钢结构加工制造技术

适用范围：适用于建筑钢结构的加工制造工艺，包括工艺选择、放样、编号、切割、校正、成型、边缘加工、管球加工、孔加工、摩擦面加工、端部加工、构件装配、圆管预制构件加工及钢构件预装配

1材料要求

1.1.1 钢结构使用的钢材、焊接材料、涂层材料和紧固件应有质量合格证，并符合设计要求和现行标准的规定。

1.1.2 进厂原材料必须有生产厂家的出厂质量证明书，并必须按要求在乙方及监理人员见证下进行现场取样、送样、检验和初检协议和相关现行标准。 保留测试记录。 并向乙方及监理人员提供检验报告。

1.1.3 加工过程中，如发现原材料存在缺陷，必须由检验人员和合格的技术人员进行调查处理。

1.1.4 材料替代应由制造单位提前提出材料证明申请（技术认可令），提交乙方及监理单位审核，经设计单位确认后方可替代。

1.1.5 禁止使用药皮破裂或焊芯锈蚀的焊丝、受潮结块或熔化的焊剂以及锈蚀的焊条。 用于拱圈焊接的拱圈表面不得有裂纹、条纹、凹痕、毛刺及其他影响其使用的缺陷。

1.1.6 点焊材料应集中管理，建立专用仓库，仓库应干燥、通风良好。

1.1.7 螺钉应存放在室外干燥通风处。 高硬度螺钉入库时的初次检验应按照现行国家标准《钢结构用高硬度螺钉连接设计、施工及初次检验规定》JGJ82的要求进行。 禁止使用磨损、沾污、受潮、碰伤和混批的螺钉。 高硬度螺母。

1.1.8 涂料应符合设计要求，并存放在专用仓库内。 不得使用过期、变质或结块的墨水。

主机2台

1.2.1 主要机具

钢结构生产的长期工具。

3 操作条件

1.3.1 完成施工细节并经原设计人员签字认可。

1.3.2已编制施工组织设计、施工方案、作业指导书等各项技术规划工作。

1.3.3已完成各项工艺评价试验、工艺性能试验和材料采购计划。

1.3.4 主要材料已进厂。

1.3.5 各类机械设备均应经初次调试检验合格。

1.3.6 所有生产工人均经过施工前培训并取得相应资格证书。

4 操作技巧

1.4.1 工艺流程

1.4.2 操作流程

1 材料放样和编号

1）熟悉施工图纸。 如有疑问，应联系相关技术部门解决。

2）规划制作样品和样品杆的材料。 通常可以使用薄铁皮和小钢。

3）放线所需的尺子必须经计量部门校准、审查合格后方可使用。

4）订购材料前，必须了解原材料的材质和尺寸，并检查原材料的质量。 不同尺寸和材料的零件应分别编号。 并按照先大后小的原则对材料进行顺序编号。

5）样杆上应用油漆写出加工编号、零件编号、规格，并标出上孔半径、工作线、折弯线等各种加工符号。

6）材料放样编号时应预留收缩量（包括现场钎焊的收缩量）和必要的切削、铣削等加工余量：

铣端余量：剪切加工时通常每边加3-4mm，气焊时每边加4-5mm。

切割余量：手工气焊割缝间距为3mm，手工气焊割缝间距为4mm。

钎焊收缩量是根据预制构件的结构特点由工艺给出的。

7）主要受力和需要弯曲的预制构件，切割时应按工艺规定的方向取。 折弯件两侧不应有冲点或伤痕缺陷。

8）材料数量应有利于切削加工，保证零件质量。

9）本批编号后的剩余物料应进行标记，包括剩余物料编号、规格、材质及炉批号等，以方便剩余物料的再利用。

2 次切割

下料、打标后的钢材必须按照要求的形状、规格进行下料、切割。

1）切割时应注意以下几点：

(1)当厚板上排列的零件较多，且有多条相交的剪切线时，剪切前应预先安排合理的剪切程序。

(2)必须校正材料剪切后的弯曲变形； 剪切面粗糙或有毛刺，必须打磨、磨白。

(3)剪切过程中，切口附近的金属因弯矩的作用而受到挤压而弯曲。 重要的结构件和熔池的承窝位置必须进行铣、刨或磨。

2）锯切机械施工时应注意以下施工要点：

(1)工字钢锯切前应校直。

(2)对于单件锯切的预制构件，先标出料线，再锯线。 批量加工的预制构件可预先安装定位挡板进行加工。

(3)对于加工精度要求较高的重要预制构件，锯切后锥面精加工应考虑适当的加工余量。

(4)锯切时应注意控制切割断面的垂直度。

3）进行气焊作业时应注意以下工艺要点：

(1)气焊前，必须检查并确认整个气焊系统的所有设备和工具运行正常，确保安全。

(2)气焊时应选择正确的工艺参数。 切割时，应调整二氧化碳射流（风线）的形状，以达到并保持清晰的轮廓、长的风线和高的喷射功率。

(3)气焊前应清除钢材表面的灰尘、油污、浮锈等杂物，并在下方留有一定的空间，以利于吹出熔渣。

(4)气焊时必须避免渗碳。

(5)为避免气焊变形，操作时应先从短边开始； 应先切大块，再切小块； 应先切割较复杂的部分，然后再切割较简单的部分。

3 矫正与塑形

1）修正

(1)对于成品的冷矫直，通常采用主梁矫直机、矫直机、液压机、压力机等机械力进行矫直。

(2)火焰校正，有片状加热、直线加热和三角加热三种加热方式。

①低碳钢和普通低合金钢热矫正的加热温度通常为600~900℃，而800~900℃是热塑性变形的理想湿度，但不允许超过900℃。

②中型不锈钢会因变形而形成裂纹，所以中型不锈钢通常不需要火焰校正。

③普通低合金金刚石加热校正后应缓慢冷却。

④工艺流程

2) 成型

(1)热加工：对于低碳钢，温度通常在1000～1100℃之间。 热加工终止温度不应高于700℃。 加热温度为500~550℃。 钢材具有延展性，禁止锤击和弯曲钢结构螺栓制造，否则钢材容易断裂。

(2)冷加工：钢材在室温下进行加工，大多借助机械设备和专用工具。

4 边缘加工（包括端铣）

1）常用的边缘加工方法主要有：铲、刨、铣、碳弧气刨、气割和坡口加工等。

2）对于气焊件，当需要去除受影响区域进行边缘加工时，最小加工余量为2.0mm。

3）加工边缘的深度应能消除表面缺陷，但不应大于2.0mm。 加工后表面不应有损伤、裂纹。 打磨时，切割痕迹应沿边缘。

4）碳结构钢零件手工切割后边缘表面应清理干净，不得有超过1.0mm的凹凸不平。

5）预制构件端部支撑边缘要求刨平、紧固，预制构件端部截面精度要求较高。 无论它们如何切割以及由何种钢材制成，都必须进行刨或铣。

6）如果施工图有特殊要求或规定点焊边缘需要刨边，通常薄板或工字钢的剪边不需要刨边。

7）零件边缘经机械手工切割和气弧切割后，切割面的平整度不得超过1.0mm。 预制构件主要受力的自由边，气焊后必须有刨或铣的加工余量，每边至少2mm，并应无毛刺等缺陷。

8）立柱端铣后，75%以上的接触面应相互靠近。 用0.3mm千分尺检测。 插入面积不应小于25%，边缘间隙不应小于0.5mm。

9）铣削开度和切削量的选择应根据型腔材料和加工要求确定。 合理选材是加工质量的保证。

10）预制构件的端部加工应在校正合格后进行。

11）应按预制构件的方法采取必要措施，保证铣削端面与轴线垂直。

5孔

1）预制构件中使用的高硬度螺钉（大六角头螺母、扭剪螺母等）、半圆头带扣自攻螺钉等的制孔方法有：钻孔、铣削、冲孔、铰孔。 或者锪孔等。

2) 在预制构件上钻孔优选钻孔。 当证明个别材料的质量、厚度和孔径不会引起冲孔后的延展性时，允许冲孔。

长度小于5mm的所有普通结构钢允许冲孔，长度大于12mm的二级结构钢允许冲孔。 在切割孔上，其后不得进行焊接（坡口形状），除非证明切割后材料仍保留相当的硬度，然后才能进行点焊。 一般情况下，当钻较大的待冲孔时，所冲孔必须比规定半径小3mm。

3）钻孔前，首先必须刃磨铰刀，其次要合理选择切屑余量。

4）螺钉孔应为正圆柱体形状，并垂直于其所在钢材表面。 倾斜度应大于1/20。 孔周围不应有毛刺、断裂、钟形或凸凹痕迹。 研磨物应清除干净。

5）精加工或铰孔的螺孔半径等于丝杆的半径，装配后应钻孔或铰孔。 孔的精度应为H12，孔壁表面粗糙度Ra≤12.5μm

6 摩擦面处理

1）高硬度螺纹连接摩擦面的加工，可采用喷丸、抛丸、盘磨等技术。 （注：研磨机的研磨方向应与预制构件的受力方向垂直，研磨范围不应大于螺杆半径的4倍。）

2）处理后的摩擦面应防止油污和损伤。

3）制造单位和安装单位应分别对钢结构制造批次进行抗滑移系数试验。 制造批次可根据分部（分部）项目的工程量定义为2000吨为一批，数量小于2000吨的均可视为一批。 当选择两种或两种以上表面处理工艺时，每个处理工艺应单独检验，每批检验3组试件。

4) 防滑系数测试所用的试件应由制造厂加工。 试件与其所代表的钢结构预制构件应为同一材料、同一批次制造、采用相同的摩擦表面处理工艺、具有相同的表面状况。 并采用同批次、同性能等级的高硬度螺纹联轴器副，并在相同环境条件下存放。

5) 试件厚板的长度应根据钢结构工程中代表性薄板的长度确定。 试件表面应光滑、无污点，孔、板边缘应无飞边、毛刺。

6) 制造厂应在制造钢结构时进行防滑系数测试并出具报告。 检测报告应载明检测方法和结果。

7）复验同材质和处理方法抗滑移系数的预制构件应按现行国家标准《钢结构高硬度螺钉连接设计、施工及初步检验规程》JGJ82的要求制作或设计文件的规定。 ，并与预制构件同时移交。

7管球加工

1）棒材制造工艺：采购铁管→检验材质、规格、表面质量（防腐处理）→切割坡口→用锥头或密封板组焊→焊接→检验→防腐预处理→防腐-腐蚀处理。

2）丝杠球制造工艺：切割压力加工用的木条（或毛坯）或机械加工用的角钢→锻造毛坯→正火处理→加工定位螺纹孔（M20）及其表面→加工各螺纹孔及平面→钻孔加工工作号码和播放号码→预防腐处理→防腐处理。

3）锥头、密封板制造工艺：成品钢材下料→轮胎模锻造毛坯→正火处理→机械加工。

4）点焊球节点网格的制作工艺：采购铁管→检验材质、规格及表面质量→放样→下料→制作空心球→组装→防腐处理。

5）点焊空心球制造工艺：下料（使用仿形刀具）→压制（加热）成型→机床或手工气焊坡口→焊接→焊缝无损检测→防腐处理→包装。

8组装完毕

1）装配前钢结构螺栓制造，工作人员必须熟悉预制构件的施工图纸及相关技术要求，并根据施工图纸的要求审核待装配部件的质量。

2）因原材料规格或技术要求不够而需要拼接的零件，通常必须在装配前进行拼接。

3）使用轮胎模具进行装配时，必须遵守下列规定：

(1)所选场地必须平坦且有足够的硬度。

(2)轮胎模具布置、装配时，必须根据其钢结构预制构件的特点，考虑预置点焊收缩量及其他各种加工余量。

（3）第一批预制构件组装完毕后，必须经过质检部门的全面检验。 检查合格后才能继续组装。

(4)预制构件在装配过程中必须严格按照工艺规定进行装配。 当有隐藏熔池时，必须先进行焊接，检查合格后方可覆盖。 当存在焊接困难的复杂装配零件时，也可以边装配边焊接来完成装配工作。

(5)为了减少变形和装配顺序，可先装配构件，再装配预制构件。

4）预制钢结构构件装配方法的选择，必须根据预制构件的结构特点和技术要求，结合生产厂家的加工能力和机械设备，采取能有效控制装配质量的方法。组装，实现高生产效率。

5) 典型结构装配

(1)钎焊H型钢施工工艺

工艺流程

下料→装配→焊接→校正→二次下料→打孔→组装焊接其他零件→校正抛光

(2)箱形截面预制构件加工技术

(3)刚性交叉柱的加工工艺

(4)通常轧管工艺流程图

1）预装配数量在设计要求和技术文件中规定。

2）预制组合件的选用原则：尽量选择主受力框架和节点连接结构复杂、预制构件公差接近极限的有代表性的预制预制构件。

3）预装配应在坚固稳定的平台胎架上进行。 其支撑点水平度：

A≤300～1000m2 公差≤2mm

A≤1000～5000m2 公差＜3mm

(1)预装配中的所有预制构件均应按施工图规范进行控制。 每根杆的重心线应相交于节点中心且完全自由。 不允许外力强行固定。 单个预制构件的支撑点，无论是柱、梁还是支撑，都不应超过两个支撑点。

（2）预制预制构件的控制基准，中心线应标志清晰，并与平台基线、地面基线相对一致。 控制数据应符合设计要求。 如需改变预装基准位置，应经工艺设计批准。

（3）所有需要预组装的预制构件，生产后必须经过专检人员初步检验，符合质量标准。 相同的单个预制构件应具有互换性，且不影响整体几何规格。

（四）在轮胎骨架上预组装的整个过程中，不得使用火焰或机械方法对预制件进行修改、切割，不得使用重物压载、碰撞、锤击预制件。

（5）小框架露天预装的检查时间建议定期在日出前和日落后进行。 所用尺子的精度应与安装单位一致。

4）预装配高硬度螺钉连接时，可采用冲钉进行定位和临时螺钉紧固。 一组孔中试验螺母的数量不得超过螺钉孔的30%，且不得超过2个。冲孔螺钉的数量不得少于临时螺钉的1/3。

5）预装配后，应用孔测试仪进行测试。 用比孔公称外径小1.0mm的孔测试仪检测时，每组孔的合格率不得大于85%； 当使用比螺钉公称外径大0.3mm的孔测试仪时。 用测孔器测试时，合格率为100%，测孔器必须垂直自由落下。

6）按本规定5）检查不能通过的孔，允许修孔（铰孔、磨孔、刮孔）。 如果修补后孔洞超出规格，允许使用与基材材质相匹配的焊丝修补孔洞，然后重新打孔，但不允许在预装轮胎上这样做框架。

5大质量标准

详见《结构工程质量初步检验规范》GB50205-2001

6 成品保护

1.6.1 制造过程中各工序之间必须有保护成品的措施。 上一道工序到下一道工序的交接必须符合相关规范和设计要求。

1.6.2 边缘加工斜角需涂保护膜，注意不要碰撞。

1.6.3 校正成型的零件和组装好的半成品堆放时，应合理垫料和堆放数量，防止弯曲变形。

1.6.4 处理后的摩擦面应防止油污和损伤。

1.6.5 已喷涂防腐漆的零件、半成品（空心球、螺栓球及附件）及组件应避免碰撞。 如有碰撞，应使用防腐漆进行修补。

应注意的7个问题

1.7.1 技术质量

1、当钢材有疑问时，应取样复检。 检测结果符合国家标准和技术文件的要求后方可采用。

2、放样所用的尺子必须经计量单位检验，并与土木工程、安装等有关方面所用的尺子核对。

3、采用火焰校正时，Q345、Q390、35、45钢级的焊件不允许施肥冷却，必须在自然状态下冷却。

4、高硬度螺丝孔及孔距必须符合规范要求，这直接关系到安装质量。

5、处理后的摩擦面应妥善保护； 它自然会腐蚀。 生锈期一般不超过90天，摩擦面不得重复使用。

1.7.2 安全措施

1、认真执行各项工种的安全操作规程。

2、对电气设备采取短路保护措施，防止触电。

3、禁止一人以上吊运起重机。

4、进行各类作业时，必须穿戴劳动防护用品。

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