钢结构加工制作流程及钢材力学、化学成分、工艺性能要求

   日期:2024-07-06     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:279    
核心提示:一、钢结构加工制作工序二、钢结构加工制作流程(3)工艺性能:工艺性能主要包括可焊性和加工性能。这种方法适于成形、弯曲和矫正在常温下不能做的工件。三、钢结构加工制作工艺此装配方法适用于桁架、构架等小批量结构的组装。此种装配方法适用于制造构件批量大、精度高的产品。

1.钢结构加工制作工艺流程

2.钢结构加工制作工艺流程

(1)钢材的力学指标:结构钢的力学指标有屈服点、抗拉强度、伸长率、低温冲击韧性等。这些指标应符合《钢结构设计规范》的规定,但低温冲击韧性只有当结构可能在低温环境下工作时才应进行试验。钢材力学指标的测定必须符合《钢材力学及工艺性能试验抽样规程》(GB2975-82)的规定。

(2)钢的化学成分:关系到钢的切削加工性能、韧性、耐用度等。主要碳含量、合金元素含量及硫、磷等杂质元素的限量含量应符合规范(GB222-84)的规定。

(3)工艺性能:工艺性能主要包括焊接性和加工性能。焊接性与碳含量或碳当量(低合金钢)有关,可通过焊接性试验来鉴别。加工性能通过冷弯试验来判断。按(GB232-88)为标准。

(4)几何尺寸偏差:钢材(钢板、型钢、圆钢、钢管)的外形尺寸与理论尺寸的偏差必须在允许范围内。允许偏差值可参考GB709-88、GB706-88、GB787-88、GB978-88、GB707-88、GB816-87等国家标准。

(5)钢材外观缺陷:钢材表面不得有气泡、伤痕、裂纹、裂缝、皱纹、夹杂物及压铁氧化物。这些缺陷必须清除,清除后的凹陷深度不得大于钢材厚度的负偏差值。此外,当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,它们的深度不得大于钢材厚度负偏差值的1/2。

(6)机械切割:利用机械力(剪、锯、磨)进行的切割。相应的机器有剪床、锯床、磨床等,较适用于厚度小于12~16毫米的钢板或型材的直线切割。

(7)气割:利用氧—乙炔、丙烷、液化石油气或其他火焰加热熔化金属,用压缩空气吹走熔化的金属液,使金属分离。适用于曲线切割和多头切割。

(8)等离子切割:利用等离子弧流实现切割钢结构加工制作,适用于切割不锈钢等高熔点材料。

(9)热成型:指加工前将钢材加热到一定温度。这种方法适用于成形、弯曲和校正室温下不能制造的工件。热加工的终止温度不得低于700℃。加热温度为200-300℃时,钢材会发蓝变脆。严禁锤击和弯曲。含碳量超过低碳钢范围的钢材一般不能进行热加工。

(10)冷成型:在室温下进行。由于外力超过材料的屈服强度,使材料按要求产生永久变形,或由于外力超过材料的极限强度,使材料按要求产生某些部分从材料上脱离。冷加工容易使材料变硬变脆,因此可用热处理使钢材恢复正常状态或将硬化的棱角刨掉。碳钢在环境温度低于-16℃时不得进行冷加工。低合金钢在环境温度低于-12℃时不得进行加工。

(11)弯曲:利用加工设备和一定的工装,将板材或型钢按设计要求弯曲成一定形状的工艺过程。冷弯适用于薄板、小型型钢;热弯适用于较厚的板材和较复杂的构件、型钢。热弯温度在950~1100℃之间。

(12)卷板:在外力作用下,使扁平钢板外层纤维伸长、内层纤维缩短,使之弯曲的加工方法。卷板是用卷板机进行的。根据材料的温度不同,又分为冷轧和热轧。卷板主要用于焊接圆管、管道、气囊等。

钢材结构件加工方法_钢结构加工方法_钢结构加工制作

3.钢结构加工制造工艺

1. 材料摆放和编号

1)放样

钢结构制造过程的第一步是按照产品施工详图或零、部件图纸所要求的形状和尺寸,在排样表或平板上按1:1的比例画出产品或零、部件的实体,并求出实际长度,制作样品。

内容:检查图纸的安装尺寸、孔距;用1:1大样板布置节点;检查各部分尺寸;制作模板、样杆,作为切割、折弯、铣削、刨削、打孔等加工的依据。

用0.50-0.75mm的铁皮或塑料板制作试样,用木杆、钢板或扁铁制作样棒,长度较短时可用木尺。样棒及样品应妥善保管,工程完工后方可销毁。

加工余量为3~5mm(焊接收缩、切割、铣削末端),允许偏差±1mm。

目前大多数厂家都采用CNC技术进行排版、物料编号。

2) 物料编号(删除线)

根据样板在钢材上画出构件的实际样板,并做好各种加工标记,为钢材的切割做准备。

岗位描述:检查、核对材料;在材料上标记切割、铣削、刨削、弯曲、钻孔等加工位置,打孔,标记零件编号等。

集中材料编号方法、嵌套方法、统计计算方法以及剩余材料统一材料编号方法

2.切割(切削)

切割是将零件形状从原材料中分离出来。常用的切割方法有:气割、机械切割(剪切、锯切)和等离子切割。

直线气割机

机械切割

这是通过冲压、切割、摩擦和其他机械方法实现的。

(1)冲剪切割:当钢板厚度≯12cm时,采用剪板机、联合冲剪机进行钢材切割,速度快,效率高,但切口稍粗糙。

(2)切割:采用弓锯机、带锯等工具对钢材进行切割,精度较高。

(3)摩擦切割:用摩擦锯床、砂轮切割机等切割钢材,速度快,但切口不够光滑,噪音大。

等离子切割

利用高温高速的等离子火焰将切口处的金属及其氧化物熔化并吹掉,完成切割,可以切割任何金属,特别是熔点较高的不锈钢及铝、铜等有色金属。

3. 成型

根据设计要求,利用加工设备和一定的工装模具,将板材或钢材弯曲成一定形状的工艺过程。一般有冷弯和热弯两种方法。

(1)冷弯。钢板或型钢的冷弯工艺包括用卷板机滚弯、用压力机弯曲、顶弯、拉弯等。每道工序都应根据型材的截面形状、材质、规格、弯曲半径等做相应的膜,试验弯曲符合要求后方可进行正式加工。冷弯后零件的自由尺寸允许偏差应符合有关规定。

(2)热弯。又称焖弯,是将钢材加热到1000℃~1100℃(深黄色)后立即焖弯,在500℃~550℃(深黑色)前结束。钢材加热到1100℃以上,晶格中会产生裂纹,材料变脆,质量急剧下降,不能使用;低于550℃,钢材会发蓝变脆,焖弯质量无法保证,因此必须控制加热温度。

4. 更正

钢材在储存、运输、起重和加工过程中都会发生变形,不符合技术标准的钢材及构件必须进行矫正。钢结构的矫正就是利用外力或加热等手段迫使钢材产生变形,使钢材或构件达到技术标准所要求的直线度或几何形状。

矫正方法有:火焰矫正(又称热矫正)、机械矫正和手工矫正(又称冷矫正)。

1.火焰校正

该过程是通过用火焰对钢材进行局部加热来完成的。加热的金属由于膨胀受阻而发生压缩塑性变形,导致较长的金属纤维在冷却后缩短。

影响矫正效果的因素:火焰加热位置、加热形式、加热温度。

对于低碳钢和普通低合金钢,火焰矫正加热温度为600~8000C。

(二)机械校正

矫直的目的是利用专门的矫直机使弯曲的钢筋在外力作用下产生过度的塑性变形。

拉伸机矫正:用于薄板扭曲、型钢扭曲、钢管、带钢、线材等的矫正。

压力机校正:用于板材、钢管、型钢的校正。

多辊矫直机:用于型材、板材等的矫直。

3. 手动修正

它用锤击的方式进行,操作简单、灵活,用于小型钢材因校正力小、劳动强度大、效率低,或校正设备不方便使用时进行校正。

5. 边缘处理

边部处理包括:将板边刨削2~4mm,以消除切割引起的边缘硬化;将钢板边缘刨成坡口,以保证焊缝质量;将钢板刨平或铣平,以保证装配精度和压力传递。

边缘处理方法包括:刮削、刨削、铣削和碳弧气刨。

①修边:修边有手工修边和机械修边两种,修边后边缘的垂直误差不得超过弦长的1/3000钢结构加工制作,且不得大于2mm。

②刨削:所用设备为刨削机,刨削有直边刨削和斜边刨削两种,一般刨削余量为2~4mm。

③铣边:所用设备为铣边机,工作效率高,能耗低。

④碳弧气刨:所用设备为气刨枪,高效、无噪音、灵活、方便。

6. 钻孔

包括铆钉孔和螺栓孔,可用钻孔或冲孔的方式加工。钻孔用钻机,可用于钢板、型钢的孔加工;冲孔用冲孔机,一般只能在较薄的钢板、型钢上冲孔,孔径一般≮钢材厚度。施工现场可用电钻、风钻等打孔。

孔的制作精度、孔距等允许偏差应符合设计和规范的要求。

7.组装

组装又称拼接、组装、拼装,是将成品部品、半成品构件按照施工图纸的要求组装成独立的成品。钢结构组装的方法有地面样板法、仿形组装法、立式组装法、卧式组装法、模具组装法等。

①落地样板法:将构件样品按1:1的比例摆放在装配平台上,然后按照样品上各部件的位置进行装配。此装配方法适用于桁架、框架等小批量结构的装配。

②复制复制拼装法:先用磨削样板法拼装成单面(单件)结构,然后点焊牢固,翻过来作为复制模,在其上拼装另一单面结构,来回拼装两次。此拼装方法适用于截面相互对称的桁架结构。

③垂直装配法:根据构件的特点及其零件的稳定位置,选择自上而下或自下而上的装配顺序。这种装配方法适用于结构稳定、不太高或直径较大的圆筒。

④ 卧式装配法:将构件以水平位置放置进行装配。适用于截面较小、长度较大的细长构件。

⑤模装配法:利用模具将零部件定位在装配位置的装配方法。这种装配方法适用于制造大批量、精度较高的产品。

预组装方法:平组装法、立组装法、模组装法。

(1) 平装本

平焊安装方法操作简便,不需要稳定的加固措施;不需搭设脚手架;焊缝大部分为平焊,焊接操作简单,不需要技术水平很高的焊工。焊缝质量容易保证;校正、起拱方便、准确。

适用于组装跨度较小、构件相对较大的钢结构,如长度18m以内的钢柱、跨度6m以内的天窗架、跨度21m以内的钢屋架等。

(2)垂直组装法

采用垂直拼装法,可一次拼装多块;块体占地面积小;无需铺设或设立专门的拼装操作平台或枕木墩,节省材料和工时;省去了翻身工序,质量容易保证,不需增加专门用于翻身、运输、定位、堆放块体的起重设备,缩短了工期;块体拼装连接件或节点的拼接焊缝,可两侧对称焊接,避免了预制构件连接件或钢构件因节点焊接而变形,造成整个块体侧向弯曲。

但需设置一定数量的稳定支撑;块体纠偏、起拱较难;钢构件连接节点及预制构件连接部位焊接竖缝较多,增加了焊接作业的难度。

(3)采用模具装配法

模具是符合工件几何形状或轮廓的模型(内部或外部)。利用模具组装、焊接钢结构具有产品质量好、生产效率高等优点。对于批量生产的板结构、钢结构,应考虑模具组装。

桁架结构的装配模具常采用直线连接两点的方式制作,结构简单,性能良好。

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