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1、学习情景4 钢结构加工制作,知识点： 钢结构施工详图的识读以及钢结构加工前的准备， 钢零件及部件机具和方法，钢构件的焊接工艺和 方法，钢构件的预拼装，钢结构成品检验、管理 和包装。 教学目标：通过学习，使学生掌握钢结构加工制作的程序和方 法，熟悉钢零件及部件加工的机具和具体方法，掌 握钢结构焊接和预拼装，熟悉成品的检验与管理， 以便以后在现场进行管理。,综合任务一 钢结构设计图与施工详图,综合任务二 钢结构加工前的生产准备,综合任务三 钢零件及钢部件加工,综合任务四 钢结构焊接,综合任务五 螺栓连接,综合任务六 钢结构构件的防腐与涂饰,综合任务七 钢构件的拼装,综合任务八 钢构件成品检验、管理
2、 和包装,学习情景4 钢结构加工制作,钢结构构件的制作、加工必须以施工详图为依据，而详图则应根据设计图编制。 一、设计图与施工详图的区别 1、设计图具有以下特征： (1)根据工艺、建筑要求及初步设计等，并经施工设计方案与计算等工作而编制的施工设计图； (2)目的、深度及内容仅为编制详图提供依据； (3)由设计单位编制；(4)图纸表示简明，数量少： (5)图纸内容一般包括：设计总说明与布置图、构件图、节点图、钢材订货表。,综合任务一 钢结构设计图与施工详图,2、施工详图具有以下特征： (1)直接根据设计图编制的工厂施工及安装详图，只对设计进行深化； (2)目的为直接供制造、加工及安装的施工用图；
3、 (3)一般应由制造厂或施工单位编制； (4)图纸表示详细，数量多； (5)图纸内容包括：构件安装布置图及构件详图。 二、施工详图设计的内容 1、详图的构造设计与计算,1、详图的构造设计与计算 详图的构造设计，应按设计图给出的节点图或连接条件，并按设计规范的要求进行，是对设计图的深化和补充，一般应包括以下内容： 桁架、支撑等节点板构造与计算 连接板与托板的构造与计算 柱、梁支座加劲肋的构造与计算 焊接、螺栓连接的构造与计算 桁架或大跨度实腹梁起拱构造与计算 现场组装的定位、细部构造等。,2、详图图纸绘制的内容 图纸目录 设计总说明，应根据设计图总说明编写 供现场安装用布置图，一般应按构件系统分
4、别绘制平面和剖面布置图，如屋盖、钢架、吊车梁。 构件详图、按设计图及布置图中的构件编制，带材料表 安装节点图。 三、施工详图的识读 （一）基本知识 1、图幅 2、图线 3、尺寸线 4、符号及投影,（二）钢结构详图的标注方法 （三）布置图的识读方法 1、结构的平面、立面布置图中，构件以粗单线或简单外形图表示，并在其旁注明标号； 2、构件编号一般在平、剖面图上，编号由字首代号，一般采用拼音字母； 3、图中剖面利用对称关系简化图形。 （四）构件图的识图方法 1、构件图以粗实线绘制,2、图形一般选用比例为1：20、1：15、1：50，对于构件较长、较高的，长度、高度与截面尺寸比例可能不相同。 3、构件
5、中每一零件均有编号，其规格、数量、重量等在材料表中查找。 4、图中尺寸以mm为单位，写尺寸有斜度标注，多弧形构件表明每一户型尺寸对应的曲率半径。 5、较复杂零件或交汇尺寸应由放大样或展开图查找。,一、审查图纸 一般设计院提供的设计图，不能直接用来加工制作钢结构，而是要考虑加工工艺，如公差配合、加工余量、焊接控制等因素后，在原设计图的基础上绘制加工制作图（又称施工详图）。详图设计一般由加工单位负责进行，应根据建设单位的技术设计图纸以及发包文件中所规定的规范、标准和要求进行。加工制作图是最后沟通设计人员及施工人员意图的详图，是实际尺寸、划线、剪切、坡口加工、制孔、弯制、拼装、焊接、涂装、产品检查、
6、堆放、发送等各项作业的指示书。,综合任务二 钢结构加工前的生产准备,图纸审核的主要内容包括以下项目：设计文件是否齐全，设计文件包括设计图、施工图、图纸说明和设计变更通知单等。构件的几何尺寸是否标注齐全。相关构件的尺寸是否正确。节点是否清楚，是否符合国家标准。标题栏内构件的数量是否符合工程和总数量。构件之间的连接形式是否合理。加工符号、焊接符号是否齐全。结合本单位的设备和技术条件考虑，能否满足图纸上的技术要求。图纸的标准化是否符合国家规定等。,图纸审查后要做技术交底准备，其内容主要有：根据构件尺寸考虑原材料对接方案和接头在构件中的位置。考虑总体的加工工艺方案及重要的工装方案。对构件的结构不合理处
7、或施工有困难的地方，要与需方或者设计单位做好变更签证的手续。列出图纸中的关键部位或者有特殊要求的地方，加以重点说明。审查图纸的目的，首先是检查图纸设计的深度能否满足施工的要求，如检查构件之间有无矛盾，尺寸是否全面等；其次是对工艺进行审核，如审查技术上是否合理，是否满足技术要求等。如果是加工单位自己设计施工详图，又经过审批就可简化审图程序。,图纸审核过程中发现的问题应报原设计单位处理，需要修改设计的应有书面设计变更文件。 二、采购和核对 1、采购 为了尽快采购钢材，一股应在详图设计的同时进行，这样就能不因材料原因耽误施工应根据图纸材料表计算出各种材质、规格的材料净用量，再加上一定数量的损耗，提出
8、材料需用量计划。工程预算一般可按实际用量所需数值再增加10进行提料。,2、核对 核对来料的规格、尺寸和重量，并仔细核对材质。如进行材料代用，必须经设计部门同意，同时应按下列原则进行： (1)当钢号满足设计要求，而生产厂商提供的材质保证书中缺少设计提出的部分性能要求时，应做补充试验，合格后方可使用。每炉钢材，每种型号规格一般不宜少于3个试件。 (2)当钢材性能满足设计要求，而钢号的质量优于设计提出的要求时，应注意节约，避免以优代劣。 (3)当钢材性能满足设计要求，而钢号的质量低于设计提出的要求时，一般不允许代用，如代用必须经设计单位同意。,(4)当钢材的钢号和技术性能都与设计提出的要求不符时，首
9、先检查钢材，然后按设计重新计算，改变结构截面、焊缝尺寸和节点构造。 (5)对于成批混合的钢材，如用于主要承重结构时，必须逐根进行化学成分和机械性能试验。 (6)当钢材的化学成分允许偏差在规定的范围内可以使用。 (7)当采用进口钢材时，应验证其化学成分和机械性能是否满足相应钢号的标准 (8)当钢材规格与设计要求不符时，不能随意以大代小，须经计算后才能代用。,(9)当钢材规格、品种供应不全时，可根据钢材选用原则灵活调整。建筑结构对材质要求一般是：受拉高于受压构件；焊接高于螺栓或铆接连接的结构；厚钢板高于薄钢板结构；低温高于高温结构；受动力荷载高于受静力荷载的结构。 (10)能所需保证项目仅有一项不
10、合格时，当冷弯合格时，抗拉强度的上限值可以不限；伸长率比规定的数值低1时允许使用，但不宜用于塑性变形构件；冲击功值一组三个试样，允许其中一个单值低于规定值，但不得低于规定值的70。,三、有关试验与工艺规程的编制 1、有关试验 (1)钢材复验 当钢材属于下列情况之一时，加工下料前应进行复验： 国外进口钢材； 不同批次的钢材混合 对质量有疑议的钢材： 板厚大于等于40mm，并承受沿板厚方向拉力作用，且设计有要求的厚板；,建筑结构安全等级为一级，大跨度钢结构、钢网架和钢桁架结构中主要受力构件所采用的钢材； 现行设计规范中未含的钢材品种及设计有复验要求的钢材。 (2)连接材料的复验 1)焊接材料：在大
11、型、重型及特种钢结构上采用的焊接材料应进行抽样检验，其结果应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。 2)扭剪型高强度螺栓：采用扭剪型高强度螺栓的连接幅应按规定进行预拉力复验，其结果应符合相关的规定。,3)高强度大六角头螺栓：采用高强度大六角头螺栓的连接幅应按规定进行扭矩系数复验，其结果应符合相关的规定。 (3)工艺试验一般可分为三类： 1)焊接试验 钢材可焊性试验、焊接工艺性试验、焊接工艺评定试验等均属于焊接性试验，而焊接工艺评定试验是各工程制作时最常遇到的试验。焊接工艺评定是焊接工艺的验证，是衡量制造单位是否具备生产能力的一个重要的基础技术资料，未经焊接工艺评定的焊接方法、技术系数不能用于工
12、程施工。,2)摩擦面的抗滑移系数试验 当钢结构构件的连接采用摩擦型高强螺栓连接时，应对连接面进行处理，使其连接面的范渭移系数能达列设计规定的数值。连接面的技术处理万云何：唢炒或喷丸、酸洗、砂轮打磨、综合处理等。 3)工艺性试验 对构造复杂的构件，必要时应在正式投产前进行工艺性试验。工艺性试验可以是单工序，也可以是几个工序或全部工序；可以是个别零件，也可以是整个构件，甚至是一个安装单元或全部安装构件。,2、编制工艺规程 原则是操作能以最快的速度、最少的劳动量和最低的费用，可靠地加工出符合图纸设计要求的产品。内容包括：1）成品技术要求2）具体措施：关键零件的加工方法、精度要求、检查方法和检查工具；
13、主要构件的工艺流程、工序质量标准、工艺措施（如组装次序、焊接方法等）；采用的加工设备和工艺设备。,编制工艺流程表（或工艺过程卡）基本内容包括零件名称、件号、材料牌号、规格、件数、工序名称和内容、所用设备和工艺装备名称及编号、工时定额等。关键零件还要标注加工尺寸和公差，重要工序要画出工序图。 钢结构工程施工前，制作单位应按施工图纸把技术文件的要求编制出完全、正确的施工工艺规程，用于指导、控制施工过程。,(1)编制工艺规程的依据： 工程设计图纸及施工详图； 图纸设计总说明和相关技术文件； 图纸和合同中规定的国家标准、技术规范等； 制作单位实际能力情况等。 (2)制定工艺规程的原则是在一定的生产条件
14、下，操作时能以最快的速度、最少的劳动量和最低的费用，可靠地加工出符合图纸设计要求的产品，其要体现出技术上的先进、经济的、合理和良好的劳动条件及安全性。,(3)工艺规程的内容包括： 根据执行的标准编写成品技术要求； 为保证成品达到规定的标准而制订的措施：关键零件的精度要求，检查方法和检查具；主要构件的工艺流程、工序质量标准、工艺措施；采用的加工设备和工艺装备。 (4)工艺规程是钢结构制造中主要的和根本性的指导性文件，也是生产制作中最可靠的质量保证措施。工艺规程必须经过审批，一经制订就必须严格执行，不得随意更改。,3、组织技术交底 上岗操作人员应进行培训和考核,特殊工种应进行资格确认,充分做好各项
15、工序的技术交底工作。技术交底按工程的实施阶段可分为两个层次。,第一个层次是开工前的技术交底会，参加的人员主要有：工程图纸的设计单位，工程建设单位，工程监理单位及制作单位的有关部门和有关人员。 技术交底主要内容有：1）工程概况；2）工程结构件的类型和数量；3）图纸中关键部位的说明和要求；4）设计图纸的节点情况介绍；5）对钢材、辅料的要求和原材料对接的质量要求；6）工程验收的技术标准说明；7）交货期限、交货方式的说明；8）构件包装和运输要求；9）涂层质量要求；10）其他需要说明的技术要求。,第二个层次是在投料加工前进行的本工厂施工人员交底会，参加的人员主要有：制作单位的技术、质量负责人，技术部门和
16、质检部门的技术人员、质检人员，生产部门的负责人、施工员及相关工序的代表人员等。 此类技术交底主要内容除上述10点外，还应增加工艺方案、工艺规程、施工要点、主要工序的控制方法、检查方法等与实际施工相关的内容。,四、其他工艺准备 除了上述准备工作外，还有工号划分、编制工艺流程表、工艺卡和流水卡、配料与材料拼接、确定余量、工艺装备、加工工具准备等工艺准备工作。 1、工号划分 根据产品特点、工程量的大小和安装施工速度，将整个工程划分成若干个生产工号(生产单元)，以便分批投料，配套加工，配套出成品。,生产工号(生产单元)的划分应注意以下几点： (1)条件允许情况下，同一张图纸上的构件宜安排在同一生产工号
17、中加工； (2)相同构件或加工方法相同的构件宜放在同一生产工号中加工； (3)工程量较大工程划分生产工号时要考虑施工顺序，先安装的构件要优先安排加工； (4)同一生产工号中的构件数量不要过多。,2、编制工艺流程表 从施工详图中摘出零件，编制出工艺流程表(或工艺过程卡)。加工工艺过程由若干工序所组成，工序内容根据零件加工性质确定，工艺流程表就是反应这个过程的文件。工艺流程表的内容包括零件名称、件号、材料编号、规格、工序顺序号、工序名称和向容、所用设备和工艺装备名称及编号、工时定额等。关键零件还需标注加工尺寸和公差，重要工序还需要画出工序图等。,3、零件流水卡 根据工程设计图纸和技术文件提出的成品
18、要求，确定各工序的精度要求和质量要求，结合制作单位的设备和实际加工能力，确定各个零件下料、加工的流水程序，即编制出零件流水卡。零件流水卡是编制工艺卡和配料的限据。 4、配料与材料拼接位置 根据来料尺寸和用料要求，统筹安排合理配料。当零件尺寸过长或过大无法运输、现场材料的拼接，都需确定材料拼接位置。,材料拼接应注意以下几点： (1)拼接位置应避开安装孔和复杂部位； (2)双角钢断面的构件，两角钢应在同一处拼接； (3)一般接头属于等强度连接，应尽量布置在受力较小的部位； (4)焊接H型钢的翼、腹板拼接缝应尽量避免在同一断面处，上下翼缘板拼接位置应与腹板错开200mm以上。 5、确定焊接收缩量和加
19、工余量 焊接收缩量由于受焊肉大小、气候条件、施焊工艺和结构断面等因素影响，其值变化较大。,由于铣刨加工时常常成叠进行操作，尤其长度较大时，材料不易对齐，在编制加工工艺时要对加工边预留加工余量，一般为5mm为宜。 6、工艺装备 钢结构制作工程中的工艺装备一般分两类，即原材料加工过程中所需的工艺装备和拼装焊接所需的工艺装备。前者主要能保证构件符合图纸的尺寸要求，如定位靠山、模具等；后者主要保证构件的整体几何尺寸和减少变形量，如夹紧器、拼装胎等。因为工艺装备的生产周期较长，要根据工艺要求提前准备，争取先行安排加工。,7、设备和工具 根据产品加工需要来确定加工设备和操作工具，有时还需要调拨或添置必要的
20、设备和工具，这些都应提前做好准备工作。 8、钢结构制作的安全工作 钢结构生产效率很高，工件在空间大量、频繁地移动，各个工序中大量采用的机械设备都须作必要的防护和保护。因此，生产过程中的安全措施极为重要，特别是在制作大型、超大型钢结构时，更必须十分重视安全事故的防范。,五、生产场地布置 生产场地布置的原则： (1)根据流水顺序安排生产场地，尽量减少运输量，避免倒流水； (2)根据生产需要合理安排操作面积，以保证操作安全并要保证材料和零件的堆放场地： (3)保证成品能顺利运出 (4)有利供电、供气、照明线路的布置； (5)加工设备布置要考虑留有一定间距，以便操作和堆放材料等，见图4.1所示。,图4
21、.1 设备之间的最小间距（m）,根据专业化程度和生产规模，钢结构的生产有三种生产组织方式：专业分工的大流水作业生产；一包到底的混合组织方式；扩大放样室的业务范围。 钢结构制作的工序较多，对加工顺序要周密安排，避免或减少工作倒流，以减少往返运输和周转时间。图4.2之为大流水作业生产的工艺流程。,综合任务三 钢零件及钢部件加工,图4.2 大流水作业生产的工艺流程,一、钢结构加工制作的工艺流程 1、样杆、样板的制作 放样是钢结构制作工艺中的第一道工序，只有放样尺寸准确，才能避免以后各道加工工序的累计误差，才能保证整个工程的质量。 放样的内容包括：核对图纸的安装尺寸和孔距；以1：1的大样放出节点；核对
22、各部分的尺寸；制作样板和样杆作为下料、弯制、铣、刨、制孔等加工的依据。放样时以1：1的比例在放样台上利用几何作图方法弹出大样。放样经检查无误后，用0.500.75mm的铁皮或塑料板制作样板，用木杆、钢皮或扁铁制作样杆,当长度较短时可用木尺杆。,样板、样杆上应注明工号、图号、零件号、数量及加工边、坡口部位、弯折线和弯折方向、孔径和滚圆半径等。然后用样板、样杆进行号料，见图4.3。样杆、样板应妥善保存，直至工程结束后方可销毁。,(a)样杆号孔； (b)样板号料 1角钢；2样杆；3划针；4样板 图4.3 样板号料,2、号料 号料的工作内容包括： 检查核对材料；在材料上划出切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加
23、工位置；打冲孔；标出零件编号等。钢材如有较大弯曲等问题时应先矫正，根据配料表和样板进行套裁，尽可能节约材料。当工艺有规定时，应按规定的方向进行取料，号料应有利于切割和保证零件质量。,放样号料用工具及设备有： 划针、冲子、手锤、粉线、弯尺、直尺、钢卷尺、大钢卷尺、剪子、小型剪板机、折弯机。用作计量长度的钢盘尺，必须经授权的计量单位计量，且附有偏差卡片，使用时按偏主卡片的记录数值核对其误差数。钢结构制作、安装、验收及土建施工用的量具，必须用同一标准进行鉴定，且应具有相同的精度等级。,放样号料应注意的问题 a)放样时，铣、刨的工作要考虑加工余量，焊接构件要按工艺要求放出焊接收缩量，高层钢结构的框架柱
24、尚应预留弹性压缩量； b)号料时要根据切割方法留出适当的切割余量； c)如果图纸要求桁架起拱，放样时上、下弦应同时起拱，起拱后垂直杆的方向仍然垂直于水平线，而不与下弧杆垂直； d)样板的允许偏差见表4.1，号料的允许偏差见表4.2和表4.3。,表4.1 放样和样板(样杆)的允许偏差,表4.2 气割的允许偏差(mm),表4.3机械剪切的允许偏差(mm),3、划线 利用加工制作图、样杆、样板及钢卷尺进行划线。目前已有一些先进的钢结构加工厂采用程控自动划线机,不仅效率高,而且精确、省料。划线的要领有二条： 划线作业场地要在不直接受日光及外界气温影响的室内,最好是开阔、明亮的场所。 用划针划线比用墨尺
25、及划线用绳的划线精度高。划针可用砂轮磨尖,粗细度可达0.3mm左右。划线有三种办法：先划线、后划线、一般先划线及他端后划线。当进行下料部分划线时要考虑剪切余量、切削余量。,4、切割 钢材的切割包括气割、等离子切割类高温热源的方法,也有使用剪切、切削、摩擦热等机械力的方法。要考虑切割能力、切割精度、切剖面的质量及经济性。 气割 氧割或气割是以氧气与燃料燃烧时产生的高温来熔化钢材，并借喷射压力将溶渣吹去，造成割缝达到切割金属的目的。但熔点高于火焰温度或难于氧化的材料，则不宜采用气割，氧与各种燃料燃烧时的火焰温度大约在2000-3200。,机械切割 a)带锯机床 适用于切断型钢及型钢构件，其效率高，
26、切割精度高。 b)砂轮锯 砂轮锯适用于切割薄壁型钢及小型钢管，其切口光滑、生刺较薄易清除，噪声大、粉尘多。 c) 无齿锯 无齿锯是依靠高速摩擦而使工件熔化，形成切口，适用于精度要求低的构件。其切割速度快，噪声大。 d)剪板机、型钢冲剪机 此法适用于薄钢板、压型钢板等，其具有切割速度快、切口整齐，效率高等特点，剪刀必须锋利，剪切时调整刀片问隙,等离子切割 等离子切割适用于不锈钢、铝、铜及其合金等，在一些尖端技术上应用广泛。其具有切割温度高、冲刷力大、切割边质量好、变形小、可以切割任何高熔点金属等特点。 5、边缘加工和端部加工 钢吊车梁翼缘板的边缘、钢柱脚和肩梁承压支承面以及其他图纸要求的加工面，
27、焊接对接口、坡口的边缘，尺寸要求严格的加劲肋、隔板、腹板和有孔眼的节点板，以及由于切割方法产生硬化等缺陷的边缘，一般需要边缘加工，采用精密切割就可代替刨铣加工。,铲边：有手工铲边和机械铲边两种。铲边后的棱角垂直误差不得超过弦长的/3000，且不得大于2mm。 刨边：使用的设备是刨边机。刨边加工有刨直边和刨斜边两种。一般的刨边加工余量24mm。 铣边：使用的设备是铣边机，工效高，能耗少。 碳弧气刨：使用的设备是气刨枪。效率高，无噪音，灵活方便。 坡口加工：一般可用气体加工和机械加工,在特殊的情况下采用手动气体切割的方法,但必须进行事后处理,如打磨等。,6、制孔 高强度螺栓的采用，使孔加工在钢结构
28、制造中占有很大比重，在精度上要求也越来越高。 制孔的质量 a)精制螺栓孔。精制螺栓孔(A、B级螺栓孔I类孔)的直径应与螺栓公称直径相等，孔应具有H12的精度，孔壁表面粗糙度Ra12.5m。其孔径允许偏差应符合规定。 b)普通螺栓孔。普通螺栓孔(C级螺栓孔类孔)包括高强度螺栓(大六角头螺栓、扭剪型螺栓等)、普通螺钉孔、半圆头铆钉等的孔。孔的允许偏差应符合规定。,c)孔距。螺栓孔孔距的允许偏差应符合规定。 制孔方法 在焊接结构中,不可避免地将会产生焊接收缩和变形,因此在制作过程中,把握好什么时候开孔将在很大程度上影响产品精度，特别是对于柱及梁的工程现场连接部位的孔群的尺寸精度直接影响钢结构安装的精
29、度。一般有四种情况： 第一种：在构件加工时顶先划上孔位,待拼装、焊接及变形矫正完成后,再划线确认进行打孔加工。 第二种：在构件一端先进行打孔加工,待拼装、焊接及变形矫正完成后,再对另一端进行打孔加工。,第三种：待构件焊接及变形矫正后,对端面进行精加工,然后以精加工面为基准,划线、打孔。 第四种：在划线时,考虑了焊接收缩量、变形的余量、允许公差等,直接进行打孔。 机械打孔有电钻及风钻、立式钻床、摇臂钻床、桁式摇臂钻床、多轴钻床、NC开孔机。 气体开孔,最简单的方法是在气割喷嘴上安装一个简单的附属装置,可打出30的孔。,钻模和板叠套钻制孔。这是目前国内尚未流行的一种制孔方法,应用夹具固定,钻套应采
30、用碳素钢或合金钢，热处理后钻套硬度应高于钻头硬度HRC23。 钻模板上下两平面应平行,其偏差不得大于0.2mm,钻孔套中心与钻模板平面应保持垂直,其偏差不得大于0.15mm,整体钻模制作允许偏差符合有关规定。 数控钻孔:近年来数控钻孔的发展更新了传统的钻孔方法,无需在工件上划线,打样冲眼,整个加工过程自动进行,高速数控定位,钻头行程数字控制, 钻孔效率高,精度高。 制孔后应用磨光机清除孔边毛刺,并不得损伤母材。,7、组装 组装，也称拼装、装配、组立，是按照施工图的要求，把已加工完成的各零件和半成品构件装配成独立的成品。钢结构组装的方法包括地样法、仿形复制装配法、立装法、卧装法、胎模装配法。 地
31、样法：用1：1的比例在装配平台上放出构件实样，然后根据零件在实样上的位置，分别组装起来成为构件。此装配方法适用于桁架、构架等小批量结构的组装。,仿形复制装配法：先用地样法组装成单面（单片）的结构，然后定位点焊牢固，将其翻身，作为复制胎模，在其上面装配另一单面结构，往返两次组装。此种装配方法适用于横断面互为对称的桁架结构。 立装法：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顺序装配。此装配方法适用于放置平稳，高度不大的结构或者大直径的圆筒。 卧装法：将构件放置于卧的位置进行的装配。适用于断面不大，但长度较大的细长构件。,胎模装配法：将构件的零件用胎模定位在其装配位置上的组装方法。
32、此种装配方法适用于制造构件批量大、精度高的产品。 组装要求： 必须按工艺要求的次序进行，当有隐蔽焊缝时，必须先予施焊，经检验合格方可覆盖。为减少变形，尽量采用小件组焊，经矫正后再大件组装。 组装的零件、部件应经检查合格,零件、部件连接接触面和沿焊缝边缘约3050mm范围内的铁锈、毛刺、污垢、冰雪、油迹等应清除干净。,布置拼装胎具时，其定位必须考虑预放出焊接收缩量及加工余量。 为减少大件组装焊接的变形，一般应先采取小件组焊，经矫正后，再组装大部件。胎具及组装的首件必须经过检验方可大批进行组装。 板材、型材的拼接应在组装前进行；构件的组装应在部件组装、焊接、矫正后进行，以便减少构件的残余应力，保证
33、产品的制作质量。构件的隐蔽部位应提前进行涂装。 组装时要求磨光顶紧的部位，其顶紧接触面应有75以上的面积紧贴。,组装好的构件应立即用油漆在明显部位编号，写明图号、构件号、件数等，以便查找。 钢构件组装的允许偏差见GB50205-2001有关规定。 8、焊接 焊接是钢结构加工制作中的关键步骤，具体内容见综合任务4。 9、摩擦面的处理 高强度螺栓摩擦面处理后的抗滑移系数值应符合设计的要求（一般为0.450.55）。摩擦面的处理可采用喷砂、喷丸、酸洗、砂轮打磨等方法，一般应按设计要求进行，设计无要求时施工单位可采用适当的方法进行施工。,10、涂装、编号 涂装环境温度应符合涂料产品说明书的规定,无规定
34、时,环境温度应在538之间,相对湿度不应大于85%,构件表面没有结露和油污等,涂装后4h内应保护免受淋雨。 钢构件表面的除锈方法和除锈等级应符合规范的规定,其质量要求应符合国家标准涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级的规定。构件表面除锈方法和除锈等级应与设计采用的涂料相适应。,施工图中注明不涂装的部位和安装焊缝处的3050mm宽范围内以及高强度螺栓摩擦连接面不得涂装。涂料、涂装遍数、涂层厚度均应符合设计的要求。 构件涂装后,应按设计图纸进行编号,编号的位置应符合便于堆放、便于安装、便于检查的原则。对于大型或重要的构件还应标注重量、重心、吊装位置和定位标记等记号。编号的汇总资料与运输文件、施工组织设
35、计的文件、质检文件等统一起来,编号可在竣工验收后加以复涂。,加工制作图的绘制、号料、放线、切割、坡口加工、开制孔、组装(包括矫正)、焊接、摩擦面的处理、涂装与编号是钢结构加工制作的主要工艺。 二、钢结构构件的验收、运输、堆放 1、钢结构构件的验收 钢构件加工制作完成后,应按照施工图和国标钢结构工程施工及验收规范(GB50205-2001)的规定进行验收,有的还分工厂验收、工地验收,因工地验收还增加了运输的因素,钢构件出厂时,应提供下列资料：,产品合格证及技术文件。 施工图和设计变更文件。 制作中技术问题处理的协议文件。 钢材、连接材料、涂装材料的质量证明或试验报告。 焊接工艺评定报告。 高强度
36、螺栓摩擦面抗滑移系数试验报告,焊缝无损检验报告及涂层检测资料。 主要构件检验记录。,预拼装记录,由于受运输、吊装条件的限制,另外设计的复杂性,有时构件要分二段或若干段出厂,为了保证工地安装的顺利进行,在出厂前进行预拼装（需预拼装时）。 构件发运和包装清单。 2、构件的运输 发运的构件,单件超过3t的,宜在易见部位用油漆标上重量及重心位置的标志,以免在装、卸车和起吊过程中损坏构件；节点板、高强度螺栓连接面等重要部分要有适当的保护措施,零星的部件等都要按同一类别用螺栓和铁丝紧固成束或包装发运。,大型或重型构件的运输应根据行车路线、运输车辆的性能、码头状况、运输船只来编制运输方案。在运输方案中要着重
37、考虑吊装工程的堆放条件、工期要求来编制构件的运输顺序。 运输构件时,应根据构件的长度、重量断面形状选用车辆；构件在运输车辆上的支点、两端伸长的长度及绑扎方法均应保证构件不产生永久变形、不损伤涂层。构件起吊必须按设计吊点起吊,不得随意。 公路运输装运的高度极限4.5m,如需通过隧道时,则高度极限4m,构件长出车身不得超过2m。,3、构件的堆放 构件一般要堆放在工厂的堆放场和现场的堆放场。构件堆放扬地应平整坚实,无水坑、冰层,地面平整干燥,并应排水通畅,有较好的排水设施,同时有车辆进出的回路。 构件应按种类、型号、安装顺序划分区域,插竖标志牌。构件底层垫块要有足够的支承面,不允许垫块有大的沉降量,
38、堆放的高度应有计算依据,以最下面的构件不产生永久变形为准,不得随意堆高。钢结构产品不得直接置于地上,要垫高200mm。,在堆放中,发现有变形不合格的构件,则严格检查,进行矫正,然后再堆放。不得把不合格的变形构件堆放在合格的构件中,否则会大大地影响安装进度。 对于已堆放好的构件,要派专人汇总资料,建立完善的进出厂的动态管理,严禁乱翻、乱移。同时对已堆放好的构件进行适当保护,避免风吹雨打、日晒夜露。 不同类型的钢构件一般不堆放在一起。同一工程的钢构件应分类堆放在同一地区，便于装车发运。,一、钢结构构件的焊接 1、电弧焊接施工： a 焊接准备工作 检验焊条、垫板和引弧板焊条必须符合设计要求的规格,应
39、存放在仓库内并保持干燥。焊条的药皮如有剥落、变质、污垢、受潮、生锈等均不准使用。垫板和引弧板均用低碳钢板制作,间隙过大的焊缝宜使用紫铜板处理。垫板尺寸为:厚68mm,宽50mm,长度应与引弧板板长度相适应。引弧板长50mm左右,引弧长30mm。,综合任务四 钢结构焊接,焊接工具、设备、电源准备焊机型号正确且工作正常,必要的工具应配备齐全,放在设备平台上的设备排列应符合安全规定,电源线路要合理且安全可靠,要装配稳压电源,事先放好设备平台,确保能焊接到所有部位。 焊条预热使用焊条前应熟悉焊条的技术标准,了解焊条的使用说明书及焊条标签中的内容,以便合理地、正确地使用各类焊条。为保证焊接质量,在焊接以
40、前应将焊条进行烘焰。酸性焊条的烘熔温度为75150,时间为12h;碱性低氢型焊条的烘熔温度为350400,时间为12h;烘干的焊条应放在100的保温筒(箱)内保存。,焊缝剖口检查柱与柱柱弛下翼线的剖口焊接,电焊前应对坡口组装的质量进行检查,若误差允许范围,则应返修后再焊接。同时,焊前需对坡口进行清理,去除对焊接有妨碍的水分、油污、锈迹等。气象条件气象条件对焊接质量有较大影响。原则上雨雪天气应停止焊接作业(除非采取相应措施),当风速超过10m/s时,不准焊接。若有防雨雪及挡风措施,确认可保证焊接质量时,方可进行焊接。在10气温条件下,焊接应采取保温措施并延长降温时间。,b 焊接顺序 钢结构焊接顺
41、序的正确与否,对焊接质量关系重大。一般情况下应从中心向四周扩展,采用结构对称、节点对称的焊接顺序。 柱与柱、柱与梁之间的焊接多为坡口焊,常用坡口的构造要求应满足，当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时,应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1/4的斜角,形成平缓过渡,当厚度不同时,焊缝坡口形式应根据较薄焊件厚度按要求取用。,b 焊接顺序 钢结构焊接顺序的正确与否,对焊接质量关系重大。一般情况下应从中心向四周扩展,采用结构对称、节点对称的焊接顺序。 柱与柱、柱与梁之间的焊接多为坡口焊,常用坡口的构造要求应满足，当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时,应分别在宽度方向或厚度方向从一侧
42、或两侧做成坡度不大于1/4的斜角,形成平缓过渡,当厚度不同时,焊缝坡口形式应根据较薄焊件厚度按要求取用。,(1)焊接方法概述 焊接是借助于能源,使两个分离的物体产生原子(分子)间结合而连接成整体的过程。用焊接方法不仅可以连接金属材料,如钢材、铝、铜、钛等,还能连接非金属,如塑料、陶瓷,甚至还可以解决金属和非金属之间的连接,我们统称为工程焊接。用焊接方法制造的结构称为焊接结构,又称工程焊接结构。根据对象和用途大致可分为建筑焊接结构、贮罐和容器焊接结构、管道焊接结构、导电性焊接结构四类,我们所称的钢结构包含了这四类焊接结构。,选用的结构材料是钢材,而且大多为普通碳素钢和低合金结构钢,常用的钢号有Q
43、235、16Mn、16Mnq、15MnV、15MnVq等,主要的焊接方法有手工电弧焊、气体保护焊、自保护电弧焊、埋弧焊、电渣焊、等离子焊、激光焊、电子束焊、栓焊等。 在钢结构制作和安装领域中，广泛使用的是电弧焊。在电弧焊中又以药皮焊条手工电弧焊、自动埋弧焊、半自动与自动CO2气体保护焊和自保护电弧焊为主。在某些特殊应用场合，则必须使用电渣焊和栓焊。,(2)手工电弧焊 手工电弧焊是利用电弧产生的热量熔化被焊金属的一种手工操作焊接方法。由于它所需的设备简单，操作灵活，对空间不同位置、不同接头形成的焊缝均能方便地进行焊接，因此，目前它仍被广泛使用，见图4.1。,工件 2-焊缝 3-熔池 4-电弧 5
44、-焊条 6-焊钳 7-电焊机 图4.1 手工电弧焊焊接过程,(3)气体保护电弧焊 又称为熔化极气体电弧焊,以焊丝和焊件作为两个极,两极之间产生电弧热来溶化焊丝和焊件母材,同时向焊接区域送人保护气体,使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材与周围的空气隔开,焊丝自动送进,在电弧作用下不断熔化,与熔化的母材一起融合,形成焊缝金属。这种焊接法简称GMAW(Gas Metal Arc Welding)由于保护气体的不同,又可分为：CO2气体保护电弧焊,是目前最广泛使用的焊接法,特点是使用大电流和细焊丝,焊接速度快、熔深大、作业效率高。,M1G(Metal-Inert-Gas)电弧焊,是将CO2气体保护焊的
45、保护气体变成Ar或He等惰性气体；MAG(Metal-Active-Gas)电弧焊,使用CO2和Ar的混合气体作为保护气体(80%Ar+20%CO2),这种方法既经济又有MIG的好性能。 (4)自保护电弧焊 自保护电弧焊曾称为无气体保护电弧焊。与气体保护电弧焊相比抗风性好,风速达10m/s时仍能得到无气孔而且力学性能优越的焊缝。由于自动焊接,因此焊接效率极高。焊枪轻,不用气瓶,因此操作十分方便,但焊丝价格比CO2保护焊的要高。,(5)埋弧焊 埋弧焊是电弧在可熔化的颗粒状焊剂覆盖下燃烧的一种电弧焊。原理如下：向熔池连续不断送进的裸焊丝,既是金属电极,也是填充材料,电弧在焊剂层下燃烧,将焊丝、母材
46、熔化而形成熔池。熔融的焊剂成为熔渣,覆盖在液态金属熔池的表面,使高温熔池金属与空气隔开。焊剂形成熔渣除了起保护作用外,还与熔化金属参与冶金反应,从而影响焊缝金属的化学成分。,1-工件 2-焊剂 3-焊剂漏斗 4-焊丝 1-焊剂 2-焊丝 3-电弧 4-熔池金属 5-送丝滚轮 6-导电嘴 7-焊缝8-渣壳 5-熔渣 6-焊缝 7-工件 8-渣壳 图4.2 埋弧自动焊焊接过程 图4.3埋弧焊时焊缝的形成过程,焊剂2由漏斗3流出后，均匀地堆敷在装配好的工件1上，焊丝4由送丝机构经送丝滚轮5和导电嘴6送入焊接电弧区。焊接电源的两端分别接在导电嘴和工件上。送丝机构、焊剂漏斗及控制盘通常都装在一台小车上以
47、实现焊接电弧的移动。,3、手工电弧焊用焊接材料 手工焊的焊接材料为电焊条，它由钢芯和包在钢芯外的药皮组成。 （1）钢芯 钢芯（焊芯）的作用主要是导电，并在焊条端部形成具有一定成分的熔敷金属。焊芯可用各种不同的钢材制造。焊芯的成分直接影响熔敷金属的成分和性能，因此，要求焊芯尽量减少有害元素的含量，除了限制S、P外，有些焊条已要求焊芯控制As 、Sb、Sn等元素。,（2）药皮 焊条药皮又可称为涂料，把它涂在焊芯上主要是为了便于焊接操作，以及保证熔敷金属具有一定的成分和性能。焊条药皮可以采用氧化物、碳酸盐、硅酸盐、有机物、氟化物、铁合金及化工产品等上百种原料粉末，按照一定的配方比例混合而成。各种原料
48、根据其在焊条药皮中的作用，可分成下列几类： a.稳定剂 使焊条容易引弧及在焊接过程中能保持电弧稳定燃烧。凡易电离的物质均能稳弧。一般采用碱金属及碱土金属的化合物，如碳酸钾、碳酸钠、大理石等。,b.造渣剂 焊接时能形成具有一定物理化学性能的溶渣，覆盖在熔化金属表面，保护焊接熔池及改善焊缝成形。 c.脱氧剂 通过焊接过程中进行的冶金化学反应，以降低焊缝金属中的含氧量，提高焊缝机械性能。主要脱氧剂有锰铁、硅铁、钛铁等。 d.造气剂 在电弧高温作用下，能进行分解放出气体，以保护电弧及熔池，防止周围空气中的氧和氮的侵入。 e.合金剂 用来补偿焊接过程中合金元素的烧损及向焊缝过渡合金元素，以保证焊缝金属获
49、得必要的化学成分及性能等。,f.增塑润滑剂 增加药皮粉料在焊条压涂过程的塑性、滑性及流动性，以提高焊条的压涂质量，减小偏心度。 g.粘接剂 使药皮粉料在压涂过程中具有一定的粘性，能与焊芯牢固地粘接，并使焊条药皮在烘干后具有一定的强度。 （3）电焊条的分类 a.按焊条的用途分类 通常焊条按用途可分为十大类，如表4.6所示。,表4.6 焊条大类的划分,注：焊条牌号的标注以拼音为主，如J422。,b.按熔渣的碱度分类 通常可分为两大类-酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条焊接工艺性能好，成形整洁,去渣容易，不易产生气孔和夹渣等缺陷。但由于药皮的氧化性较强，致使合金元素的烧损也大,焊缝金属的机械性能（尤其是冲击韧性）比较低。酸性焊条一般均可用交直流电源。典型的酸性焊条是J422。 碱性焊条焊接的焊缝机械性能良好，特别是冲击韧性比较高，因此主要用于重要结构的焊接。必须注意，由于氟化物的粉尘有害于焊工身体健康，应加强现场的通风排气，以改善劳动条件。典型的碱性焊条有J507