鋼結(jié)構(gòu)加工過(guò)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(lèi)型之一。特點(diǎn)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(lèi)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(guó)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(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591-1994規(guī)定的鋼材化學(xué)成份和機(jī)械性能。Q235B鋼，其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《熔化焊用鋼絲》GB/T 14957、《氣體保護(hù)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《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(qiáng)度螺栓），應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書(shū)，其質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
  2）普通螺栓可采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB700 中規(guī)定的Q235 鋼制成。
  3）高強(qiáng)度大六角頭螺栓性能等級(jí)為10.9級(jí)，其中包括一個(gè)螺栓，一個(gè)螺母和2 個(gè)墊圈。應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓》GB/T 1228、《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角螺母》GB/T 1229?！朵摻Y(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度墊圈》GB/T 1230、《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)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(qiáng)度螺栓連接副包括一個(gè)螺栓，一個(gè)螺母和一個(gè)墊圈。10.9 級(jí)的扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副》GB／T3632、《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)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(diǎn)
  （一）工藝流程
  翼緣板下料→加工坡口→拼接→校正→氣割長(zhǎng)條料→校正→反變形
  腹板下料→加工坡口→拼接埋弧自動(dòng)焊→校正→氣割長(zhǎng)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(diǎn)
  1 放樣、號(hào)料
  熟悉施工圖，并認(rèn)真閱讀技術(shù)要求及設(shè)計(jì)說(shuō)明，并逐個(gè)核對(duì)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(diǎn)、連接方式和尺寸是否―一對(duì)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(guò)計(jì)量部門(mén)的校驗(yàn)復(fù)核，合格后方可使用。號(hào)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(hào)料。并依據(jù)先大后小的原則依次號(hào)料。放樣和號(hào)料應(yīng)預(yù)留收縮量（包括現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)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(diǎn)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(jìn)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(jī)械切割：使用剪切機(jī)、鋸割機(jī)、砂輪切割機(jī)等機(jī)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(jìn)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(shí)現(xiàn)（主要用于不銹鋼、鋁、銅等金屬的切割）。
  機(jī)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(shí)，不應(yīng)進(jìn)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(shí)，加熱濕度不應(yīng)超過(guò)900℃。低合金結(jié)構(gòu)鋼在加熱矯正后應(yīng)自然冷卻。當(dāng)零件采用熱加工成型時(shí)，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(fù)允許偏差的1/2。邊緣加工采用氣割或機(jī)械剪切的零件時(shí)，需要技能型邊緣加工時(shí)，其刨削量不應(yīng)小于2.0mm。焊接坡口加工宜采用自動(dòng)切割、半自動(dòng)切割、坡口機(jī)、刨邊等方法進(jìn)行。邊緣加工一般采用銑、刨等方式加工。邊緣加工時(shí)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(qiáng)度螺栓連接時(shí)，應(yīng)對(duì)構(gòu)件摩擦面進(jìn)行加工處理。處理后的抗滑移系數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面的加工，可采用噴砂、拋丸和砂輪機(jī)打磨等方法（注：砂輪機(jī)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(hù)措施。
  5 端部加工
  構(gòu)件的端部加工應(yīng)在矯正合格后進(jìn)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(fù)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(shí)必須遵循下列規(guī)定：
  （1）選擇的場(chǎng)地必須平整，并具有足夠的剛度。
  （2） 布置裝配胎模時(shí)必須根據(jù)其鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件特點(diǎn)考慮預(yù)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(mén)進(jìn)行全面檢查，經(jīng)檢查合格后，方可進(jìn)行繼續(xù)組裝。
  （4）構(gòu)件在組裝過(guò)程中必須嚴(yán)格按照工藝規(guī)定裝配，當(dāng)有隱蔽焊縫時(shí)。必須先行施焊，并經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可覆蓋。當(dāng)有復(fù)雜裝配部件不易施焊時(shí)，亦可采用邊裝配邊施焊的方法來(lái)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(hù)焊打底，埋弧自動(dòng)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(píng)定確定的數(shù)據(jù)，不得隨意更改。焊接順序?yàn)椋捍虻缀敢坏?；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(shí)還要根據(jù)實(shí)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(zhǎng)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(huì)產(chǎn)生波浪形等焊接變形，因此一般采用機(jī)械矯正及火焰加熱矯正的方法矯正。
  （1）機(jī)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(diǎn)修磨平整。使用機(jī)械矯正（翼緣矯正機(jī)）注意事項(xiàng)：構(gòu)件的規(guī)格應(yīng)在矯正機(jī)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(shí)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(duì)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(gè)沖眼，作鉆孔后檢查用，中心沖眼應(yīng)大而深。當(dāng)制孔量比較大時(shí)，要先制作鉆模，再鉆孔。鉆孔時(shí)，擺放構(gòu)件的平臺(tái)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(chē)間。加工廠加工完的半成品進(jìn)行組裝檢查結(jié)構(gòu)尺寸及細(xì)部結(jié)構(gòu)是否滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)拼裝檢查滿足設(shè)計(jì)尺寸后，應(yīng)按構(gòu)件編號(hào)進(jìn)行堆放和運(yùn)輸，做好批量標(biāo)識(shí)。
  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(yán)格遵循正確的工藝和指導(dǎo)，有效的掌握鋼結(jié)構(gòu)件加工的質(zhì)量進(jìn)行過(guò)程控制的方法,總結(jié)出質(zhì)量關(guān)鍵控制點(diǎn)的質(zhì)量控制模式是實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)工程的根本所在。