一、放樣和號料
1、放樣、號料工作內容
放樣是鋼結構制作工藝中的第一道工序,只有放樣尺寸準確,才能避免以后各加工工序的積累誤差,保證整個構件的質量。
放樣的內容包括:核對圖樣的安裝尺寸和孔距;以1∶1的大樣放出節點;核對各部分的尺寸;制作樣板和樣桿作為下料尺寸、彎制、制孔等加工的依據。
放樣時,以1∶1的比例在放樣臺上利用幾何作圖法彈出大樣;放樣經檢查無誤后,用鋼板制作樣板、樣桿;在樣板、樣桿上注明工號、圖號、零件號、數量、孔徑等;然后用樣板、樣桿進行號料。
號料時,應檢查并核對材料,在材料上畫出切割、鉆孔等的加工位置,標出零件編號,如上圖所示。樣板、樣桿應妥善保存,直到工程結束。
2、放樣和號料的注意事項
1)放樣時,要考慮銑、刨的加工余量,焊接構件要按工藝要求放出焊接收縮量。
2)根據配料表和樣板進行套裁,盡可能節約材料,要根據切割的方法留出切割余量。
二、切割
鋼材下料的切割方法有剪切、沖切、鋸切、氣割等,施工中采用哪種方法應根據具體要求和實際條件確定。切割后的鋼材不得有分層,斷面上不得有裂紋,應清除切口處的飛邊、熔渣和飛濺物。氣割和機械剪切的允許偏差應符合規定。
1、氣割
氣割是用氧氣與乙炔混合燃燒時產生的高溫來熔化鋼材,并用氣體壓力將熔渣吹去,形成割縫,達到切割金屬的目的。
2、機械切割
1)鋸床。
2)砂輪切割機。
3)剪板機、型鋼沖剪機。
3、等離子切割
等離子切割適用于對不銹鋼、鋁、銅及其合金等材料的切割,具有切割溫度高、沖刷力大、切割邊質量好、變形小、可以切割任何高熔點金屬材料等特點。
三、矯正和成形
1、矯正
在鋼結構制作的過程中,由于原材料變形、切割變形、焊接變形、運輸變形的存在,將影響構件的制作及安裝,矯正就是以造成新的變形去抵消已經發生的變形。型鋼的矯正分為機械矯正、手工矯正和火焰矯正等。
2、彎曲成形
冷彎曲成形的工藝方法有滾圓機滾彎,壓力機壓彎、頂彎、拉彎等。
四、邊緣加工
在鋼結構制造中,經過剪切或氣割過的鋼板邊緣,其內部結構會發生變化。為了保證鋼梁或重型吊車梁等重要構件的質量,需要對邊緣進行加工,其刨切量不應小于2mm。此外,為了保證焊接質量,以及考慮到裝配的準確性,應將鋼板邊緣刨成(或鏟成)坡口。
五、制孔
制孔通常有鉆孔和沖孔兩種方法。鉆孔是鋼結構制作中普遍采用的方法;沖孔是用沖孔設備靠沖裁力產生的孔,孔壁質量較差,在鋼結構制作中已較少采用。
鉆孔有人工鉆孔和鉆床鉆孔。人工鉆孔多用于鉆直徑較小、材料較薄的孔。鉆孔方便快捷,精度高。
除了鉆孔之外,還有擴孔、锪孔、鉸孔等。擴孔是將已有孔眼擴大到需要的直徑;锪孔是對工件上已鉆好的孔進行;鉸孔是將已經粗加工的孔進行精加工,以提高孔的表面粗糙度和精度。
六、組裝
組裝也稱為裝配、組拼,是把加工好的零件按照施工圖的要求拼裝成單個構件。鋼構件的大小應根據運輸道路、現場條件、安裝單位的起吊設備能力與結構受力的允許條件等來確定。
組裝應符合下列要求:
1)鋼構件的組裝應在平臺上進行。
2)組裝前要編制順序表,按順序表進行。
3)組裝時,要按照零件的加工編號施工;對稱零件要注意方向,避免搞錯。
4)對于尺寸較大、形狀較復雜的構件,應分成幾個簡單的組件再拼成整個構件。
5)組裝好的構件應按圖樣對構件進行編號,編號位置要明顯易查。
七、焊接施工
1、焊接方法的選擇
焊接是鋼結構使用的最主要的連接方法之一。在鋼結構制作和安裝領域中,廣泛使用的是電弧焊;在電弧焊中又以焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊為主;在某些特殊場合,則必須使用電渣焊。
2、焊接工藝要點
(1)焊接工藝編制 確定焊接方式、焊接參數及選用焊條、焊絲、焊劑的規格型號等。
(2)確定焊條電弧焊的焊接位置 焊條電弧焊在焊接時的相對位置有平焊、立焊、仰焊與橫焊,如下圖所示。
(3)選定焊接接頭的形式
焊接接頭的形式有對接焊縫和角焊縫。對接焊縫板邊緣剖口的構造要求見表：
(4)焊條烘烤
焊條使用前必須烘烤,烘烤后應放在保溫箱內隨用隨取。
(5)定位焊
焊接結構在拼接、組裝時要確定零件的準確位置,要先進行定位焊。定位焊的長度、厚度應由計算確定,電流比正式焊接提高10%~15%。定位焊的位置應盡量避開構件的端部、邊角等應力集中的地方。
(6)焊前預熱
預熱可降低熱影響區的冷卻速度,防止焊接延遲裂紋的產生。預熱區在焊縫兩側,每側寬度均大于焊件厚度的1.5倍以上,且不小于100mm。
(7)焊接順序的確定
一般從焊件的中心開始向四周擴展;先焊接收縮量大的焊縫,后焊接收縮量小的焊縫;盡量對稱焊接;焊縫相交時,先焊接縱向焊縫,待冷卻至常溫后,再焊橫向焊縫;鋼板較厚時應分層施焊。
(8)焊后熱處理
焊后熱處理主要是對焊縫進行脫氫處理,以防止冷裂紋的產生。焊后熱處理應在焊后立即進行,保溫時間應根據板厚按每25mm板厚1h確定。預熱及后熱均可采用散發式火焰槍進行。
3、焊縫的質量檢驗
(1)外觀檢查
焊接金屬表面的焊波應均勻,不得有裂紋、未熔合、夾渣、焊瘤、咬邊、燒穿、弧坑等缺陷,焊縫的位置、外形尺寸必須符合施工圖和《鋼結構工程施工質量驗收規范》(GB 50205)的要求。
(2)無損檢驗
無損檢驗是借助檢測儀器探測焊縫金屬的內部缺陷,不損傷焊縫的一種檢查方法。一般包括射線探傷和超聲波探傷。
八、高強度螺栓聯接施工
高強度螺栓聯接是目前與焊接并列的鋼結構主要連接方法之一,其特點是施工方便、可拆可換、傳力均勻、接頭剛性好、承載力大、抗疲勞強度高、螺母不易松動、結構安全可靠。
1、一般要求
1)高強度螺栓在使用前,應按有關規定對其各項性能進行復檢,復檢合格后方能使用。運輸過程中應輕裝輕卸,防止損壞。
2)在工地儲存高強度螺栓時,應放在干燥、通風、防雨、防潮的倉庫內,并不得玷污。
3)安裝時,應按當天需用量領取。當天沒用完的螺栓必須裝回容器內妥善保管,不得亂扔、亂放。
4)安裝高強度螺栓時,接觸面不允許有飛邊、鐵屑、油污、焊接飛濺物。摩擦面應干燥,沒有結露、積霜、積雪,并不得在雨天進行安裝。
5)使用定扭矩扳子緊固高強度螺栓時,每天上班前應對定扭矩扳子進行校核,合格后方能使用。
2、安裝工藝
1)一個接頭上的高強度螺栓聯接應從螺栓群的中部開始安裝,向四周擴展,逐個擰緊。
2)接頭如既有高強度螺栓聯接又有焊接連接時,宜按先栓后焊的方式施工。
3)高強度螺栓應自由穿入螺栓孔內,當板層發生錯孔時,允許用鉸刀擴孔。擴孔時,鐵屑不得掉入板層間。擴孔數量不得超過一個接頭螺栓的1/3。擴孔后的孔徑不應大于1.2d(d為螺栓直徑)。嚴禁使用氣割進行高強度螺栓孔的擴孔。
4)一個接頭中多個高強度螺栓的穿入方向應一致。墊圈有倒角的一側應朝向螺栓頭和螺母,螺母有圓臺的一面應背向墊圈,不應裝反。
5)高強度螺栓在擰緊后,螺栓螺扣外露應為2~3扣,其中允許有10%的螺栓螺扣外露1扣或4扣。
6)常用的緊固方法為扭矩法:使用可直接顯示扭矩值的專用扳手,分初擰和終扭二次擰緊。初擰扭矩為終擰扭矩的60%~80%。其目的是通過初擰使接頭各層鋼板達到充分密貼;終擰是把螺栓擰緊。