钢结构下料通用工艺.docx
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钢结构下料通用工艺
中铁建工集团北京机械制造有限公司
钢结构下料通用工艺
1、主体内容与适用范围
1.1主体内容：
钢材划线、下料及切割的有关技术要求。
1.2适用范围：
板材、型材和管材的划线、下料及切割。
2、编制依据
JGJ81-2002《钢结构焊接技术规程》
JGJ99-98 《高层民用建筑钢结构技术规程》
3、操作前的准备
3.1操作人员应熟悉图样、技术要求及工艺文件的内容，并熟悉所用的设备、工具的使用性能，严格遵守安全操作规程和设备维护保养规则。
数控切割应预先输入图形或编制程序。
气割及设备操作人员须考试合格后上岗。
3.2操作人员应按有关文件的规定，认真做好现场管理工作。
对工件和工具应备有相应的工位器具，整齐地放置在指定地点，防止碰损、锈蚀。
3.3操作前，操作人员应准备好作业必备的工具、量具，并仔细检查、调试所用的设备、仪表、量检具、模具、刀具，使其处于良好的状态。
使用的仪表、量检具应在有效检定期内。
4、划线
4.1 一般规定
4.1.1钢材存在影响划线的弯曲、凹凸不平时，应先进行矫正。
4.1.2划线前，钢材表面必须清理干净，去除油污、锈蚀等，发现钢材有裂纹、严重锈蚀等缺陷，应经检查部门做出处理后，方可划线。
4.1.3自行制作的划线样板、样杆，应得到检验部门的确认。
4.2 划线的技术要求
4.2.1应按设计图样、工艺文件在钢材上以1：
1实样进行划线，根据不同的下料方法，划线时应留出适当的切割余量。
4.2.2断面不规则的板材、型材及管材等材料划线时，必须将不规则部分让出。
应注意个别件对材料轧制纹络的要求。
4.2.3用石笔所划出的线条及粉线所弹出的线条必须清晰。
4.2.4划线时，应首先划基准线，而后再划其它线；对于对称的工件，一般应先划中心线，以此为基准在划圆弧，最后在划各直线。
划线时可用样冲打小眼让圆规定脚。
4.2.5需要剪切的工件，划线时应考虑剪切线是否合理，避免发生不适于操作的情况。
4.2.6在带有毛边的钢板上下料线时，要根据钢板毛边的实际情况，去除不符合钢板质量要求的部分，并在此基础上再向内让出10mm划出下料线。
4.3 划线的标记
4.3.1划线时，当所划的线除有下料线外，还有其它线时如大组立基准线、隔板组装线、全熔透范围线、半熔透位置线等，应对主要的线加注标记，并用油漆笔标出，以示区别。
4.4 尺寸偏差与质量检验
4.4.1钢材坯料划线的尺寸偏差值应不大于尺寸公差值的三分之一；如果下料后为方形或矩形板料时，则划线时对角线长度差应不大于板材下料时对角线长度差的三分之一。
4.4.2重要工件划线应进行100%检验。
其它工件则应做好首检和抽检工作，抽检的数量可根据工件的情况由检验部门自行决定。
5、下料
5.1下料的一般原则
5.1.1下料应优先选用机械下料，其次选用火焰切割下料。
5.1.2应优先选用自动化程度高的方式下料，尽量少采用手工方式下料。
5.1.3应尽量选用下料精度较高的方法下料。
5.1.4批量下料时，首件应进行检验，看是否符合工艺或图纸的要求。
并做好相关的检验记录。
5.2 机械下料
5.2.1机械下料的通用要求
（1）数量较多的工件下料，应尽量采用挡铁或专用控制尺寸装置并在设备上调整正确后下料。
（2）工件应在设备上定好位并按下料线找正夹紧后方可开动机器。
（3）多人联合作业时，必须由专人指挥负责。
5.2.2板材下料的一般规定
（1）钢板机械下料时，直线剪切在剪切板上进行；型钢下料可采用砂轮机进行、型钢切割机、带锯机上进行。
（2）剪切下料时，剪刀必须锋利，剪切间隙按表1调整。
剪切间隙参照表1
钢板厚度
4
6
8
10
12
14
16
剪切间隙
0.14
0.25
0.35
0.45
0.55
0.65
0.75
（3）严禁重叠剪切剪切较大钢板时，应有相应的辅助设备将钢板吊起或托起，且高度比下切口略低。
（4）剪切批量较大时，应尽量利用后挡料装置，并检查后挡板与剪床下刀刃之间的平行度，其平行度在1000mm测量长度上不得大于0.5mm。
（5）剪切时，严禁手指伸在压脚下方和上、下刃之间。
剪切最后剩下的料头，必须保证剪床的压料板能压牢。
4.2.3 型材下料的一般规定
（1）型材（圆钢、角钢、槽钢、工字钢等）下料应根据材料的牌号、规格和工艺要求确定下料的方式。
锯切下料时，要根据材料选好带锯、锯条或锯片并在相应的锯床上精心调试后进行下料；
4.2.4 管材下料的一般规定
（1）带锯、砂轮切割机等设备进行。
薄壁管下料可用切断模在切断机上切断下料，但在切断模前后需加两套矫正装置，以防管端有凹痕。
（2）管材在切断机上下料时，装刀应使内切刀的刀尖壁外切刀的刀尖在接触管子外壁时短0.3～0.5mm，并须进行试切。
（3）切断机在切断长度小于60mm的管接头时，须用接棒穿入被切断管子的一端，以接持管接头。
4.3火焰切割下料
4.3.1气割下料通用要求
（1） 切割下料可采用半自动切割机、直条切割机、数控切割机、型钢切割机等。
（2）提供切割的工件表面应平整、干净。
如果表面凹凸不平或有严重油污、锈蚀等不得进行切割。
（3）为减少工件变形和利于气割排渣，工件应垫平或选放好支点，且工件下面留出一定高度的空间。
（4）切割工件时，应选择在余料较大部分结束切割，防止工件受热变形而使工件移动，影响工件尺寸。
在切割长条工件时，双边应同时切割。
（5）数控切割下料，必须对首件进行检查，合格后方可正式切割下料。
（6）采用套料切割时，应按照小零件-大零件的顺序进行。
（7）点火前，应将氧气和可燃气的减压器调到工作所需的压力值；点火时，先开少量预热氧,在点燃混合气；关火时，先关切割氧，再关可燃气和预热氧。
（8） 气割过程中若发生回火而使火焰突然熄灭时，应立即关闭切割氧，然后依次关闭可燃气和预热氧，以防止回火火焰倒燃。
（9）切割结束或较长时间停止工作时，割炬关火后，应随之关闭氧气瓶和可燃气瓶的供气阀。
（或工作点供气出口阀）。
4.3.2 气割参数的选择
（1）切割之前，应预先根据割件的厚度配置相应的割嘴型号，同时调整好与板厚相应的切割氧压力和可燃气体的压力。
（2）应根据可燃气体性质，对割件切口处采用中性焰预热至切口处在氧流中燃烧的温度，即可行走切割（割件越厚，预热时间越长）。
当采用氧-丙烷切割时，为了减少预热时间，预热火焰可用氧化焰，待正常切割时用中性焰。
（3）切割速度与割件厚度、切割氧纯度与压力、割嘴的氧流孔道形状等有关。
切割速度正确与否，主要根据割纹的后拖量大小来判断。
氧气纯度为99.8%，机械直线切割时，割速与后拖量的关系见表2。
表2
割件厚度
5
10
15
20
25
50
割速（mm/min）
500-800
400-600
400-550
300-500
200-400
200-400
后拖量（mm）
1-2.6
1.4-2.8
3-9
2-10
1-15
2-15
（4） 割嘴倾角直接影响切割速度和后托量。
直线切割时，割嘴倾角见图1、表3。
曲线切割时，割嘴应垂直于工件。
图1
表3
割嘴类型
割件厚度（mm）
割嘴倾角
普通割嘴
<6
后倾5°～10°
6～30
垂直于工件表面
>30
始割前倾5～10°，割穿后垂直，割近终点时后倾5°～10°
快速割嘴
10～16
后倾20°～25°
17～22
后倾5°～15°
23～30
后倾15°～25°
（5）切割距离（喷嘴与工件的距离）与预热焰长度及割件厚度有关，切割气体压力、喷嘴与工件的距离见表4。
（6）应采用纯度较高的氧气，纯度尽量不低于99.8%。
表4
切割深度（mm）
加热氧气（Mpa）
丙烷气体（Mpa）
喷嘴与工件的距离（mm）
>0～10
0.2
0.02
3
>10～25
0.3
0.02
5
>25～50
0.3
0.02
6
>50～125
0.3
0.02
8
>125～250
0.5
0.02
10
注：
（a）本表为采用氧-丙烷时的规范。
（b）上述所列压力是使用的最低压力，
（c）如果使用丙烷气体作为燃烧气体，切割深度在50mm以内时，喷嘴与工件的距离要加倍。
4.3.3 气割下料的一般规定
（1）对于数量多、几何形状复杂的工件不得采用手工气割下料，应采用数控切割下料。
（2）根据割件厚度选好割嘴及规范参数后，即可点火调整预热火焰，并试开切割氧，检查切割氧是否挺直清晰，符合切割要求。
（3）用预热火焰将切口始端预热到金属的燃点（呈亮红色），然后打开切割氧，待切口始端被割穿后，即移动割炬进入正常切割。
（4）手工切割时，用普通割嘴直线切割厚板，割近终端时，割嘴可稍作后倾，以利割件底部提前割透，保证收尾切口质量。
（5）采用机械切割或半自动切割时，必须熟悉设备的使用性能和特点，按照设备规定的操作程序进行。
（6）机械或自动切割时，应根据板厚的不同，预先调整好割缝的补偿量。
工件旋转角度切割时还必须设定旋转角度。
数控切割割嘴性能及基本参数见表5，用丙烷割嘴间距的参考值见表4。
表5
割嘴编号
切割厚度mm
氧气压力
丙烷压力
切割速度
00
5-10
0.20-0.30
>0.03
600-450
0
10-20
0.20-0.30
>0.03
480-380
1
20-30
0.26-0.35
>0.03
400-320
2
30-50
0.25-0.35
>0.04
350-280
3
50-70
0.3-0.4
>0.04
300-240
4
70-90
0.3-0.4
>0.04
260-200
5
90-120
0.4-0.6
>0.04
210-170
6
120-160
0.5-0.8
>0.05
120-160
（7）自动切割的过程中，如果发生未割透等现象，必须立即停止机器运行，排除故障，沿轨迹返回原处，再重新切割。
4.4下料尺寸公差（偏差）及质量要求
4.4.1机械下料尺寸偏差及质量要求
（1）剪切下料后，切口断面不得有撕裂、裂纹和棱边。
（2）分几刀剪成的工件，不得有明显的凹凸剪口接头，且接头处的错位应打磨平整，边缘保持平直。
（3）除图样标有明确的尺寸偏差以外，下料尺寸偏差、截面垂直度等应符合如下规定：
一般板料下料长度偏差、截面直线度、截面垂直度、对角线长度差应符合表15规定。
表6
机械剪切的允许偏差
项目
允许偏差（mm）
零件宽度、长度
±2.0
边缘缺棱
1.0
板条端部垂直度
1.0
气割的允许偏差
项目
允许偏差（mm）
零件宽度
±2.0
长度
图纸有要求时按图纸要求，图纸无要求时为±2.0
切割面平面度
≤0.05t且不大于2.0
割纹深度
≤0.2
局部缺口深度
≤1.0
与板面垂直度
≤0.5
锯齿状不直度
（Δ）
≤0.5
直线度（拱度）
（Δ）
每1000允许1.0
切割熔渣
清除干净
4.4.2 气割下料尺寸偏差与质量要求
（1） 气割下料的尺寸偏差按表六规定。
（2）钢板火焰切割后，保证边缘光滑，适于焊接。
（3） 火焰切割工作结束后，应将工件上的粘渣清除干净，然后按工件的质量要求对切割面质量和尺寸偏差进行检查。
（4）对于重要工件应进行逐件检验，成批切割的零件则应做好首检和抽检，抽检数量由检验部门自行决定。
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