輕型鋼結構工程是乙個系統工程，它包括設計、加工製造和施工安裝三個過程；包含的具體內容有：主結構系統、次結構系統和圍護系統三大方面。了解輕型鋼結構各個組成部分的加工製造過程對於工程師而言是十分必要的。
主結構系統包括主剛架和支撐體系。支撐體系包括水平支撐、柱間支撐和剛性系杆等部分。由於支撐體系採用的構件大多為圓鋼、角鋼和鋼管等，構件簡單、製作方便，且支撐體系節點多為標準節點，因此這部分產品大多為各公司的標準產品。
本章僅從輕型鋼結構的主剛架和圍護系統兩方面介紹輕型鋼結構的加工製造；同時介紹鋼結構的防腐處理和防火處理的相關知識。
第一節 h型鋼的製作及其裝置
輕型鋼結構的主剛架包括門式剛架和山牆抗風柱等部分。主剛架作為建築結構的骨架，支承整個建築結構系統，承受和傳遞著各類荷載。根據跨度、高度及荷載的不同，門式剛架的梁、柱一般採用變截面或等截面的實腹式焊接h型截面或軋制h型截面。
變截面構件通常改變腹板的高度做成楔形形狀，必要時也可改變腹板的厚度。結構構件在運輸單元內一般不改變翼緣截面，鄰接的運輸單元可採用不同厚度和寬度的翼緣截面。因受加工裝置限制，h型鋼截面高度一般不能超過2m。
下面將按焊接h型鋼生產工藝流程的順序介紹焊接h型鋼的製作機器裝置。
一、 板材下料切割
板材下料切割的方法有：機械切割法、氣割法、等離子切割法等。
在鋼結構製造廠中，一般情況下，鋼板厚度在12～16mm以下的直線型切割，採用剪下下料。常用的剪下機械有剪板機。
氣割多用於帶曲線的零件和厚鋼板的切割。氣割能切割各種厚度的鋼材，裝置靈活、費用經濟、切割精度較高，是目前使用最廣泛的切割方法。氣割按切割裝置可分為：
手工氣割、半自動氣割、仿型氣割、多頭氣割、數控氣割和光電跟蹤氣割。焊接h型鋼生產線的下料裝置一般配備數控多頭切割機或直條多頭切割機，此類切割裝置是高效率的板條切割裝置，縱向割矩可根據要求配置，可一次同時加工多塊板條。（見圖1-2）
各類型鋼以及鋼管等的下料通常採用鋸割。常用的鋸割機械有：弓形鋸、帶鋸、圓盤鋸、摩擦鋸和砂輪鋸等。
等離子切割主要用於熔點較高的不鏽鋼材料及有色金屬的切割。
二、 板材矯正整平
h型鋼在組立焊接之前，先要對原材料（鋼板）進行矯正、整平。常用的機械裝置有板條矯平機（見圖1-3）。
三、 h型組立、焊接
矯平的鋼板（翼緣板、腹板）進入h型鋼自動組立機，在組立生產線上，將未焊接的翼緣板和腹板先工作組立器具定位好，進行頭部定位焊。此類裝置一般都採用plc可程式設計序控制器，對型鋼的夾緊、對中、定位點焊及翻轉實行全過程自動控制，速度快、效率高。（見圖1-4）組立好的h型鋼進入焊接機，h型鋼生產配備的焊機一般為埋弧自動焊機，從型別上可分為門式焊接機（見圖1-5）及懸臂式焊接機兩種型別。
焊機一般都配備有焊縫自動跟蹤系統、焊劑自動輸送**系統及快速返程功能。
四、 h型矯正
輕型鋼結構構件的翼緣、腹板通常採用較薄的鋼板，焊接容易產生比較大的焊接變形，且翼緣板與腹板的垂直度也有偏差，這時需要通過矯正機對焊接後的h型鋼進行矯正。（見圖1-6）。
五、 鑽孔、鎖口、拋丸、塗裝
鋼結構的連線節點多採用高強螺栓，因此孔加工在鋼結構製造中占有一定的比重。制孔
通常有鑽孔和沖孔兩種方法。鑽孔是鋼結構製造中普遍採用的方法，幾乎能用於任何規格的鋼板、型鋼的孔加工。鑽孔的精度高，對孔壁損傷較小。
沖孔一般只用於較薄鋼板和非圓孔的加工且孔徑不小於鋼材厚度的加工。沖孔生產效率雖高，但由於孔的周圍產生冷作硬化，孔壁質量差等原因，通常只用於檁條、牆樑端部長圓孔的製備。
常用的邊緣加工方法有：鏟邊、刨邊、銑邊、碳弧氣刨、氣割和坡口機加工等。h型鋼端麵銑床，用於焊接或軋制成型的h型鋼、箱形截面梁柱的兩端面銑削加工。
銑邊機利用滾銑切削原理，對鋼板焊前的坡口、斜邊、直邊、u形邊可一次同時銑削成形，耗能少操作維修方便。
鋼構件在塗刷之前應進行除鏽處理，構件表面的除鏽方法分為噴射、拋射除鏽和手工或動力除鏽。噴射、拋射除鏽裝置的種類很多，如圖1-7拋丸機適用於各種型材和板材的表面清理。
制做好的h型鋼需要防腐，即塗刷油漆。詳見第三節鋼結構防腐處理。
圖1－1給出了焊接h型鋼的生產工藝流程。
圖1－1 焊接h型鋼的生產流程
製作好的焊接h型鋼需經檢查合格後方可編號打包發運，焊接h型鋼的允許偏差見表１－１。
表1－1焊接h型鋼的允許偏差
部分h型鋼的生產裝置如圖1-2～1－8所示。
圖1－2 esab六公尺數控切割機
圖1－3 w43-24x1000板條矯平機
圖1－4 hg-1500組立焊
圖1－5 me-1-1000門型自動埋弧焊
圖1－6 精工-ⅲ型矯正機
圖1－7 美國潘邦八拋頭拋丸機
在h型鋼的製做過程中，板材切割下料、矯正整平，拼裝點焊、焊接及焊后翼緣矯正，按常規工藝是由多台裝置來完成的。將以上工序集於一身的h型鋼生產線具有結構緊湊、占地省、生產效率高等優點。下面介紹兩條生產線：
單面焊生產線（見圖1-8）和通用h型鋼生產線。
單面焊h型鋼生產線採用低合金高強度鋼板以臥式焊接機單面焊接，採用美國林肯公司的單弧雙自動埋弧焊機。該生產線包含目前鋼結構行業中規格最大的12m×8m大型剪板機，h型鋼的腹板和翼緣板可用此剪板機一次性剪下下料，超過12mm厚的鋼板採用等離子切割機進行切割。對於平整度不符合要求的鋼板用9輥矯平機整平。
整平後的翼緣板進入翼緣板生產線，經過對接、沖孔、切斷而成為翼緣板半成品，進入焊接生產線。半成品經組立及頭部定位焊後進入臥式焊接機，一次性焊接完成。
通用h型鋼生產線由直條火焰切割機和12m×8m剪板機將鋼板切割下料成腹板和翼緣板，經組立機到門型自動埋弧焊機焊接，再經翼緣矯正機矯正後成為焊接h型鋼。矯正後的h型鋼通過拋丸除鏽處理後，塗底漆、編號發運。
圖1－8 美國林肯單面焊生產線
鋼結構的主剛架製作加工中，工作量最大的是節點的加工製作，包括節點處的開孔、端板的定位焊接、加勁板的定位焊接等工作。對梁柱上四個面都有加勁板的情況，梁柱還需要翻轉焊接，構件的翻轉需要採用特殊的翻轉裝置。翻轉機如圖1－9所示。
圖1－9 鋼結構節點加工用的翻轉機
第二節圍護系統的製作及其裝置
輕鋼結構的圍護系統包括檁條、牆樑、牆面及屋面彩板、樓面板、通風採光系統、排水系統和收邊系統等。圍護系統的製造是輕鋼結構加工製造中技術含量最高的一部分，它直接決定了整個建築的產品質量。下面通過相關裝置來介紹圍護系統的加工製造過程。
一、冷彎薄壁型鋼檁條的加工製造
在輕型門式剛架結構中，檁條和牆樑通常採用卷邊槽形（或稱c型）和帶斜卷邊的z型冷彎薄壁型鋼。冷彎薄壁型鋼一般由薄鋼板通過檁條機冷彎輥壓成型而成。對z、c型冷彎薄壁型鋼，鋼板厚度一般為1.
5～3mm，材質為q235鋼板、q345鋼板或g450高張力連續熱浸鍍鋅鋼板三種。檁條上的孔可採用沖孔。冷彎薄壁型鋼檁條的製作偏差應符合表1－2。
圖1-11為眾多檁條機中的一種。
表1－2檁條尺寸的允許偏差
注：符號含義見圖1-10。
圖1－10 檁條的尺寸偏差
圖1－11 hg-ⅲ型檁條機
二、壓型金屬板的製作
彩色鋼板建築製品分為單層彩色壓型鋼板和復合夾芯板兩類輕型建築預製板材。
單層彩色壓型鋼板和復合夾芯板的原材料普通的彩色鋼板（鋼帶）是由金屬基材經過表面處理（熱鍍鋅、熱鍍鋅鋁合金、熱鍍鋁及電鍍鋅和熱鍍鋅合金化鋼板），再在其上覆蓋彩色塗層（聚酯塗料、有機矽改性聚酯塗料、聚偏氟乙烯塗料，也可無塗層）製成。彩色鋼板按其基板的用途不同、鍍層不同、塗層不同可分為若干類別，彩板的選擇要對金屬基材、鍍層、塗層分別進行確定。比較高階的彩板有以鋁鎂合金材料為基板的鋁鎂板。
單層彩色壓型鋼板的製作是採用壓型機將彩鋼捲通過連續完成的開卷、輥壓、剪下而成的。
復合夾芯板的製作是採用兩層彩板做面層，中間注入液體聚氨脂（pu）、聚苯乙烯（eps）或岩棉，再固化加壓一次成型製成。這種複合板具有承力、保溫、裝修、防水的綜合功能。
成型後的壓型鋼板及泛水板、包角板的基板不得有裂紋；漆膜應無裂紋、剝落和擦痕等現象。表1－3為壓型金屬板的尺寸偏差專案。
表1－3壓型金屬板的尺寸偏差專案
注：（1）h為壓型金屬板截面高度。
（2）l為測量長度，係指板長扣除兩端0.5m後的實際長度（小於10m）或扣除後人選的10m長度。
單層彩色鋼板壓型機是採用多道成型輥將彩色鋼板連續冷彎成型的原理設計的。它由開卷機（架）、送料臺、成型機、切斷機和成品輥架五部分組成，當加工曲板時還需曲面沖壓機。圖1－12～1－13列出了一些彩色壓型鋼板的生產裝置。
圖1－12 hv-450壓型機
圖1－13 hv-475壓型機
三、排水和收邊系統
輕型鋼建築中，天溝、落水管、包邊板等的製造質量對於防水功能至關重要。很多輕型鋼建築在這些地方都存在泛水、滲水現象，其中乙個重要原因就是其包邊板是手工折成而不是採用機械加工的，這些對建築的排水效果及建築外觀效果都不利，而採用折彎機折彎的收邊板產品質量較好。下圖的折邊機可以針對一定形狀的包邊，適應不同的彩色壓型鋼板的板型，對包邊板進行折彎加工。
這樣加工出來的包邊板與彩色壓型鋼板貼合緊密，防水效能好。圖1－14為浙江精工科技****開發研製的jzw800摺邊機。
輕型鋼結構加工製造的流程
第一章輕型鋼結構加工製造的基本知識 輕型鋼結構工程是乙個系統工程，它包括設計 加工製造和施工安裝三個過程 包含的具體內容有 主結構系統 次結構系統和圍護系統三大方面。了解輕型鋼結構各個組成部分的加工製造過程對於工程師而言是十分必要的。主結構系統包括主剛架和支撐體系。支撐體系包括水平支撐 柱間支撐和剛...
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