钢结构制作的基本流程及注意事项有哪些?

(1)钢材矫正从轧钢厂运到钢结构制造厂的钢材，常因长途运输，装卸不慎而产生较大的变形，主要表现为线材的弯曲和板材的起拱、翘曲等，给加工造成困难，影响制造的精度。为保证制作精度，减少构件初弯曲对承载力的影晌，在加工前必须进行矫正使之平直。

钢材的变形矫正有手工、机械和热加工三种方法。手工矫正是以锤击的方法使金属粒子发生位移重新排列而达到矫正的目的，- -般仅用于尺寸较小的构件局部变形的矫正;机械矫正法是利用机械施力给变形部位的作用，迫使钢材反向变形与原变形相抵，来达到矫直轧平的目的。热加工矫正是利用可燃气体(乙炔)与助燃气体(氧气)混合燃烧所释放出的热量使钢材变形部位升温(至1000℃左右)，从而使钢材变形得到矫正。

钢材矫正后的允许偏差应符合要求，表面不应有明显的凹槽和损伤，表面划痕深度不宜大于0.5mm。对于碳素结构钢工作地点温度低于-16℃、低合金结构钢工作地点温度低于-12°C情况下，不得使用冷矫正。值得注意的是，如果冷矫正的弯曲半径过小，冷弯时钢材可能进人塑性状态，在其内部留下残余应力，影响构件的受力。因此绝不允许将变形过大的构件矫正后用于受力构件。

(2)放样、号料在一个结构中往往有很多完全相同的构件，而每-构件又由各种零件组成，所以一个结构工程中各种零件的数量一般是很多的。为了保证构件的制作质量和提高工作效率，应按施工图上的图形和尺寸，在放样台上用1:1比例绘出大样，并做成足尺寸的样板，按此大样复制出与零件尺寸相同的样板或样杆，这一工序叫放样。然后利用样板在钢材上划线，以得到所需要的切割线和孔眼位置，这-工序叫号料。样板一般用质轻、价廉且不易伸缩变形的材料做成，最常用的有铁皮、纸板和油毡等，也可用薄木板或胶合板。样板材料应根据零件要求的精度和重复使用的次数进行选择。号料时，长度用钢卷尺，划线用钢针，然后用梅花冲在钢材上打上小眼，以标定孔心位置。

放样、号料时，应注意以下几点:

1)按1:1的足尺比例制作，并保证构件所需要的精度。

2)样板或样杆材料应不易变形，能多次重复使用。

3)样板或样杆上应标注规格、定位尺寸、角度、所需数量和中心线等。

4)样板或样杆应根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割、刨边和铣平等的加工余量。

5)当构件数量较少，从经济上讲没有制作样板或样杆的必要时，可直接在钢材上划线定位。

(3)切割钢材放样号料完成后，便可进行切割下料。钢材的切割方法有剪切、锯切和气割等，一般情况下用剪切机切割最方便。钢材经剪切后在距剪切边缘2~3mm范围内会产生严重的冷作硬化，便这部分钢材变脆。因此，对于厚度较大且直接承受动力荷载作用的重要结构，剪切后应将已冷作硬化的钢材刨去。对于工程中的型钢，如工字钢、槽钢、钢管和大号角钢叮以用机械锯锯切，通常采用无齿圆盘摩擦锯或砂轮锯，其切割质量好而且效率高，缺点是噪声大。气割也是经常使用的一种方法，该法是利用高速乙炔气流燃烧产生的高温使金属局部熔化的原理切割金属的，特别适用于板厚大于25mm的切割工序。其优点是使用方便、灵活、经济，生产效率高，可以切任何厚度和任何长度的钢板和型钢，既能切直线也能切曲线，还可以切割形状复杂的配件，并且能直接做成V形和X形焊缝的坡口，因而在工程中得到广泛的应用。

切割时，应注意以下几个问题:

1)零件的切割线与号料线的允许偏差应符合有关规定，-般情况F:对于手工切割的允许偏差为±2.0mm;自动、半自动切割的允许偏差为±1.5mm;精密切割的允许偏差为±1.0mm。

2)切割截面与钢材表面的垂直度偏差应不大于钢材厚度的10%，且不得大于2.0mm。

3)切割前，应将钢材表面切割区域内的铁锈、油污等清除干净，切割后，断口上不得有裂纹和大于I.0mm的缺棱，并应清除边缘上的熔瘤和飞溅物等。

4)精密切割的零件，其表面粗糙度不得大于0.03mm。

5)机械剪切的零件，其剪切线与号料线的允许偏差不得大于2.0mm;断口处的截面上不得有裂纹和大于1.0mm的缺棱，并应清除毛刺。

6)机械剪切的型钢，其端部剪切斜度不得大于2mm，并应清除毛刺。

7)碳素结构钢工作地点温度低于-20℃、低合金结构钢工作地点的温度低于-15℃时，不得进行剪切和冲孔。

(4)制孔钢结构的许多构件上都有各种形状和尺寸的孔洞，以便螺栓连接或穿各种管线。制孔的方法有冲孔和钻孔两种。

冲孔一般在冲孔机或冲床上进行，一次可冲一个(单头冲床)或多个(多头冲床)孔眼，生产速度快，生产效率高，且能冲出多种形状的孔形。由于冲孔的原理是剪切，因此在冲孔过程中，在孔壁周围2~3mm内将产生严重的冷作硬化，冲孔质量较差，对钢板厚度和冲孔直径也有一定限制，一般只能冲较薄的钢板，直径一般不小于钢板的厚度，所以，当对孔的质量要求不高时，可以采用，如普通螺栓孔眼等。

钻孔在钻床上进行，可以钻任何厚度的钢材。钻孔的原理是切削，故孔壁损伤较小，质量较好，但生产效率较低，仅用厚钢板以及直接承受动力荷载作用的结构中。为了避免拼装时孔眼对不齐和加快钻孔速度，有时先在零件上冲成或钻成比设计孔径小3mm的孔，待结构预总装时再将孔扩钻到设计孔径。这样制成的栓孔属于I类孔。

(5)边缘加工有些构件根据其受力特点，常需经过刨边和铲边的工序。

例如当钢板采用对接焊缝时，或在吊车梁等直接承受动荷载作用的钢梁冀缘采用

K型焊缝时，或网架结构中焊接球的两个半球之间、钢管与球体之间的连接焊缝需坡口时，或柱头、柱脚和加劲肋需刨平顶紧时，以及制作过程中板边缘有严电冷作硬化时，均需进行边缘加工。

边缘加工有刨边、铲边和切削等方法。刨边通常在创边机、铣边机、滚边机、倒角机等上进行，对于几米长的钢板需要用大型龙门刨边机。刨边加工质量较好，但生产效率低、速度慢，成本高，因此，非特别要求时不宜使用，对一般的要求使用手持式角磨机即可。

铲边常用风铲进行，但质量较差，工作噪声大，目前仅一些小厂使用。对截面图形如钢管、网架半球等通常采用切割方式。

对于工作量不大，且加工质量要求不高的边缘加工，例如屋架连接角钢的铲棱可用风铲。风铲是一种利用高压空气作为动力的风动机具。其优点是设备简单，使用方便，成本低，缺点是噪声大，质量不如刨的好。

(6)冷弯及热弯钢结构工程中，有些结构需由钢材弯曲制成。如储液(气)罐、网架节点球等。当钢板或型钢需要弯成某一角度或弯成某一圆弧时,就需要经过弯曲这道工序。弯曲有冷弯和热弯两种。冷弯是在常温下直接将钢材弯曲成所需形状，也可在热塑状态下进行，称为热弯。钢板和型钢的玲弯一般可在三芯或多芯弯曲辊压机上进行。当需将钢板制成某截面形状的构件时，可采用模压机。模压机可根据要弯成的形状设置相应的上下冲模。冷弯加工设备简单,加工方便，成本较低，其曲率半径不宜过小，以免钢材的塑性损失过大和导致出现裂纹，影响使用，甚至危及结构安全。因此，一般仅用于曲率半径大或尺寸较小的构件弯曲。

零件、部件冷弯曲时，其曲率半径和最大弯曲矢高如设计无要求，应参照有关规定，满足冷弯曲的最小曲率要求。

对于厚钢板或型钢，当弯曲的角度过大或弯曲的曲率半径较小时，一般都需要将钢材加热至呈浅黄色(1000~1100℃)，然后放入模具内弯曲成型，即热弯。碳素结构钢温度下降到500~550℃之前(钢材表面呈现蓝色)和低合金钢结构温度下降到800~850℃之前(钢材表面呈现红色)应结束加工，并应使加工件缓慢冷却，以防钢材变脆。热加工使钢结构制造L序复杂化，制作成本高,提高了工.程造价，因此在设计时应尽量避免，热弯仅用于工字钢、槽钢、大角钢等截面尺寸较大构件的弯曲成型。

碳索结构钢和低合金结构钢加工过程中，零件可能扭曲，必须在装配前允许加热矫正，其加热温度严禁超过正火温度(900℃)。加热矫正后的低合金钢结构必须缓慢冷却，然后进行验收。验收合格的零件送到半成品仓库分类存放以备后面的工序使用。

(7)装配装配是把加工好的零件按照施工图拼装成构件，并点焊固定成型准备焊接。在构件最后装配前，必须再次检查各组装构件的外形尺寸、孔位、垂直度、平整度、弯曲构件的曲率等,符合要求后应将零件上的铁锈、毛刺和油污等消除下净。

有的构件在装配时，为了固定零件的相对位置常需用模架。在构件试装配时，应先将各零件配件用夹具固定在支架(或模架)上，然后对照施工图进行检查，合格后即用螺栓或焊缝将其固定成型。装配支架一般由型钢制成，个别情况下也有用硬质木材制成的。支架必须牢固、不变形且便于夹具固定和施工。

当零配件采用螺栓连接时，对次要的、非受力构件可用扳手或套简将其拧紧;对重要受力构件或直接承受动力荷载及高强螺栓必须使用气压动力扳手，并采用双蜾母或其他能防止螺母松动的有效措施。如将外露螺纹打毛或螺母与栓杆焊死，以及加设弹簧垫圈等。

对于型号相同且批量较大的焊接桁架常采用复制法装配，例如焊接钢屋架制作。复制法生产效率高，但要注意防止复制走样以保证装配质量。

(8)焊接钢结构的焊接通常采用电弧焊。电弧焊分手工、半自动和自动焊三种。其中，手工焊方便灵活，但焊接质量不稳定、波动大，一般仅用于短焊缝、曲边形或其他不规则焊缝，以及工地安装焊等，半自动和自动焊缝质量好、速度快，多用于长而真的焊缝及其他规则焊缝。焊接时采用合适的焊接方法，并且应采取必婴的技术措施以减小焊接残余应力和焊接残余变形。

构件焊缝的施焊常在焊接工作台或专门支架或转胎上进行，以取得最有利的船形施焊位置。构件焊完后，应及时清除焊缝表面的熔渣，并应按钢结构工程施工和验收规范的有关规定对焊缝质量进行检查，以满足设计要求。对于达不到设计要求的焊缝应铲掉重新补焊。当焊接后的残余变形超过规范规定的限值时，应采取相应的措施予以矫正。最合理的方法是采取合适的施焊次序，或在施焊前对构件给予反向变形,从而达到减小残余变形的目的。

(9)铣端、钻安装孔及总检查对于需要靠端面承压传力的构件的传力端应进行铣端。铣端一般应在专门的铣床上进行。当传力端是某一零件(如梁端支加劲肋)时，可将该端面刨平或用风铲铲平。刨平在刨床上进行。对于大而重的构件作铣端处理是很困难的，设计时应尽最避免。

钻安装孔一般都是在构件焊好之后进行，以保证它有较高的精确度，为便于安装时的调整，安装螺栓孔径可比螺杆直径大1~2mm。制安装孔有两种方法:一是在构件的相应零件上先冲成或钻成比设计孔径小3mm的孔，待各构件出厂前进行整个结构的预总装时，再扩钻到设计孔径;二是利用钻模在各构件上钻安装孔，这样就可免去预总装工序，比较简便。但钻模的制作比较费工，只在制作定型化或大量性构件的安装孔时采用。

通过以上.各道工序便完成了构件或运输单元的制造，然后对制好的构件进行验收。为了保证质量，安装螺栓孔钻完后,应对照施工图进行构件的全面检查,主要内容有:

1)几何尺寸及孔位检查。

2)焊缝有无脱落、虚焊，焊脚尺寸是否符合要求。

3)螺杆有无松动。

4)除锈、除污是否彻底。

验收检查合格的构件，应送到油漆装运车间进行油漆，在油漆时应注意以下各点:

1)在安装焊缝处留30~50mm宽范围暂不油漆。

2)按设计要求，某些摩擦型高强螺栓连接处的构件接触面不油漆。

3)要求喷涂防火涂料的构件，出厂前仅徐红丹防锈漆。

油漆结束后，应按施工图进行编号,然后装运上车,发运到安装工地。待工地施焊后再补刷油漆，以免影响预留部分的质量。

为了保证质量,除最后一次验收外，在各个制造阶段都应进行质量检查。关于对制造质量的要求，在钢结构工程施工及验收规范中都有详细规定，可参照执行。