箱型柱制作工藝研究與應用

王哲

（山鋼集團萊鋼銀山型鋼煉鋼廠，山東 萊蕪 271104）

工程施工中的鋼結構以其制作速度快、便于不同距離的整體或部分構件運輸、現場吊裝施工快、項目建設周期短、抗震防災性能高、節能環保和自身延伸性能好而為當今承建商和建筑行業廣泛采用。由于鋼結構建筑的優勢突出，發達國家作為最早搶灘這個領域的領頭羊，到目前他們的鋼結構建筑已經發展到占其總量的70%以上。在我國，從上世紀90年代開始，鋼結構建筑也快速發展起來。鋼結構采用的種類越來越多，在承重鋼結構構件加工制作中，建設廠商和建筑業大都采用制作最復雜的箱型柱（梁）結構。為進一步提高箱型鋼結構柱的制作質量和降低成本，本文針對現行鋼結構箱型柱制作工藝存在的問題進行探討和創新。

1 工藝流程

箱型柱下料—U型組立—箱型組立—電渣焊—龍門焊—端面銑—精休整—拋丸—噴底漆—鉚焊—噴漆—發貨

2 工藝技術創新方向及問題改進

2.1 最大限度滿足客戶要求和保證產品質量

隨著市場經濟和世界經濟一體化的快速發展，用戶對產品的要求越來越高。為了最大限度地滿足不同客戶的要求，我們要不斷征求各方客戶對產品的意見和建議，加以綜合、匯總分析整理，不斷根據其中反映的問題，結合實際對工藝標準進創新行修訂，以滿足客戶提出的要求。

2.2 根據生產力諸因素性能和要求，滿足現場制作生產

在制定和修訂工藝技術時要充分考慮生產現場人、設備、材料、環境等生產力因素，過硬措施，確保產品質量提高和制作順利進行。

2.3 以安全環保、經濟適用、科技進步為方向

盡最大努力確保安全環保，壓減各種費用支出，降低制作成本。盡最大努力調動好技術、操作人員的生產積極性，充分發揮設備、場地等生產力的潛能，減少人工、材料、設備消耗以及能源和各種輔材的支出；在制作現場，要根據設備情況科學合理設置材料的放置位置和倒運線路，確保倒運線路暢通，倒運過程無脫鉤、碰損、斷裂等問題，對人員、設備和制作構件本身產生損害。并應盡可能克服困難，采用科學方式，用無吊痕吊具進行吊裝吊卸作業。作業中要科學布置，實現環境保護和可持續發展。同時，要在構件加工制作生產實踐中，把大膽創新和周密設計緊密結合起來，把持續改進和謹慎操作緊密結合起來，采用新技術、新工藝、新方法和新材料，不斷提高構件質量和加工制作效率。

3 創新制定實施和改進

圖1 焊接坡口形式

上世紀90年代之前，鋼結構建筑在我國的發展比較緩慢。從上世紀90年代中后期起，伴隨著我國市場經濟的飛躍發展和我國成功加入WTO，在建筑領域，鋼結構以其節能、環保、效率高、周期快、質量好、抗震防災性能強等獨特優勢，在我國贏得了廣闊的市場并且滿足了客戶的廣泛需求，其發展在我國風起云涌，400～500米及其以上高度的宏偉建筑物在許多大城市拔地而起。隨著鋼結構建筑的發展，箱型柱在鋼結構建筑中占有了非常重要的地位，為了適應市場和客戶需求，在生產實踐中不斷根據客戶意見和建議，對箱型柱加工工藝進行了創新完善和改進。

被并購方：雅士利，雅士利創始于1983年，是中國嬰幼兒奶粉產業中的領導品牌，該企業還從事營養產品的開發與發展。

3.1 設計依據

根據GB 50205-2001《鋼結構工程施工質量驗收規范》和GB 50017-2003《鋼結構設計規范》的要求，箱型柱本體隔板加強處，需要100%進行超聲波探測。

3.2 創新制定與工藝措施改進

從事加工制作箱型柱初期，資料積累不足，缺乏經驗。隨著實踐的深入，不斷對技術工藝進行探索，發現其破口的加工和焊接兩個環節在不同程度上影響了產品質量和產量。為解決提高探傷合格率和生產效率，降低成本，增加效益的問題，通過試驗和驗收，根據GB50205-2001和和GB 50017-2003規范的要求和自身情況等，制定了加工工藝（坡口形式見圖1）。

3.2.1 箱型柱腹板的焊縫坡口采用氣割坡口，要求必須用銑邊機銑雙邊。

3.2.2 箱型柱隔板下料完成后，先銑一雙邊坡口，雙邊（90°），再銑另雙邊坡口。

3.2.3 箱型柱翼板的坡口，同樣采用氣割坡口，用銑邊機銑雙邊。

3.3 原因分析

3.4 工藝措施的改進

現有工藝制約了先進設備的使用，影響了生產進度和產品質量的提高，還造成了焊材的浪費。為了達到GB 50205-2001和和GB 50017-2003規范的要求，依據自身生產條件，立足創新，對原有工藝進行整合改進，把設備生產能力發揮出來，達到提升箱型柱質量、提高生產效率、降低成本的目的。

3.4.1 箱型柱翼板、腹板采用多頭數控切割，能較好防止翼、腹板出現側彎、扭曲等變形現象。

3.4.2 坡口角度形式：板厚為20mm以下時，開45°坡口，板厚為20～30mm時，開40°坡口，板厚為30mm以上時，開35°坡口，允許偏差為±3°。

坡口角度：腹板坡口如圖2：

3.4.3 為防止出現層狀撕裂，要對構件預熱溫度進行溫度控制：

3.4.3.1 預熱的加熱區域應在坡口兩側，寬度不小于100mm，預熱溫度最好在構件反面測量，測溫點應在離電弧經過前的焊劑點各方向不小于75mm處。

對于t≥19mm的構件進行預熱：19mm的構件預熱溫度應為60℃，t≥36mm的構件預熱溫度應為100℃～150℃。

當加工制作場地溫度在0℃以下時，構件預熱溫度必須通過試驗確定。

3.4.3.2 層間溫度一般控制在70℃～1000℃，要比預熱溫度稍高。

雙絲焊接規范參數選擇：40mm、36mm分5～6層焊接；16mm、25mm分3～4層焊接。

圖2 腹板坡口形式

效果

對箱型柱制作工藝技術創新改進，利用雙絲龍門焊接，杜絕了熔邊和未焊滿問題的發生，降低了成本，大大提高了綜合生產效率，坡口加工、焊接量和產量都比上一年提高了50%～60%，探傷合格率提高到了98%，對現有箱型柱的質量試驗檢查，達到了設計標準要求，得到了客戶的普遍認可和高度評價。

結語

通過結合實際對箱型柱工藝的創新，有效地集更新、整合、完善于一體，達到了使產品外觀質量和攤上合格率同步提升目的，大大提高產品生產效率和勞動效果。同時，更加符合客戶要求的產品質量，提高了市場競爭率，擴大了市場占有份額。

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