一种十字柱扭曲变形控制方法

技术领域

本发明属于钢构焊接技术领域，具体而言，涉及一种十字柱扭曲变形控制方法。

背景技术

现有技术中对钢结构十字柱生产制作时，由于制作人员经常忽视制作中的切割形变、焊接变形、烤火矫正等多种发生可能会发生变形的操作，往往造成十字柱制作完成后扭曲变形，使得十字柱扭曲后无法校正，导致后期十字柱生产困难及返修无效，造成人工成本及材料的浪费。

鉴于此，目前亟需发明一种钢板焊接制作超大型十字柱的控制其扭曲变形的方法，来有效解上述问题。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种十字柱扭曲变形控制方法，旨在解决上述技术问题。

为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：

一种十字柱扭曲变形控制方法，应用于使用钢板材料制作超大钢结构十字柱时精准不易变形，避免超大十字柱制作产生形变后难以进行矫正，包括以下步骤：

步骤S1、零件的设计与加工、

根据设计图纸要求首先将组成十字柱的各零件图纸进行整理，十字柱由翼缘板、腹板以及肋板三种零件组成，通过根据图纸进行合理下料，并在翼缘板和腹板的长度方向设置好后期加工余量，同时针对肋板进行数控加工处理；

步骤S2、H型钢制作、

H型钢由一张腹板和两张翼缘板组成，将两张翼缘板与腹板放入组立机组装成H型钢，组装成型后对H型钢主焊缝进行加焊，增加其刚性，完成后将H型钢放入胎架上，然后使用多种焊接方式对H型钢主焊缝进行焊接，并调校其形位公差以符合标准；

步骤S3、T型钢制作、

将制作调校完成的H型钢沿其腹板长度方向的中线切割分成两个T型钢，并调校其形位公差以符合标准；

步骤S4、十字柱组装焊接、

将H型钢放置在平整的胎板上，并将各肋板分为多组后等距点焊固定在H型钢两边，然后再将T型钢吊装使其腹板插入到各相对设置的两块肋板中间进行组装，组装时检查T型钢的腹板与H型钢的腹板间的相互距离，组装完成后对焊缝进行加焊，增加构件的刚性，然后翻转构件，在H型钢的反面以相同方式组装各肋板和T型钢，并进行焊接加固增加构件的刚性，完成十字柱的整体拼装；

步骤S5、组装后的检测。

进一步的，步骤S1中，下料前须检查钢板平整度，并使用平板机对钢板进行矫平，然后将其放入切割平台，再使用直条切割机对翼缘板和腹板进行切割，同时导入数控编程程序对异形的肋板进行数控切割。

进一步的，步骤S2中，的多种焊接方式包括：使用多层多道焊、对称焊等焊接方式对H型钢进行焊接，焊接过程中观察翼缘板变形的大小对H型钢进行翻面，使用对称焊对H型钢另一条主焊缝进行焊接。

进一步的，步骤S3中，通过沿H型钢的腹板长度方向的中心位置以每间隔1000mm开设20～30mm的分段式切割口的切割方式进行切割，将制作T型钢的H型钢进行标记区分，方便整体搬运的同时也方便后期进行切分组装。

进一步的，焊接时，优先焊接肋板与十字柱的焊缝，防止焊接十字柱主焊缝时，十字柱的腹板发生偏移，肋板焊接完成后再焊十字柱主焊缝，主焊缝焊接时采用对称焊法，多层多道焊等方式进行焊接，焊接过程中留意十字柱的焊接变形，防止焊接过程中产生不必要的扭曲变形。

进一步的，焊接时，十字柱许放置在平整的胎板或者胎架上，十字柱与胎架的支撑点不少于三点，防止焊接过程中十字柱因焊接与自重发生变形。

进一步的，焊前做好焊接工艺卡，待焊前报检完成后按照焊接工艺卡对十字柱焊缝进行焊接。

进一步的，步骤S5中，组装完成后须检查十字柱的垂直度、直线度以及整体变形度是否发生形变，对其进行调校至符合要求，并对焊缝进行报检。

本发明的有益效果是：

1、本发明针对十字柱在下料前对板材优先进行矫平、在下料切割零件板、组装零构件时均检查零构件的直线度、扭曲变形等参数，避免后期组装十字柱时因零构件自身扭曲变形无法组装及组装后导致十字柱发生形变。

2、本发明十字柱所制作T型钢是由H型钢制作完成后再切割H型钢的腹板形成，并在切割后检查T型钢的直线度与扭曲度，对发生形变的构件进行矫正，并在组装十字柱的过程中随时检查，避免十字柱在发生扭曲变形后无法修复。

3、本发明在H型钢焊接过程中焊接主焊缝时采用对称焊的方法随时检查H型钢的焊接变形来翻转H型钢进行焊接，有效解决H型钢的的变形量,且本发明十字柱焊接时首先对十字柱肋板进行施焊，避免T型钢发生偏移，导致后期无法修复。

4、本发明提供一种十字柱生产过程中防止扭曲变形的制作方法，可在制作过程中检查并预防十字柱发生变形，避免十字柱变形后返修及报废。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的方法流程图；

图2为十字柱整体立体结构示意图；

图3为H型钢的横截平面结构示意图；

图4为各肋板焊接位置立体布置图；

图5为T型钢的组装焊接结构示意图。

图示：1、H型钢；2、肋板；3、T型钢；4、翼缘板；5、腹板。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参阅图1-5，本发明提供一种十字柱扭曲变形控制方法，应用于使用钢板材料制作超大钢结构十字柱时精准不易变形，避免超大十字柱制作产生形变后难以进行矫正，包括以下步骤：

步骤S1、零件的设计与加工、

根据设计图纸要求首先将组成十字柱的各零件图纸进行整理，十字柱由翼缘板4、腹板5以及肋板2三种零件组成，通过根据图纸进行合理下料，并在翼缘板4和腹板5的长度方向设置好后期加工余量，同时针对肋板2进行数控加工处理；

其中，下料前须检查钢板平整度，并使用平板机对钢板进行矫平，然后将其放入切割平台，再使用直条切割机对翼缘板4和腹板5进行切割，同时导入数控编程程序对异形的肋板2进行数控切割。

步骤S2、H型钢1制作、

H型钢1由一张腹板5和两张翼缘板4组成，将两张翼缘板4与腹板5放入组立机组装成H型钢1，组装成型后对H型钢1主焊缝进行加焊，增加其刚性，完成后将H型钢1放入胎架上，然后使用多种焊接方式对H型钢1主焊缝进行焊接，并调校其形位公差以符合标准；

其中，多种焊接方式包括：使用多层多道焊、对称焊等焊接方式对H型钢1进行焊接，焊接过程中观察翼缘板4变形的大小对H型钢1进行翻面，使用对称焊对H型钢1另一条主焊缝进行焊接，焊接时采用的焊接参数如表1所示：

表1主焊缝焊接规范参数

步骤S3、T型钢3制作、

将制作调校完成的H型钢1沿其腹板5长度方向的中线切割分成两个T型钢3，并调校其形位公差以符合标准；

其中，通过沿H型钢1的腹板5长度方向的中心位置以每间隔1000mm开设20～30mm的分段式切割口的切割方式进行切割，将制作T型钢3的H型钢1进行标记区分，方便整体搬运的同时也方便后期进行切分组装。

步骤S4、十字柱组装焊接、

将H型钢1放置在平整的胎板上，并将各肋板2分为三组后等距点焊固定在H型钢1两边，然后再将T型钢3吊装使其腹板5插入到各相对设置的两块肋板2中间进行组装，组装时检查T型钢3的腹板5与H型钢1的腹板5间的相互距离，组装完成后对焊缝进行加焊，增加构件的刚性，然后翻转构件，在H型钢1的反面以相同方式组装各肋板2和T型钢3，并进行焊接加固增加构件的刚性，完成十字柱的整体拼装；

其中，三组肋板2每组包括六块，分为相对设置的各三块呈对称设置，且分别点焊于H型钢1两侧与两张翼缘板4连接处；

步骤S5、组装后的检测，其中，组装完成后须检查十字柱的垂直度、直线度以及整体变形度是否发生形变，对其进行调校至符合要求，并对焊缝进行报检。

除上述五个步骤外，在焊接过程中还需要的注意是：

(1)焊接时，优先焊接肋板2与十字柱的焊缝，防止焊接十字柱主焊缝时，十字柱的腹板5发生偏移，肋板2焊接完成后再焊十字柱主焊缝，主焊缝焊接时采用对称焊法，多层多道焊等方式进行焊接，焊接过程中留意十字柱的焊接变形，防止焊接过程中产生不必要的扭曲变形，焊接参数如表2所示：

表2焊接规范参数

(2)焊接时，十字柱许放置在平整的胎板或者胎架上，十字柱与胎架的支撑点不少于三点，防止焊接过程中十字柱因焊接与自重发生变形。

(3)焊前做好焊接工艺卡，待焊前报检完成后按照焊接工艺卡对十字柱焊缝进行焊接。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。