鋼結(jié)構(gòu)加工過程中的質(zhì)量控制方法

  
  鋼結(jié)構(gòu)工程是以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。特點是由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件；各構(gòu)件或部件之間采用焊縫、螺栓或鉚釘連接的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。
  一、鋼結(jié)構(gòu)加工材料的選用
  （一）材料的選用
  1 鋼材
  制作鋼結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)符合下列規(guī)定：
  鋼結(jié)構(gòu)加工
  現(xiàn)行國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)工程鋼材主要采用Q345B(低合金碳素結(jié)構(gòu)鋼)及Q235B(普通碳素結(jié)構(gòu)鋼)兩種。Q345B應(yīng)有常溫200C沖擊韌性的合格保證，材質(zhì)應(yīng)符合《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591-1994規(guī)定的鋼材化學成份和機械性能。Q235B鋼，其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標準《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB／T700-1988。
  2 焊接材料
  1）焊條應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《碳鋼焊條》GB/T 117、《低合金鋼焊條》GB/T5118。
  2）焊絲應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《熔化焊用鋼絲》GB/T 14957、《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB/T8110 及《碳鋼藥芯焊絲》GB／T 10045、《低合金鋼藥芯焊絲》GB/T7493的規(guī)定。
  3）埋弧焊用焊絲和焊劑應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》GB/T 5293、《低合金鋼埋弧焊用焊劑》GB/T 12470 的規(guī)定。
  3 緊固件
  1）鋼結(jié)構(gòu)工程所用的緊固件（普通螺栓、高強度螺栓），應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書，其質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求和國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。
  2）普通螺栓可采用現(xiàn)行國家標準《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB700 中規(guī)定的Q235 鋼制成。
  3）高強度大六角頭螺栓性能等級為10.9級，其中包括一個螺栓，一個螺母和2 個墊圈。應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓》GB/T 1228、《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角螺母》GB/T 1229。《鋼結(jié)構(gòu)用高強度墊圈》GB/T 1230、《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓、大六角頭螺母、墊圈技術(shù)條件》GB/T 1231。
  4）扭剪型高強度螺栓連接副包括一個螺栓，一個螺母和一個墊圈。10.9 級的扭剪型高強度螺栓連接副，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強度螺栓連接副》GB／T3632、《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強度螺栓連接副技術(shù)條件》GB/T 3633。
  二、鋼結(jié)構(gòu)加工施工要點
  （一）工藝流程
  翼緣板下料→加工坡口→拼接→校正→氣割長條料→校正→反變形
  腹板下料→加工坡口→拼接埋弧自動焊→校正→氣割長條料→校正 →裝工字、焊接（檢查）→校正→端部加工→鉆孔→（檢查）→裝零件、焊接、校正（檢查）→噴砂除銹→成品
  （二）制作要點
  1 放樣、號料
  熟悉施工圖，并認真閱讀技術(shù)要求及設(shè)計說明，并逐個核對圖紙之間的尺寸和方向等。特別應(yīng)注意各部件之間的連接點、連接方式和尺寸是否―一對應(yīng)。放樣需用的工具：尺、石筆、粉線、劃針、劃規(guī)、鐵皮剪等。尺必須經(jīng)過計量部門的校驗復核，合格后方可使用。號料前必須了解原材料的材質(zhì)及規(guī)格，檢查原材料的質(zhì)量。不同規(guī)格、不同材質(zhì)的零件應(yīng)分別號料。并依據(jù)先大后小的原則依次號料。放樣和號料應(yīng)預留收縮量（包括現(xiàn)場焊接收縮量）及切割、銑端等需要的加工余量。銑端余量：剪切后加工的一般每邊加3～4mm，氣割后加工的則每邊加4～5mm。切割余量：自動氣割割縫寬度為3mm，手工氣割割縫寬度為4mm（與鋼板厚度有關(guān)）。焊接收縮量根據(jù)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點由工藝給出。
  放樣和樣板、樣桿允許偏差
  2 切割
  （1）下料劃線以后的鋼材，必須按其所需的形狀和尺寸進行下料切割。根據(jù)材料大小、使用部位不同切割方法有：
  1)機械切割：使用剪切機、鋸割機、砂輪切割機等機械設(shè)備（主要用于型材及薄鋼板的切割）。
  2)氣割：利用氧氣一乙炔、丙烷、液化石油氣等熱源進行（主要用于中厚鋼板及較大斷面型鋼的切割）。
  等離子切割：利用等離子弧焰流實現(xiàn)（主要用于不銹鋼、鋁、銅等金屬的切割）。
  機械切割的允許偏差
  3 矯正和成型
  碳素結(jié)構(gòu)鋼在環(huán)境濕度低于－16℃、低合金結(jié)構(gòu)鋼在環(huán)境濕度低于－12℃時，不應(yīng)進行冷矯正和冷彎曲。碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼在加熱矯正時，加熱濕度不應(yīng)超過900℃。低合金結(jié)構(gòu)鋼在加熱矯正后應(yīng)自然冷卻。當零件采用熱加工成型時，加熱濕度控制在900～1000℃；碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)分別下降到700℃和800℃之前，應(yīng)結(jié)束加工。矯正后鋼材表面，不應(yīng)有明顯的凹面損傷，劃痕深度不得大于0.5mm，且不應(yīng)大于該鋼材厚度負允許偏差的1/2。邊緣加工采用氣割或機械剪切的零件時，需要技能型邊緣加工時，其刨削量不應(yīng)小于2.0mm。焊接坡口加工宜采用自動切割、半自動切割、坡口機、刨邊等方法進行。邊緣加工一般采用銑、刨等方式加工。邊緣加工時應(yīng)注意控制加工面的垂直和表面粗糙度。
  4 摩擦面加工
  采用高強度螺栓連接時，應(yīng)對構(gòu)件摩擦面進行加工處理。處理后的抗滑移系數(shù)應(yīng)符合設(shè)計要求。高強度螺栓連接摩擦面的加工，可采用噴砂、拋丸和砂輪機打磨等方法（注：砂輪機打磨方向應(yīng)與構(gòu)件受力方向垂直，且打磨范圍不得小于螺栓直徑的4 倍）。經(jīng)處理的摩擦面應(yīng)采取防油污和損傷保護措施。
  5 端部加工
  構(gòu)件的端部加工應(yīng)在矯正合格后進行。應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的形式采取必要的措施，保證銑平端面與軸線垂直。
  6 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組裝
  組裝前，工作人員必須熟悉構(gòu)件施工圖及有關(guān)的技術(shù)要求，并根據(jù)施工圖要求復核其需組裝零件質(zhì)量。由于原材料的尺寸不夠，或技術(shù)要求需拼接的零件，一般必須在組裝前拼接完成。在采用胎模裝配時必須遵循下列規(guī)定：
  （1）選擇的場地必須平整，并具有足夠的剛度。
  （2） 布置裝配胎模時必須根據(jù)其鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件特點考慮預放焊接收縮量及其他各種加工余量。
  （3）組裝出首批構(gòu)件后，必須由質(zhì)量檢查部門進行全面檢查，經(jīng)檢查合格后，方可進行繼續(xù)組裝。
  （4）構(gòu)件在組裝過程中必須嚴格按照工藝規(guī)定裝配，當有隱蔽焊縫時。必須先行施焊，并經(jīng)檢驗合格后方可覆蓋。當有復雜裝配部件不易施焊時，亦可采用邊裝配邊施焊的方法來完成其裝配工作。
  （5）為了減少變形和裝配順序，可采取先組裝成部件，然后組裝成構(gòu)件的方法。
  7 焊接
  鋼架柱、梁焊接采用CO2 氣體保護焊打底，埋弧自動焊填充、蓋面，船形焊施焊的方法。工藝參數(shù)應(yīng)參照工藝評定確定的數(shù)據(jù)，不得隨意更改。焊接順序為：打底焊一道；填充焊一道；碳弧氣刨清根；反面打底、填充、蓋面； 正面填充、蓋面焊。具體施焊時還要根據(jù)實際焊縫高度，確定填充焊的次數(shù)，構(gòu)件要勤翻身，防止構(gòu)件產(chǎn)生扭曲變形。如果構(gòu)件長度＞4m，則采用分段施焊的方法。
  鋼構(gòu)件焊接加工
  8 矯正
  構(gòu)件焊接后容易產(chǎn)生撓曲變形、翼緣板與腹板不垂直、薄板焊接還會產(chǎn)生波浪形等焊接變形，因此一般采用機械矯正及火焰加熱矯正的方法矯正。
  （1）機械矯正矯正前，應(yīng)清掃構(gòu)件上的一切雜物，與壓輥接觸的焊縫焊點修磨平整。使用機械矯正（翼緣矯正機）注意事項：構(gòu)件的規(guī)格應(yīng)在矯正機的矯正范圍之內(nèi)，即：翼緣板最大厚度≤50mm；翼緣板寬度=180～800mm；腹板厚度≤50mm；腹板高度＞350mm以上；工件材質(zhì)：Q235（Q345 時被矯正板厚為Q235 的70％）
  （2）火焰矯正要根據(jù)構(gòu)件的變形情況，確定加熱的位置及加熱順序，對加熱溫度最好控制在600～650℃。
  9 制孔：
  構(gòu)件小批量制孔，先在構(gòu)件上劃出孔的中心和直徑，在孔的圓周上（90°位置）打四個沖眼，作鉆孔后檢查用，中心沖眼應(yīng)大而深。當制孔量比較大時，要先制作鉆模，再鉆孔。鉆孔時，擺放構(gòu)件的平臺要平整，以保證孔的垂直度。
  10 裝焊其他零件后最后校正構(gòu)件，將構(gòu)件表面的焊疤、焊瘤、飛濺等雜物清理干凈，即可出車間。加工廠加工完的半成品進行組裝檢查結(jié)構(gòu)尺寸及細部結(jié)構(gòu)是否滿足設(shè)計要求，當拼裝檢查滿足設(shè)計尺寸后，應(yīng)按構(gòu)件編號進行堆放和運輸，做好批量標識。
  由于鋼結(jié)構(gòu)加工質(zhì)量直接影響到鋼結(jié)構(gòu)工程的周期和質(zhì)量,如何控制好鋼結(jié)構(gòu)加工質(zhì)量就顯得尤為重要。嚴格遵循正確的工藝和指導，有效的掌握鋼結(jié)構(gòu)件加工的質(zhì)量進行過程控制的方法,總結(jié)出質(zhì)量關(guān)鍵控制點的質(zhì)量控制模式是實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)工程的根本所在。

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