箱型柱因其形状如一个大的铁箱而得名,常用于钢结构的梁或柱子。箱型柱的具体图纸会有所区别和变化,有的是“#”型,四边都出来的,也有的是“口”型,还有半封口的。因此,进行箱型柱的加工一定要有图纸,并且有的还需要在柱内加上一些筋板。虽然有人用大的方矩管代替箱型柱,但由于生产能力限制,往往厚度达不到要求。
大多数的箱型柱是采用埋弧焊接的,其中三条缝中有一条需要特殊焊接,难度较大。国内的钢结构厂一般都可以进行箱型柱的加工,但各个厂的报价不同。在设计多层钢结构时,通常会采用箱型柱,规范要求箱型柱中的隔板要与柱四面焊接。然而,在施工过程中,普遍反应只能三面焊接,最后一面无法施工,规范中要求采用电渣压力焊,但焊枪如何进去呢?
针对这个问题,有几种解决方法:
1. 先焊好相对的两面,另外两面通过钢筋的孔注入焊剂,然后钢筋连接电流融化焊剂,孔后被焊剂熔化封上。
2. 先焊三面点焊,后一面有隔板的用电渣焊。在隔板周围加衬条,然后将后一面盖上,进行打底焊。使用电渣焊机进行焊接,然后再进行门式埋弧焊盖面,基本上就成型了。
3. 一般先焊两边,另外两边采用电渣压力焊。
电渣焊是箱型柱隔板焊接的正规方法,而分段和打孔塞焊制作则是土办法,操作不符合规范。熔嘴电渣焊已经比较普遍了,焊接时需要同时施焊于两面,以避免构件弯曲变形,要求板厚不能小于14mm,否则容易焊穿。
在箱型柱和梁面板的下料过程中,需要考虑焊接收缩余量以及后续工序中的端面铣的机加工余量。直形箱型柱和梁采用德国进口的ESAB数控切割机进行,同时采用两个旋转三割炬同时切割,使钢板两边收热均匀,不产生旁弯和变形。数控控制精度远远超过规范要求。
对于弧形箱型梁,先在钢板上划弧线,然后采用半自动轨道切割机进行下料,能够满足规范要求。而箱型柱内隔板采用电渣焊时,柱壁板厚度不宜小于16mm,小于16mm时需要改用工字形柱或采用贯通式隔板。这是因为箱型柱内隔板与采用电渣焊时,由于热影响区的存在,会使得箱型柱壁板一定厚度区域内发生明显的组织和性能变化,从而影响柱壁板的承载力和延性。
由于钢板经过扭曲加工,焊缝不是规则线形,焊接时应连续作业。为了避免焊接内应力集中,焊接时尽量采用较小的热输入,采用多层多道焊,每道焊缝不得过宽。每层每道的焊缝接头应该相互错开,每层至少错开25-30mm,以确保焊缝缺陷不会集中在一起,并且能够被后续焊缝熔掉。每层焊缝焊接完成后,在清理焊渣及飞溅时,顺便对焊缝进行锤击处理,以消除部分焊接内应力。
在箱型柱的拼装工艺方法中,首先以上盖板作为拼装基准,在其拼装面上按照施工图要求分别放出隔板和侧腹板的装配线,并用样冲标志。先拼装上盖板和隔板,拼装在胎模上进行,装配好后,需要施焊完毕才能进行下道工序。腹板装配前需要检查腹板的平直度,装配时采用一个方向装配,先定位中部加劲板,然后定位腹板。
箱体结构整体拼装在U型结构全部完成后进行,先将U型结构腹板边缘矫正好,使其不平度小于L/1000,然后在下盖板上放出腹板装配定位线,翻转与U型结构拼装,采用一个方向装配,定位点焊采用对称施焊法。隔板后一面焊接采用电渣压力焊接,使用设备电渣压力焊进行焊接。
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