钢结构零部件加工技术施工工艺详解
钢结构零部件加工技术施工工艺详解
钢结构零部件加工技术是确保钢结构工程质量的关键环节。从放样到验收，每一道工序都关系到最终结构的安全性和稳定性。本文将详细介绍钢结构零部件加工的具体工艺流程、质量标准以及安全环保措施，为从事钢结构施工的技术人员提供专业指导。
平行线距离和分段尺寸准确
工艺流程
放样和号料--切割--矫正和成型--边缘加工--制孔--验收
1. 放样和号料
1.1 需要进行放样的工件应根据批准的施工详图以1：1比例放出大样，当放样尺寸过大时可分段放出，但应注意其精度，放样弹出的十字基准线，防l必须垂直，根据放样尺寸制作样板或样杆。
1.2 放样和号料应预留焊接收缩量(包括现场焊接收缩量)及切割、铄|创等加工余量，高层建筑钢结构钢框架柱尚应按设计要求预留弹性压缩量。煌收缩量根据分析计算或参考经验数据确定，必要时由工艺试验结果确定；切割量根据材料板厚和切割方法的不同确定；需要进行边缘刨削加工的工件，其例量应满足现行规范要求；柱压缩量应由设计单位提出，由制作单位、安装单位设计单位协商确定。
1.3 主要受力构件和需要弯曲的构件，号料时应按工艺规定的方向取料
1.4 号料前，若钢板、型材弯曲变形，先进行矫正。矫正采用钢板矫|机、型钢矫正机等机械矫正或手工矫正，或联合矫正法矫正。
1.5 号料后，零件和部件应按施工详图和工艺要求进行识别。号料后的剩余材料应进行余料标识，包括余料型号、规格、材质和炉批号等，以便余料下次使用。
2. 切割
钢材下料切割可采用机械切割、气割或等离子切割等方法。选用的切割方法应满足工艺文件的要求。切割后的飞边、毛刺应清理干净。切割时优先采用数控切割设备切割，提高切割质量。
2.1 机械切割
机械切割主要有剪板机、切割机切割，机械切割主要用于型钢、薄钢板的切割，主要工艺要求：1)剪切时剪刀必须锋利，上下刀刃的间隙应根据板厚调节适当；2)剪切后的弯扭变形必须进行矫正，剪切面粗糙或带有毛刺必须磨光；3)剪切过程中切口附近的金属因受剪力而发生挤压和弯曲，从而产生硬度提高，材料变脆的冷作硬化现象，重要钢构件的焊缝接口位置，一定要用铣、刨或砂轮磨削等方法将硬化表面加工清除。机械剪切的零件厚度不宜大于12mm,剪切面应平整，碳素结构钢在环境温度低于一20℃、低合金结构钢在环境温度低于一15℃|时不得进行剪切和冲孔。
2.2 气割
钢板零部件下料切割直线时宜采用直条数控火焰切割机；不规则钢板零部件下料切割时宜用仿形数控火焰切割机；大截面型钢下料切割时可采用半自动火焰切割和手动切割相结合的方法。
数控火焰切割设备切割时，应将钢板放置在切割平台并摆正，采用数控计算机微调，将与数控切割计算机系统兼容的CAD软件绘制的图形导入数控计算机系统，用手动或自动套料功能进行套料优化，根据切割钢板厚度的不同选择适的割具型号和切缝宽度，设置合理的切割工艺参数、切割路线和切割程序，提交执行完成自动切割。
气割前必须检查确认整个气割设备和工具全部运转正常并可安全使用。气割时应依据割具特点、钢板厚度选择正确的工艺参数，切割时应调节好氧气射流的形状，使其达到并保持轮廓清晰，风线长和射力高，并防止回火。气割前应去除钢材表面的污物、浮锈和其他杂物，并在下面留出一定空间，以便熔渣的吹出。为防止气割变形，应靠边靠角，合理布置，先割大件，后割小件；先割复杂的，后割简单的；窄长条切割采用两边同时切割的方法。
3. 矫正和成型
零件下料后，根据零件的变形情况和表面质量情况，结合钢材材质和环境温度等因素，选择经济、合理的矫正方法，矫正常用手工矫正、机械矫正、加热矫正，或加热和机械联合矫正。矫正后的偏差值不应超过规范规定的允许偏差。
3.1 手工矫正时，把材料的凸面朝上放在平台上，用锤由凸起周围逐渐向边缘进行锤击；板材四周呈波浪形，用锤由四周逐渐向中间进行锤击；板材扭曲时，沿着翘起的对角线进行锤击，并经过多次翻身锤击，达到平整。角钢矫正一般先矫扭曲，后矫角变形及弯曲变形。
3.2 钢材及零件采用平板机或型材矫直机矫正时，碳素结构钢的环境温度不应低于一16℃,低合金结构钢的环境温度不应低于一12℃。
3.3 较厚钢板采用火焰加热进行矫正时，加热温度应符合规范要求，火焰加热矫正采用以下方法：
1 点状加热：圆点直径为板厚的6倍加10mm,加热后采用锤击；
2 线状加热：用于矫正中厚板的圆弧弯曲及构件角变形，根据板厚和变形程度的不同，采用直线形、环线形、摆动曲线形等加热；
3 三角形加热：用于刚性较大的型钢、钢结构件弯曲变形矫正，三角形顶点一般在中心线上，边长可取材料厚度两倍以上；
4 考虑是否需要加外力；
5 一般先矫刚性大的方向，然后再矫刚性小的方向，先矫变形大的局部，然后再矫变形小的部位。
3.4 当零件采用热加工成型时，可根据材料的含碳量，选择不同的加热温度，加热温度控制在900～1000℃,也可控制在1100～1300℃,碳素结构钢和低合金结构钢在温度分别下降到700℃和800℃前应结束加工，低合金结构钢应自然冷却。热加工成型温度应均匀，同一构件不应反复进行热加工，温度冷却到200～400℃时，严禁捶打、弯曲和成型。型钢冷矫正和冷弯曲的最小曲率半径和最大弯曲矢高应符合《钢结构工程施工规范》GB 50755的相关规定。
4. 边缘加工
4.1 边缘加工可采用气割和机械加工的方法，对边缘有特殊要求时宜用精密切割。
4.2 气割和机械剪切的零件，需要进行边缘加工时，其刨削量不应小：
2.0mm。
4.3 加工坡口时，多采用半自动切割机或倒角机，在特殊情况下采用动气体切割的方法，但事后必须打磨，使坡口符合工艺要求。
5. 制孔
5.1 制孔宜采用数控钻床或摇臂钻床钻孔，构件钻孔也可采用磁力钻床
钻孔的方法，对直径较大或长形孔也可采用气割制孔。
5.2 制孔时，应根据工件的材质，螺栓孔的直径、级别、精度要求、孔
壁表面粗糙度要求选择适宜的钻头和钻杆转速、进给速度，并定时检查刀刃锋利
程度。
5.3 被钻孔的工件装夹牢固，钻孔过程中，孔壁应保持与构件表面垂直。
5.4 在焊接结构中会产生焊接收缩和变形，因此在制作过程中把握好什
么时候开孔，将在很大程度上影响产品精度。一般采用下列四种情况，根据结构
特点、要求等合理选择。
第一种：在构件加工时预先划上孔位，待拼装、焊接及变形矫正完成后，再划线确认进行打孔加工。
第二种：在构件一端先进行打孔加工，待拼装、焊接及变形矫正完成后，再对另一端进行打孔加工。
第三种：待构件焊接及变形矫正后，对端面进行精加工，然后以加工面为基准进行划线、打孔。
第四种：在划线时，考虑焊接收缩量、变形的余量、允许偏差等直接在零部件上打孔。
5.5 采用划线钻孔时，先在构件上划出孔的中心和直径，在孔的圆周上(90°位置)打四只冲眼，作钻孔后检查用；孔中心的冲眼应大而深，作为钻头定心用。厚板和多层板钻孔时要检查平台的水平度，以防止孔的中心倾斜。
5.6 采用钻模板钻孔时，当孔群中孔的数量较多，位置要求较高，批量小时采用；做钻模板的钢板多用高强度低合金钢板。
5.7 制孔后，孔周边的毛刺、飞边应用砂轮、铲刀等工具清除干净。
6. 验收
材料进场验收合格后，按各工序检验合格的基础上进行验收，加工质量除满足本标准外，均应满足现行国家相关规范和设计要求。
无裂纹、夹渣、毛刺
质量标准
1 钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家标准和设计要求，进口产品的质量应符合设计和合同规定的质量要求。钢材应按照现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定进行抽样复验，其复验结果应符合现行国家标准和设计要求。
2 放样和号料的允许偏差应符合下表规定。
放样和样板的允许偏差
#优质作者榜#号料允许偏差
3 钢材切割面或剪切面应无裂纹、夹渣、毛刺、分层和大于1mm的缺棱。气割或机械剪切的零件需要边缘加工时，其刨削量不应小于2.0mm。
4 碳素结构钢在环境温度低于一16℃、低合金结构钢在环境温度低于-12℃时，不应进行冷矫正和冷弯曲。碳素结构钢和低合金结构钢在加热矫正时，加热温度严禁超过900℃,最低温度不得低于600℃。低合金结构钢在加热矫正后应自然冷却。当零件采用热加工成型时，可根据材料的含碳量选择不同的加热温度，加热温度控制在900～1000℃,也可控制在1100～1300℃;碳素结构钢和低合金结构钢在温度分别下降到700℃和800℃之前，应结束加工；低合金钢结构应自然冷却。
成品保护
1 钢构件严禁平放高叠，成品应立放，并用支撑固定，构件不得发弯曲变形。
2 钢构件侧向刚度较小时，吊装前两侧面应用圆木临时加固，并选合适的吊点。
3 构件在转运过程中，钢丝绳绑扎处宜用柔性材料保护，如发生涂破坏应及时补涂。
4 钢构件在吊运过程中严禁碰撞。
质量问题
1 钢结构所用的杆件、零部件或构件在下料时应及时编号，并分开堆放，以防混用。
2 放样和号料时要预留焊接收缩量和加工余量，经验收合格后办理预检手续。
3 材料剪切后，发现端面粗糙或带有毛刺，必须修磨光洁；剪切后的弯扭变形，必须进行矫正。
4 零部件在搬运或存放过程中，要有防止发生变形的措施。
安全施工
1 各种机械在使用前应经过试运转，合格后方可操作。机械的电气部分应有接地接零保护装置，绝缘部位绝缘性能良好。
2 现场材料应按品种分类堆放；作业场地周围不应堆放易燃易爆材料，与氧气瓶、乙炔瓶等的距离不得小于10m。
3 零部件或构件堆放时，应保持其稳定或支撑牢固，防止倾倒伤人。
4 作业区域物料周转调运稳起稳放，以防碰撞伤人。
绿色环保
1 作业区应控制噪声，合理安排作业时间，减少对周边环境的影响。
2 加工所用的机械在停班或班后按规定停机，关闭电源。
3 制作余料和废料及时分类回收，并对余料的炉批号、品种、规格、型号标识清楚，以便利用。
4 作业区内构件排放整体有序，作业面保持清洁、干净。
5 加工过程中烟气排放应符合现行国家标准《大气污染物综合排放标准》GB 16297的规定。