浅谈H型钢梁钢柱制作技术

肖宇

（十一冶建设集团有限责任公司，广西 柳州 545007）

1 制作难度

现代化的电解铝车间厂房中有大量的H型钢梁、钢柱，这些钢梁钢柱截面尺寸较大，制作精度要求高且长度较长，由于钢材有受热易变形的特点，焊接工艺不当，成型的时候会产生不同程度的变形，若变形量过大，将导致无法矫正甚至产品报废，所以需要采取一定的措施来保证它们的精度和质量。

2 主要质量控制

图1

2.1 防翘曲变形的控制

2.2 焊缝质量的控制

3 施工技术方法

3.1 制作工艺流程

材料检验矫平→下料、切割→加工坡口→校平→腹板、翼缘板的拼接→无损探伤→二次下料→腹板、翼缘板的组焊→无损探伤→矫正→组装焊接筋板、端板→号孔、钻孔。

3.2 材料检验、矫平

图2

检验平面度，超标的要上辊床进行矫平，予以检尺分类堆放。

3.3 下料切割

依据的采购腹板、翼缘板定尺材料，用半自动切割机进行下料及切割坡口。并对零件进行编号、标注拼接方向和坡口尺寸。

3.4 翼缘板、腹板的拼接

将钢板在钢平台上放置好，用粉线校直，连接板的中心线处在一条线上并检查其侧弯程度。

拼接要求见图1示意。

反变形措施。如图2。

根据拼接板的长度调整垫铁的位置及高度，A面焊接时，如上图进行反变形，垫铁的高度依据翼缘板的长度及厚度进行选用。A面焊完，B面翻个，进行气刨清根焊接前，如上图进行反变形，用垫条在A面焊缝位置。翼缘板不能有纵向拼接缝，只允许长度拼接，将拼接的翼板矫平直，堆放整齐。

图3

图4

图5

图6

图7

U=36～37V

3.5 翼缘板、腹板的组对

将腹板吊入组装架，为保证腹板平整，采用图3示方法吊装。

翼缘板上划组装线，将翼板吊入组装胎，按图4示意方法吊装，垂直放进组装。

按组装线将腹板、翼板在组装胎具上点焊加固，吊装胎具吊装时，按图5示方法吊出组装架。

3.6 焊接

钢柱、钢梁是由四条T形角焊缝焊接，而钢柱、钢梁的重量、板厚、焊接性能大等原因会产生焊接应力，导致翼缘板的角变形和挠曲变形。挠曲变形中有上拱或下挠以及左（右）旁弯，处理不当还可能产生难以矫正的扭曲变形。因此，除制造工艺采取反变形措施，选择合理的焊接工艺是保证焊接质量，减小焊接变形的最主要方法。

在总结焊接经验的基础上，进行焊接工艺评定试验，结合实际对各种焊接方法进行技术比较，确定以CO2气体保护焊，自动埋弧焊为主的焊接工艺。即对接焊缝用CO2焊打底、埋弧焊填充封面、腹板和翼缘板之间的四条角焊缝采用CO2焊打底、埋弧焊在操作台上进行焊填充封面，其它角缝均用CO2焊焊接。

焊接规范：

CO2焊焊丝牌号为H08Mn2SiA、直径ф1.2mm，埋弧自动焊焊丝牌号为H08MnA、焊剂为 431。

翼板的对接缝焊接

A面二氧化碳焊接二层

第一层：I=200～220A U=30～34V

第二层：I=220～250A U=30～34V

A面埋弧自动焊封面

I=420～460A U=36～37V V=450～530mm/min

B面碳弧气刨清根，磨光机修磨焊缝，二氧化碳填充焊2层，埋弧自动焊封面一遍，其焊接技术参数与A面一样。

腹板对接焊缝焊接

第一层：I=150～180A U=30～32V

第二层：I=200～220A U=30～33V

A面埋弧自动焊填充封面焊1层：

I=400 ～430A U=36 ～37V V=500～550mm/min

B面焊缝的焊接：碳弧气刨清根，磨光机清理焊缝，二氧化碳填充焊二层，再用埋弧自动焊封面焊，保证焊缝宽度为20～25mm，焊缝余高为 1～2mm。

T形角焊缝焊接

因考虑到只用一名焊接技术工人，无法采用对称焊接，故在焊接专用胎上，按图6示意顺序进行焊接。二氧化碳打底一遍：

第一遍：I=180～230A

U=30～32V

用埋弧自动焊填充封面焊1遍

I=400～430A

V=480～500mm/min

其它角焊缝的焊接，钢柱、钢梁的其它角焊缝采用二氧化碳焊接。

3.7 主焊缝检查要求

H型钢梁柱的主要焊缝焊接作为该单项工程的特殊工序。

保证焊接质量，应对其检查作以下要求：

①焊缝探伤选用超声波探伤，焊缝质量等级达到二级。

②焊缝过渡平缓，成形良好。

③焊缝在影响区表面不允许出现裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷。

④焊缝咬边深度应小于0.5mm，咬边连续长度不应大于100mm。

⑤焊缝上的溶渣和两侧飞贱应清除干净。

⑥主要焊缝应打上焊工钢印号。

3.8 校直

H型钢梁、钢柱焊接完成后，会出现较为明显的角向变形，如图7，这里我们采用专用翼缘板矫直机，对其进行校平。

3.9 高强螺栓孔加工

钢梁、钢柱结点采用摩擦型高强螺栓联接钢腹板及钢梁翼缘板与钢柱焊接固定的混用办法，分别承受弯矩、剪力和轴向力。

为了使高强螺栓能有效地承受剪力和轴向力，必须提高摩擦型的加工精度，使其均匀受力，来达到质量要求。所以这里将高强螺栓委托螺栓标准件厂加工，并要达到国家标准规定等级10.9级（性能等级），螺栓的长度以紧固反露出3～5圈螺栓为宜。螺栓孔的加工必须保证安装的互换性，钻孔必须使用专用钻孔模具。联接摩擦型采用砂轮机打磨的处理方法，处理好的摩擦面及摩擦型保持清洁，严禁摩擦面刷油漆或沾上油污。

[1]罗邦富，选魏明，陈明辉，等.钢结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1988.

[2]中国机械工程协会焊接学会.焊接手册[M].北京：机械工程出版社.1993.

[3]GB50205-2001钢结构工程施工质量验收标准.[S].