摘#8195;要本文以鋼結(jié)構(gòu)制作的一般流程為主線，對(duì)各環(huán)節(jié)中的加工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了探討，最后對(duì)材料的切割變形控制方式和組裝中的誤差控制方式進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞鋼結(jié)構(gòu)；制作；質(zhì)量；變形控制

中圖分類(lèi)號(hào)TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2012)041-0094-01

1概述

隨著機(jī)械加工技術(shù)的進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)部件的制作已經(jīng)從平面結(jié)構(gòu)發(fā)展到了大跨度、超高層階段。加工材料的類(lèi)型也擴(kuò)展到了幾乎涵蓋所有的外形的鋼構(gòu)件原材料。鋼結(jié)構(gòu)部件的制作過(guò)程一般為：材料和圖紙準(zhǔn)備→放樣→切割→零件尺寸加工和矯正→部件焊接、組裝→探傷檢查→噴漆→驗(yàn)收。有上述基本順序可見(jiàn)，鋼結(jié)構(gòu)部件的制作需要遵循特定的順序，從前期的材料和圖紙的準(zhǔn)備工作，到后期的焊接和檢測(cè)，整個(gè)過(guò)程都需要符合相關(guān)的工藝要求，只有對(duì)全過(guò)程都實(shí)施嚴(yán)格的工藝標(biāo)準(zhǔn)，才能有效的保證鋼結(jié)構(gòu)的制作質(zhì)量。

2基本工序中的要點(diǎn)問(wèn)題

2.1前期準(zhǔn)備工作

鋼結(jié)構(gòu)加工的前期準(zhǔn)備工作主要包括圖紙審核和原材料的準(zhǔn)備。圖紙審核的目的在于保證設(shè)計(jì)圖紙是否能夠滿足施工要求，構(gòu)件外形和尺寸等是否合理，以及施工工藝能夠達(dá)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)所提出的要求。這一階段的內(nèi)容包括：①根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸和強(qiáng)度，選擇合適的鋼結(jié)構(gòu)原材料；②依據(jù)圖紙審核的結(jié)果和加工車(chē)間的具體條件，明確工作重點(diǎn)和難點(diǎn)，選擇合適的制作工藝和組裝方案；③對(duì)圖紙審核中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和可能遇到的制作和組裝上的困難，應(yīng)及時(shí)和設(shè)計(jì)方溝通，做好必要的設(shè)計(jì)變更的準(zhǔn)備工作；④依據(jù)圖紙審核的結(jié)果，準(zhǔn)備制作原材料。

2.2零部件的放樣與號(hào)料

零部件放樣是指按1:1的比例在放樣臺(tái)上利用幾何作圖法彈出的大樣圖。放樣這道工序是鋼結(jié)構(gòu)加工和制作中的重要環(huán)節(jié)，如果這個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)較大誤差，將會(huì)造成誤差累計(jì)，影響到零件的后期加工精度。放樣階段的要點(diǎn)包括：①了解加工設(shè)備的性能，操作熟練是正確放樣的前提保證；②吃透圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖中各部件的尺寸和相對(duì)幾何位置進(jìn)行嚴(yán)格的核對(duì)；③放樣結(jié)束后要進(jìn)行自查，主要是統(tǒng)計(jì)可能誤差和衡量放樣精度。

鋼材號(hào)料是指根據(jù)施工圖樣的幾何尺寸、形狀制成樣板，利用樣板或計(jì)算出的下料尺寸，直接在板料或型鋼表面上，畫(huà)出構(gòu)件形狀的加工界線。號(hào)料階段的關(guān)鍵是合理確定加工余量。依據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，對(duì)銑端面的號(hào)料余量按加工方式的不同，氣割一般邊上加4 mm~5 mm為宜，剪切一般邊上加3 mm~4 mm為宜；對(duì)切割余量也按切割方式的不同，手動(dòng)氣割割縫不超過(guò)4 mm為宜，自動(dòng)氣割割縫不超過(guò)3 mm為宜。號(hào)料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為：外形尺寸允許偏差不超過(guò)正負(fù)1 mm，孔距允許偏差不超過(guò)正負(fù)0.5 mm。

2.3切割與下料

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的切割有多種方法，具體的加工工藝以實(shí)際要求為準(zhǔn)。不論是哪種切割方式都需要滿足鋼構(gòu)件的切割質(zhì)量要求，其基本要求為：無(wú)分層、斷口無(wú)裂紋、切口處無(wú)熔渣等。具體而言，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的切割應(yīng)滿足以下幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：①切割面平整度需滿足要求，即切割平面角度不得大于鋼板厚度的0.05倍，且小于2 mm；②切割面表面粗糙度不超過(guò)0.2 mm；③局部缺口深度不超過(guò)1 mm；④對(duì)于厚度超過(guò)10 mm的鋼板應(yīng)注意檢查是否有分層和夾渣等質(zhì)量問(wèn)題，并控制缺棱的尺寸不大于1 mm。

2.4組裝

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組裝是指遵照施工圖的要求把已經(jīng)加工完成的各零件或半成品等鋼構(gòu)件采用裝配的手段組合成為獨(dú)立的成品。依據(jù)加工鋼結(jié)構(gòu)類(lèi)型的不同和加工要求的不同，組裝可分為部件的組裝和預(yù)總裝等。按組裝方法的不同，又可分為地樣法組裝、立裝、胎膜組裝等。具體的組裝類(lèi)型和組裝方式需依據(jù)實(shí)際需要而定，但都需要符合相關(guān)的質(zhì)量要求。

3鋼結(jié)構(gòu)材料切割的誤差影響因素分析

鋼結(jié)構(gòu)原材料在經(jīng)過(guò)切割后的質(zhì)量問(wèn)題主要來(lái)自于加工人員操作不當(dāng)、原材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)、機(jī)械加工設(shè)備誤差、加工工藝系統(tǒng)誤差這四個(gè)方面。而在鋼材切割中最常見(jiàn)也最容易產(chǎn)生鋼材切割質(zhì)量問(wèn)題的是剪板機(jī)和氣割的本身誤差和加工工藝本身不可避免的問(wèn)題。因此此處針對(duì)這一問(wèn)題展開(kāi)討論。

1）剪板機(jī)切割尺寸誤差分析。剪板機(jī)能夠快速的切割鋼板，但也會(huì)存在一些不可避免的問(wèn)題，具體而言主要表現(xiàn)為以下幾種具體形式：①剪切變形；②扭曲變形；③壓痕?？傮w而言，當(dāng)采用剪板機(jī)時(shí)，為了控制變形程度，關(guān)鍵是控制剪刃間的間隙，并依據(jù)板材厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整。

2）氣割尺寸誤差分析。當(dāng)采用氣割方式時(shí)，加工誤差主要來(lái)自于兩個(gè)方面：加工人員的技術(shù)能力和氣割機(jī)工作原理所決定熱力變形。對(duì)于前者，顯然應(yīng)當(dāng)以保證加工人工的技術(shù)能力為解決之道。而對(duì)于氣割機(jī)所造成的變形，則要分情況進(jìn)行討論：①縮短變形。為了避免這個(gè)問(wèn)題，需要在放樣和下料時(shí)充分考慮加工余量，這很大程度上取決于經(jīng)驗(yàn)；②彎曲變形。這個(gè)問(wèn)題從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看無(wú)法避免，其決定因素在于鋼材的應(yīng)力分布變化，解決的辦法是采用多頭氣割機(jī)的方式進(jìn)行加工；③位移變形。這類(lèi)變形一般發(fā)生在工人手動(dòng)氣割時(shí)，但加工完成后通常都會(huì)恢復(fù)。為了控制氣割中的變形，應(yīng)遵循以下基本原則：①先切小件，后切大件；②先切復(fù)雜工件，后切簡(jiǎn)單工件；③先切短邊后切長(zhǎng)邊。

4構(gòu)件組裝中的質(zhì)量控制

影響鋼結(jié)構(gòu)組裝質(zhì)量的因素主要來(lái)自于加工人員的素質(zhì)、材料特性、加工機(jī)械設(shè)備以及加工工藝。所有的組裝工作都需要由人來(lái)組織實(shí)施，因此加工人員的素質(zhì)是首要控制的因素，再好的機(jī)械設(shè)備和加工工藝如果沒(méi)有熟練的技術(shù)工人做保障，鋼結(jié)構(gòu)的組裝質(zhì)量同樣得不到保證。還應(yīng)當(dāng)根據(jù)加工材料的特性和具體的待組裝結(jié)構(gòu)，選擇最合適的加工工藝和加工設(shè)備。

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組裝中最核心的問(wèn)題是構(gòu)件的幾何尺寸誤差控制，尺寸上的過(guò)大偏差會(huì)對(duì)整個(gè)鋼構(gòu)件組裝和最后的承載力造成很大的影響。為了保證組裝的質(zhì)量，應(yīng)建立嚴(yán)格的組裝工序，在鋼構(gòu)件組裝前應(yīng)對(duì)各部件進(jìn)行尺寸上的矯正，對(duì)如對(duì)板材的彎曲變形等應(yīng)有嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)桿件的尺寸應(yīng)在誤差允許范圍之內(nèi)等。從組裝順序上看，在安裝時(shí)應(yīng)遵照由內(nèi)向外、先主后次的基本順序。此外，為了保證構(gòu)件的整體組裝正確，應(yīng)在進(jìn)行整體焊接前對(duì)施工圖紙進(jìn)行仔細(xì)的推敲，制定最合理的組裝順序，并且在正式組裝前對(duì)各子構(gòu)件進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量和矯正。

以實(shí)腹式H鋼結(jié)構(gòu)的焊接組裝為例，在進(jìn)行組裝前，就應(yīng)當(dāng)對(duì)翼板和腹板的尺寸進(jìn)行復(fù)核，保證平直度及彎曲小于1/1000的公差且不大于5 mm。在進(jìn)行焊接前，應(yīng)將裝配縫附近3 cm-5 cm范圍內(nèi)的氧化銹蝕部分去銹和打磨，以保證焊接的強(qiáng)度。進(jìn)入組裝階段后，應(yīng)按照先鋪設(shè)腹板，再鋪設(shè)翼板的順序?qū)⑦@兩類(lèi)構(gòu)件平裝在裝備胎上。焊接之前，以“開(kāi)”形夾具保證構(gòu)件間的垂直角度，并繪制裝配線，最后才進(jìn)行焊接。還應(yīng)當(dāng)注意的是，在焊接過(guò)程中為了防止構(gòu)件間的角度變化和整體變形，可采用以點(diǎn)焊的方式對(duì)翼板設(shè)置臨時(shí)支撐點(diǎn)，如設(shè)計(jì)要求不允許采用點(diǎn)焊，則應(yīng)當(dāng)用夾具來(lái)保證焊接過(guò)程中的整體穩(wěn)定性。

由于鋼結(jié)構(gòu)加工的形式多種多樣，本文中無(wú)法都對(duì)各類(lèi)型的加工構(gòu)件組裝要點(diǎn)進(jìn)行羅列，但其基本原理是相通的。要實(shí)現(xiàn)組裝過(guò)程中的變形最小，應(yīng)當(dāng)從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙要求和工人經(jīng)驗(yàn)，采取最合適的組裝形式。

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