CN102896480A - 双曲面h型钢的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双曲面H型钢的制作方法,包括如下步骤:1)水平板来料材质复验、水平板平板、预处理;2)计算机三维立体放样,平面展开;3)在数控切割机上切割下料;4)对H型钢腹板开坡口后,进行对接焊接;5)在腹板、翼缘板上划好折弯线和拼装线;6)根据三维坐标进行折弯胎架的制作;7)采用火焰矫正辅助冷弯成型的方法对腹板、翼缘板进行折弯;8)拼装胎架的制作;9)上下翼缘板分别上拼装胎架组拼定位焊点焊;10)焊接腹板与下翼缘板之间的焊缝;11)将构件从胎架中吊装出,翻身焊接腹板与上翼缘板之间的焊缝;12)返胎复检,用全站仪进行三维坐标检测。本发明使用设备简单,提高了制作效率和生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种双曲面H型钢的制作方法。
背景技术
在桥梁钢结构技术高速发展的今天,空间双曲结构H型钢也日趋广泛的应用在桥梁钢结构领域。目前国内外对双曲面H型钢还没有成熟的制作经验,部分专业厂家制作采用专用模具或用大型冷弯设备弯曲而成,其成本较高,周期较长,无法满足本工程的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种双曲面H型钢的制作方法,本发明解决了双曲面H型钢的制作这一难题,使用设备简单,有效的节约成本的同时能保证制作精度,并简化了制作流程,缩短制作工期,以提高了制作效率和生产效率。
为了达到上述目的,本发明的技术方案是:
一种双曲面H型钢的制作方法,包括如下步骤:1)水平板来料材质复验、水平板平板、预处理;2)计算机三维立体放样,将曲面H型钢的腹板、翼缘板平面展开;3)按照展开图形在数控切割机上将曲面H型钢的腹板、翼缘板切割下料;4)对H型钢腹板开坡口后,进行对接焊接;5)在腹板、翼缘板上划好折弯线和拼装线;6)根据三维坐标进行折弯胎架的制作;7)采用火焰矫正辅助冷弯成型的方法对腹板、翼缘板进行折弯;8)拼装胎架的制作;9)上下翼缘板分别上拼装胎架组拼定位焊点焊;10)焊接腹板与下翼缘板之间的焊缝;11)将构件从胎架中吊装出,翻身焊接腹板与上翼缘板之间的焊缝;12)返胎复检,用全站仪进行三维坐标检测。
所述的步骤6)中折弯胎架包括槽型钢、水平板、千斤顶、耳板、压杆;其中所述的槽型钢上分别安装有水平板和耳板,所述的水平板上安装有千斤顶;所述的耳板上通过螺栓安装有压杆;折弯胎架根据计算机对曲面H型钢的腹板、翼缘板放样,确定压板高程,然后将下料后的曲面H型钢腹板、翼缘板分别放置在胎架上,并采用压杆固定,根据弯曲程度,用千斤顶顶压腹板或翼缘板;采取火焰矫正加外力辅助的方法使腹板或翼缘板实现理论折弯尺寸,逐步实现工件的折弯成型。
所述的火焰校正温度为600-900℃。
所述的步骤8)中拼装胎架包括立柱、横向连接槽型钢、平台梁;所述的拼装胎架在水平的钢平台上搭建而成;其中每2个立柱为一组,每组中的2个立柱之间安装有横向连接槽型钢;其上安装有平台梁;每组立柱之间通过钢板条连接并弯曲成所述的曲面H型钢的腹板、翼缘板的弯度。
本发明的有益效果是:本发明解决了双曲面H型钢的制作这一难题,使用设备简单,有效的节约成本的同时能保证制作精度,并简化了制作流程,缩短制作工期,以提高了制作效率和生产效率。
附图说明
表1为本发明钢材表面颜色及其相应的温度表。
图1为本发明的双曲面H型钢的立体示意图;
图2为本发明的折弯胎架结构示意图;
图3为本发明的拼装胎架结构示意图;
图4为本发明的拼装胎架拼装图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的一种双曲面H型钢的制作方法,包括如下步骤:1)水平板来料材质复验、水平板平板、预处理;本实施例的双曲面H型钢是在两个平面上均有线型,如图1所示,图1中腹板11、上翼缘板12,下翼缘板13;通常制作的直线型H型钢大多是采用组立机进行组立,但是此类H型钢由于线型复杂多变,无法在组立机上完成。2)为了保证双曲面H型钢的制作精度,采取计算机CAD三维立体放样,建立三维坐标系,将曲面H型钢的腹板11、翼缘板(上翼缘板12,下翼缘板13)平面展开;3)按照展开图形在数控切割机上将展开后的翼缘板(上翼缘板12,下翼缘板13)、腹板11在切割下料;4)H型钢的腹板11根据焊缝等级要求开坡口,组立焊缝采用二氧化碳气体保护焊手工进行焊接;5)按照图纸尺寸施工,在腹板、翼缘板上划好折弯线15和拼装线16;纵向长度收缩计算按照如下公式进行,严格控制腹板长度以及变形量。δ=6.5*10-4*AW*L*Ej/A
δ—收缩量(mm)
AW—焊缝截面积(mm2)
L—杆件长度
Ej—线能量(J/cm)
A—构件截面积(mm2)
6)根据三维坐标进行折弯胎架的制作;如图2所示,所述的步骤6)中折弯胎架包括槽型钢1、水平板2、千斤顶3、耳板4、压杆5、框型梁14;其中所述的槽型钢1上分别安装有水平板2和耳板4,所述的水平板2上安装有千斤顶3;所述的耳板4上通过螺栓安装有压杆5;折弯胎架根据计算机对曲面H型钢的腹板11、翼缘板(上翼缘板12,下翼缘板13)放样,确定压板高程,然后将下料后的曲面H型钢腹板11或翼缘板(上翼缘板12,下翼缘板13)分别放置在胎架上,并采用压杆5固定,根据弯曲程度,用千斤顶3顶压腹板11或翼缘板(上翼缘板12,下翼缘板13);采取火焰矫正加外力辅助的方法使腹板11或翼缘板(上翼缘板12,下翼缘板13)实现理论折弯尺寸,逐步实现工件的折弯成型。所述的火焰校正温度为600-900℃。7)采用火焰矫正辅助冷弯成型的方法逐步对腹板11、翼缘板(上翼缘板12,下翼缘板13)进行折弯;火焰矫正是利用金属热胀冷缩的物理特性,采用烤具对构件火焰局部加热,金属热膨胀部分受周围冷金属的制约,不能自由变形而产生压缩塑性变形,冷却后压缩塑性变形残留下来,引起局部收缩,即在被加热处产生凝聚力,使金属构件获得矫正。矫正前必须测量弯曲变形值,根据所需变形情况确定火焰矫正部位,同时确定需加配重及外力大小,在构件上划出加热区域,确定加热区的数量,每次加热后须待自然冷却至室温,测量变形大小,然后确定下次加热区。火焰矫正加热温度的控制,对于低碳钢来说含碳量小于0.25%钢,由于加热范围较宽,可近似凭观察钢材的加热色估计加热温度,见表1所示,表1为钢材表面颜色及其相应的温度表。8)拼装胎架的制作;如图3所示,所述的步骤8)中拼装胎架包括立柱6、横向连接槽型钢7、平台梁8;所述的拼装胎架在水平的钢平台上搭建而成;其中每2个立柱6为一组,每组中的2个立柱6之间安装有横向连接槽型钢7;其上安装有平台梁8;每组立柱6之间通过钢板条9连接并弯曲成所述的曲面H型钢的腹板11、翼缘板(上翼缘板12,下翼缘板13)的弯度。9)如图4所示,上翼缘板12,下翼缘板13分别上拼装胎架组拼定位焊点焊;具体步骤为:首先将下翼缘板13上拼装胎架,检查各零件的几何尺寸,根据给定的坐标点定位H型钢下翼缘板13位置,组装前将步骤5中)腹板11上划好折弯线15和拼装线16区域延伸形成的待焊区域彻底清除的铁锈、氧化铁皮、油污、水分、车间底漆等有害物,使其表面显露出金属光泽。然后将腹板11的拼装按照下翼缘板13上的拼装线进行焊接,腹板11按正公差下料,不得出现负偏差。拼装时严格控制腹板11与下翼缘板13之间的垂直度,拼装前预留部分焊接收缩量,拼装时,为了防止焊接变形,在腹板11和下翼缘板13焊缝处每间隔1000mm的距离在腹板11两侧加设加肋板10;然后将双曲面折弯好的H型钢上翼缘板12吊装上拼装胎架,以腹板11为基准,依次在上翼缘板12上取坐标点,吊垂线,确保拼装的精度,上翼缘板12垂直腹板11平面,用码板点焊牢固;10)焊接腹板11与下翼缘板13之间的焊缝;11)将构件从胎架中吊装出,翻身焊接腹板11与上翼缘12之间的焊缝,严格控制焊接变形,防止杆件焊接产生扭曲、旁弯翻身焊接腹板与上翼缘板之间的焊缝;12)返胎复检,用全站仪进行三维坐标17检测。本实施例解决了双曲面H型钢的制作这一难题,使用设备简单,有效的节约成本的同时能保证制作精度,并简化了制作流程,缩短制作工期,以提高了制作效率和生产效率。
表1
Claims (4)
1.一种双曲面H型钢的制作方法,其特征在于包括如下步骤:1)水平板来料材质复验、水平板平板、预处理;2)计算机三维立体放样,将曲面H型钢的腹板、翼缘板平面展开;3)按照展开图形在数控切割机上将曲面H型钢的腹板、翼缘板切割下料;4)对H型钢腹板开坡口后,进行对接焊接;5)在腹板、翼缘板上划好折弯线和拼装线;6)根据三维坐标进行折弯胎架的制作;7)采用火焰矫正辅助冷弯成型的方法对腹板、翼缘板进行折弯;8)拼装胎架的制作;9)上下翼缘板分别上拼装胎架组拼定位焊点焊;10)焊接腹板与下翼缘板之间的焊缝;11)将构件从胎架中吊装出,翻身焊接腹板与上翼缘板之间的焊缝;12)返胎复检,用全站仪进行三维坐标检测。
2.如权利要求1所述的一种双曲面H型钢的制作方法,其特征在于:所述的步骤6)中折弯胎架包括槽型钢、水平板、千斤顶、耳板、压杆;其中所述的槽型钢上分别安装有水平板和耳板,所述的水平板上安装有千斤顶;所述的耳板上通过螺栓安装有压杆;折弯胎架根据计算机对曲面H型钢的腹板、翼缘板放样,确定压板高程,然后将下料后的曲面H型钢腹板、翼缘板分别放置在胎架上,并采用压杆固定,根据弯曲程度,用千斤顶顶压腹板或翼缘板;采取火焰矫正加外力辅助的方法使腹板或翼缘板实现理论折弯尺寸,逐步实现工件的折弯成型。
3.如权利要求2所述的一种双曲面H型钢的制作方法,其特征在于:所述的火焰校正温度为600-900℃。
4.如权利要求2所述的一种双曲面H型钢的制作方法,其特征在于:所述的步骤8)中拼装胎架包括立柱、横向连接槽型钢、平台梁;所述的拼装胎架在水平的钢平台上搭建而成;其中每2个立柱为一组,每组中的2个立柱之间安装有横向连接槽型钢;其上安装有平台梁;每组立柱之间通过钢板条连接并弯曲成所述的曲面H型钢的腹板、翼缘板的弯度。
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