钢结构工程成型操作与技巧

2023-08-22 理论教育版权反馈

【摘要】：表5-23 卷板操作要点3.边缘加工在钢结构制造中，为了保证焊接质量和工艺性焊透及装配的准确性，不仅需将钢板边缘刨成或铲成坡口，还需将边缘刨直或铣平。对加工质量要求不高，并且工作量不大的边缘加工，可采用铲边。⑥高空铲边时，施工人员应系好安全带。端面铣削亦可在铣边机上进行加工。铣边机的结构与刨边机相似，但加工时用盘形铣刀代替刨边机走刀箱上的刀架和刨刀。其操作方法和使用的工具与气割相同。

在钢结构制作中，成型的加工主要有卷板（滚圆）、弯曲（揻弯）、边缘加工和折边等几种加工方法。其中弯曲、卷板和模具压制等工序都涉及热加工或冷加工。

1.弯曲加工

（1）弯曲工艺要求

钢构件弯曲的工艺要求见表5-17。

表5-17 钢构件弯曲的工艺要求

表5-18 板材最小弯曲半径

表5-19 弯曲件长度自由公差的极限偏差

表5-20 弯曲件角度的自由公差

注：α为弯曲件角度；Δα为自由公差。

表5-21 冷矫正和冷弯曲的最小曲率半径和最大弯曲矢高（单位：mm）

注：r为曲率半径，f为弯曲矢高，l为弯曲弦长，t为钢板厚度，b为宽度，h为高度。

（2）弯曲变形的回弹

弯曲过程是在材料弹性变形后，再达到塑性变形的过程。在塑性变形时，外层受拉伸，内层受压缩，拉伸和压缩使材料内部产生应力。从而导致材料在变形过程中存在一定的弹性变形，在失去外力作用时，材料就产生一定程度的回弹。

影响回弹大小的因素很多，必须在理论计算下结合实验，采取相应的措施。掌握回弹规律，减少或基本消除回弹，或使回弹后恰能达到设计要求，具体因素主要有：

1）材料的机械性能：屈服强度越高，其回弹就越大。

2）变形程度：弯曲半径（R）和材料厚度（t）之比，R/t数值越大，回弹越大。

3）摩擦情况：材料表面和模具表面之间摩擦，直接影响坯料各部分的应力状态，大多数情况下会增大弯曲变形区的拉应力，使回弹减小。

4）变形区域：变形区域越大，回弹越大。

2.卷板加工

卷板就是滚圆钢板，也称滚圆。实际上也就是在外力的作用下，使钢板的外层纤维伸长，内层纤维缩短而产生弯曲变形（中层纤维不变）。当圆筒半径较大时，可在常温状态下卷圆；如半径较小或钢板较厚时，应将钢板加热后卷圆。

（1）剩余直边的确定

板料是在卷板机上进行滚圆的，常用的卷板机有三辊卷板机和四辊卷板机两类，其中三辊卷板机又可分为对称式和不对称式两种。板料在卷板机上弯曲时，两端边缘总有剩余直边。理论剩余直边数值与卷板机的类型有关，见表5-22。

表5-22 理论剩余直边的大小

注：1.L为侧辊中心距之半；t为板料厚度。

2.实际上剩余直边要比理论值大，一般对称弯曲时为（6～20）t，不对称弯曲时为对称弯曲时的1/10～1/6。

（2）卷板施工

滚圆是在卷板机（又叫滚板机、轧圆机）上进行的，它主要用于卷圆各种容器、大直径焊接管道和高炉壁板等。卷板是在卷板机上进行连续三点滚弯的，利用卷板机可将板料弯成单曲率或双曲率的制件。根据卷制时板料温度的不同，分为冷卷、热卷与温卷三种，可根据板料的厚度和设备条件等来选定。

卷板的操作要点见表5-23。

表5-23 卷板操作要点

3.边缘加工

在钢结构制造中，为了保证焊接质量和工艺性焊透及装配的准确性，不仅需将钢板边缘刨成或铲成坡口，还需将边缘刨直或铣平。

钢构件中需要做边缘加工的部位主要有：钢吊车梁翼缘板、支座支承面等具有工艺性要求的加工面；尺寸要求严格的加劲板、隔板、腹板和有孔眼的节点板等；由于切割号料产生硬化的边缘或采用气割、等离子弧切割方法切割号料产生的有害组织的热影响区；设计图样中有技术要求的焊接坡口。

（1）边缘加工方法

1）铲边。对加工质量要求不高，并且工作量不大的边缘加工，可采用铲边。铲边有手工铲边和机械铲边（风动铲锤）两种，手工铲边的工具有手锤和手铲等，机械铲边的工具有风动铲锤和铲头等。

用手工铲边应将零件卡在老虎钳上，施工人员须戴平光眼镜和手套以防铁片弹出伤目和擦破手指，但拿小锤的手不宜戴手套。进行铲边时在铲到工件边缘尽头时，应轻敲凿子，以防凿子突然滑脱而擦伤手指。

一般手动铲边和机械铲边的构件，其铲线尺寸与施工图纸尺寸要求不得相差1mm。铲边后的棱角垂直误差不得超过弦长的1/3000，且不得大于2mm。

铲边时应注意以下事项：

①开动空气压缩机前，应放出储风罐内的油、水等混合物。

②铲前应检查空气压缩机设备上的螺栓、阀门是否完整，风管是否破裂漏风等。

③铲边时，铲头要注机油或冷却液，以防止铲头退火。

④铲边结束后应卸掉铲锤，并妥善保管，冬季施工后应盘好铲锤风带放入室内，以防止带内存水冻结。

⑤铲边时，对面不应有人或障碍物。

⑥高空铲边时，施工人员应系好安全带。

2）刨边。刨边要在刨边机上进行。需切削的板材固定在作业台上，由安装在移动刀架上的刨刀来切削板材的边缘。刀架上可以同时固定两把刨刀，以同方向进刀切削，也可在刀架往返行程时正反相切削。

刨边加工有刨直边和刨斜边两种。刨边加工的加工余量随钢材的厚度、钢板的切割方法的不同而不同，一般的刨边加工余量为2～4mm，号料时可参考表5-24预放刨削余量，并应用符号注明刨斜边或刨直边。

表5-24 刨边加工余量

被刨削的钢板放上机床后，可用刀架上的划线盘测定其刨削线，并予调整，然后用千斤顶压牢钢板。刨刀的中心线应略高于被刨钢板的中心线，这样可在刨削时，使刨刀的力向下压紧钢板而不使钢板颤动，以防止损坏刨刀和机床。刨直边的钢板可以将数块叠在一起进行，以提高生产效率。

刨边机的刨削长度一般为3～15m，当构件较薄时，可采用多块钢板同时刨边。如果构件长度大于刨削长度时，可用移动构件的方法进行刨边。如果条形构件的侧弯曲较大，刨边前应先校直。必须将气割加工的构件边缘的残渣消除干净再刨边，从而减少切削量并提高刀具寿命。

3）铣边。对于有些构件的端部，可采用铣边（端面加工）的方法代替刨边，铣边是为了保持构件的精度。如起重机梁、桥梁等接头部分，钢柱或塔架等的金属抵承部位。能使其力由承压面直接传至底板支座，以减少连接焊缝的焊脚尺寸，其加工质量优于刨边的加工质量。

此种铣前加工，一般是在端面铣床或铣边机上进行的。端面铣削亦可在铣边机上进行加工。铣边机的结构与刨边机相似，但加工时用盘形铣刀代替刨边机走刀箱上的刀架和刨刀。其生产效率较高。

4）气割机切割坡口。气割坡口包括手工气割和用半自动、自动气割机进行坡口切割。其操作方法和使用的工具与气割相同。所不同的是将割炬嘴偏斜成所需要的角度，对准要开坡口的地方运行割炬即可。由于此种方法简单易行、效率高，能满足开V形、X形坡口的要求，所以已被广泛采用，但要注意切割后须清理干净氧化铁残渣。气割机坡口切割时割嘴的位置，见表5-25。

表5-25 气割机坡口切割时割嘴的位置