淺述h型鋼柱、鋼梁製作工藝
江西昌南建設工程集團公司姜欽德
1 前言
鋼結構工程在我國起步較晚，近年來，由於鋼材產量和品種的迅速增長，現代科學技術迅猛發展，焊接施工和檢驗技術的不斷提高，以及高效能的高強度螺栓連線形式的出現，加之鋼結構本身具有質量輕、強度高、抗震效能好、便於工業化生產、裝配化施工和能組合運輸以及建設速度快等優點，大大促進了鋼結構的發展。更適用於大跨度民用建築中，鋼結構得到了大量採用，其中又以h型鋼柱、梁的應用最多。根據我公司承建的贛州銀行金融大廈工程中大跨度鋼結構施工，闡述h型鋼柱、梁製作工藝。
2、 施工工藝流程及操作要點
2.1主要生產流程
→→→→→→→
2.2 電焊工藝
焊接施工是h型鋼柱、梁施工的關鍵工序，焊接工藝要按照《建築鋼結構焊接技術規程》jgj81-2002和《鋼結構工程施工質量驗收規範》gb50205-2001的有關規定，進行焊接工藝評定。所有焊接材料、方法必須通過焊接工藝評定試驗合格後方可使用。此外，焊接材料的檢驗及放樣、下料、防腐等工序，也是製作過程中的主要工序。
2.2.1 焊接時容易產生淬硬組織和冷裂紋，為保證接頭的機械效能，要求採用低氫焊條，焊條和焊劑在焊接前嚴格烘乾，焊接前應嚴格清除油汙、鐵鏽、水分等會影響焊接質量的雜質。
2.2.2 全熔透焊縫位置
1 h鋼柱、梁的翼板、腹板、縱向扁鐵等結構的對接縫；
2 h鋼柱、梁的翼緣板與腹板的角焊縫；
3 縱向腹板與端頭板的立角焊縫。
2.2.3 按照《建築鋼結構焊接技術規程》jgj81-2002和《鋼結構工程施工質量驗收規範》（gb50205-2001）的有關規定,要進行焊接工藝評定。
所有焊接材料、方法和焊接規範必須通過焊接工藝評定試驗合格後方可使用。
2.2.4 焊接方法及焊接材料
1 埋弧自動焊
1） 使用範圍：主要用於h鋼梁的腹板與翼緣板對接焊縫。
2） 焊接材料：埋弧焊絲：h10mn2(φ4.0、φ5.0)；焊劑：sj101。
3） 焊接在使用前須經烘焙，烘焙溫度350℃，然後保溫2小時，再緩冷到100℃待用。從烘箱中取出的焊劑應在4小時內用完，剩餘的焊劑須重新烘焙。
2 手工電弧焊
1）使用範圍：在本工程中主要用於拼裝時的點焊處理。
2）焊接材料：手工焊條：（e43xx）、（e50xx）型（φ3.2、φ4.0、φ5.0）。
3）焊條在使用前，須將焊條放置於溫度不高於100℃的烘箱中，然後加熱到350℃，保溫2小時，斷電後隨爐冷卻到100℃，再轉爐到恆溫箱中，隨用隨取。從烘箱中取出的焊條應在4小時內用完，剩餘的焊劑須重新烘焙。嚴禁將焊條驟冷驟熱，以防止焊條藥皮脫落。
3 co2氣體保護焊
1）使用範圍：co2氣體保護焊可以使用於所有部位的焊接，包括對接縫的陶瓷襯墊單面焊雙面成型的焊縫中，不允許採用下行焊。
2） 焊接材料焊絲：co2氣體保護焊絲￠1.2；co2氣體保護焊：
純度≥99.5%；陶瓷襯墊：tshd-1，以上所有焊接材料（包括焊劑）均應有材料出廠證明，co2氣體保護焊使用前經放水處理。
2.3 一般工藝要求
1從事鋼結構焊接的焊工必須經考試合格，並從事與其相適宜的焊接工作範圍。
2 焊工在施工前，必須進行技術交底，明確焊接工藝要求（包括焊接規範、焊透要求、透腳尺寸要求等）。
3 焊工在施焊前，須在試板上調整焊接規範，並對焊接區域進行清理，清理範圍如圖2.3-1。
圖2.3-1
4 定位焊一般採用手工焊來操作。焊腳尺寸為正式焊縫的一半且不小於6mm。焊縫長50～100mm，間距300～500mm。定位焊應避開焊縫的端部，距焊縫端部30mm以上。
5 定位焊不得有裂紋、夾渣、焊瘤等缺陷，焊接前應檢查定位焊縫，若發現定位焊有開裂時，必須清除並重新定位焊。若裂紋已經擴散到母材，必須立即通知工藝人員處理。
6 定位焊一般位於無坡口的一面，如兩側均有坡口，一般在焊接第二面的坡口內進行定位焊，但埋弧焊拼板除外。
7 埋弧自動焊兩端加裝與母材同質等厚的100×100mm引、熄弧板，在離開母材約80mm處引、熄弧。
8 焊接時嚴禁在母材的非焊接區域引、熄弧。
9 採用碳刨清根及清除焊縫缺陷時，施焊前應將扣槽的表面氧化皮打磨清除乾淨，露出金屬光澤才進行焊接。
10 若對q235鋼手工焊接時，蓋面層焊縫要求採用退火焊。
11 採用co2氣體保護焊時，當風速大於2m/s時應採取防風措施，否則應停止施焊。不允許用風機直接吹向co2氣體保護焊的施焊區域。
12 co2氣體保護焊出現密集氣孔時，應檢查co2氣體保護焊壓力，當壓力小於10mpa時應更換氣瓶。
13 當空氣濕度大於80%或施焊區域濕潤時，必須採用氧—炔氣火焰加熱去除工件水汽後再施焊。
14 返修焊縫按原焊縫的質量要求檢驗，同一部位的返修不宜超過兩次且預熱溫度比原焊縫預熱溫度提高50℃。若必須進行第三次返修，需制定專門的返修工藝。
15 埋弧自動焊在焊接過程中如有斷弧，應將斷弧處用碳刨刨成1：5的斜坡，並搭接50mm再引弧施焊，焊後搭接處修磨光順。
16 焊縫咬邊超標或焊腳尺寸不足時，可採用手工焊補焊，然後打磨光順，不允許在補焊前直接打磨母材。
17 埋弧焊拼板時，按圖5.3-2、圖5.3-3進行。
圖5.3-2圖5.3-3
18 腹板與頂、底板的熔透角焊縫，離開合攏口300mm範圍內暫不焊接，先焊接熔透角焊縫，然後外側清根。並注意露出腹板的頂、底板與腹板之間用角鋼作好斜撐，防止三角變形。
19 攏縫焊接原則：先焊接隨橫向拉應力的頂板（或底板）的對接合攏焊縫。
20 對於支座附近（主要是1/4跨度與支座之間）合擾焊接順序：先焊接頂板對接縫，再底板對接縫，後腹板對接縫，最後焊接腹板（包括其他縱向加強結構）與頂、底板的角焊縫。如圖5.
3-4所示。
圖5.3-4
21 對於合攏接頭（主要是1/4跨度之間）合擾焊接順序：先焊接底板對接縫，再頂板對接縫，後腹板對接縫，最後焊接腹板（包括其他縱向加強結構）與頂、底板的角焊縫。如圖5.
3-5所示。
圖5.3-5
22 h鋼柱、梁翼板、腹板橫向受拉或受壓的判斷，如圖5.3-6所示,其中（+）表示受拉力，（-）表示受壓力。
圖5.3-6
23 對於隨橫向拉應力的頂、底板對接縫，每5個接頭做1件產品現場焊接試板，現場試板與正式焊縫相連並一同焊接。
2.4 co2氣體保護焊單面焊雙面成型工藝
2.4.1 h鋼柱、梁焊縫必須採用co2氣體保護焊單面焊雙面成型工藝，而單面焊雙面成型工藝對裝配要求比較嚴格，具體有如下要求：
1 坡口角度要求均勻、直線度較好，坡口間隙在工藝允許範圍內。
2 坡口根部鈍邊不能大於1mm。
3 現場切割坡口時，頂板採用自動切割小車作業，底板由技術熟練的氣割工作業，保證坡口的準確性和間隙的均勻性。如圖5.4.4所示。
圖5.4.4
4若坡口間隙超差的處理：坡口間隙小於3mm，須用風割修理坡口到符合要求為止，並打磨坡口；坡口間隙大於10mm，須先採用手工焊在坡口一側邊緣堆焊，使間隙達到工藝要求後，重新用風割重新開出坡口並打磨坡口。
5裝配時必須採用卡式固定馬把鋼板聯絡起來，卡式固定馬與母材的焊縫長度不能小於30mm，以防止施焊過程中爆裂。固定馬間距不超過500mm。
2.4.2 co2氣體保護焊單面焊雙面成型焊縫焊接中，打底焊縫由技術熟練的焊工來操作，要求反面成型美觀，沒有咬邊，焊留等缺陷，焊縫有一定厚度。如圖5.4.7所示。
圖5.4.7
2.4.3 h鋼柱、梁翼緣板採用埋弧自動焊的工藝。
2.4.4 要求當天打磨的焊縫，當天貼陶瓷襯墊，當天焊接完畢。
2.4.5 焊接時儘量減少焊縫接頭數量。
2.5 焊接要求
2.5.1 手工電弧焊焊接規範見表5.5.1。
表5.5.1 手工電弧焊焊接規範
2.5.2 co2焊焊接規範見表2.5.2。
表2.5.2 co2焊焊接規範
2.5.3 埋弧自動焊焊接規範見表2.5.3。
表2.5.3 埋弧自動焊焊接規範
2.6 h鋼柱、梁焊接工藝評定方案
2.6.1 本焊接試驗評定方案為所有可能用到的全熔透焊縫的試驗評定方案，已涵蓋h鋼柱、梁焊接的主體內容，實際評定專案以生產需要進行。
對於非熔透焊縫，根據有關標準規定，不再做評定試驗。
表2.6 h鋼柱、梁焊接工藝評定方案
2.6.2 外觀檢查：所有的焊縫不得有裂紋、未熔合、夾渣、焊瘤等缺陷。
鋼結構製作工藝
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