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超高层钢结构制作工艺介绍
（H型柱、十字型钢骨柱、箱形柱、十字柱和箱型柱、钢柱牛腿）

1、H型柱制作工艺
2、十字型钢骨柱制作工艺
3、箱形柱制作工艺
4、十字柱和箱型柱拼接
5、钢柱牛腿制作
6、材料质量控制
7、除锈、涂装、编号
8、包装、运输和交接

1、H型柱制作工艺
1）放样：各施工过程如钢板下料切割、H型钢组合、各部件和零件组装，构件预拼件组装全部需有专业放样工在加工面上和组装大样板上进行正确放样。放样后须经检验员检验，以确保零件、部件、构件加工几何尺寸，形位分差、角度、安装接触面等正确无误。
2）划线和号料：对尺寸较小板、杆材在无须要数控切割情况下，采取人工划线、号料。划线、号料人员应做到熟练制作样板、样杆，熟悉样板、样杆上标注符号和文字含意，搞清号料数量。
3）下料切割（含坡口）：包含气割、剪切和坡口。本企业下料切割关键设备有（1）伊萨—汉考克等离子切割机、（2）火焰多头数控切割机、（3）小车式火焰切割机、（4）卧式带锯床、（5）坡口机、（6）剪板机等。切割前应用矫正机对钢板或型材进行矫正。对焊接钢板或型钢还必需进行检验和探伤，确定合格后才准切割。加工要求应按企业内控标准检验切割面、几何尺寸、形状公差、切口截面、飞溅物等，检验合格后进行合理堆放，做上合格标识和零件编口
4）H型钢组立：组立关键是指H型钢埋弧焊前点焊定位固定，组立是在自动组立机上进行，组立前应对翼缘板和腹板去除毛刺、割渣，并应进行矫正，由放样人员划出中心线、定位线，待检验合格后才准上组立机进行组立点焊固定。
5）埋弧焊：埋弧焊关键是对钢柱、钢梁类H型钢焊接。柱、钢梁埋弧焊通常采取门式埋弧焊机电焊，量大而较规则H型钢则采取H型钢自动生产线制作。埋弧焊时必需依据钢板厚度和品种按工艺文件采取对应焊丝、电流、电压和焊接速度，同时必需注意焊剂质量，尤其是焊剂干燥度，H型钢焊随即应进行矫正。
6）锁口和端头加工：H型柱和主梁通常设计选择高强度螺栓连接，待H型钢加工及检验合格后，用端头铣进行端头铣平加工。加工时应确保尺寸正确。
7）构件组装：组装构件关键是柱、屋面钢梁和支撑，构件组装前必需先放大样。梁、柱H型钢端头板焊接前应进行端头铣平处理。组装构件通常为点焊成型，应待检验后才准交付正式焊接。
8）组装件手工焊接：组装件手工焊接采取CO 2气体焊机，焊接人员均按要求考评持证上岗，全部电焊（包含埋弧焊、气体焊、电弧焊）焊缝也均须打上焊工钢印号码，焊接后由检验人员进行外观检验和超声波探伤检验，合格后标上合格标识。
9）制孔：钢结构零件钻孔采取万向摇钻进行精密机械钻孔，部件、构件采取三维钻或磁性钻加划线和模板进行钻孔。为了确保钻孔精度和质量，采取模钻时均须有放样工放样划线划出基准轴线和孔中心。采取数控钻，其首次加工品均应在检验员首检合格情况下才准批量钻孔，零件、部件、构件钻孔后均需经检验员检验合格，做上合格标识后才准转序。
10）矫正：矫正工作贯穿钢结构制作整个过程，从下料前到下料、埋弧焊、组装手工
焊等均须矫正，以确保构件尺寸、质量、形状满足规范要求。矫正方法关键有自动矫正、火焰矫正等，关键采取设备为H型钢矫正机。
11）摩擦面处理：构件连接摩擦面端头应用铣床铣平，摩擦面经抛丸机处理表面摩擦度，在自然情况下使其产生浮锈。摩擦面加工同时应采取相同材料和加工方法制作试件，并进行摩擦系数试验，以确保摩擦系数达成要求要求。
12）构件表面处理：加工后零件、部件、构件应均按要求进行边缘加工，去除毛刺、焊渣、焊接飞溅物、污垢等，并进行表面检验。待构件成品并去净表面后，用抛丸除锈机进行表面除锈处理。除锈等级应在Sa2.5级以上。
13）油漆：除锈后构件应立即进行表面清理，并喷涂防锈底漆，油漆要求应按设计要求，油漆工艺应按作业指导书和对应品种油漆和使用说明书进行作业，油漆时环境温度和湿度由温湿度计控制以确保符合对应品种油漆工艺要求，喷涂厚度由测厚仪检验控制，每道油漆厚度应按使用说明书控制。油漆后，应由专员按图纸要求做上标识，构件关键标识有拼装号码，高度基准点，拼装基准线中心线，吊点等标识和标识。
2、十字型钢骨柱制作工艺
十字柱制作关键采取美国PEDDINGHAUS生产流水线；十字柱工程制作关键难点在于装配精度及焊接变形控制问题。对于装配精度，我们采取自动组立和工装夹具来确保；对于焊接变形，采取合适焊接工艺及加上必需机械和火工校正。T型钢制作两种方案：
①先组成H型钢焊接，后再切割成T型钢；②先组成T型钢，后再组成H型钢焊接。以上两种方案要经过工艺试验来最终确定。（提议用方案①）
1）方案①制作步骤：
十字柱制作步骤：
H型及T型钢制作步骤图：

2）方案②制作步骤
十字柱制作步骤：

H型钢制作步骤图：

T型钢制作步骤图：

3）下料
主材下料和开坡口使用火焰切割，切割前应选择适宜割嘴。主材切割使用多头切割机，并为以后型钢下料合适放加工余量，由直条切割机进行两边同时切割下料，开坡时使用两台双头半自动切割机以控制焊接变形。因为十字柱腹板需开双面坡口，所以由铣边机来完成。
切割后应检验尺寸并统计，如超差应立即向主管工艺员汇报。对切割后可能产生旁弯等变形应使用火焰矫正达成要求尺寸，切割后打磨去除割渣、飞溅、氧化物，对切割和坡口面超差缺点补焊、打磨处理。
4）组立
组立前应对焊接面仔细检验，消除氧化皮等异物。
（1）H型钢组立由自动组立机进行，确保装配精度。
（2）T型组立：
为降低T型钢焊接变形，采取2根T型钢组对焊接方法，组立次序以下：
① 将两块腹板用工艺板连接（工艺板两面对称安装）

② 组立（同H型钢组立）。以下图：

（3）组立后H型钢及T型钢（已组立成H型钢）下料、钻孔、锁口（两端头开坡口）均由美国peddinghaus企业生产锯床、三维钻、锁口机组成流水线上自动完成；然后，将T型钢中工艺板去掉，并磨平焊点。
5）焊接
（1）焊接坡口形式：

（2）焊接次序和焊接方法：
① H型焊接和T型焊接（已组立成H型）采取埋弧自动焊，船形焊位置，确保焊缝质量。T型柱制作，考虑到T型柱焊接变形，采取使两个T型柱组成H型后再进行焊接，严格控制了焊接变形，大大提升了产品质量。十字柱组立后焊接采取对称分段退焊，以控制变形。
② 十字型焊接按以下次序：
a．埋弧自动焊，水平位置两侧同时焊接，两丝前后交叉200cm以控制焊接变形。
具体次序：第一步：正面焊接1层，翻转180°；
第二步：后面焊接至板厚，翻转180°；
第三步：正面焊接至板厚。
b．埋弧自动焊船形焊位置，确保良好焊缝外观和成型。
6）矫正
H型钢和T型钢采取机械矫正和火焰矫正相结合。十字型矫正使用火焰矫正，矫正时应尤其注意对扭曲变形控制和预防；
7）十字型柱组立
十字型柱制作采取专用胎具来确保其尺寸要求，以下图：

3、箱形柱制作工艺
1）箱形柱制作步骤
箱形柱制作步骤：

2）箱形柱制作步骤图

箱型柱内隔板均进行机械加工，并在BOX自动组立机装配定位，确保装配精度。埋弧焊由美国林肯双弧双丝焊机来完成（两边同时焊接）；电渣焊由日产电渣焊机来进行，采取两边同时焊接，以控制变形；箱型柱端面由端面铣床进行机加工，确保了端面垂直度。
3）下料。方法和十字柱相同。
4）组立
（1）内隔板和电渣焊隔板进行组装后，进行机加工确保装配精度，以下图：

（2）U型组立以下图：

（3）箱型柱组立在专门流水线上进行，以下图：

（4）安装上翼板，以下图：

5）焊接
（1）焊前准备
检验各被组装零部件标识。
检验各组装件图号及尺寸形状正确性。
对零件焊接坡口处用磨光机或风砂轮打磨。
焊接时所用E5015焊条，在使用前用烘干炉350～400℃烘1～2小时，焊接时，放在保温筒内，随用随取。
（2）焊接参数
≥40mm厚钢板焊接应先预热150～200℃后，方可进行焊接。
先用气保焊打底，然后进行双丝埋弧焊。
CO2气体保护焊：H08Mn2SiA、φ1.2焊丝
焊接电流280~350A、电压28~38V
焊接速度300~150mm/min，气体流量25~50l/min
手工电弧焊： E5015型、φ4mm焊条
焊接电流160~180A、电压26~28V
埋弧焊： H08MnA、φ4mm焊丝；HJ431焊剂
焊接电流700~800A、电压35~45V
焊接速度350~400mm/min，焊丝伸出长35mm
电渣焊： φ2.4mm焊丝
焊接电流450~500A、电压45~50V
3）坡口型式

4、十字柱和箱型柱拼接
1） 十字柱和箱型柱拼接步骤

2）十字柱和箱型柱拼接方案
（1）将十字柱十字腹板插入到箱型柱里面，然后用专用长臂焊机进行焊接，以下图：

（2）将箱型柱四块板上开槽，并开一定坡口，然后将十字柱十字腹板插入四条槽中，最终进行焊接，以下图：

3）十字柱和箱型柱拼接图，栓钉焊使用专用螺柱焊机焊接。

5、钢柱牛腿制作
牛腿组对应有工装、模具，并对牛腿标高和垂直角度关键控制。牛腿制作质量好坏直接关系到现场安装质量。
对关键钢构件首件检验和验收是必需，它能预防产生钢构件批量质量缺点
6、材料质量控制
1）检验进场材料质量证实文件是否齐全、清楚、真实有效。
原、辅材料名称
主 要 检 验 内 容
钢板、钢管
质保书（出厂证实书或试验汇报单）
外观损伤及几何尺寸
理化试验、强度试验、弯曲试验
30 mm以上厚板应进行探伤和工艺性能评定
高强螺栓连接副
质保书、合格证
外观（包含裂纹等缺点）及几何尺寸
理化试验、强度试验、扭矩试验、硬度
焊丝、焊条
质保书、合格证、生产日期、型号规格、外观
首次使用应进行工艺评定试验
涂 料
质保书、、生产日期、型号、外观
工艺性能试验
首次使用分承包方应提供权威部门判定汇报
焊 剂
质保书、湿度
气 体
质保书、纯度
2）材料进厂时要检验其合格证书及炉、批号是否和钢板上钢印号相符。
3）材料进厂后应进行外观检验和尺寸检验，表面无显著锈蚀、麻坑等缺点。材料力学性能及化学成份应符合GB/T 1591-94要求。
4）≥40mm材料进厂后应抽样进行Z向拉伸试验和UT探伤试验。
Z向拉伸试验是利用钢板厚度方向断面收缩率来评定钢材层状撕裂敏感性。（试件制取部位和尺寸形状图所表示）

5）检验合格材料应做好材质和工程色标，并摆放在平整材料堆放胎架上。
7、除锈、涂装、编号
1）加工后零件、部件、构件均应按要求进行边缘加工，去除毛刺、焊渣、焊接飞溅物、污垢等，并进行表面检验。待构件成品并去净表面后，进行除锈处理。
构件连接板摩擦面经抛丸机处理表面摩擦度。摩擦面加工同时应采取相同材料和加工方法制作试件，并进行摩擦系数试验，以确保摩擦系数达成要求要求。
2）涂料涂装遍数、涂层厚度均应符合设计要求。构件表面不应误涂、漏涂，涂层不应脱皮和返锈等。涂层应均匀、无显著皱皮、流坠、针眼和气泡等。
3）涂装完成后，构件标志、标识和编号应清楚完整。（如钢柱中心线，柱、梁方向，标高和构件名称或编号等）
8、包装、运输和交接
构件包装形式由各加工厂自选，应以不影响安装质量和不丢失为标准，进行装箱或捆绑发运，构件发运应按委托方要求时间和安装次序配套提供。
1）钢结构配件应分类标识打包，各包装体上作好标识，零配件应标明名称、数量、生产日期。螺栓等应有可靠防水、防雨防潮方法。同一区域小构件打包在一起。不一样使用部位构件避免混包。
2）严格实施中国公路法，要求运输单位对参与运输车辆进行全方面检验、检修。
在材料运输前必需制订可靠运输计划，作好运输车辆调度安排，考虑雨天等不利原因，作好提前准备工作，确保材料按时抵达施工现场。
3）梁、柱构件全部用吊车或桁车装运，车上堆放合理，绑扎牢靠，装车时有专员检验。卸料时，应严格遵守起重机操作规程，不得斜拉、斜吊。起吊和放置时不能和其它物品发生碰撞。
应在运输车辆上预先准备枕木，以防油漆划伤。材料到现场，应按施工次序分类堆放，堆放全部必需整齐、合理,标识明确。高强螺栓连接副必需放在现场库房堆放。雨天要做好防雨淋方法，高强螺栓连接摩擦面应得到确实保护。
4）构件交接应对每次发运构件名称、规格、数量和构件质量等进行正确、全方面检验，并出具各车辆所装载构件出厂清单，随车抵达安装现场，同委托方交接。