箱型结构柱/梁成型的加工工艺制造技术

本加工工艺所涉及是钢结构箱型柱/梁加工制造的技术领域。箱型结构主要用于中、高、层建筑及桥柱等工程项目。本加工工艺主要针对现有技术中存在的一些具体问题：如隔板拼装工艺复杂、能耗大、技术性强、焊缝多、应力集中现象严重、加工成本高等问题进行研发的。实施本加工工艺首先将下好的板料压制成槽型，隔板拼焊后，组立成箱型截面结构，通过焊接、配件组装、焊接打磨、除锈喷漆等到成品。整个工艺极其简单，技术难度低，隔板可任意位置拼装焊接，且不用电渣焊，主焊缝成倍减少，无角焊缝，角部无应力集中现象，极大的降低了能耗和成本，节省材料。采用本加工工艺生产的产品可说是节能、减排、降耗、增效的绿色产品，本加工工艺与现有技术最显著区别特征是先压制成两个槽型构件在组立成箱型结构。

【技术实现步骤摘要】
箱型结构柱/梁成型的加工工艺
：本专利技术涉及的是金属结构或特殊钢结构制造及加工的
，由其针对箱型结构。
技术介绍
：我和我同事在查阅了很多钢结构技术资料和钢结构杂志、并在国内外的网上检索了大量相关的现有技术。目前国内大部分企业加工箱型柱/梁的现有技术有两种形式：其一是四块条型板拼装成型的箱型结构，隔板要提前预拼装，另外必须用电渣焊设备，隔板焊完再焊四条主角焊缝而成的箱型结构。工艺复杂、工序繁多、措施用料多、角焊缝多，因此，应力集中现象特别严重，无法保证产品质量和结构的稳定性。最近几年新研制出来的全自动箱型柱/梁生产线，生产箱型结构的效率确实有所提高，但是，隔板拼装焊接工序繁琐，角焊缝应力集中的根本性问题没有解决，设备较多而且投资特别巨大。其二是预热冷压成型性箱型结构，材料厚度受到一定限制，仅局限于10mm以下厚度，先通过预热冷压成箱型最后焊接完成箱型结构。该工艺机械化程度高，一条焊缝是它的优点，但是，无法安装隔板或者预想安装隔板，提高承载力，箱型结构件的长度受到了极大的限制，安装效率不高，由其焊缝的不对称性，会对结构的直线度造成很大的误差，给矫正工序带来了很大的麻烦，而且该自动化生产线存在设备复杂价格昂贵，占地面积大，需要高技能人员多等诸多不利因素，我们认为也不甚可取。
技术实现思路
：本专利技术涉及的是一种金属结构或特殊钢结构形式加工制造的
目前现有技术存在的问题如，四块条形板拼装的箱型，角焊缝多，焊接产生的应力集中严重，隔板拼装工艺复杂，技术要求高，能耗大，生产的产品经济性较差。预热冷压成型的现有技术主要存在一条焊缝，结构应力较大，矫正困难，隔板无法安装，预想安装隔板构件长度受到极大的限制，生产线设备复杂，技术难度大等，通过我们专利技术的箱型结构柱/梁成型加工工艺办法，这些问题基本可以克服或改善。首先我们应当考虑具备一台大型折弯机床，压力应在3000吨，长度在10300mm，(10.3米)的大型折弯机，最大折弯厚度不小于32mm，开启高度1800mm，机床喉口深度1600mm，工作台高800mm，滑块行程600mm，(建议使用W67K-3000/10000的机型)。考虑材料厚度及长度目前国内还有比这更大型的折弯设备可供使用参考。第一：现就本专利技术的加工工艺、工艺步骤作详细介绍：步骤1选定材质工序：按设计图纸要求选定材质。我们的加工工艺完全适合于碳钢，不锈钢；步骤2条板下料工序：下料与H型钢下料形式有相同处也有不同处，不同处主要针对异形的箱型结构，将异形箱型结构展开图的仿形图数据输入数控切割机床直接切割下料即可，首先我们根据设计图纸的要求，计算出加工余量，包括切割损耗量及两条主焊缝的收缩量，折弯圆角部分做板厚处理，按板厚的中心径展开每个圆弧展开的长度分别加在每一个直边中，形成直条板的下料宽度如附图2，将原材料通过数控直条机或等离子切割机切割成条形板料或展开的异形板料，包括坡口加工，加工好后，将氧化铁彻底清理干净，然后将条形板料运至折弯机附近或折弯现场；步骤3隔板下料工序：隔板下料可根据设计图纸的要求利用数控切割机或等离子切割机下成两个半块，需要浇注混凝土的箱型柱可在隔板上开半圆孔，角上切割成30×30mm斜角。截面大于800mm的切角可割成80×80mm斜角为混凝土通浆用，也可使焊缝不连续，避免角部焊缝应力集中如附图4，不浇注混凝土的隔板可以不开孔，如附图3，不开孔的两个半块隔板拼装时需留6-8mm的间隙，来保证焊接热量和烟雾气体的流通，同时也避免焊接主焊缝时结构内部应力的聚增；步骤4.压制成型工序：将裁好的条型板料按设计图纸的要求进行压弯画线，制作成型的角度样板，然后将画好线的条型或异形板料吊到折弯机床的平台上进行折弯，注：大截面可能会出现板料不够宽要先拼接板，焊接完成后再下条形板料，折弯线处的焊缝应打磨成与母材平齐，打磨焊缝长度即折弯线两侧各不少于60mm，将条型或异形板料压制成如下形状见附图5，即完成一个压制流程，步骤5，隔板拼装工序：折弯成U型的构件如附图5附图6，由装配铆工将隔板如附图3附图4按加工图纸要求将隔板安装就位，检查无误后利用二保焊将隔板全部满焊，形成如下刨面结构见附图7、附图8、附图9、附图10，然后需要加装定位板的如附图8、附图10，加装定位板，待用，然后进入下道工序；步骤6.箱型组立工序：将两件如附图7或附图8，附图9或附图10，型成的构件一反一正的通过组立机进行组装，使之形成如下的结构剖面形式如附图11，附图12，在通过组立机的同时，处理好错边量，并进行加固点焊，需要说明的是：H型钢组立机需要做一个小小的技术改造，即在组立机横向的两个立柱上配置副立柱对称设置两套20t的小型液压气缸来调整构件的错边量问题，使之成为一个准箱型结构件，为了避免主焊逢焊接时的热收缩造成焊缝的内凹现象，在压制如附图5，附图6构件时，上口应比底边宽8-10mm，相当于为焊接主焊缝提前预留出了反变型的量，为了避免箱型截面的变形，除了设计隔板必装外，还可以适当增加数块工艺性的隔板，另外箱型截面大于900mm的由于组立机的横向空间必定有限，可以考虑人工先组立箱型，由于内部空间较大，因此，隔板可以后拼装，也不影响焊接，隔板拼装缝可与主焊缝错开，使结构更为合理如附图17/附图18，人工组立箱型时，间隙可用加紧丝调整，错边量可以用刀把楔子进行调整；步骤7.龙门焊焊接工序：首先要严格执行《焊接工艺规范》其中，坡口角度、钝边，焊缝两边打磨宽度，焊接电流电压运行速度、特殊材料、特殊厚度的材料要提前预热等在焊接工艺规范中都有详细规定焊工严格执行即可，打磨坡口及焊缝两侧成基本金属色，先用二保焊打底焊，然后翻个焊另一条缝，同样用二保焊打底然后龙门焊盖面，然后再翻个焊另一条缝龙门焊盖面，检查缺陷修补清理打磨焊渣飞溅，合格后打上焊工标记。箱型截面1400mm以上的可以用悬臂十字升降焊接机，焊接顺序同前，待探伤合格后转入下道工序；步骤8.铆工拼装工序：铆工按设计图纸的要求将牛腿、底板、连接板等配件装配就位点焊牢固，检查校对尺寸无误后流出焊接收缩量切铣端头，进入下道工序；步骤9.二保焊按焊接工艺要求进行所有配件的焊接，焊接完成后清理焊接飞溅，检查有无漏焊及补焊后，做好焊工标记，转入下道工序；步骤10矫正工序：矫正工序按照图纸的技术要求矫正，矫正可以火焰加机械，这样效果更佳，质量标准见GB-50205；步骤11.除锈工序：除锈按照图纸的技术要求施工，除锈标准见GB-8923；步骤12.喷漆工序：按照图纸的要求进行喷漆；步骤13.成品。以上是本加工工艺的完整的加工工艺过程。14.本加工工艺流程图见示意图：附图1。15.本加工工艺适合的材料规格：加工范围可覆盖截面在300mm---2000mm，厚度6mm--32mm的箱型或矩型及梯型截面。变截面不是很大的对称或不对称的箱型结构柱/梁，变截面箱型的侧面为如附图14，附图15，附图16，长度限制在100m以内，如长度大于20m的构件可进行分段在厂内加工，另外截面较大的箱型结构还可以采取其它措施。第二：本加工工艺与现有技术的国内外同类产品加工工艺相比有如下显著效果：1.产品质量高：(1).焊缝少：本加工工艺生产的箱型结构无角焊缝，由于角上无焊缝避免了严重的应力集中的问题，本工艺主本文档来自技高网...

【技术保护点】
箱型结构柱/梁成型的加工工艺，其特征有如下工艺步骤：步骤1.选定材质工序：按设计图纸要求选定材质，适合于碳钢、不锈钢；步骤2.条板下料工序：下料与H型钢下料形式有相同处也有不同处，不同处主要针对异形箱型结构，将异形箱型结构展开图的仿形图数据输入数控切割机床直接切割下料即可，首先根据设计图纸的要求，计算出加工余量包括切割损耗量及两条主焊缝的收缩量；折弯圆角部分做板厚处理，按板厚的中心径展开，每个圆弧展开的长度分别加在每一个直边中，形成直条板的下料宽度a，将原材料通过数控直条机或等离子切割机切割成条形板料或展开的异形板料，包括坡口加工，加工好后，将氧化铁彻底清理干净，然后将条形板料运至折弯机附近或折弯现场；步骤3.隔板下料工序：隔板下料可根据设计图纸的要求利用数控切割机或等离子切割机下成两个半块，需要浇注混凝土的箱型柱可在隔板上开半圆孔，角上切割成30×30mm斜角；截面大于800mm的切角可割成80×80mm斜角为混凝土通浆用，也可使隔板焊缝不连续，避免角部焊缝应力集中，不浇注混凝土的隔板可以不开孔，不开孔的两个半块隔板拼装时需留6‑8mm的间隙，来保证焊接热量和烟雾气体的流通，同时也避免焊接主焊缝时结构内部应力的聚增；步骤4.压制成型工序：将裁好的条型或异形板料按设计图纸的要求进行压弯画线，制作成型的角度样板，然后将画好线的板料吊到折弯机床的平台上进行折弯，大截面可能会出现板料不够宽要先拼接板，焊接完成后再下条形板料，折弯线处的焊缝应打磨成与母材平齐，打磨焊缝长度即折弯线两侧各不少于60mm，将下好的板料压制成U构件，即完成一个压制流程；步骤5.隔板拼装工序：折弯成U型的构件，由装配铆工将隔板c或b，按加工图纸要求将隔板安装就位，检查无误后利用二保焊将隔板全部满焊，形成带隔板的U型构件，然后需要加装拼装定位板的加装定位板，待用，然后进入下道工序；步骤6.箱型组立工序：将两件已经焊接好隔板型成的U型构件一反一正的通过组立机进行组装，使之形成一件准箱型结构，在通过组立机的同时，处理好错边量，并进行加固点焊，需要说明的是：在组立机横向的两个立柱上配置副立柱对称设置两套20t的小型液压气缸来调整构件的错边量问题，使之成为一个准箱型结构件，为了避免主焊逢焊接时的热收缩造成焊缝的内凹现象，在压制U型构时，开口应比底边宽8‑10mm，相当于为焊接主焊缝提前预留出了反变形的量，为了避免箱型截面的变形，除了设计隔板必装外，还可以适当增加数块工艺性的隔板，另外箱型截面大于900mm的，由于组立机的横向空间必定有限，可以考虑人工先组立箱型，由于内部空间较大，因此，隔板可以后拼装，也不影响焊接，隔板拼装缝可与主焊缝错开，使结构更为合理，人工组立箱型时，间隙可用加紧丝调整，错边量可以用刀把楔子进行调整；步骤7.龙门焊焊接工序：首先要严格执行《焊接工艺规范》其中，坡口角度、钝边、焊缝两边打磨宽度、焊接电流电压运行速度、特殊材料、特殊厚度的材料、要提前预热等在焊接工艺规范中都有详细规定焊工严格执行即可，打磨坡口及焊缝两侧成金属色，先用二保焊打底焊，然后翻个焊另一条缝，同样用二保焊打底然后龙门焊盖面，然后再翻个焊另一条缝龙门焊盖面，检查缺陷修补清理打磨焊渣飞溅，打上焊工标记，箱型截面1400mm以上的可以用悬臂十字升降焊接机，焊接顺序同前，待探伤合格后转入下道工序；步骤8.铆工拼装工序：铆工按设计图纸的要求将牛腿、底板、连接板等配件装配就位点焊牢固，检查校对尺寸无误后流出焊接收缩量切铣端头，进入下道工序；步骤9.二保焊按焊接工艺要求进行所有配件的焊接，焊接完成后清理焊接飞溅，检查有无漏焊及补焊后，做好焊工标记，转入下道工序；步骤10.矫正工序：矫正工序按照图纸的技术要求矫正，矫正可以火焰加机械这样效果更佳，质量标准见GB‑50205；步骤11.除锈工序：除锈按照图纸的技术要求施工，除锈标准见GB‑8923；步骤12.喷漆工序：按照图纸的要求进行喷漆；步骤13.成品。...

【技术特征摘要】
1.箱型结构柱/梁成型的加工工艺，其特征有如下工艺步骤：步骤1.选定材质工序：按设计图纸要求选定材质，适合于碳钢、不锈钢；步骤2.条板下料工序：下料与H型钢下料形式有相同处也有不同处，不同处主要针对异形箱型结构，将异形箱型结构展开图的仿形图数据输入数控切割机床直接切割下料即可，首先根据设计图纸的要求，计算出加工余量包括切割损耗量及两条主焊缝的收缩量；折弯圆角部分做板厚处理，按板厚的中心径展开，每个圆弧展开的长度分别加在每一个直边中，形成直条板的下料宽度a，将原材料通过数控直条机或等离子切割机切割成条形板料或展开的异形板料，包括坡口加工，加工好后，将氧化铁彻底清理干净，然后将条形板料运至折弯机附近或折弯现场；步骤3.隔板下料工序：隔板下料可根据设计图纸的要求利用数控切割机或等离子切割机下成两个半块，需要浇注混凝土的箱型柱可在隔板上开半圆孔，角上切割成30×30mm斜角；截面大于800mm的切角可割成80×80mm斜角为混凝土通浆用，也可使隔板焊缝不连续，避免角部焊缝应力集中，不浇注混凝土的隔板可以不开孔，不开孔的两个半块隔板拼装时需留6-8mm的间隙，来保证焊接热量和烟雾气体的流通，同时也避免焊接主焊缝时结构内部应力的聚增；步骤4.压制成型工序：将裁好的条型或异形板料按设计图纸的要求进行压弯画线，制作成型的角度样板，然后将画好线的板料吊到折弯机床的平台上进行折弯，大截面可能会出现板料不够宽要先拼接板，焊接完成后再下条形板料，折弯线处的焊缝应打磨成与母材平齐，打磨焊缝长度即折弯线两侧各不少于60mm，将下好的板料压制成U构件，即完成一个压制流程；步骤5.隔板拼装工序：折弯成U型的构件，由装配铆工将隔板c或b，按加工图纸要求将隔板安装就位，检查无误后利用二保焊将隔板全部满焊，形成带隔板的U型构件，然后需要加装拼装定位板的加装定位板，待用，然后进入下道工序；步骤6.箱型组立工序：将两件已经焊接好隔板型成的U型构件一反一正的通过组立机进行组装，使之形成一件准箱型结构，在通过组立机的同时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：青山，齐向前，
申请(专利权)人：青山，齐向前，
类型：发明
国别省市：北京,11