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钢结构构件制作一般在工厂进行,包括放样、号料、切割下料、边缘加工、弯卷成型、折边、矫正和防腐与涂饰等工艺过程。

轻钢结构的构件


1 放样与号料

1.1 放样

根据产品施工详图或零、部件图样要求的形状和尺寸,按1:1的比例把产品或零、部件的实体画在放样台或平板上,求取实长并制成样板的过程。

对复杂的壳体零、部件,还需作图展开。有条件时应采用计算机辅助设计。

1.2 号料

根据样板在钢材上画出构件的实样,并打上各种加工记号,为钢材的切割下料作准备。

2 切割下料

切割是将放样和号料的零件形状从原材料上进行下料分离。常用的切割方法有:气割、机械剪切和等离子切割三种方法。

2.1 气割下料

利用氧气与可燃气体混合产生的预热火焰加热金属表面达到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化,放出大量的热促使下层金属也自行燃烧,同时通以高压氧气射流,将氧化物吹除而形成一条狭小而整齐的割缝。

气割法有手动气割、半自动气割和自动气割。手动气割割缝宽度为4mm,自动气割割缝宽度为3mm。

气割法设备灵活、费用低廉、精度高,能切割各种厚度的钢材,尤其是带曲线的零件或厚钢板,是目前使用最广泛的切割方法。


直线气割机


2.2 机械剪切下料

通过冲剪、切削、磨擦等机械来实现。

⑴ 冲剪切割:当钢板厚度≯12cm时,采用剪板机、联合冲剪机切割钢材,速度快、效率高,但切口略粗糙。

⑵ 切削切割:采用弓锯床、带锯机等切削钢材,精度较好。

⑶ 磨擦切割:采用磨擦锯床、砂轮切割机等切割钢材,速度快、但切口不够光洁、噪声大。

2.3 等离子切割下料

利用高温高速的等离子焰流将切口处金属及其氧化物熔化并吹掉来完成切割,能切割任何金属,特别是熔点较高的不锈钢及有色金属铝、铜等。

3 构件加工

3.1 边缘加工

对于尺寸精度要求高的腹板、翼缘板、加劲板、支座支撑面和有技术要求的焊接坡口,需要对剪切或气割过的钢板边缘进行加工。

边缘加工方法有:铲边、刨边、铣边和碳弧气刨边。

3.2 弯卷成型

⑴ 钢板卷曲

钢板卷曲是通过旋转辊轴对板料进行连续三点弯曲所形成的。钢板卷曲包括预弯、对中和卷曲三个过程。

① 预弯:钢板在卷板机上卷曲时,两端边缘总有卷不到的部份,即剩余直边。通过预弯消除剩余直边。

② 对中:为防止钢板在卷板机上卷曲时发生歪扭,应将钢板对中,使钢板的纵向中心线与滚筒轴线保持严格的平行。

③ 卷曲:对中后,利用调节辊筒的位置使钢板发生初步的弯曲,然后来回滚动而卷曲。

⑵ 型材弯曲

① 型钢弯曲:型钢弯曲时断面会发生畸变,弯曲半径越小,则畸变越大。应控制型钢的最小弯曲半径。

构件的曲率半径较大,宜采用冷弯;

构件的曲率半径较小,宜采用热弯。

② 钢管弯曲:在自由状态下弯曲时截面会变形,外侧管壁会减薄,内侧管壁会增厚。

弯制方法:管中加入填充物(砂)或穿入芯棒进行弯曲;或用滚轮和滑槽在管外进行弯曲。

弯曲半径:≮管径的3.5倍(热弯)到4倍(冷弯)。


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⑶ 折边

把构件的边缘压弯成倾角或一定形状的操作过程称为折边。折边可提高构件的强度和刚度。

弯曲折边利用折边机进行。

包括铆钉孔、螺栓孔,可钻可冲。钻孔用钻孔机进行,能用于钢板、型钢的孔加工;冲孔用冲孔机进行,一般只能在较薄的钢板、型钢上冲孔,且孔径一般≮钢材的厚度。施工现场的制孔可用电钻、风钻等加工。


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3.3 构件矫正

钢材在存放、运输、吊运和加工成型过程中会变形,必须对不符合技术标准的钢材、构件进行矫正。钢结构的矫正,是通过外力或加热作用迫使钢材反变形,使钢材或构件达到技术标准要求的平直或几何形状。

矫正的方法:火焰矫正(亦称热矫正)、机械矫正和手工矫正(亦称冷矫正) 。

⑴ 火焰矫正

利用火焰对钢材进行局部加热,被加热处理的金属由于膨胀受阻而产生压缩塑性变形,使较长的金属纤维冷却后缩短而完成的。

影响矫正效果的因素:火焰加热位置、加热的形式、加热的温度。

火焰矫正加热的温度:对于低碳钢和普通低合金钢为600~800度。

⑵ 机械矫正

是通过专用矫正机使用权弯曲的钢材在外力作用下产生过量的塑性变形,以达到平直的目的。

拉伸机矫正:用于薄板扭曲、型钢扭曲、钢管、带钢、线材等的矫正。

压力机矫正:用于板材、钢管和型钢的矫正。

多辊矫正机:用于型材、板材等的矫正。

⑶ 手工矫正采用锤击的方法进行,操作简单灵活。由于矫正力小、劳动强度大、效率低而用于矫正尺寸较小的钢材,或矫正设备不便于使用时采用。

4 除锈、防腐与涂饰

钢结构的防腐与涂饰包括普通涂料涂装和防火涂料涂装。涂装前,钢材表面应除锈。

4.1 钢材的除锈

钢材除锈方法有:喷砂、抛丸、酸洗以及钢丝刷人工除锈、现场砂轮打磨等。抛丸除锈是最理想的除锈方式。

4.2 防腐与涂饰

施涂的方法有刷涂法(油性基料的涂料)和喷涂法(快干性和挥发性强的涂料)

普通涂料的涂装遍数、涂层厚度应符合设计要求,钢材表面不应误涂、漏涂,涂层应均匀,无明显皱皮、流坠、针眼、气泡及脱皮和返锈等。防火涂料的涂层厚度应符合耐火极限的设计要求。

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