鋼結構廠房十字柱及[形柱制作變形控制

鋼結構廠房十字柱及[形柱制作變形控制
以贊比亞謙比希粗銅冶煉廠熔煉廠房—艾薩爐及貧化電爐主廠房、轉爐主廠房鋼結構制作為例，針對十字柱及[形柱的制作過程中出現的易變形情況，進行分析研究，對其制作工藝、焊接方法、校正方式等方面進行摸索和探討，總結出制作此類結構的制作工藝、焊接變形控制等成功經驗。

鋼結構工程概況

由中國恩菲工程公司設計。其中熔煉主廠房有大量十字鋼柱和[形鋼柱，   贊比亞謙比希粗銅冶煉廠主廠房鋼結構及非標設備制作項目。其結構特殊，整體剛性大，對幾何尺寸要求嚴格。如發生變形校正起來極其困難，因此，制作過程中控制變形的發生最為關鍵。

柱身板垂直度不應大于5.0mm截面連接處對角線偏差為3．Omm柱身彎曲矢高不大于12mm柱身扭曲不應大于8mm根據設計說明，   GB50205-2001鋼結構工程施工質量驗收規范》規定‘u十字柱與[形柱制作允許偏差。柱上下翼緣板，腹板的拼接焊縫，采用坡口全熔透焊，焊縫等級為二級；上、下翼緣板與腹板的T形焊縫，腹板先開坡口，預留間隙，按熔透等強工藝施焊，焊縫等級為二級。

尚無幼稚經驗．經過摸索，   由于是第一次制作這兩種類型的鋼柱。最終總結出合理的制作變形控制工藝。

2 十字形和[形鋼柱的鋼結構

[形柱43根，   贊比亞謙比希粗銅冶煉廠主廠房有十字柱26根。材質為Q235-B十字柱規格有雙H10006002236共8件；雙Hl0006002230共1件；雙H8004002030共9件；雙H6004002030共8件；長度在856017645mm之間，如圖1所示。43根[形柱規格均為C6004003030長度為17645mm如圖2所示。

   十字柱的構成可分為主、副兩部分（以下所述十字柱均以雙H10006002236為例）由1根主焊接H型鋼HI0006002236和2根副焊接T形鋼T4896002236組成。[形柱由2片30mmX400mm鋼板和1片30mmX540mm鋼板組成。

故將2根T形鋼先做成1根H型鋼，   1十字柱由1根H10006002236和2根T4896002236焊接組成；考慮到T形鋼焊接后翼緣板和腹板垂直度出現偏差時很難校正。焊接校正后再剖成2根T形鋼。

焊前要打掉襯板。然后焊第1第2道焊縫，對第3第4道焊縫打底。再翻邊，焊第3第4道焊縫。

   2預留焊接收縮量‘2]十字柱下料時腹板開   圖4 [形柱工藝流程示意

寬度方向留4mm收縮余量，雙邊坡口。長度方向留3050mm切割余量。即主部分H1000X600

要加切割量；故H9786002236腹板下料尺寸為22mm932mm副局部因要剖成2根T形鋼。

2236腹板下料尺寸為22mm912mm腹板坡口形式見圖5

4.1.2亡形柱下料

即600mmX400mm30mm30mm如果下料時直接下成   1[形柱由3片鋼板組成。3

則變形量較大。為控制變形，片鋼板焊接。下料時，將2根[形柱下成1根箱形柱，焊完后再從中間剖開。

腹板下料尺寸為30mm546mm翼板下料尺寸為30mm803mm   2預留焊接收縮量。[形柱下料時腹板開雙邊坡口。

4.1.3下料工藝要求

其厚度削減量不應大于該鋼材厚度負偏差值的1/2   1下料前對鋼材進行幾何尺寸、外表質量等方面的檢查。鋼材端邊或斷口處不得有分層、夾渣等缺陷。鋼材外表損傷、銹蝕．經打磨修整后。

排版應考慮對鋼柱的翼板和腹板進行拼接。柱翼板和腹板只允許長度方向拼接‘2]拼接長度不小于1 000mm;翼板拼接和腹板拼接縫與內部加勁板的角焊縫間距應大于200mm板料對接時，   2由于鋼板規格的限制。坡口為X形坡口，焊縫兩頭各加一塊引弧板，焊后氣割去除，并將焊道邊緣修磨平整。對接處焊后要求探傷，焊接接口處一般會出現局部不平度，合格后要對接口處進行調平，采用

加熱溫度不超過900℃，火焰加熱焊道。待板料自然冷卻即可。

板料的原邊均不保留，   3所有翼板均在多頭直條切割機上進行下料。以保證板料兩側受熱均勻，不產生側彎。腹板則用半自動切割機下料，切割完后直接打坡口。板料下完待完全冷卻后方能移動。下好的板料堆放要墊平，碼放層數不應多于5層。

4.2組立、焊接、矯正

總長度側彎小于等于2mm寬度誤差±1.5mm對所有影響板料組立的缺陷，   組立前對所有板料進行檢查。如毛刺、鐵銹、污垢等等清除干凈。對板料進行平整處置，以保證組立精度。

4.2.1十字柱組立、焊接、矯正

   1組立兩根H型鋼。

再按此中心線返出腹板邊緣線，   a．H型鋼的組立。先按翼板寬度找出板料中心線。按比線進行組立。組立完成后，H型鋼內加臨時固定板，以控制腹板和翼板的相對位置及垂直度，并起到一定的防變形作用。

用COz氣保焊進行打底，   b．在H型鋼組立線上組立完成后。兩邊同時進行；然后在H型鋼懸臂式焊機上進行埋弧自動焊接，用碳弧刨清根，焊接順序如圖6所示，柱兩頭要加引弧板。

   注：14為焊接先后順序。

   圖6H型鋼焊接順序示意

翻邊再對位置第2第4邊同時打底；再焊接第1第2位置處第1道焊縫，   焊接順序：先用CO氣保焊對圖6中位置第1第3處同時打底。然后在第3第4焊縫處先清根，再焊l道；最后返回第1處焊縫蓋面，按第2第3第4順序蓋面。

H9786002236H型鋼要剖開。切割時，   c．按上述順序焊接完成后。中間和兩端各預留50mm不割斷，待部件冷卻后再切割，剖開的同時對剖開邊開雙邊坡口。

采用翼緣矯正機對H型鋼進行矯正及翼緣矯平，   d．H型鋼焊接完畢后。保證翼緣和腹板的垂直

則采用火焰加熱和機械加壓同時進行矯正；火焰矯正時，度。對于扭曲變形。其溫度不得超越650℃。

   2組立十字柱。

要先制作好工藝隔板，   a．工藝隔板制作。十字柱組裝前。以方便十字柱的裴配和定位。工藝隔板與構件的接觸面要求打坡口，邊與邊之間必需成90直角，以保證十字柱截面的垂直度。

其外形尺寸是否達到要求。經檢查合格，   b．檢查裝配用的H型鋼和T形鋼是否矯正合格。并將焊接區域內的所有鐵銹、氧化皮、飛濺、毛邊等雜物清除干凈后，方可開始組裝十字柱。

把工藝隔板裝配到相應位置，   c．將H型鋼放在裝配平臺上。將T形鋼放到H型鋼上，利用工藝隔板進行初步定位。

   d．利用直角尺和卷尺檢查十字柱端面的對角線尺寸和垂直度以及端面的平整度。對滿意足要求的進行調直。

點焊固定。焊接前盡量將十字柱底面墊平，   e．經檢查合格后。從中間向兩邊雙面對稱同時施焊，以防止因焊接造成彎曲或扭曲變形。

   圖7 十字柱焊接順序示意

再將十字柱翻邊；   焊接順序：第1第2道焊縫同時用CO氣保焊打底；第3第4處焊縫均加襯板。