专利名称：钢构件的制造方法
技术领域：
本发明涉及钢结构构件的制造领域，尤其涉及一种用于异形截面钢构件 的制造方法。
背景技术：
钢结构由于施工方便，对建成后建筑物风格的可控性好，得到广泛的应 用，钢结构施工是以钢结构构件作为基本单位进行， 一般钢结构构件制造的
工序即流水作业生产工艺流程按下述步骤进行钢板下料、拼装点焊、焊 接、矫正后制得钢构件成品。
上述的生产方法，只适用于能够大批量生产的常规钢结构构件，而对特 殊形式的构件，如变截面弧形焊接H型钢构件等，则无法通过上述方法完 成。而在一些钢结构施工中，则常常要用到特殊结构形式，尤其是变截面弧 形的构件，因此，如何制作这种特殊结构形式的钢结构构件是个需要解决的 问题。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明实施方式提供了一种钢构件的 制造方法，其目的是提供一种适用于对非常规结构钢构件的方便、快速的制 造的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的 本发明实施方式提供一种钢构件制造方法，包括按设计尺寸将钢构件分解为多个部件，从钢板上按多个部件的尺寸分别
切割出各部件；
设置与成品钢构件结构相适应的胎架，将各部件设置在胎架上，按设计 的钢构件成品形状拼接各部件；
定位校正拼接后的各部件符合设计尺寸，将拼接并定位校正后的各部件 固定焊接后即得到钢构件。
所述从钢板上按多个部件的尺寸分别切割出各部件具体包括
将构成钢构件的各部件的计算机设计图形数据，输入到数控切割机中， 通过数控切割机根据输入的数据从钢板上自动切割出各部件。
所述设置与成品钢构件结构相适应的胎架，将各部件设置在胎架上，按 设计的钢构件成品形状拼接各部件具体包括
按设计的钢构件形状形成胎架，将构成该钢构件的各部件按各自在钢构 件上的位置拼装设置在胎架上。
所述方法还包括对拼装后设置在胎架上的各部件通过外部固定支撑部 件进行临时固定。
所述方法中使用的外部可调支撑部件为千斤顶。
所述定位校正拼接后的各部件符合设计尺寸，将拼接并定位校正后的各
部件固定焊接后即得到钢构件具体包括
通过外部可调支撑装置，分段调整拼接后各部件之间的位置； 使各部件位置与设计的钢构件中该部件的位置相一致，对调整定位后的
部件通过焊接方式进行固定连接；
重复上述步骤直至所有部件均焊接固定，即得到成品钢构件。 由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施方式中通过
按设计尺寸将钢构件分解为多个部件，从钢板上切割出符合设计尺寸的钢构
件的各部件，并将各部件设置在与钢构件形状相适应的胎架上，按设计的钢
5构件成品形状拼接各部件，对^H妄后的各部件进4于定位4交正，将拼^妄并定位 校正后的各部件固定焊接后来得到成品钢构件。该方法处理过程简单，将构 成钢构件的各部件通过设置在胎架上的方式进行拼接，然后再对各部件进行 定位后焊接形成整体的钢构件，可以适合于生产异形钢构件，通过将大型钢 构件分解下，逐步合成后焊接，降低了制作难度，并釆用对各部件定位校正 的方式，可确保成品钢构件的形状符合设计要求，提高成品率，解决了异形 钢构件因结构特殊，采用常规生产方法，无法生产出合格产品的问题。
图l为本发明实施例的钢构件制造方法流程图2为本发明实施例提供的钢构件制造方法制造的一种变截面H型截面钢 构件结构示意图3为图2中制造的变截面H型截面钢构件的一处截面示意图； (明忠始.你li罢胜^i制";杏女"^ +法iU杏亦淑
型钢头乔正才几的压辊分布示意图
具体实施例方式
本发明实施例提供一种钢构件的生产方法，主要用于生产异形结构的钢 构件，该方法具体包括从钢板上切割出符合设计尺寸的钢构件的各部件； 将各部件设置在胎架上，按设计的钢构件成品形状拼接各部件；对拼接后的 各部件进行定位校正，将拼接并定位校正后的各部件固定焊接后即得到钢构 件。该方法处理过程简单，将构成钢构件的各部件通过设置在胎架上的方式 进行拼接，然后再对各部件进行定位后焊接形成整体的钢构件，可以适合于 生产异形钢构件，解决了异形钢构件因结构特征，若釆用常规生产方法，无法生产出合格产品的问题。
为便于对本发明实施方式的理解，下面结合附图和具体实施例对本发明 作进一步说明。
实施例一
本实施例提供一种钢构件制造方法，主要用于生产结构复杂的异形钢构
件，如图1所示，该方法具体包括
步骤S21,按设计尺寸将钢构件分解为多个部件，从钢板上按多个部件的 尺寸分别切割出各部件；
步骤S22，设置与成品钢构件结构相适应的胎架，将各部件设置在胎架 上，按设计的钢构件成品形状拼接各部件；
步骤S23,定位校正拼接后的各部件符合设计尺寸，将拼接并定位校正后 的各部件固定焊接后即得到钢构件。
上述方法中，步骤S21中的从钢板上切割出符合设计尺寸的钢构件的各部 件具体包括
将构成钢构件的各部件的计算机设计图形数据(一般为计算机绘图软件 的CAD图形数据文件)，输入到数控切割机中，数控切割机根据输入的数据文 件提供的从钢板上按CAD数据文件给出的图形自动批量切割出各部件。
上述方法的步骤S22中，设置与成品钢构件结构相适应的胎架，将各部件 设置在胎架上，按设计的钢构件成品形状拼接各部件具体包括
按设计的钢构件形状形成胎架，将构成该钢构件的各部件按各自在钢构 件上的位置拼装设置在胎架上。 一般为防止拼装过程中的应力变形，对拼装 后设置在胎架上的各部件通过外部固定支撑部件进行临时固定。
步骤S23中，定位校正拼接后的各部件符合设计尺寸，将拼接并定位校正 后的各部件固定焊接后即得到钢构件具体包括
通过外部可调支撑装置， 一般采用千斤顶，以分段方式调整拼接后各部 件之间的位置，使调整后的各部件位置符合成品钢构件中该部件的位置、尺寸相符合，对调整定位后的部件通过焊接方式进行固定；
重复上述步骤直至所有部件均通过焊接方式进行固定后，即得到整体的 钢构件成品。
以制造变截面弧形焊接H型钢构件的过程为例，对上述制造方法进行具体 说明，该钢构件的结构如图2、 3所示，主要由腹板2、翼缘板l构成，其中， 腹板釆用渐变高度钢板，使整个H型钢柱成为变截面弧形焊接H型结构，它主 要用于支撑外环梁及建筑外立面幕墙，对该钢构件制造的过程具体如下
(1) 首先，进行板件的下料
各部件的号料因构件为变截面弧形构件，下料时为保证原材料的合理 利用率，将腹板以斜切角的方式分段，每段腹板采用集中号料的方法在整块 钢板上进行排料、编号，并将每段钢板的计算机绘图软件的CAD数据文件通过 FASTCAM进行编辑输入到数控火焰切割机中，从钢板上批量切割出各部件，完 成后在腹板上进行人工l: l对腹板工艺孔放样，完成后再使用日本1K-54D型便 携式仿形切割机依据放样好的椭圓设定好轨道，对腹板中间的椭圓孔进行切 割，切割后得到腹板的形状；
上述方法中，对钢板采用气割切割时，要放出气割的割缝宽度，其宽度 一般为2. 5腿；气割前，应去除钢材表面的污垢、油脂，并在下面留出一定 的空间，以利于熔渣的吹出，气割时必须防止回火。
单段腹板制作完成后再按l: l比例放腹板地样，将3块分段的腹板拼接成 整体，考虑到后期的组装过程中的应力变形，腹板拼接采用临时固定，每段 腹板临时固定好后对其进行测量校正；
翼缘板按展开后长度加30隱余量用直条切割机下料成直板，然后按图纸 要求在对称式三辊巻板机上滚弯成弧，可根据设计要求，由翼缘板的弧度计 算出三辊所要调整的角度，翼缘板的最终弧度是利用焊接的收缩形成的，所 以采用巻板机进行弯弧，弧度可稍小于设计弧度。
(2) 构件的整体组装将各部件按编号合理堆放后，搭建正反两个小型胎架，形成的胎架形状 与准备制造的钢构件形状相适应，要用测量定位，严格控制胎架标高，宽度
和高度偏差应在lmm内；
组装内侧翼缘板时，先将腹板放在胎架上，使其边缘紧靠在胎架立竿 上，然后将加工好的翼缘板放置在胎架上，将翼缘板的中心点与腹板中心对 齐，然后将千斤顶放置在翼缘板外侧，通过千斤顶将翼缘板与腹板顶紧，再 将翼缘板和腹板的中心点焊固定，使用相同的方法将两个端头固定，完成后每 隔一定的距离逐步将翼缘板与腹板点焊定位；每点焊完一个点后在翼缘板旁 焊接码板进行固定，将该点千斤顶替换下来，使千斤顶可以循环使用；
利用工厂内的龙门吊对钢柱进行翻身，并放置到另一个胎架上，用相同
的方法将内侧翼缘板在相反的胎架上与腹板进行点焊定位组装。完成后使用 钢尺及自制卡尺对钢构件进行测量，保持两翼缘板的平齐。如两翼缘板发生 翘曲，可使用火焰调直或使用千斤顶进行调整；
腹板与翼缘板使用临时支架支撑在腹板与翼缘板之间，防止焊接变形；
钢构件焊接釆用二氧化碳气体保护焊进行焊接，焊接时先将腹板拼接的地方 焊接，然后釆用由两名施焊技术及速度相近的两名焊工由中间同时向两边分 别施焊的方法，进行焊接，以减少焊接变形，构件主体焊接完成后将两端的 端头板焊接；
(3)钢构件的矫正
经过焊接，变截面H型钢的翼缘板必然产生菌状变形，而且翼缘板与腹板 的垂直度也有偏差，可以利用H型钢矫正机来解决这两个问题。H型钢矫正机 的导辊布置如图4所示，与钢结构工件21对应的是^j^正辊22，钢结构工件21下 面是主动托辊23，从钢结构工件21剖面的上下可以进行垂直才交正。乂人校平原 理看出，可以是两侧的么斧正4昆22下压，也可以是主动^乇4昆23上下运动，而两 侧矫正辊22只作左右调整，这样机构运行比较合理，但同时由于主动托辊23 的上下运动，H型钢矫正机前后辊道也需要作调整其高度，实际中，H型钢矫正机的矫正操作可以根据实际矫正的需要进行； (4)焊接质量的控制 控制焊接变形的工艺措施
焊接顺序控制不当易产生变形和应力集中，因此在焊接时采取以下的技 术措施来控制焊接变形，具体焊接时，可以采用下面的步骤
① 先焊中间再焊两边；
② 先焊受力大的杆件再焊受力小的杆件；
③ 先焊受拉杆件再焊受压杆件；
④ 先焊焊缝少的部位再焊焊缝多的部位；
减少拘束，尽可能使焊件能自由收缩，应先焊结构中收缩量最大的焊
缝；
⑥采用减少氲的措施及消氢处理(风伊、2磅圓头铁捶捶击)。 通过上述的处理步骤，即制得如图2所示的变截面弧形焊接H型钢构件。 综上所述，本发明实施例中将从钢板上切割出构成钢构件的各部件，并 通过将各部件设置在胎架上的方式进行拼接，然后再对各部件进行定位后焊 接形成整体的钢构件，可以适合于生产异形钢构件，解决了异形钢构件因结 构特殊，釆用常规生产方法，无法将各部件准确拼接成结构复杂的钢构件产 品，并且由于焊接过程中的应力变形等问题，也是常规生产方法无法控制 的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明 的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1、一种钢构件的制造方法，其特征在于，包括按设计尺寸将钢构件分解为多个部件，从钢板上按多个部件的尺寸分别切割出各部件；设置与成品钢构件结构相适应的胎架，将各部件设置在胎架上，按设计的钢构件成品形状拼接各部件；定位校正拼接后的各部件符合设计尺寸，将拼接并定位校正后的各部件固定焊接后即得到钢构件。
2、 根据权利要求l所述的钢构件制造方法，其特征在于，所述从钢板上 按多个部件的尺寸分别切割出各部件具体包括将构成钢构件的各部件的计算机设计图形数据，输入到数控切割机中， 通过数控切割机根据输入的数据从钢板上自动切割出各部件。
3、 根据权利要求l所述的钢构件制造方法，其特征在于，所述设置与成 品钢构件结构相适应的胎架，将各部件设置在胎架上，按设计的钢构件成品 形状拼接各部件具体包括按设计的钢构件形状形成胎架，将构成该钢构件的各部件按各自在钢构 件上的位置拼装设置在胎架上。
4、 根据权利要求3所述的钢构件制造方法，其特征在于，所述方法还包 括对拼装后设置在胎架上的各部件通过外部固定支撑部件进行临时固定。
5、 根据权利要求4所述的钢构件制造方法，其特征在于，所述方法中使 用的外部可调支撑部件为千斤顶。
6、 根据权利要求1所述的变截面弧形焊接H型钢构件制造方法，其特征在 于，所述定位校正拼接后的各部件符合设计尺寸，将拼接并定位校正后的各 部件固定焊接后即得到钢构件具体包括通过外部可调支撑装置，分段调整拼接后各部件之间的位置； 使各部件位置与设计的钢构件中该部件的位置相一致，对调整定位后的 部件通过焊接方式进行固定连接；重复上述步骤直至所有部件均焊^接固定，即得到成品钢构件。
全文摘要
本发明公开一种钢构件制造方法。属于钢结构构件的制造领域。该制造方法包括按设计尺寸将钢构件分解为多个部件，从钢板上按多个部件的尺寸分别切割出各部件；设置与成品钢构件结构相适应的胎架，将各部件设置在胎架上，按设计的钢构件成品形状拼接各部件；定位校正拼接后的各部件符合设计尺寸，将拼接并定位校正后的各部件固定焊接后即得到钢构件。可以适合于生产异形钢构件，解决了异形钢构件因结构特殊，若采用常规生产方法，无法生产出合格产品的问题。
文档编号B23P15/00GK101524804SQ20091008089
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月27日 优先权日2009年3月27日
发明者浩 俞, 吴洪涛, 朝 张, 杨正军, 王显旺, 陈华周, 虎 霸 申请人:中建钢构有限公司