超厚板复杂田字柱的建造方法技术

本发明专利技术是一种超厚板复杂田字柱的建造方法，包括步骤1、对超厚板复杂田字柱的板材进行热处理；步骤2、制定超厚板复杂田字柱的拼装方法：步骤3、制定田字柱的焊接方法；步骤3.1、焊前优化坡口形式；步骤3.2、田字柱四个角接头处为防止层状撕裂，需在翼缘板上也开坡口，总坡口角度30

【技术实现步骤摘要】
超厚板复杂田字柱的建造方法


[0001]本专利技术涉及钢结构的建造
，具体是一种超厚板复杂田字柱的建造方法。

技术介绍

[0002]随着钢结构制作技术的发展，在一些环带桁架、伸臂桁架的高层、超高层建筑体系中，出现了刚性大、强度高、节点复杂、满足造型的超厚板复杂钢柱。
[0003]超厚板复杂田字柱便是上述结构中的一种，其位于伸臂桁架与核心筒连接处，在此节点区域设计将原异形十字柱补强成为田字柱，牛腿与田字柱主焊缝交汇，主体板厚为80mm，材质Q420GJC。按照传统直接装配焊接的加工方法，将田字柱本体组装焊接完成后，箱型牛腿、剪力墙再装配到柱本体上，这样牛腿与柱本体主焊缝重合，焊接应力大，易产生层状撕裂。因此设计院通常采用锻钢件或者铸钢件节点方式进行处理，这样能有效解决焊缝重合、层状撕裂等难题，保证成品质量。缺点是：锻钢件或者铸钢件生产工艺较为复杂，锻造或者铸造、制模、热处理、机加工生产周期长，造价成本高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提出一种能够缩短施工周期、降低生产成本的超厚板焊缝重合区域节点的装配焊接方法。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术是这样实现的：一种超厚板复杂田字柱的建造方法，步骤1、对超厚板复杂田字柱的板材进行热处理：步骤1.1、超厚板采用折弯机冷弯，根据设计的煨弯角度合理分配每一次的变形量，变形量不易过大；同时需控制冷弯速度，增大冷弯曲率半径，最小不得低于12t；步骤1.2、将钢板冷弯之后，采用消应力退火的工艺可保证超厚板力学性能满足规范要求；退火采用电加热方法，用4块电加热板和石棉毯包裹弯弧及两侧约200mm范围，将钢板温度加热到稍低于Ac1的温度，400℃~620℃升温时间65分钟；控制在620
±
20℃，保温120分钟；620℃降温到400℃时间80分钟；步骤2、制定超厚板复杂田字柱的拼装方法：步骤2.1、将复杂田字柱分解成田字柱（1）、箱形牛腿及侧板（2）、钢板剪力墙（3）、三角加腋（4），步骤2.2、选择采取退装退焊方式；首先加工田字柱（1），箱形牛腿及侧板（2）、钢板剪力墙（3）、三角加腋（4）同时组立焊接，形成单个角柱的组成部分，步骤2.3、待田字柱焊接探伤合格后，依次将形牛腿及侧板（2）、钢板剪力墙（3）装配焊接在田字柱（1）的四周，十字柱则装配在田字柱（1）的上下端，箱形牛腿及侧板（2）、钢板剪力墙（3）装配探伤合格后再装配焊接钢板剪力墙3两边的侧板，最后装配焊接三角加腋（4）；步骤2.4、田字柱的腹板将翼缘板分割成四块，每一块内部的长宽不小于500mm，该
尺寸所形成的空间用于作业人员局部钻进去施焊，为控制焊接变形，田字柱（1）的七块零件板采取整体装配的方式，提前将腹板及翼缘板开好坡口及槽口，加设焊接垫板，坡口角度为30
°
，焊接间隙10mm，为防止焊接变形，每条焊缝先全部打底，然后依次焊接该每条焊缝的1/3，不要一次性焊接完，焊前做好预热工作；步骤3、制定田字柱的焊接方法；步骤3.1、焊前优化坡口形式，田字柱焊缝均为全熔透一级焊缝，焊接位置需加6*30垫板；焊接坡口角度为30
°
，坡口角度偏差＜5
°
，焊接间隙为10mm；组装前将坡口开到底，坡口及其边缘的表面应匀整、光洁，且无毛刺、分层、裂纹和其他对焊接质量与强度有不利影响的缺陷；步骤3.2、田字柱四个角接头处为防止层状撕裂，需在翼缘板上也开坡口，总坡口角度30
°
，焊接间隙10mm；步骤3.3、焊接总体顺序：田字组装好后先打底，然后先焊外框焊缝，再焊内部腹板焊缝，最后焊接贯穿的腹板焊缝；步骤3.3.1、首先将所有条焊缝都打底一道，打底顺序按照编号1
‑
7；步骤3.3.2、然后编号1的四条外框焊缝同时焊接，填充至焊缝的1/3为止；同一编号的焊缝原则上应多人同时对称施焊；步骤3.3.3、再按照编号2
‑
7的顺序填充至焊缝的1/3为止；步骤3.3.4、重复按照编号为1
‑
7的顺序，依次将焊缝填充至2/3后；最后再循环进行一次翻身、对称焊接，将所有焊缝填充饱满；步骤3.3.5、编号1的主焊缝最后盖面宜选用埋弧焊焊接，可更好地保证焊缝外观成型质量；步骤3.3.6、多层多道焊接过程，需逐层锤击消除应力，严禁一次将焊缝填充太多；步骤3.3.7、焊接过程中，多次测量外形尺寸，对于出现焊接变形可及时纠偏校正。
[0006]本专利技术所示的建造方法，与现有技术相比所具有的优点或积极效果：（1）本专利技术采用超厚板折弯工艺，有效避免与主焊缝重合，降低层状撕裂的风险，优化了焊接难度，加快了生产周期，比锻钢件或者铸钢件造价成本大大降低。
[0007]（2）整个复杂柱采用化整为零分块单元独立装焊的方法，提前释放了各个独立单元的焊接应力，可以在制造环节降本增效，提高了工作效率，创造经济效益。
附图说明
[0008]图1 消应力退火温度曲线图。
[0009]图2 复杂田字柱三维视图。
[0010]图3 分解单体视图。
[0011]图4 田字柱装配示意图。
[0012]图5 焊缝坡口示意图。
[0013]图6 特殊位置坡口示意图。
[0014]图7 焊接顺序示意图。
具体实施方式
[0015]以下通过具体实施例进一步说明本专利技术。
[0016]一种超厚板复杂田字柱装配焊接方法，包括步骤一、探索研究一种超厚板煨弯满足规范性能要求的热处理工艺，如图1所示；超厚板采用折弯机冷弯，根据设计的煨弯角度合理分配每一次的变形量，变形量不易过大；同时需控制冷弯速度，增大冷弯曲率半径（最小不得低于12t）。
[0017]通过大量试验数据证实，将钢板冷弯之后，采用消应力退火的工艺可保证超厚板力学性能满足规范要求。退火采用电加热方法，用4块电加热板和石棉毯包裹弯弧及两侧约200mm范围。将钢板温度加热到稍低于Ac1的温度，400℃~620℃升温时间65分钟；控制在620
±
20℃，保温120分钟；620℃降温到400℃时间80分钟。
[0018]步骤二、制定复杂田字柱拼装工艺；如图2、图3所示，超厚板复杂田字柱的结构形式如附图所示，将复杂田字柱分解成以下四部分，分别为1田字柱、2箱形牛腿及侧板、3钢板剪力墙、4三角加腋，采取退装退焊方式。首先加工第1部分田字柱，第2
‑
4部分可以同时组立焊接，形成单个角柱的组成部分。待田字柱焊接探伤合格后，依次将箱形牛腿及钢板剪力墙装配焊接在田字柱的四周，十字柱装配在田字柱的上下端，箱形牛腿及钢板剪力墙装配探伤合格后再装配焊接钢板剪力墙两边的侧板，最后装配焊接三角加腋。
[0019]如图4所示，田字柱的腹板将翼缘板分割成四块，每一块内部的长宽约500mm，如附图所示，长宽约500mm的空间可允许焊工局部钻进去施焊，为控制焊接变形，田字柱的七块零件板采取整体装配的方式，提前将腹板及翼缘板开好坡口及槽口，加设焊接垫板，坡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超厚板复杂田字柱的建造方法，其特征是：步骤1、对超厚板复杂田字柱的板材进行热处理：步骤1.1、超厚板采用折弯机冷弯，根据设计的煨弯角度合理分配每一次的变形量，变形量不易过大；同时需控制冷弯速度，增大冷弯曲率半径，最小不得低于12t；步骤1.2、将钢板冷弯之后，采用消应力退火的工艺可保证超厚板力学性能满足规范要求；退火采用电加热方法，用4块电加热板和石棉毯包裹弯弧及两侧约200mm范围，将钢板温度加热到稍低于Ac1的温度，400℃~620℃升温时间65分钟；控制在620
±
20℃，保温120分钟；620℃降温到400℃时间80分钟；步骤2、制定超厚板复杂田字柱的拼装方法：步骤2.1、将复杂田字柱分解成田字柱（1）、箱形牛腿及侧板（2）、钢板剪力墙（3）、三角加腋（4），步骤2.2、选择采取退装退焊方式；首先加工田字柱（1），箱形牛腿及侧板（2）、钢板剪力墙（3）、三角加腋（4）同时组立焊接，形成单个角柱的组成部分，步骤2.3、待田字柱焊接探伤合格后，依次将形牛腿及侧板（2）、钢板剪力墙（3）装配焊接在田字柱（1）的四周，十字柱则装配在田字柱（1）的上下端，箱形牛腿及侧板（2）、钢板剪力墙（3）装配探伤合格后再装配焊接钢板剪力墙3两边的侧板，最后装配焊接三角加腋（4）；步骤2.4、田字柱的腹板将翼缘板分割成四块，每一块内部的长宽不小于500mm，该尺寸所形成的空间用于作业人员局部钻进去施焊，为控制焊接变形，田字柱（1）的七块零件板采取整体装配的方式，提前将腹板及翼缘板开好坡口及槽口，加设焊接垫板，坡口角度为30
°
，焊接间隙10mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓宏，汪晓梅，王涛，石磊，赵庆科，秦超，
申请(专利权)人：中冶上海钢结构科技有限公司，
类型：发明
国别省市：