非贯通型十字钢柱加工制作技术研究

摘要：结合实际工程对非贯通型十字钢柱的加工制作技术进行了系统研究应用。通过计算机辅助深化设计软件、合理安排制作工序、实验确定焊接收缩余量较好的解决了加工中此类构件常见的精度超差等问题。

关键词：十字柱、非贯通、精度控制；

Abstract: This paper is combined with the actual engineering processing through cross steel columns on the non - production technology of application. Through computer aided design software, reasonable arrangements for deepening process, experimental determination of welding shrinkage allowance can better solve the common problems in such a component processing precision.

Keywords: cross, discontinuous, precision control;

中图分类号： [TG142]文献标识码：A 文章编号：

引言

常见的实腹型型钢柱主要有H型钢柱、十字柱、箱型柱、圆管柱等。非贯通型十字柱作为十字柱一种结构形式，其制作难度大，制作精度要求高，在国内的工程设计及实际应用中不太常见。本文对非贯通型钢柱的加工制作技术进行了研究。该工程上下车用坡道为螺旋形民用建筑。结构设计时采用非贯通型十字柱作为受压构件。

图纸建模

由于构件比较复杂，牛腿多为变截面带倾斜角度，如果仅按照常规CAD出图的话，则部分折弯件出图非常麻烦且容易出错，因此在实际制作时对节点区域运用三维图纸深化软件TEKLA进行建模，这样可确保零件尺寸及加工角度的准确度。构件的其他部位结构比较简单，均采用CAD出图。

十字柱本体加工制作技术

3.1、工艺流程：

翼板、腹板下料——翼板、腹板接板——腹板坡口加工——H型钢组立、焊接、矫正——T型钢制作、坡口加工——十字柱组立、焊接、矫正

3.2、下料：

下料焊接收缩余量按焊接收缩余量表控制

3.3、切割：采用气割时预留切割余量按气割预留切割余量表控制

3.4、接板：

翼板的接板长度应不小于2倍翼板宽度；腹板拼接长度不小于600mm；两者的拼接焊缝错开不低于200mm。且同一翼板、腹板最多允许存在一个拼接接头，拼接焊缝与节点区域错开不应低于200mm。

3.5、腹板坡口加工：

腹板坡口开设完毕后应用漆笔标识全熔透区域，标识线应为沿腹板宽度方向通长直线；并应在柱顶用漆笔标识“柱顶”。以方便型钢H型钢组立及T型钢与H型钢的组装焊接。

3.6、H型钢组立焊接校正：

3.6.1、组立时型钢端部必须加设引弧板，其坡口形式同腹板坡口形式。

3.6.2、组立时在全熔透区域，应根据间隙适当加设焊丝，以防止全熔透区域产生内缩。焊丝规格同型钢主焊缝用埋弧焊丝。

3.6.3、焊接时首先对全熔透区域气保焊打底，反面清根后再用气保焊填充。

3.7、T型钢加工：焊接H型钢校正完成后进行T型钢加工。

3.7.1、首先在相应的焊接H型钢的腹板中心位置弹出中心线，用半自动切割机进行腹板切分。切分时腹板两端各预留20mm连体不切，之间每间隔2000预留10mm连体不切，在腹板切分凉透之后进行手工切割，并用磨光机等打磨。

3.7.2、然后按照图纸要求进行腹板坡口加工。

3.8、十字柱组装：

3.8.1、首先检查T型钢及H型钢的直线度及各部分尺寸偏差，在满足规范要求之后方可进行组立工序。

3.8.2沿焊接H型钢的腹板中心位置画出T型钢腹板位置中心线；依次进行T型钢组对。组对时在两翼板件用角钢、料头等进行支撑，支撑间距控制在1000mm,确保两翼板之间固定牢固。

3.8.3、H型钢与T型钢组对时，应严格保证H型钢及T型钢其全熔透区域对齐。

3.8.4、十字柱两T型钢截面高度允许偏差为±2mm，腹板偏移允许偏差为2.0mm之内。十字柱截面高度（两T型上下翼板距离）允许偏差±2；十字柱身板垂直度允许偏差b/100,且≤3.0；腹板中心偏移允许偏差2.0，以上均用钢尺检查。

3.9十字柱焊接：

3.9.1 焊接人员施焊前首先检查全熔透区域范围内的腹板上是否用油漆笔划线标示，若未标识，应用油漆笔标注以备下道工序使用。

3.9.2、施焊时应先对全熔透区域进行气保焊打底，反面清根焊接。盖面采用小跑车填充盖面。

3.9.3、焊接时应采用合适的焊接顺序以尽量减少焊接变形。

3.10变形矫正措施：

构件材质为Q345钢，采用火焰校正时严禁用水、风急冷。

3.11柱端处理：

3.11.1钢柱下端采用半自动切割机切割开设坡口。柱顶根据要求进行端铣。处理后的端部允许偏差如下：

项目 允许偏差

构件长度 ±2

零件长度 ±0.5

柱两端切割面平面度0.3

端平面对轴线的垂直度L/1500

3.12附件组装、焊接：

3.12.1、各零件拼装参照图纸准确划线后定位组装。

3.12.2、牛腿组立时，应严格保证端铣面至牛腿上翼板面距离。

3.13、焊缝质量标准见表5:

表5：焊缝质量标准表

说明：1、牛腿腹板与钢柱连接焊缝、牛腿对应的钢柱劲板应按照图纸开坡口焊接。

2、图纸中未注明要求的角焊缝，焊脚高度不小于焊件中较薄钢板的厚度，不大于焊件中较薄钢板厚度的1.2倍。

节点部位制作技术

4.1、节点区制作工艺流程

下料——本体组立——牛腿组立——焊接——修磨；

4.2、制作难点

在进行铆焊制作前，需严格控制零件精度。首先进行十字型本体组立，然后对上下端板进行划线。在进行本体与上下端板连接时应保证十字柱本体与上下端板控制线重合。

本体组立合格后进行牛腿组立，注意上下翼板与钢柱端板焊缝连接处坡口间隙预留。根据实验情况本工程预留坡口间隙为6mm。对于带角度牛腿需根据平面放样进行组装。组装完毕对构件进行孔距测量、牛腿角度测量、牛腿长度测量。

部件组装

待十字柱本体及节点区部件组装焊接完成后进行整体部件组装。由于前期牛腿等已焊接完成，因此此工序在控制牛腿间间距、钢柱构件长度方面需特别注意。各段根据焊接收缩实验预留焊接收缩余量为5mm。

小结

通过对该工程非贯通型十字柱的加工制作技术研究，制定出较好的工艺和控制措施，较好的解决了尺寸控制、焊接收缩等加工难点，为此类构件的加工制作提供了经验数据，具有较好的借鉴作用。

参考文献

GB50661-2011《钢结构焊接规范》；

Q/LCCB G-2006《钢结构工程技术标准》；