4.1 加工制作前准备 4.1.1钢板的矫平
由于建筑结构钢板主要是轧制钢材,钢板在轧制过程中有残余变形和轧制内应力的存在,存放时间过长会释放残余变形,所以对于存放较长时间的钢板在投入生产加工制作之前需要进行钢板加工前的处理,钢板加工前的处理主要采取矫平机机械冷矫平加工;矫平的目的是消除钢板的残余变形和减少轧制内应力,从而可以减少制造过程中的变形,确保投入工程钢材材质表面致密性能均匀、平整要求,保证板件平面度的必要设备如下图示。本工程主要钢材均为钢厂新定制钢板,进入加工厂的钢板全部是经过校平后的钢板,可以满足使用要求。
4.1.2钢板的预处理
采用专用钢板预处理生产线对钢板进行除锈,喷砂除锈等级不小于Sa2.5级。为了保证制作过程中主材和零件出现返锈的现象,在装配前除了对所有焊接部位30mm宽范围进行贴
纸防护外,其余部位须喷无机硅酸锌车间底漆一道,涂漆在板材进行除锈处理4小时内完成,干膜厚度不小于25um。 4.1.3钢板的NC切割
构件放样采用计算机放样技术,放样时必须将工艺需要的各种补偿余量加入整体尺寸中,为了保证切割质量,厚板切割前先进行表面渗碳硬度试验,本公司吸收国外先进工艺,切割优先采用数控精密切割设备进行切割,选用高纯度98.0%以上的丙稀气加99.5%的液氧气体,可保证切割端面光滑、平直、无缺口、挂渣,坡口采用半自动切割机进行切割,如果局部出现缺口、挂渣等缺陷,要进行补焊和打磨、修复,保证下料环节的质量。针对本工程钢构件钢材数控下料切割生产图片如下:
钢板打砂预处理设备 数控下料设备
4.2 加工材料及技术准备
4.2.1 施工单位应根据设图纸及总体方案编制钢结构制作施工工艺细则文件;同时根据设计图纸绘制详细加工图纸,并经批准后进行施工。
4.2.2 工艺评定:
根据设计要求对一级对接焊缝、二级主要角焊缝进行试件工艺评定,工艺评定要分为现场和工厂加工两种情况。根据焊缝设计要求等级及《铁路钢桥制造规范制》TB10212-2009制定试件板及焊接技术参数,按照焊接技术参数进行焊接,操作时焊接参数如有修正必须做好记录。试件完工后,委托有资质的检测机构进行无损检测、物理试验并出具其检测报告,根据检测报告结果,来最终确定焊接工艺。
钢箱梁焊缝主要包括有:箱梁顶、底板和腹板的对接焊缝,箱梁腹板与顶、底板的连接焊缝、各种加劲肋的焊接。焊接所使用的焊接工艺必须经评定合格。根据设计及结构特点,结合可能采用的焊接方法,初步拟定下列焊接工艺评定工作,具体焊接评定部位见表4.1:
表4.1 工艺评定表(工厂加工)
序号 1 母材牌号 Q345D 母材厚度 16mm、18mm、20mm、22mm 26mm 16mm、18mm、20mm、22mm 16mm、18mm、20mm、22mm 16mm、18mm、20mm、22mm 16mm、18mm、20mm、22mm 8mm、10mm 4mm、4mm 16mm、18mm、20mm、22mm 焊接方法及位置 CO2焊打底,埋弧焊平对接 CO2焊打底,埋弧焊平对接 CO2仰焊T型接头焊接 CO2平焊T型接头焊接 CO2立焊T型接头焊接 CO2立焊十字型接头焊接 CO2平对接焊 CO2平对接焊 CO2斜T型焊接 试件厚度 16mm+16mm 适用焊缝部位 钢箱梁盖板、腹板、横隔板拼接(全熔透) 横隔板拼接(全熔透) 盖板与腹板、隔板T型接头焊接(半熔透) 盖板与腹板、隔板T型接头焊接(半熔透) 腹板与隔板T型接头焊接(半熔透) 腹板与隔板十字接头焊接(半熔透) U型肋、腹板拼接(全熔透) 钢箱梁装饰板(全熔透) 钢箱梁斜底板与底板斜T型焊接(全熔透) 2 Q345D 16mm+16mm 3 Q345D 16mm+16mm 4 Q345D 16mm+16mm 5 Q345D 16mm+16mm 6 Q345D 16mm+16mm 7 8 9 Q345D Q235B Q345D 10mm+10mm 4mm+4mm 16mm+16mm 加工厂的平对接焊接工艺初步确定如下:开V型坡口,以CO2气体保护焊打底,然后采用埋弧自动焊焊接;翻身,以碳弧气刨或打磨清根,然后埋弧自动焊盖面。
加工厂的各种部位的T型和十字型焊接工艺初步确定如下:开不对称K型坡口,在大坡口面以CO2气体保护焊打底,然后连续焊接;达到设计要求的焊角高度;在小坡口面以碳弧气刨或打磨方法清根,然后连续焊接;达到设计要求的焊角高度。
4.2.3 钢板使用前应进行矫平预处理,矫平只能使用冷矫平,使其钢板表面偏差在1mm/m范围内。
4.2.4 对钢板进行规定项目的检查和试验,主要是表面质量、内部质量、力学性能、焊接材料进行试验。
4.3 放样号料 4.3.1 放样
4.3.1.1.按照施工设计图纸和施工工艺的要求对形状复杂的零部件,采用计算机CAD进行放样,以确定各个零部件的精确尺寸;然后输入到数控加工设备加工。
4.3.1.2.对3米节段钢箱梁面板、底板宽度方向允许偏差正负1.0mm;在长度方向应加放2mm加工焊接收缩余量;
4.3.1.3.切割工艺根据评定试验结果编制,切割表面不应产生裂纹。应优先采用精密(数控、自动、半自动)切割下料,剪切边缘应整齐、无毛刺、反口等缺陷,缺棱应不大于1.0mm,数控切割下料编程时除应考虑焊接收缩量之外,还应考虑切割热变形的影响。手工气割仅用于工艺特定或切割后仍需机加工的零件,采用普通切割机或手工火焰切下料应根据施工图和工艺文件先作样(样板、样条、样杆),作样时应预留焊接收缩量、加工余量等。
4.3.2.排板
4.3.2.1排板时尽量考虑钢板的使用率,降低料损; 4.3.2.2相邻之间的焊缝应错开不小于200mm的距离;
4.3.2.3严禁出现十字焊缝,焊缝错开最少20cm;该要求同样适用于现场整体拼装焊缝的要求。(环型焊缝除外)
4.3.2.4当厚、薄板之间相对接,并且板厚差大于4.0mm时,则应按施工蓝图要求1:8的斜度削斜,斜度利用半自动切割加工成形。(见下图4.1);
4.3.2.5钢箱梁的面板、底板、腹板的对接焊缝应错开200mm以上(见下图4.2)。
≥
图4.1 图4.2
4.3.3号料与划线
4.3.3.1. 零部件加工:因桥箱梁为多块大小不一的钢板焊接成型的,所以各种规格的零部件很多,我们对其进行分类划分,分别为桥面顶板、底板、桥内侧腹板、桥外侧腹板、横隔板、U型肋、球扁钢肋、及其余肋板等,为了保证其零部件的尺寸,均采用1:1放样式制作,对其形状较复杂的横隔板进行数控下料,以保证尺寸精确。U型肋的制作先用下料机切割成直条钢板,然后采用专用模具在折弯机折弯成型,尽量采取定制件。号料前应先确认材质和熟悉工艺要求,然后根据
排版图、下料加工单和零件草图进行号料。号料的母材必须平直、无损伤及其他缺陷,否则应先矫正或剔除.
4.3.3.2焊缝坡口:根据设计要求按《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000》)规范施工。
4.3.3.3划线公差要求:
项目 基准线,孔距位置 零件外形尺寸 允许偏差 ≤0.5mm ≤1.0mm 4.3.3.4划线后应标明基准线、中心线和检验控制点。作记号时使用凿子一类的工具,样冲标记其深度应不大于1.0mm,钢板上不应留下深度大于1mm的划痕,超过1mm要进行处理。
4.3.4切割和刨削加工 4.3.4.1切割工具的选用:
设备及工具名称 切割机 数控切割机 切割形式 氧乙炔气体火焰切割 气体火焰切割 切割项目 板材 板材 4.3.4.2切割前应清除母材表面的油污、铁锈和潮气;切割后气割表面应光滑无裂纹,熔渣和飞溅物应除去,剪切边应打磨。
4.3.4.3气割的公差度要求:
项目 零件的长度 零件的宽度 允许偏差 长度±1.0mm 钢箱梁面板、底板、腹板:宽度 ±1.0mm 零件板:宽度 ±1.0mm t≤20 mm,e≤1mm; t≥20 ,e≤t/20且≤2 mm 0. 5mm 切割面不垂直度 e 割纹深度