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1、焊接H钢结构厂房构件制造安装技术肖仁元(中铁四局集团第七分公司,安徽合肥 230031)摘要:以浦镇车辆厂的铝合金车体及总装车间为例,介绍焊接H钢结构厂房构件制作安装技术,包括焊接H钢制造工艺、构件安装工艺、高强度螺栓安装工艺及彩板安装工艺。关键词:焊接H钢 厂房 制造 安装1工程概况 南京浦镇车辆厂铝合金车体及总装厂房,用于生产城市轨道交通车辆,是铁道部重点工程之一,总建筑面积10757.68m2,跨度为57m(24m+18m+15m),长度为228m,设两道伸缩缝,柱间距为6m,檐口标高14.4m。厂房结构为实腹门式刚架,柱脚刚接。内设10t、20t行车各3台,钢材采用16M
2、n、Q235-AF,高强度螺栓采用H2T2B(10.9级)承压型。屋面、墙体檩条均采用C型钢檩条,彩板均采用BHP公司产品,屋面外板采用G550镀铝锌本色板,墙面外板采用G550镀铝锌保洁板,内板均采用G550镀铝锌本色板。工程的难点为焊接H钢焊缝质量的控制、构件几何尺寸的控制、高强度螺栓安装质量的控制、屋面防水质量的控2主要施工方法根据现场条件和工程特点,决定钢结构构件、彩板在工厂加工,用汽车运输至现场进行拼装、安装。钢结构的主构件均为焊接H型钢,总重量达7000kN,单根构件重量5～15kN不等,其中立柱123根,抗风柱8根,行车梁174根,屋面梁378根,在焊接H型钢流水线上
3、加工。钢结构附件以檩条为主,总重量达1500kN,为160型檩条,在檩条机上加工。屋面外板、内板共计21200m2墙面外板、内板共计16200m2 ,在彩板成形机上加工。 现场钢结构构件采用起吊力为160kN的吊车吊装,主钢结构采用两台起吊力各为350kN吊车吊装,附件安装采用提升力为20kN卷扬机提升。安装高强度螺栓采用全自动扭力扳手。彩板采用起吊力为350kN的吊车进行提升,采用电动自攻螺钉枪安装。3.2钢结构制造的技术要点钢结构制造技术主要是焊接H钢的制造,其中控制主焊缝全自动埋弧焊的焊接质量为关键技术。3.2.1 焊接变形的控制自动埋弧焊电流大,热量高,构件易产生变形(翼
4、缘板角变形;H钢的纵向弯曲;H钢扭曲变形)针对上述问题主要采取以下技术措施: (1)针对焊接工作的需要自行制作了一个专用的工作台,将H钢的四条纵向角焊变为船形焊,以保证焊缝的焊透,提高焊接质量,减少熔敷金属。这是对焊接变形的第一步控制。 (2)根据翼缘板与腹板的不同配置调整焊接参数,将角变形控制在3mm以内,然后用翼缘矫正机对其进行校正。 (3)纵向弯曲是由于H型钢单边受热产生的残余应力分布不均造成的。通过实验决定利用后续焊缝的残余应力平衡上道焊缝的残余应力的办法,即第1、2道焊缝焊接时,电流调至下限值,第3道焊缝焊接时,电流调至平均值,在最后一道焊缝焊接时,将电流调至上限值,以期
5、消除变形。如采用上述措施后仍有少量变形,则在后续工序中用火焰法予以校正。(4)扭曲变形与纵向弯曲产生的原因大致相同,因此,也是通过合理调整焊接顺序,以后续焊缝的残余应力来平衡前面的焊接残余应力。3.2.2 自动埋弧焊的焊接参数的确定(1)焊丝直径:在焊接电流、电压和速度不变的情况下,焊丝直径将直接影响焊缝的熔深。随着焊丝直径的减少,熔深将加大,成型系数减小。(2)焊接电流:对焊缝熔深大小影响最大的因素是焊接电流。随着焊接电流的增大,熔深将增加。(3)电弧电压:电弧电压低时,熔深大、焊缝宽度窄;电弧电压高时,熔深浅、焊缝宽度增加;过分增加电压,会使电弧不稳,熔深减少,易造成未焊透的现
6、象,严重时还会造成咬边、气孔等缺陷。 (4)焊接速度:如焊接速度增加,焊缝的线能量减少,使熔宽减少、熔深增加,然而继续加大焊接速度,反而会使熔深减少,焊接速度过快,电弧对焊件加热不足,使熔合比减少,还会造成咬边、未焊透及气孔等缺陷。3.2.3构件变形的校正及几何尺寸的控制，在焊接H钢生产中对构件变形的校正,主要采用三种方法:火焰校正法、机械校正法和反变形法。(1)机械校正法主要校正翼缘板的角变形,在专用的翼缘矫正机上,通过机械力进行反复的强制性校正,直到角变形量符合标准为止。(2)火焰校正法主要用于校正H钢的纵向弯曲变形,在拱起的一侧用火焰加热至850℃～900℃,在翼缘板上进行条
7、形加热,在腹板上进行三角形区加热,加热后用冷水进行跟踪冷却。加热时根据不同的变形量,控制加热区的大小和加热的温度,以防校正过量和出现过烧现象。(3)反变形法用于控制端头板焊接变形。在端头板焊接前,在施焊部位的反面用大号气焊枪进行烘烤,产生残余应力,待正式施焊时达到焊接残余应力平衡。最终实现端头板的平整。3.3钢结构安装技术要点3.3.1定位测量依据设计资料,对基础的水平标高、轴线、柱间距进行复测。在基础顶面标明纵横两轴线的十字交叉线,作为安装立柱的定位基准。3.3.2
