热轧焊接大型H型钢的制作方法

本公开涉及一种型材，尤其涉及一种h型钢。

背景技术：

目前h型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“h”相同而得名。h型钢的横断面通常包括腹板和翼缘板两部分。由于h型钢的各个部位均以直角排布，因此h型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，在轻型钢构、建筑钢构和桥梁钢结构中有广泛的应用。

h型钢可用焊接或轧制两种方法生产。焊接h型钢是将厚度合适的带钢裁成合适的宽度，在连续式焊接机组上将翼缘和腹板焊接在一起。焊接h型钢有金属消耗大、不易保证产品性能均匀、尺寸规格受限制等缺点。因此，h型钢以轧制方法生产为主。

热轧h型钢由于受到设备、工艺的限制，大规格的产品难以实现，且产品的精度不高，并且在h型钢轧制的过程中，由于连铸坯的缺陷导致产品易产生线纹状缺陷、分层，分层中的夹杂较多，经过轧制不能焊合，严重时使材料在使用过程中导致开裂，降低了材料的强度，对工程造成潜在的风险。

焊接h型钢规格品种齐全，能够满足各种使用需求，其特点在于截面尺寸精度高、材料性能优良、截面尺寸可以按照用户要求定制、焊接部位金相组织均匀，但由于在组焊的过程中，均采用角焊缝实现产品，易产生焊接缺陷，焊接区存在焊接残余应力，导致在焊件较厚时，易产生裂纹，焊件薄时，易产生咬边现象，同时对于焊接大规格的材料时，焊接变形大，给后期的精整带来很大麻烦。

技术实现要素：

为了解决至少一个上述问题，本公开提供了一种h型钢，通过以下技术方案实现。

h型钢，包括第一翼缘板、第二翼缘板和腹板；所述第一翼缘板具有第一板部和第一弧形凸部，所述第二翼缘板具有第二板部和第二弧形凸部；所述第一板部的下侧的中间位置形成所述第一弧形凸部，所述第二板部的上侧的中间位置形成所述第二弧形凸部；所述第一弧形凸部与所述腹板的第一端固定连接；所述第二弧形凸部与所述腹板的第二端固定连接。

进一步地，所述第一弧形凸部和所述第二弧形凸部的外缘均为过渡曲线，并设置有与腹板对接之坡口。

进一步地，所述第一板部和所述第一弧形凸部为一体结构；所述第二板部和所述第二弧形凸部为一体结构。

进一步地，所述第一板部与所述第二板部具有相同的厚度。

进一步地，所述第一弧形凸部和所述第二弧形凸部具有相同的尺寸。

进一步地，所述第一弧形凸部和所述第二弧形凸部的最大厚度相同；所述第一弧形凸部的最大厚度和所述第一板部的厚度之和与所述腹板的高度的比值为1:8-1:10；所述第二弧形凸部厚度和所述第二板部的厚度之和与所述腹板的高度的比值为1:8-1:10。

进一步地，所述第一弧形凸部的最大宽度与所述第二弧形凸部的最大宽度相同，所述第一板部与所述第二板部的宽度相同，所述第一弧形凸部的最大宽度与所述第一板部的宽度的比值为1:8-1:10，所述第二弧形凸部的最大宽度与所述第二板部的宽度的比值为1:8-1:10。

进一步地，上述坡口设置在所述第一弧形凸部和所述第二弧形凸部的顶点处；所述腹板的第一端与所述第一弧形凸部的坡口对接，以与所述第一弧形凸部固定连接；所述腹板的第二端与所述第二弧形凸部的坡口对接，以与所述第二弧形凸部固定连接。

进一步地，所述第一弧形凸部通过焊接方式与所述腹板的第一端固定连接，所述第二弧形凸部通过焊接方式与所述腹板的第二端固定连接。本公开的h型钢最大限度的简化了现场操作的技术难度，节省工时，从而也稳定了工程质量，提高了工作效率。

本公开h型钢的特定结构能使翼缘板和腹板具有很高的强度。本公开的h型钢可采用高性能的钢材轧制。通过采用高性能的钢材轧制翼缘板，配合高性能钢板作为腹板，组合成的大型焊接h型钢可以达到q420或者更高级，可以填补高性能钢大型h型钢的市场空白。

翼缘板和腹板的厚度大，h型钢高度高，安全系数大，能承载很大的荷载。强度足够,能通过《钢结构设计规范gbj77-88》和《gb50661-2011钢结构焊接规范》规范强度。

翼缘板和腹板能够对接缝焊方式连接。焊接工艺易于控制，焊接质量保障能力强，焊接质量高，从根本上解决了焊接h型钢的角焊缝带来的不利因素，同时焊接后产生的焊接变形小，易于后期精整。容易保证焊缝质量，产品实现过程易于控制，即解决了热轧h型钢的品种规格局限性及隐含分层缺陷，又解决了焊接h型钢的焊缝质量可能造成的缺陷，从而能提供高质量的焊接h型钢。大型焊接h型钢应用在大跨度钢桥构件、工业构筑物的承重支架、地下工程的钢桩及支护结构、石油化工电力等工业设备结构、船舶及机械制造框架结构等承载力比较大的场所。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本公开具体实施方式的大型焊接h型钢的纵剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

本公开中使用的术语“第一”、“第二”仅是为了标识，并不限定相关部件的结构。如图1所示，h型钢，包括第一翼缘板、第二翼缘板和腹板；第一翼缘板具有第一板部和第一弧形凸部，第二翼缘板具有第二板部和第二弧形凸部；第一板部的下侧的中间位置形成所述第一弧形凸部，第二板部的上侧的中间位置形成所述第二弧形凸部；第一弧形凸部与腹板的第一端固定连接；第二弧形凸部与腹板的第二端固定连接。第一弧形凸部和第二弧形凸部的外缘均为过渡曲线。

在一些实施方式中，第一翼缘板和第二翼缘板通过轧制制成。

在一些实施方式中，第一弧形凸部和第二弧形凸部均为特征对称“bellcurve(钟形曲线)”形状，用于表述正态分布，正态分布是一种钟形曲线，越接近中心，取值越大，越远离中心，取值越小。过渡曲线的设置能使第一翼缘板、第二翼缘板与腹板之间内力的相互传递途径匀顺、无应力集中，连接更加安全有效。

第一板部和第一弧形凸部为一体结构；第二板部和第二弧形凸部为一体结构。第一板部与第二板部具有相同的厚度；第一弧形凸部和第二弧形凸部具有相同的尺寸。

第一弧形凸部和第二弧形凸部的最大厚度相同，并且第一弧形凸部的最大厚度和第一板部的厚度之和与腹板的高度的比值为1:8-1:10；并且第二弧形凸部的最大厚度和第二板部的厚度之和与腹板的高度的比值为1:8-1:10。

第一弧形凸部的最大宽度与第二弧形凸部的最大宽度相同，第一板部与第二板部的宽度相同，第一弧形凸部的最大宽度与第一板部的宽度的比值为1:8-1:10，第二弧形凸部的最大宽度与第二板部的宽度的比值为1:8-1:10。

第一弧形凸部优选通过焊接方式与腹板的第一端固定连接，第二弧形凸部优选通过焊接方式与腹板的第二端固定连接。在一个具体实施方式中，第一弧形凸部和第二弧形凸部分别通过对接焊方式与腹板的第一端和第二端固定连接。第一弧形凸部和第二弧形凸部与腹板进行对接焊，容易保证焊缝质量，产品实现过程易于控制，变形小，产品外形尺寸精度可控，并且避免了其他热轧h型钢的隐含分层缺陷，也避免了焊接h型钢的角焊缝质量可能造成的缺陷，从而能提供高质量的h型钢。

第一弧形凸部和第二弧形凸部的顶点也可以均开有坡口(图1未示出)；腹板的第一端与所述第一弧形凸部的坡口对接，从而与第一弧形凸部固定连接(如焊接连接)；腹板的第二端与第二弧形凸部的坡口对接，从而与第二弧形凸部固定连接(如焊接连接)。

更详细的，如图1所示，本具体实施方式的h型钢，腹板固定在第一翼缘板和第二翼缘板之间，第一翼缘板和第二翼缘板均包括板部和弧形凸部。如图1，沿纸面的竖直方向为板部的厚度，沿纸面的水平方向为板部的宽度，沿纸面的竖直方向为弧形凸部的厚度，沿纸面的水平方向为弧形凸部的宽度，沿纸面的竖直方向为腹板的高度。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。