高质量的工艺助力装配式钢结构建筑高速发展|杨教高『建筑钢结构智能制造』讲座系列NO.4

固建 机器人作为钢结构行业智能建造的先行者，探索者，为了帮助钢结构行业的相关从业人员对钢结构有更深的认知，提升专业水平，特在此做《建筑钢结构生产工艺、装备技术及智能化》讲座的系列连载文章，本系列讲座将介绍一些建筑钢结构基本情况，钢结构生产过程中的对钢材焊材的一些基本要求，各生产工序主要工艺方法和设备情况，下料、排版和坡口的开制原则与技巧，H型、十字形柱、箱型柱，圆管柱各类钢柱组立与组装的工艺要点，各工序的技术要点，焊接生产要点（焊前准备、焊接参数、过程重点与后热），工艺评定，多层焊技巧、焊接变形控制，返修焊缝要点，以及生产管理、质量、安全、成本和风险控制的要领。同时，从工艺和质量方面，就钢结构生产机械化自动化设备装备研发，智能化需求、焊接机器人技术等满足工艺技术要求提出了建议。本讲座对钢结构工厂生产、工艺管理和自动化智能化装备研发有较大的参考意义。

『本文为此系列第四期』

钢结构条料工序的几点工艺要求与技巧

1.重要构件（节点），特别是有Z向性能要求高强度钢，有低温韧性D、E级别DE 材料，如果买的不是探伤钢板（探伤钢板保证钢板内部的缺陷在规定级别要的范围内，较非探伤钢板要贵300-600元/吨），可以在下料前，对厚度≥40mm厚板构件，在焊道中心线两侧各2倍板厚加30mm的区域内进行超声波探伤抽查，确保原材料中没有裂纹、夹层等缺陷存在。以此避免返工损失。

2.钢板太厚，一般火焰切割机难以割穿。对厚度大于80mm钢板的切割应有足够的氧气压力外，必要时，厚板气割前应预热，预热温度宜在70～150℃，低温太低或钢板太厚可以再总结预热温度。

3.对于有起拱要求的构件，起拱应从下料腹板切割即开始：腹板下料时，按下图的办法需对腹板进行预起拱处理，并对起拱面做相应腹板下料示意图标记，组立时需对上翼缘进行起拱标记明确，如下图所示；

4.钢板最边条切割如边上余料不足时，可以在钢板边缘增加一道割嘴用于烘烤，避免割出来的条料因为两边热量不同而造成镰刀弯。

钢结构条料下料生产中常见的质量问题和解决办法

在接板和下料过程中，由于操作不当和材料供应等原因，常出现有翼板破口，条边挂渣，割缝不直，条料波浪，接缝弧坑，接缝不平，材质错误等质量问题，其中一些问题对自动化智能化组立和焊接有直接的影响。接板和下料生产中常见的质量问题产生的原因和对策见下表：

自动化、智能化设备对钢结构构件条料的供料的期望

对机械化和自动化组立时和自动化焊接时，BH钢的供给的条料还要注意以下几点要求：

1）条板（也称条料）的波浪变形要小。波浪变形大时，对腹板，头部容易上翘或下弯，造成端部不能很好的对中，特别是卧组机械设计时忽略了此问题，压点较离端部远时。

2）条板不能有较大的旁弯。如果翼板旁弯较大，通常设计卧式立设备是无法压直的；组立起来的构件也会出现偏心，或者弯曲量较大时，给后面自动跟踪焊缝和构件运行轨迹控制增加的了难度,必要时，用人工火焰校正来保证。

3）对接焊缝加强高的要进行必要的控制。尽管国家标准翼板焊缝加强高2-5mm都是合格的（如下表），但翼板的焊缝加强高过大，有出现较大的焊接缝隙，非常不利于后面的主焊缝的焊接（出现漏焊水），甚至造成焊接机器或焊接机器人无法焊接。

对接焊缝的加强太高，在机械化的组立中，确实会有较大的影响，造成卧组机液压头“顶住”，构件无法通过，需要人工干预。特别对于没有设计和使用经验的设备厂家，新品的卧式组立机器，就在使用中遇到这种麻烦。当然，我们可以通过人工对来料进行打磨或设计加入一个铣削装置来解决。

4）组立机组立出来的构件，如果割渣没有铲除，会影响组立出来的构件精度，更会出现影响后面主焊缝焊接质量问题。因此，建议在下料以后，一定要铲渣干净，最好设计一个清渣机构（设备），因此，在人工配置时，要考虑以上劳动量。