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    钢构人的福利,建筑钢结构生产工艺之坡口|杨教高『建筑钢结构智能制造』讲座系列NO.5

    发布于:2022-08-31 17:35 作者:

    固建机器人作为钢结构行业智能建造的先行者,探索者,为了帮助钢结构行业的相关从业人员对钢结构有更深的认知,提升专业水平,特在此做《建筑钢结构生产工艺、装备技术及智能化》讲座的系列连载文章,本系列讲座将介绍一些建筑钢结构基本情况,钢结构生产过程中的对钢材焊材的一些基本要求,各生产工序主要工艺方法和设备情况,下料、排版和坡口的开制原则与技巧,H型、十字形柱、箱型柱,圆管柱各类钢柱组立与组装的工艺要点,各工序的技术要点,焊接生产要点(焊前准备、焊接参数、过程重点与后热),工艺评定,多层焊技巧、焊接变形控制,返修焊缝要点,以及生产管理、质量、安全、成本和风险控制的要领。同时,从工艺和质量方面,就钢结构生产机械化自动化设备装备研发,智能化需求、焊接机器人技术等满足工艺技术要求提出了建议。本讲座对钢结构工厂生产、工艺管理和自动化智能化装备研发有较大的参考意义。

    『本文为此系列第五期』


    焊接时,根据焊接方法不同,焊接设备不同,焊缝熔深也不同。普通焊条电弧焊,熔深2-5mm,二氧化碳气体保护焊,熔深在3-6mm,埋弧焊能得到较大的熔深,在大电流船型焊情况下,甚至可以达到20mm。建筑钢结构,通常,重要的承力构件和构件节点处都是全熔透焊缝,对接焊缝要求等强度也是必然全熔透焊缝。一级和二级焊缝都是全熔透焊缝。只要钢板稍厚,焊接熔深就达不到,造成焊不透,因此就需要开坡口(有的地方沿用冷加工的用语,俗称倒角)。


    是否采用全熔透坡口,是设计师确定的,在建筑图纸和总设计中提出要求,而选择什么方法进行坡口开制以满足焊透的要求,则由工艺人员根据产品需要和车间设备及技工的水平来确定。


    01

    开坡口的方法


    开坡口有火焰切割、等离子切割等热加工办法;也有机械加工的冷加工办法,通常是铣削,有专门的铣坡口机器(又分板材动铣刀头不动和铣刀头动板材不动两种),现在还有手持的铣坡口工具,小巧玲珑,使用方便,受到基层工人欢迎。


    现在智能化的开坡口的设备刚刚兴起,通过激光或照相等手段进行识别和跟踪技术进行小件自动开坡口。这种设备已经进入市场,一些工厂已经接受和使用。


    目前,钢结构厂对箱型柱和BH钢腹板主要还是对直板采用半自动机切割机人工操作,进行板件对称切割的坡口,对智能化生产,这里应该也是一个可以自动化的商机点;


    02

    坡口的尺寸规定


    建筑钢结构常见的手工电弧焊、气体保护焊和埋弧焊的熔透开坡口的“法定”规定,GB50661等标准后热规范都有规定,这里不做赘述。

    值得提出的是,这些标准、规范规定的坡口形式和适用于一般的、正常的工艺,常用的通用的设备,实际生产中应该是可以变通的,改变的,但焊缝质量应该是合格的、有保证的(这可以通过工艺试验、工艺评定来佐证),鉴于坡口尺寸规定的内容太多,这里只介绍厚板的规定。


    气体保护焊、自保护焊全焊透坡口形式和尺寸


    埋弧焊全焊透坡口形式和尺寸


    03

    建筑钢结构箱型构件的坡口


    (1)箱型构件

    箱型构件是建筑钢结构主要构件形式之一。各单位在实际使用中会有自己的标准,下面介绍一组钢结构件角对接,全熔透焊缝常用坡口尺寸:



    (2)箱型钢结构件角对接开坡口的一点技巧

    ① 开坡口时对电渣焊孔两侧预留25mm不开坡口,电渣焊焊接完工后用碳弧气刨坡口修整预留部位坡口,以保证箱体截面尺寸。

    ② 箱形柱翼板开坡口时,可以留有便于转配的支撑小块,宽度一般10mm(焊接时要去除,防止生产未焊到未焊透)。

    ③ 高强钢和重要节点的坡口处要打磨,去除氧化皮,以减少夹渣的可能。


    【未完待续……】

    【作者简介】

    杨政,杭州固建机器人科技有限公司顾问总工,工艺质量总监;

    1982年2月上海交通大学焊接工艺和设备专业毕业,焊接专业教授级 工程师,建筑工程专业 工程师,一级注册建造师;现任浙江省机械工程学会理事/技术委员会委员,焊接学会副理事长,质量管理协会理事以及浙江省科协“千人进万企”专家组专家,省综合评标、采购评标专家。浙江机电技术学院兼职教授。在安徽、上海、四川、江苏、湖北、浙江多地国企和上市公司及台资外资钢结构公司工作过。



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