圆管柱钢结构制作通用工艺010教学内容Word格式文档下载.docx
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10)《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345-91
11)《钢结构设计规范》GB50017-2003
12)《碳素结构钢》GB700-88
13)《低合金高强度结构钢》GB/T1591-94
14)《厚度方向性能钢板》GB5313-85
3、材料的要求和选用
3.1原材料的选用及其适用标准
3.1.1钢管
(1)圆管柱钢材主要采用Q235B和Q345B,其质量标准应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB700-88)及《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94)的要求。
其力学性能及碳、硫、磷、锰、硅含量的合格保证必须分别符合标准《结构用无缝钢管》(GB8162-1999)或《直缝电焊钢管》GB11345-89。
(2)结构用无缝钢管的弯曲度、外径和壁厚等的允许偏差应符合表1的规定。
表1无缝钢管弯曲度、外径和壁厚的允许偏差
钢管
种类
钢管尺寸
mm
允许偏差
普通级
高级
热轧(挤压扩)管
外径D
<50
±
0.50mm
0.40mm
≥50
1%
0.75%
壁厚s
<4
12.5%(最小值为±
0.40mm)
10%(最小值为±
0.30mm)
≥4~20
+15%
-12.5%
10%
>20
12.5%
冷拨(轧)管
6~10
0.20mm
0.10mm
>10~30
>30~50
0.45mm
0.25mm
>50
0.5%
≤1
0.15mm
0.12mm
>1~3
-10%
>3
+12.5%
弯曲度
壁厚≤15mm
不应大于1.5mm/m
壁厚>15~30mm
不应大于2.0mm/m
壁厚>30mm或
外径≥351mm
不应大于3.0mm/m
注:
对外径大于351mm的热扩管,壁厚允许偏差为±
18%
(3)直缝电焊钢管外径和壁厚的允许偏差应符合表2的规定。
表2直缝电焊钢管外径和壁厚的允许偏差
钢管尺寸mm
允许偏差(mm)
高精度
较高精度
普通精度
外径
D
5~20
0.10
0.20
0.30
21~30
0.25
0.50
31~40
41~50
0.35
51~323.9
0.8%
1.0%
>323.9
壁厚
s
+0.03
-0.05
0.06
0.60
+0.04
-0.07
0.07
0.80
0.08
1.0
+0.05
-0.09
0.09
1.2
0.11
1.4
+0.06
-0.11
0.12
1.5
0.13
1.6
+0.07
-0.13
0.14
1.8
2.0
0.15
2.2
0.16
2.5
+0.08
-0.16
0.17
2.8
0.18
3.0
3.2
+0.10
-0.20
3.5
3.8
0.22
4.0
4.2~5.5
-
8%
>5.5
15%
3.1.2钢板及型钢
(1)其力学性能及碳、硫、磷、锰、硅含量的合格保证必须分别符合标准《碳素结构钢》(GB700-88)和《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94),其强屈比不得小于1.2,伸长率应大于20%,有良好的可焊性及明显的屈服台阶,钢材的屈服点不宜超过其标准值10%。
(2)板厚大于或等于40mm时,为防止层状撕裂,要求板厚方向断面收缩率不小于国家标准《厚度方向性能钢板》(GB5313-85)中的Z15级规定的容许值。
3.1.3高强度螺栓
大六角头高强度螺栓及其螺母、垫圈的制作及技术条件应分别符合国家标准GB1228-91、GB1229-91、GB1230-91、GB/T1231-91的规定。
3.1.4普通螺栓
(1)C级螺栓,其性能等级应符合图纸的要求。
(2)普通螺栓及其螺母、垫圈的制作应分别符合国家标准GB5780-86、GB41-86、GB95-86的有关规定。
3.1.5焊接材料
(1)焊接材料选用,当图纸和工艺有要求时按照图纸和工艺要求执行,无要求时按照下表选用:
表3
焊接方法
材质
焊材牌号
焊接位置
手工电弧焊
Q345
E5015/E5016
定位焊对接角接
Q235
E4303/E4315
埋弧自动焊
H08MnA+SJ101
对接角接
H08A+SJ101
CO2气体保护焊
Q235、Q345
ER50-6
(2)焊接材料烘干温度表:
表4
焊接材料牌号
使用前烘焙条件
使用前存放条件
焊条E5016/E5015
350-380℃;
2h
100-150℃
焊剂SJ101
300-350℃;
1h
3.1.6油漆材料:
具体见每个具体工程的《工艺要领书》。
4、制作工艺要领
4.1钢管柱的制作流程
图1
4.2.圆管柱制作重点和技术难点
4.2.1钢管外形尺寸直接影响构件整体的尺寸,部分钢管椭圆度过大,造成节点板的制作和安装精度不准。
4.2.2钢管柱多为空间立体尺寸,放样精度要求较高,组立困难。
4.2.3节点制孔
钢结构的零件钻孔采用数控平面钻或摇臂钻,为了确保钻孔精度和质量,采用模钻时均须放样划线划出基准轴线和孔中心,采用数控钻的首次加工品均需检验合格后才能批量钻孔,零件、部件、构件钻孔后均需检验合格才准转入其它工序。
4.2.4圆管柱的焊接自动化程度较低,尤其是牛腿组立时,为全位置焊接,对焊工的要求较高。
4.2.5焊接顺序和焊接余量的控制:
由于焊接变形会影响构件的整体精度尺寸,焊接过程中应制定合理的焊接顺序和焊接方法。
4.3各工序加工要领
4.3.1放样
(1)放样基本要求
所有构件应按照施工详图及制造工艺的要求,进行手工1:
1放大样或计算机的模拟放样,核定所有构件的几何尺寸。
放样检验合格后,按工艺要求制作必要的角度、槽口、制作样板和胎架样板。
样板的允许偏差(mm)如下表:
表5
项目
平行线距离和分段尺寸
对角线差
宽度长度
孔距
样板角度
0.5
20’
(2)构件收缩余量的要求
构件收缩余量,当图纸和工艺文件有要求时按要求执行,没有要求时按下表执行:
表6
板厚mm
每个对接缝收缩余量mm
每个节点的收缩量mm
每个环缝接口收缩量mm
≤16
3
>16
2
4.3.2下料
(1)钢管件应采用管子切割机锯床下料、半自动切割,钢管两端坡口角度按工艺要求;
(2)对主管原则上长度定尺采购,下料时放焊接收缩余量30-50mm;
(3)圆管内侧节点板下料时应比圆管直径小3-5mm,便于节点板的组装。
下料后,必须立即对构件或杆件进行检验,当钢管不平直及有局部凹陷时,应对钢管进行矫正;
(4)对于较大牛腿在下料、放样时,为节省原材料和安装方便,应将节点板分段下料。
分段准则:
一是便于下道工序识别、组对;
二是牛腿组拼后没有焊缝重合现象。
(5)钢管应事先排料,钢管柱分段弦杆应以钢管最大利用长度对接,钢管的最小对接长度不应小于2倍的管直径且不应小于800mm。
对接位置应错开节点位置不小于200mm的距离。
当钢管柱本体采用直缝焊接管时,管材对接处的直焊缝也应错开200mm以上。
(6)节点钢板的切割,应根据放样套料图及数控切割下料图,分别用数控自动切割、半自动切割或剪板机下料。
不允许手工切割,节点坡口加工应采用半自动切割或管子坡口机进行切割。
(7)下料的公差要求
气割下料采用自动切割、半自动切割,气割下料的允许偏差(mm)应符合下表:
表7
零件宽度、长度
切割面平面度
割纹深度
局部缺口深度
0.05t,且不大于2.0
0.3
t为切割面厚度
机械切割下料的允许偏差符合下表:
表8单位:
边缘缺棱
型钢端部垂直度
(8)坡口加工应采用自动切割、半自动切割、坡口机、刨边机等方法,允许偏差符合下表:
表9单位:
切割面
平面度
割纹
深度
局部缺
口深度
坡口角
度偏差
反坡口
钝边偏差
切割面直线度
表面清洁度
允许
偏差
0.05t
且不大于2.0
1.0(但要求平滑过渡)
50
不允许
1
400米之内小于2,且不大于4
无挂瘤、渣、氧化皮、铁锈、水、油等一切杂物
(9)钢管的对接
钢管与钢管之间的对接,内设衬管,在胎架上进行,具体形状尺寸如下图:
图2
对接接头焊接时,应注意的事项:
1)应尽量采用半自动埋弧焊机焊接;
2)焊接时尽量在滚轮架上进行,焊接过程中管子滚动,焊接位置应处于将近水平位置;
3)焊接时起弧位置和收弧位置不能在同一处,各层之间应错开不小于50mm的距离;
4)焊接时应填满弧坑,不能出现起弧和收弧裂纹。
4.3.3.外部零件的装配
(1)圆管柱组装时应首先做出钢管的相垂直的两条母线,作为组立时的角度基准。
(2)组立时应以柱顶板为基准平面,所有节点定位时均以基准平面为基准进行测量定位,不允许分段累加定位,防止累积误差过大,构件质量不合格。
(3)节点板组立时应以钢管中心为基准进行测量,减少圆管椭圆度对牛腿精度的影响。
(4)构件组立后的允许偏差值见下表:
表10
项目
图例
测量工具
对接接头底板错位
t≤16
角尺
16<t<30
t/10
t≥30
对接接头的间隙偏差
0~+4.0
钢尺、塞尺
气体保护焊
+1.0
对接接头的直线度偏差
钢尺
根部开口间隙偏差
(背部加衬板)