箱型柱板的下料、加工制作工艺2.doc

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三、箱型柱各板的下料、加工工艺
1.翼板、腹板的下料：
1.1由于定长进料，原则上箱型柱的翼板、腹板不拼接。
1.2但尺度超长或不得已时，凡长度要拼接的翼腹板料，必须先埋弧自动焊拼接，并经无损探伤合格，矫平拼缝后，方可下料。
1.2.1 钢板拼接加工坡口形式见图3.1，拼接时，焊缝应能避开柱节点位置，宜在节点区隔板上下500mm以外。

图3.1

1.2.2翼腹板的拼接缝必须互相错开200mm以上。
1.2.3所有拼接焊缝为一级焊缝，应100%探伤，超探（UT）I级合格。
1.3对于每张钢板的排版，若下四块板时，尽量中间两块为翼板，两侧各一块为腹板，两侧最外边应保证各10mm以上的割去量。
1.4对于柱翼腹板的下料，应用数控直条切割机切割。对于每一直条的两边，必须同时切割，且应一次切好，以免造成弯曲和切割缺口等。

图3.2
1.5切割时除保证几何尺寸外还要保证切割的垂直度，不应有缺菱和崩坑。
1.6对于每块翼腹板长度，应酌放余量（包括加工余量，焊缝收缩余量等），现规定为50mm。
1.7数控切割的气割缝宽度一般为：
板厚 δ≤32mm时，为2mm。
δ＞32mm时，为3mm。
排版时，应考虑留出割缝量。见图3.2
1.8考虑到焊后宽度方向的收缩，箱型柱腹板、翼板的下料宽度取正公差0～2mm，不得取负公差。
1.9检查并调平、调直所有板料的平面度，直线度后，用半自动气割机对翼腹板的两侧进行坡口加工。钝边、坡口角度应按图纸要求。一般推荐如下：
1.9.1翼、腹板厚度为16≤δ≤30时，如下图3.3、3.4。
1.9.2翼腹板厚度δ＞30时，如下图3.5、3.6，在保证脱渣容易的情况下，可选用较小的坡口角度。

图3.4全熔透处坡口
图3.3半熔透处坡口
25
°
衬板条
δ
δ
腹板
翼
板
35
°
δ

腹板
翼
板
δ
6

1.9.3开坡口一般分两次进行。第一次对半熔透部分进行开坡口。第二次一般在节点上下600mm部分进行全熔透坡口加工。两次加工的范围应从板端为基准，划线分段确定。第二次加工部分要注意，坡口气割见图示3.5。

1.10若先焊电渣焊，后焊四角焊，则在坡口切割后，还需在腹板两侧，划出电渣焊孔 的位置及尺寸，然后手工气割。注意，以封板端为基准划线，位置必须正确。
1.11除净所有割渣、氧化皮或铣削毛刺等。
1.12检验翼、腹板的长度、宽度、钝边、坡口角度等均需符合要求。
2.隔板（包括柱端封板，工艺隔板）的下料：
2.1箱型柱隔板数量多，形状规则。其尺寸、形状的精度直接影响箱型柱的质量，而根据公司目前的设备情况，经过努力，是能够满足要求的。因此，下料时，必须保证每块隔板的尺寸、形状符合要求。
2.2用数控直条切割机气割隔板直条，而后再横向用半自动气割机切割成单块隔板。
2.2.1隔板的长、宽尺寸，下料时可按0～+1mm公差执行。
2.2.2隔板的四角应方正，所以两对角线长度的误差应控制在0～+1.5mm内。
2.3隔板实际尺寸的确定见图3-9： 2.3.1：隔板厚度≤20mm时
B1：隔板实际宽
L1：隔板实际长
B：两翼板间距离
L：两腹板间距离，一般 B=L
电渣焊孔横截面 长：15或20mm，
宽：δ，
Δ：隔板与腹板间的间隙，
b：衬板条的宽度。
图示3-9a双面电渣焊隔板尺寸的确定
隔板下料尺寸：
双面电渣焊
B1=B－30或B－40
L1=B－2Δ
单面电渣焊
B1=B－15或B－20
L1=B－2Δ

16

图示3-9b单面电渣焊隔板尺寸的确定

图示3-10
2.4用半自动气割切割坡口，坡口尺寸如下：
2.4.1要求全熔透、进行探伤的隔板焊缝的坡口为单V形坡口，背面应加CO2 焊用的 衬板条，如上图3-10。隔板两端和电渣焊垫板搭接处不开坡口，因此需切割坡 口的长度L2=B1－60或B1－50。（前者为电渣焊孔截面长20mm时，后者为25mm 时） 如图3-11：

图示3-11 隔板坡口
2.4.2不要求全熔透的柱端板采用单面
坡口如图3-12。
2.5隔板中心有孔时，可用数控切割或
圆规气割圆孔（灌混凝土用），孔
必须位于板中心，并应先划线，定
中心，不得割偏。如上图3-11。
图示3-12
2.6工艺隔板可不开坡口，其四角可剪去，以减少焊接量。板厚一般为δ=12mm。
2.7除净所有割渣及毛刺等。
3.垫板、衬板条、连接板、耳板、工艺支撑等的下料：
3.1用直条或半自动气割隔板两侧的电渣焊垫板及剪切上下侧的衬板条、连接板、耳 板等。垫板长度尺寸必须保证，其公差为0～+1mm。两端面不得偏斜，以防电渣焊 时漏夜。
3.2在平台上平整垫板、连接板、耳板，不得弯曲不平。校直全熔透四角缝下的衬板 条，衬板条应很平整，互成直角。
3.3对电渣焊用的隔板、垫板及CO2气保焊用衬板条的一边，在端面铣床上刨平，以保证安装时，能分别紧贴两翼板和两腹板。
3.4凡隔板间距≥3m时，为防止变形，其内应加焊工艺隔板和支撑，支撑材料可用
φ88.5x4焊接管。支撑锯割下料时，必须保证长度正确，端面平整，其长度误差
可为－2～0mm之间。平面度误差为1mm。
3.5除净所有的切割渣及锯割毛刺等。

四、隔板、垫板、衬板条的组装

4.1为保证隔板组四角为90°且长度尺寸保证一致，必须使用靠模装配。为此隔板、垫板、衬板条的装配应在靠模机上进行。如图4.1
4.2靠模两直角边为固定侧，另两直角边为活动侧，根据隔板尺寸的不同及取出方便， 可调节活动侧。
4.3隔板、垫板、衬板条组装前，必须将油、锈、氧化皮、水等清理干净，方可开始组装。
4.4将电渣焊垫板二块放入靠模内侧，且将平直面、即加工面朝外侧，紧靠靠模的边缘。
4.5然后将隔板放于其上，使隔板位于框内中心，坡口面朝下。为定位方便，上下左右各制作两块相同的活动定位块，使其紧靠靠模的边缘。左右垫板活动定位块的宽度为电渣焊的长度（即20㎜或15㎜）。上下衬板活动定位块的宽度为腹板间的间隙宽（5～6㎜）。
4.6夹紧模子，当四角有出气孔时，可在其内隔板下面二垫板点焊在一起，无孔时，则暂不焊。
4.7再将另二块垫板放于隔板上面两侧，二衬板条放于隔板上下端二垫板之间。其平直面、即加工面均朝外侧，仅靠靠模边缘。
4.8夹紧模子，将隔板上二垫板、二衬板条与隔板分段点固、焊接。（每段30㎜，3段），板间应紧贴、平整，间隙要〈0.5㎜。
4.9翻转180°，将隔板下面的二垫板重新放置于隔板上面，进行分段点固、焊接，保证板间间隙〈0.5㎜。间隙〉0.5㎜时，必须进行焊补。
4.10点固及焊接用焊条应与母材相匹配。
J506（E5016），Φ3.2、Φ4.0焊条
4.11除净焊渣、飞溅、毛刺。
4.12取出点固好的隔板组，检查尺寸及四角是否垂直，合格后，方可批量生产。并经常抽查靠模及隔板组尺寸，以及走形。组装好的隔板如下图4.2并应符合下列要求：
L1+ΔL1、L2+ΔL2，
0〈ΔL〈1㎜
|L3-L4|， 〈1.5㎜
L1⊥L2 〈1㎜

五、U型柱的组装、焊接
5.1将一翼板①吊至阻力机上，作为翼板进行组立。
5.2以柱端板侧为基准，划出3～5㎜作为端面加工量，然后作为端面基准线。
5.3以端面基准线为基准，划出内隔板②（包括工艺隔板或支撑）的纵向、横向位置线，如下图5.1。

图5.1 组装下翼板和内隔板
5.4在下翼板安装隔板处，如有油、锈、水等污垢，必须清理干净。
5.5装配、点焊各隔板②及柱端封板等，封板三面开K形坡口，一面开单面坡口，该坡口与上翼板相连，坡口侧朝柱外。
5.6将电渣焊孔中心的纵向位置线引出至翼板边缘，做上标记A。
5.7用直角尺检查测量，使各内隔板与下翼板垂直，隔板两侧的垫板均应点固并应紧贴翼板面。若间隙〉0.5㎜时，应进行手工焊补。
5.8点固、焊接用焊条为：
J506（E5016）Φ3.2、Ф4.0焊条
5.9以柱端板侧为基准，将二腹板吊至内隔板两侧，两腹板的坡口面均朝外，如下图5.2：

5.10利用组立机的定位夹具从基准端开始，将两腹板从一端至另一端贴紧隔板衬条边缘。并用手工焊将二腹板③、④与内隔板组的垫板、衬板点固，且要使间隙〈0.5㎜，焊条同前。
5.11根据下翼板上的标记A及隔板上侧电渣焊槽，将隔板上下电电渣焊孔的中心纵向位置引至二腹板上，用角尺将线划出。
5.12当隔板间距离〉3m以上时，其中间的两腹板间应加装工艺隔板或支撑（支撑可用Φ88.5×4的焊接管），以防变形。
5.13下翼板与二腹板的点固要区别对待。不要求全熔透的，可在箱体内直接点焊。要求全熔透的部分，因内侧要点衬板条，故不能在内侧直接点固，应先安装衬板条后，再点固。
5.14在U型柱槽内，要求全熔透的柱段上，两腹板上下侧要封短贴角点焊衬板条-8×30×L。（L为各段衬板条的长度，应根据图纸确定），下侧要求衬板条两面分别与腹板、翼板贴紧，然后点固，间隙〈0.5㎜，再间断焊接。上侧要求衬板条一面与腹板贴紧，另一面与腹板上边缘最外侧齐平（应有3～4㎜间隙），贴合面间隙〈0.5㎜。
5.15上衬板条应点固在该板条下部，侧翻时敲平贴紧，并间断焊接，防止偏斜。（焊接50㎜，间隔50㎜），且不可焊在衬板条的上部，否则会影响上翼板与该衬条的贴紧、搁平。上衬板条也可点固在上翼板上，该法要求划线正确，安装时正好紧贴两腹板内，操作者在制作中，应选用既能保证贴紧质量，又方便的方法。
5.16上下衬板条也可做成每个节点整条贯通式的，共四条。这时隔板四角均需加工成刚好能通过衬板条的矩形孔，该法应在具备隔板加工设备后，才能优质、方便的实行。
5.17清除所有焊渣及飞溅等。
5.18将U型柱翻转90·，用CO2气体保护焊焊接内隔板（包括封板、工艺隔板或支撑）与腹板连接的焊缝。电渣焊垫板两端长度较隔板长出的部分（5～6㎜）的空隙处。必须焊接堵住，以防电渣焊时漏液。
如果冬季施工,为防止焊缝产生冷裂纹缺陷,当板厚≥30㎜以上时或焊接环境温度低于10℃以下时,需对焊缝进行焊前预热,预热温度≥80℃,
5.19 CO2气保焊用焊丝为ER50-6，Φ1.2。
CO2气体纯度≥99.7％（体积）含水〈0.05％（重量）。
5.20焊接时，先焊一侧腹板上所有焊缝，再翻转90°，焊接翼板上所有焊缝（包括衬条焊缝）。再翻转90°，焊接另一侧板上的所有焊接缝。每一侧又先焊中间隔板，再分别往两端，对称焊接，不得遗漏不焊。
5.21 对于每一隔板的衬板条与腹板的连接缝，焊接时，要注意焊丝的指向，保证腹板与衬板条，隔板与衬板条间互相熔透。如图5.3

图5.3 隔板焊接
5.22焊后清除需探伤处的焊渣，飞溅等。
5.23对隔板上有衬板条的二条要全熔透的CO2气体保护焊缝，它为二级焊缝，应进行20%的超声探伤（UT)检验，Ⅲ级合格。
5.22焊后清除需探伤处的焊渣，飞溅等。
5.23对隔板上有衬板条的二条要全熔透的CO2气体保护焊缝，它为二级焊缝，应进行20%的超声探伤（UT)检验，Ⅲ级合格。

六、箱型梁柱的装配及电渣焊的焊接
6.1检查U型柱内，隔板上侧电渣焊缝处，是否干净？否则应清理干净后，再行组装。
6.2在组立机上，以柱封板一端为基准，将上翼缘板⑤吊至U型柱上，并从基准端开始，向另一端均匀点固上翼板与两腹板的连接缝。特别在隔板处，更应压紧上翼板后再点固。防止缝隙过大，影响电渣焊。并需注意上翼板各焊缝处应无油、锈、水等污垢，方可组立。
6.3点固应在坡口底部，点固焊缝长20～30㎜，间隔200～300㎜，点固焊缝不可太高，不得有缺陷，宜用Φ3.2焊条。如图6.1
6.4腹板面朝上。为防止电渣焊前吊运，焊点脱开，先对四角焊缝进行CO2气体保护焊打底。
6.5要求全熔透的焊缝，用CO2气体保护焊打底时，应按图或保证翼、腹板间有4～6㎜间隙。打底应保证翼板、腹板、衬板条三者充分熔透，不得有缺陷。对不要求熔透的焊缝，为使埋弧焊脱渣容易，也可以先焊打底一层。

图6.1 安装上翼板
6.6查两腹板面的电渣焊孔，清除所有的割渣、割弃物。检查孔内的清洁度。可用火焰烘烤油、水等污垢，用圆钢使上下贯通，无任何阻碍物。
6.7下腹板面的隔板下部的孔位处，垫上中间有椎孔的水冷铜垫块。为便于引弧，又不损伤铜垫，先在铜垫孔内加一些钢沙焊剂。 保证孔对中，在电渣焊孔上部也应加铜垫块。为保证贴合面平整，其接触面应磨平，并用耐火泥密封缝隙，以防止渗漏。

图6.2 电渣焊焊接
6.8 电渣焊机二台一组, 同时、同规范对称焊接每根柱上的1块隔板，如图6.2：
注：为看得清，图中焊缝仅各画了一台焊机。
6.10每块柱隔板的焊接，力求同时开始、同规范焊接，同时完成。以尽量保证加热、冷却均匀，减少变形。其工艺参数等参照焊接工艺卡。
6.11不能使用受潮的焊剂和粗细不均、镀铜层脱落、生锈的焊丝，湿法熔炼焊剂必须按规定烘干。
6.12焊接过程中，要特别注意渣池深度的调整，可采用间断添加焊剂的方法，使渣池
始终保持适当的深度，以免渣池过浅，引起焊丝和熔渣产生电弧，造成焊接不
稳。一般渣池深度为20～30㎜。
6.13焊接过程中，还应通过观察电流、电压表指针，倾听焊接时的声音等来判断，焊接是否正常？若指针摆动，有爆裂声，则焊接不稳。为此应适量添加焊剂，是焊接无声、平整的进行。
6.14焊接过程中，如发生中断，则应采取措施后，才能继续施焊。
6.15焊后，将箱型柱移至翻转机上，翻转90°，用手工气割电渣焊两端的引、熄弧帽口，切勿伤及母材，将其割平，并磨平。如下图6.3：

图6.3 箱型柱电渣焊缝

6.16用碳弧气刨将四角焊缝坡口中多出的部分金属刨掉，使与加工好的坡口面一致。不得有夹碳、粘渣、渗铜等缺陷。
6.17清除刨渣并打磨，使符合要求。
6.18检查并矫正箱型柱的弯曲变形。
6.19电渣焊缝为二级焊缝，20%（UT）检查，II级合格。
6.20焊缝内若有超标缺陷，如夹渣、气孔等，则需返修，直至合格。
七、箱型柱主焊缝的焊接
7.1考虑到冬季施工,为防止焊缝产生冷裂纹缺陷,当板厚δ＞30mm以上,或环境温度低于10℃以下时，焊前需进行预热,CO2气体保护焊打底焊,焊前需沿焊缝长度及坡口两侧各100mm宽范围进行预热，预热温度不低于80℃。（说明：每条焊缝一但开始焊接,则需连续焊接完成,严禁各种因素以及休息吃饭等造成的焊接中断状态）。保证焊缝能够得到足够的热量,使焊道与焊道之间的层间温度足够高≥80℃.
7.2 CO2气体保护焊打底后，全熔透处焊缝低于非全熔透处焊缝。为使其焊缝高度一致，可在CO2焊打底的基础上，用单丝埋弧焊进行多层多道焊，控制层间温度为≥80℃。至焊缝高度一致后，从一端焊至另一端。
7.3将焊接面朝上，在腹板翼板两端安装引熄弧板。尺寸为δ×100×100mm，δ×100×200mm，每端各二块。前两块有坡口，角度同腹板。后二块无坡口，同翼缘。材质、板厚同母材。另一面翻转后再点焊。
7.4四条纵向主焊缝的填充，盖面焊采用埋弧焊。
焊接材料为： 焊丝H08MnA Φ4.0～Φ5.0；焊剂HJ431
7.5焊接时，焊接区应清除油、铁锈、氧化皮、水等污垢，焊剂应烘干。
7.6焊接时，2台焊机同时焊接两条焊缝，水平位置焊接。焊接从一端开始，同时、同向、同规范施焊，并不得中断焊接，直至另一端。如下图7.1：

图7.1 箱型柱主焊缝焊接
7.7除净所有焊渣、毛刺、飞溅等。自检。
7.8咬边、弧坑处应用手工电弧焊进行焊补、磨平。焊补不得用CO2气保焊，以免影响外表美观。
7.9焊完两条焊缝后，移至锚链翻转机，翻转180°同上，点焊引入、引出板，从一端开始，同时、同向、同规范焊接另两条焊缝 。
7.10当δ≥30时，每一全熔透主角焊缝需要进行2道以上的焊接。这时应采用多层多道焊法。要控制层间温度在≥80℃左右，…，直至焊完，如下图7.2。

图7.2多层多道焊

7.11除净所有焊渣、毛刺、飞溅等，对弧坑、咬边等进行手工电弧焊焊补，打磨。自检。
7.12箱型柱主焊缝全熔透部分是一级焊缝，要求外观检查后，进行100%超探（UT）检验，Ⅱ级合格。
八、矫正
8.1箱型柱主焊缝及隔板电渣焊焊缝焊接时，虽工艺上采用了对称法，同时、同规范
的焊接，减小了变形，但有时仍会有上拱、下挠及旁弯等产生。当其值超过允差
时，则必须进行矫正。
8.2矫正时可采用冷矫正法。（机械法）。
8.2.1一般在油压机上，对柱的弯曲变形的拱部分进行下压，使变形少的部分伸长，从而变形得到矫正。
8.2.2该法要求油压机有足够大的功率来进行矫正。
8.3通常大量的矫正，采用火焰加热法。（热矫正法）。
8.3.1火焰一般采用氧化焰，加热温度为550～600℃，不得过高。
8.3.2划出火焰加热位置及范围。一般加热位置在弯曲的凸起最大处（如隔板处），用 火焰使其均匀受热，然后冷却，使变形大的地方产生收缩，从而达到矫正弯曲 的目的，一处不足以矫正时，则再对称的选择几处，进行矫正。
8.3.3冷却的方法，一般采用空气中自然冷却，Q345类钢严禁浇水急冷。
8.4矫正后，检查柱的垂直度及各面的平面度，使其均符合要求。

九、箱型柱的端面加工
9.1要进行端面铣的箱型柱，必须经矫正。其垂直度、平整度均需符合要求。
9.2以逐段有端板的一端为基准，进行端面铣削，并将预留3～5㎜加工余量作为端面的铣削量。铣削干净，端面四周的铣削宽度应一致，并保证符合图纸要求。
9.3铣削端面必须与箱型柱的四面垂直。
9.4以铣好的一端为基准，测量并划线，划出应除去的余量。如果余量大于5㎜以上，则划线留下3～5㎜的加工余量，其余的先用气割割去，并除净气割渣毛刺。
9.5铣削另一端，将其余全部铣去。铣削后柱的长度为：柱长加其正公差减去柱端加衬板的外伸量之差值。以确保安装时，柱—柱焊接，有足够的收缩变形量。然后再铣削坡口。
9.6两铣削面应保证平行，与柱面垂直。
9.7铣削后，应将四周的铣削毛刺除去或磨去，以免割手。
9.8测量柱子四棱长度，点焊箱型柱坡口一端的衬板，衬板的外侧面必须经过刨削。然后通过调节衬板的外伸量来保证柱子的长度，使符合要求。衬板必须紧贴柱坡口内边，应平直，不得弯曲。
9.9在铣削面上涂刷不影响焊接质量的水剂防锈漆
9.10检验。