焊接h型钢零余量加工工艺研究与应用

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1、纪华亭：焊接H型钢零余量加工工艺研究与应用焊接H型钢零余量加工工艺研究与应用纪华亭(山东莱钢建设有限公司淄博分公司淄博255088)摘要：通过对目前钢结构制造业加工成本居高不下的原因分析，引入了“零余量加工工艺”的概念，提出以一定规格尺寸的焊接H型钢为研究对象，通过相同的腹板厚度，不同的截面高度，以及相同的截面高度，不同的腹板厚度来研究焊接H型钢在相同的焊接工艺、相同的拘束条件下的纵向焊接收缩量，根据收缩量的大小制定加工补偿值，使其长度允差满足±2．0舢的技术要求，无须二次加工，从而达到降低成本、提高工效的目的．关键词：焊接H型钢零余量加工工艺研究与应用1．概况焊接H型钢作为一种新型建

2、筑材料以其加工工厂化、施工装配化、抗震性能好且易于产业化、标准化等优点在钢结构工程中得到广泛应用。因其组立焊接、火焰矫正过程中钢材发生不同程度的收缩，在下料工序中都要预留一定尺寸的余量。由于我国对型钢收缩量给出的数值范围较为笼统，各钢结构制造厂一般采取每条型钢预留30～50mm的余量，这种工艺做法不仅造成了原材料的浪费，还增加了型钢的二次加工量，同时也增加了电、气、辅材的消耗，使制造成本居高不下，极大降低了钢结构制造业的盈利能力和市场竞争力。为解决这些问题，引入了“零余量加工工艺”的概念，以一定规格尺寸的焊接H型钢为研究对象，通过对制造工艺、下料工序、组立精度、焊接质量等各工序的综合控

3、制，使焊接H型钢长度尺寸允差控制在±2．0mm范围内，无须二次加工，从而降低制造成本，提高工效。2．零余量加工工艺研究焊接变形影响因素很多，就焊接H型钢而言，影响焊缝纵向收缩的主要因素包括型钢截面积、焊缝长度、焊缝截面积、焊接线能量，因此焊接H型钢零余量加工工艺研究主要从这几方面考虑。2．I确定研究的范围按腹板厚度划分为6、8、10、12、14五种类型，每种类型按截面高度又可划分为300≤H<500、500≤H<800、800≤H<1000、H≥1000四种截面形式。通过相同的腹板厚度、不同的截面高度，以及相同的截面高度、不同的腹板厚度，来研究焊接H型钢在相同的焊接工艺、相同的拘束条件

4、下的纵向焊接收缩量。2．2确定焊脚尺寸的大小焊接H型钢焊脚高度hf取0．6t1、1．5／如中的大者，tl、t2分别为腹板、翼板中的大者。在设计部门对焊脚高度经过计算，则按计算确定。⋯2．3选择正确的焊接规范焊缝的形状(即熔深、熔宽和焊缝余高)主要取决于焊接工艺参数(焊接电流、焊接电压、焊接速度等)的选择。焊接工艺参数的选择是在保证焊接质量的前提下兼顾高效率、低消耗，并根据实际情况，将各种因素进行合理的匹配来选择适合的焊接参作者：纪华亭，男，1973年6月出生，工程师、2008全国钢结构学术年会论文集12008·10]129钢结构加工制作篇数。(1)焊接电流的选择焊接电流I=406+50

5、d+50(A)心J式中6一板厚；d～焊丝直径此公式一般适用于板厚6≤14mm钢板的焊接。(2)焊接电压的选择为保证焊缝熔深和外观质量，焊缝的宽深比一般以1．3～1．5为宜，焊接电流与焊接电压之间应保持合适的匹配关系。【31(见图1)工艺评定，确定焊接H型钢的工艺参数见表l。2．4纵向收缩量的数据测量与理论分析由于影响焊接变形的因素很多，到目前还没有成熟的焊接H型钢纵向收缩量的计算公式和较准确的理论数据，我们根据制定的工艺参数进行多达四百次的试验，获得了较为珍贵的实验数据。下面通过技术分析得出焊接H型钢在各种范围内的焊接收缩值。(1)直方图分析利用直方图分析各种截面型钢实验数据，得出各种

6、范围内纵向焊缝宽焊道收缩的平均值(见图2)。；’■-(2)纵向焊缝收缩量和截面高度的关系窄焊道根据焊接H型钢纵向收缩变形分布直方图，同／。L一一一腹板厚度的焊接H型钢在相同条件下焊接收“／●r缩量与截面高度的函数关系见图3。(单位：阳极+阴极电势／mm／10m)／(3)通过以上分析得出如下结论04008∞12∞l鲫①截面高度相同的情况下，翼腹板越表1单道埋弧焊机焊接H型钢焊接参数焊脚尺寸(硼)焊丝直径(衄)焊接电流(A)j

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26、Lj“巾6电弧电压焊接速度焊接线能量(V)(m／min)(J／cm)备注30800～85010058正450～5005410

27、687反450～50030750～80032700～75013440正500～5506414400反500～55032650～70033640～66017515正550～6007418975反550～60033590～6lO35490～51028350正650～70094650～70035440～46031500反——37470～49035844正750～800lO44001l反750～80037420～440纪华亭：焊接H型钢零余量加工工艺研