CN111015096A - 一种钢结构生产加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢结构生产加工工艺，包括以下步骤：S1、钢材的检测；S2、钢材的预处理；S3、先对焊接头及焊接部位进行除锈、除渣、除油处理，再采用程序升温法对钢材的焊接处进行预热，利用焊剂和含硅焊丝对两焊接头进行焊接，焊接后降至室温，完成焊接操作；S4、将焊接完成的工件全部浸润到功能处理剂中，浸泡、取出、清水冲洗至冲洗水的PH值为中性；S5、钝化处理和漂洗；S6、根据图纸将工件进行组装，即完成钢结构生产加工工艺。本发明提出的加工工艺，操作简单，易于工厂化，且得到的钢结构防锈效果优异，焊点结构牢固。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种钢结构生产加工工艺。
背景技术
钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的梁钢、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。近年来，钢结构的建筑由于比混凝土结构的总用钢量少、抗震性好、安装速度快、造价低等优点，逐渐取代了混凝土在建筑领域的地位，尤其适合应用于是大型厂房、场馆、超高层等领域。虽然钢结构的建筑应用逐渐增多，但钢结构在实际生产过程中还是存在诸多问题的，比如除锈防锈方法的复杂，防锈效果的不理想，焊接牢固性差等。基于现有技术中存在的不足，本发明提出了一种钢结构生产加工工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有加工工艺存在的除锈防锈工艺复杂、防锈效果不理想、焊接牢固性差的问题，而提出的一种钢结构生产加工工艺。
一种钢结构生产加工工艺，包括以下步骤：
S1、钢材的检测：对钢结构的基础钢材进行检测，判断钢材是否满足现行国家或行业标准要求，若满足则送至预处理区，进行预处理，若不满足则直接送至退料区；
S2、钢材的预处理：按照钢结构图纸要求，选取相应尺寸的钢材，并进行切割、打磨，即得预处理钢材；
S3、焊接：先对焊接头及焊接部位两侧各30mm范围内进行除锈、除渣、除油处理，再采用程序升温法对钢材的焊接处进行预热，利用焊剂和含硅焊丝对两焊接头进行焊接，焊接电流为250～270A，焊接电压为35～45V，焊接速度为6～8m/h，焊接后对焊接处先进行第一次保温处理5～7h，再以4～6℃/min的速度降至300℃，进行第二次保温30min，再以2～3℃/min的速度降至230℃，进行第三次保温20min，再以1℃/min的速度降至室温，即完成焊接操作；
S4、除锈、防锈处理：将焊接完成的工件全部浸润到功能处理剂中，在50～60℃的条件下，浸泡90～120min，取出、清水冲洗至冲洗水的PH值为中性；
S5、钝化处理和漂洗：将步骤S4处理后的工件在钝化液中进行钝化处理，钝化时将镀件串动至少1次，得到的钝化膜以亮黄色为正常，用手指擦拭不掉为检验标准；钝化处理后的工件进行漂洗，漂洗水温不高于50℃，漂洗水清澈无异味，漂洗时间为10～30s；
S6、组装：根据图纸将步骤S6处理后的工件进行组装，即完成钢结构生产加工工艺。
优选的，步骤S3中，所述程序升温法的具体程序为：0～3min以2℃/min的速度升温，3.01～6min以4℃/min的速度升温，6.01～12min以6℃/min的速度升温，6.01min后以10℃/min的速度升温至预热所需温度。
优选的，步骤S3中，所述预热的温度为220～260℃，预热的时间为10～20min。
优选的，步骤S3中，所述第一次保温处理的温度为480～500℃。
优选的，步骤S4中，所述功能处理剂包括以下重量份的原料：聚乙烯醇2.4～4.6份、季四戊醇4.5～6.5份、乙酰柠檬酸三乙酯3.8～6.2份、非离子型聚丙烯酰胺0.2～0.4份、纳米氧化锌1.4～2.8份、水解聚马来酸酐0.024～0.032份、N-甲基吡咯烷酮0.03～0.05份、水200～220份、甘油10～16份。
优选的，所述功能处理剂由以下方法制得：先将水和甘油混合均匀后，加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌至完全溶解，升温至40～45℃，依次加入水解聚马来酸酐、聚乙烯醇、季四戊醇、乙酰柠檬酸三乙酯、非离子型聚丙烯酰胺和纳米氧化锌，搅拌20～30min，自然冷却至室温，即得功能处理剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提出的加工工艺，操作简单，易于工厂化，经过检测、选材、切割、打磨的常规处理后，采用程序审问的方式对钢材的焊接处进行预热，再按照合理焊接参数进行焊接，能够保证钢材焊点的稳定性和牢固性，同时也方便焊接操作的进行，再焊接结束后对工件的焊接处按照程序降温、保温的操作方式，能够使焊点的力学性质更接近于焊点两侧钢材，避免再使用过程中，由于应力不同导致的焊点脱落、断开的现象发生。除此之外，本发明使用配比合理的功能处理剂对焊接后的弓箭进行除锈、防锈处理，相比于传统的钢结构除锈、防锈方式，本发明提出的方式操作更便捷、生产加工过程更简单、而且经试验证明，本发明提出的除锈、防锈方法所达到的效果更理想，且在除锈、防锈过程中不会减弱焊点的牢固性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
本发明提出的一种钢结构生产加工工艺，包括以下步骤：
S1、钢材的检测：对钢结构的基础钢材进行检测，判断钢材是否满足现行国家或行业标准要求，若满足则送至预处理区，进行预处理，若不满足则直接送至退料区；
S2、钢材的预处理：按照钢结构图纸要求，选取相应尺寸的钢材，并进行切割、打磨，即得预处理钢材；
S3、焊接：先对焊接头及焊接部位两侧各30mm范围内进行除锈、除渣、除油处理，再采用程序升温法对钢材的焊接处进行预热，预热的温度为220℃，预热的时间为20min，所述程序升温法的具体程序为：0～3min以2℃/min的速度升温，3.01～6min以4℃/min的速度升温，6.01～12min以6℃/min的速度升温，6.01min后以10℃/min的速度升温至预热所需温度；利用焊剂和含硅焊丝对两焊接头进行焊接，焊接电流为250A，焊接电压为35V，焊接速度为6m/h，焊接后对焊接处先进行第一次保温处理7h，所述第一次保温处理的温度为500℃，再以4℃/min的速度降至300℃，进行第二次保温30min，再以2℃/min的速度降至230℃，进行第三次保温20min，再以1℃/min的速度降至室温，即完成焊接操作；
S4、除锈、防锈处理：将焊接完成的工件全部浸润到功能处理剂中，在50℃的条件下，浸泡120min，取出、清水冲洗至冲洗水的PH值为中性；
所述功能处理剂包括以下重量份的原料：聚乙烯醇2.4份、季四戊醇6.5份、乙酰柠檬酸三乙酯3.8份、非离子型聚丙烯酰胺0.4份、纳米氧化锌1.4份、水解聚马来酸酐0.032份、N-甲基吡咯烷酮0.03份、水220份、甘油10份；所述功能处理剂由以下方法制得：先将水和甘油混合均匀后，加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌至完全溶解，升温至45℃，依次加入水解聚马来酸酐、聚乙烯醇、季四戊醇、乙酰柠檬酸三乙酯、非离子型聚丙烯酰胺和纳米氧化锌，搅拌30min，自然冷却至室温，即得功能处理剂；
S5、钝化处理和漂洗：将步骤S4处理后的工件在钝化液中进行钝化处理，钝化时将镀件串动至少1次，得到的钝化膜以亮黄色为正常，用手指擦拭不掉为检验标准；钝化处理后的工件进行漂洗，漂洗水温不高于50℃，漂洗水清澈无异味，漂洗时间为30s；
S6、组装：根据图纸将步骤S6处理后的工件进行组装，即完成钢结构生产加工工艺。
实施例2
本发明提出的一种钢结构生产加工工艺，包括以下步骤：
S1、钢材的检测：对钢结构的基础钢材进行检测，判断钢材是否满足现行国家或行业标准要求，若满足则送至预处理区，进行预处理，若不满足则直接送至退料区；
S2、钢材的预处理：按照钢结构图纸要求，选取相应尺寸的钢材，并进行切割、打磨，即得预处理钢材；
S3、焊接：先对焊接头及焊接部位两侧各30mm范围内进行除锈、除渣、除油处理，再采用程序升温法对钢材的焊接处进行预热，预热的温度为240℃，预热的时间为15min，所述程序升温法的具体程序为：0～3min以2℃/min的速度升温，3.01～6min以4℃/min的速度升温，6.01～12min以6℃/min的速度升温，6.01min后以10℃/min的速度升温至预热所需温度；利用焊剂和含硅焊丝对两焊接头进行焊接，焊接电流为260A，焊接电压为40V，焊接速度为7m/h，焊接后对焊接处先进行第一次保温处理6h，所述第一次保温处理的温度为490℃，再以5℃/min的速度降至300℃，进行第二次保温30min，再以3℃/min的速度降至230℃，进行第三次保温20min，再以1℃/min的速度降至室温，即完成焊接操作；
S4、除锈、防锈处理：将焊接完成的工件全部浸润到功能处理剂中，在55℃的条件下，浸泡100min，取出、清水冲洗至冲洗水的PH值为中性；
所述功能处理剂包括以下重量份的原料：聚乙烯醇3.5份、季四戊醇5.5份、乙酰柠檬酸三乙酯5.4份、非离子型聚丙烯酰胺0.3份、纳米氧化锌2份、水解聚马来酸酐0.028份、N-甲基吡咯烷酮0.04份、水210份、甘油13份；所述功能处理剂由以下方法制得：先将水和甘油混合均匀后，加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌至完全溶解，升温至40℃，依次加入水解聚马来酸酐、聚乙烯醇、季四戊醇、乙酰柠檬酸三乙酯、非离子型聚丙烯酰胺和纳米氧化锌，搅拌30min，自然冷却至室温，即得功能处理剂；
S5、钝化处理和漂洗：将步骤S4处理后的工件在钝化液中进行钝化处理，钝化时将镀件串动至少1次，得到的钝化膜以亮黄色为正常，用手指擦拭不掉为检验标准；钝化处理后的工件进行漂洗，漂洗水温不高于50℃，漂洗水清澈无异味，漂洗时间为20s；
S6、组装：根据图纸将步骤S6处理后的工件进行组装，即完成钢结构生产加工工艺。
实施例3
本发明提出的一种钢结构生产加工工艺，包括以下步骤：
S1、钢材的检测：对钢结构的基础钢材进行检测，判断钢材是否满足现行国家或行业标准要求，若满足则送至预处理区，进行预处理，若不满足则直接送至退料区；
S2、钢材的预处理：按照钢结构图纸要求，选取相应尺寸的钢材，并进行切割、打磨，即得预处理钢材；
S3、焊接：先对焊接头及焊接部位两侧各30mm范围内进行除锈、除渣、除油处理，再采用程序升温法对钢材的焊接处进行预热，预热的温度为260℃，预热的时间为10min，所述程序升温法的具体程序为：0～3min以2℃/min的速度升温，3.01～6min以4℃/min的速度升温，6.01～12min以6℃/min的速度升温，6.01min后以10℃/min的速度升温至预热所需温度；利用焊剂和含硅焊丝对两焊接头进行焊接，焊接电流为270A，焊接电压为45V，焊接速度为8m/h，焊接后对焊接处先进行第一次保温处理5h，所述第一次保温处理的温度为480℃，再以6℃/min的速度降至300℃，进行第二次保温30min，再以3℃/min的速度降至230℃，进行第三次保温20min，再以1℃/min的速度降至室温，即完成焊接操作；
S4、除锈、防锈处理：将焊接完成的工件全部浸润到功能处理剂中，在60℃的条件下，浸泡90min，取出、清水冲洗至冲洗水的PH值为中性；
所述功能处理剂包括以下重量份的原料：聚乙烯醇4.6份、季四戊醇4.5份、乙酰柠檬酸三乙酯6.2份、非离子型聚丙烯酰胺0.2份、纳米氧化锌2.8份、水解聚马来酸酐0.024份、N-甲基吡咯烷酮0.05份、水200份、甘油16份；所述功能处理剂由以下方法制得：先将水和甘油混合均匀后，加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌至完全溶解，升温至45℃，依次加入水解聚马来酸酐、聚乙烯醇、季四戊醇、乙酰柠檬酸三乙酯、非离子型聚丙烯酰胺和纳米氧化锌，搅拌20min，自然冷却至室温，即得功能处理剂；
S5、钝化处理和漂洗：将步骤S4处理后的工件在钝化液中进行钝化处理，钝化时将镀件串动至少1次，得到的钝化膜以亮黄色为正常，用手指擦拭不掉为检验标准；钝化处理后的工件进行漂洗，漂洗水温不高于50℃，漂洗水清澈无异味，漂洗时间为10s；
S6、组装：根据图纸将步骤S6处理后的工件进行组装，即完成钢结构生产加工工艺。
对比例1
本发明提出的一种钢结构生产加工工艺，包括以下步骤：
S1、钢材的检测：对钢结构的基础钢材进行检测，判断钢材是否满足现行国家或行业标准要求，若满足则送至预处理区，进行预处理，若不满足则直接送至退料区；
S2、钢材的预处理：按照钢结构图纸要求，选取相应尺寸的钢材，并进行切割、打磨，即得预处理钢材；
S3、焊接：先对焊接头及焊接部位两侧各30mm范围内进行除锈、除渣、除油处理，再采用程序升温法对钢材的焊接处进行预热，预热的温度为240℃，预热的时间为15min，所述程序升温法的具体程序为：0～3min以2℃/min的速度升温，3.01～6min以4℃/min的速度升温，6.01～12min以6℃/min的速度升温，6.01min后以10℃/min的速度升温至预热所需温度；利用焊剂和含硅焊丝对两焊接头进行焊接，焊接电流为260A，焊接电压为40V，焊接速度为7m/h，焊接后对焊接处先进行第一次保温处理6h，所述第一次保温处理的温度为490℃，再以5℃/min的速度降至300℃，进行第二次保温30min，再以3℃/min的速度降至230℃，进行第三次保温20min，再以1℃/min的速度降至室温，即完成焊接操作；
S4、除锈、防锈处理：将焊接完成的工件全部浸润到功能处理剂中，在55℃的条件下，浸泡100min，取出、清水冲洗至冲洗水的PH值为中性；
所述功能处理剂包括以下重量份的原料：水210份、甘油13份；所述功能处理剂由以下方法制得：将水和甘油混合均匀，即得功能处理剂；
S5、钝化处理和漂洗：将步骤S4处理后的工件在钝化液中进行钝化处理，钝化时将镀件串动至少1次，得到的钝化膜以亮黄色为正常，用手指擦拭不掉为检验标准；钝化处理后的工件进行漂洗，漂洗水温不高于50℃，漂洗水清澈无异味，漂洗时间为20s；
S6、组装：根据图纸将步骤S6处理后的工件进行组装，即完成钢结构生产加工工艺。
利用上述实施例1～3和对比例1的加工工艺对相同批次的钢材进行加工生产钢结构，将钢结构放入恒温恒湿箱中，湿度为70％、温度为60℃，观察放置100天、110天、120天后的现象，结果如下：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | |
| 放置100天后的现象 | 无白斑 | 无白斑 | 无白斑 | 大量白斑 |
| 放置110天后的现象 | 无白斑 | 无白斑 | 无白斑 | 大量白斑 |
| 放置120天后的现象 | 无白斑 | 无白斑 | 少量白斑 | 大量白斑 |
试验结果显示，相比于对比例，本发明实施例1～3的加工工艺得到的钢结构防锈性能更加优异。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种钢结构生产加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、钢材的检测：对钢结构的基础钢材进行检测，判断钢材是否满足现行国家或行业标准要求，若满足则送至预处理区，进行预处理，若不满足则直接送至退料区；
S2、钢材的预处理：按照钢结构图纸要求，选取相应尺寸的钢材，并进行切割、打磨，即得预处理钢材；
S3、焊接：先对焊接头及焊接部位两侧各30mm范围内进行除锈、除渣、除油处理，再采用程序升温法对钢材的焊接处进行预热，利用焊剂和含硅焊丝对两焊接头进行焊接，焊接电流为250～270A，焊接电压为35～45V，焊接速度为6～8m/h，焊接后对焊接处先进行第一次保温处理5～7h，再以4～6℃/min的速度降至300℃，进行第二次保温30min，再以2～3℃/min的速度降至230℃，进行第三次保温20min，再以1℃/min的速度降至室温，即完成焊接操作；
S4、除锈、防锈处理：将焊接完成的工件全部浸润到功能处理剂中，在50～60℃的条件下，浸泡90～120min，取出、清水冲洗至冲洗水的PH值为中性；
S5、钝化处理和漂洗：将步骤S4处理后的工件在钝化液中进行钝化处理，钝化时将镀件串动至少1次，得到的钝化膜以亮黄色为正常，用手指擦拭不掉为检验标准；钝化处理后的工件进行漂洗，漂洗水温不高于50℃，漂洗水清澈无异味，漂洗时间为10～30s；
S6、组装：根据图纸将步骤S6处理后的工件进行组装，即完成钢结构生产加工工艺。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构生产加工工艺，其特征在于，步骤S3中，所述程序升温法的具体程序为：0～3min以2℃/min的速度升温，3.01～6min以4℃/min的速度升温，6.01～12min以6℃/min的速度升温，6.01min后以10℃/min的速度升温至预热所需温度。
3.根据权利要求1所述的一种钢结构生产加工工艺，其特征在于，步骤S3中，所述预热的温度为220～260℃，预热的时间为10～20min。
4.根据权利要求1所述的一种钢结构生产加工工艺，其特征在于，步骤S3中，所述第一次保温处理的温度为480～500℃。
5.根据权利要求1所述的一种钢结构生产加工工艺，其特征在于，步骤S4中，所述功能处理剂包括以下重量份的原料：聚乙烯醇2.4～4.6份、季四戊醇4.5～6.5份、乙酰柠檬酸三乙酯3.8～6.2份、非离子型聚丙烯酰胺0.2～0.4份、纳米氧化锌1.4～2.8份、水解聚马来酸酐0.024～0.032份、N-甲基吡咯烷酮0.03～0.05份、水200～220份、甘油10～16份。
6.根据权利要求5所述的一种钢结构生产加工工艺，其特征在于，所述功能处理剂由以下方法制得：先将水和甘油混合均匀后，加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌至完全溶解，升温至40～45℃，依次加入水解聚马来酸酐、聚乙烯醇、季四戊醇、乙酰柠檬酸三乙酯、非离子型聚丙烯酰胺和纳米氧化锌，搅拌20～30min，自然冷却至室温，即得功能处理剂。
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