处罚,使各道工序处于良好的运行状态。

(5)严格执行样件制作和隐蔽工程签字制度,未经检验,严禁向下道工序流转。

(6)针对工程特点、要求,严格执行国家钢结构制作验收规范和检

验评定标准,强化现场质量、技术管理职能,提高质量信息的传递、反馈和处理的动态管理水平。

(7)在软件资料管理上严格做到同步、规范、标准和统一。 (8)落实质量责任,切实实行工资与质量相挂联及每月一次的质量签证会等质量奖罚制度,将产品质量与经济利益相挂钩。

(9)根据制作过程中可能出现的质量通病,经组织整理后,对相应的项目,加大控制和治理。

3 结语

由于箱型柱结构的特殊性,使得其制作过程中存在特殊工艺,只有在过程中严加把关,做好每一个工序并遵守每一步制度,才能制作出内在及外观质量均合格的产品,满足工程质量需要。

参考文献 [1] [2] [3]

JGJ81-2002,建筑钢结构焊接技术规程[S]. GB50205-2001,钢结构工程施工质量验收规范[S]. YB92-95,钢结构制作安装施工规程[S].