一种田字柱结构及其内隔板电渣焊工艺的制作方法

本发明涉及田字形钢构件技术领域，具体涉及一种田字柱结构尤其是小型田字柱的结构及其内隔板电渣焊工艺。

背景技术：

钢结构建筑是一种常见的现代建筑体系，它以钢构件代替传统的钢筋砼或砖混承重体系，具有节约资源、保护环境、减少污染等特点，为人们提供健康、适用、高效、环保的使用空间和居住环境。田字形钢构件作为一种钢结构构件，越发广泛地应用于现代钢结构设计中。田字形钢构件不仅保留了传统箱型实腹结构特性，自身内部因增设十字纵劲，承载能力优秀。

箱形构件是由四块外壁(即两块腹板、两块翼缘板)组成，箱体内部设置内隔板，加工时，在完成一块翼板和两块腹板组成的u型截面后，需要手工伸臂焊接内隔板与u型截面连接的三边焊缝，再加工连接最后一块翼缘板，形成箱型构件。因箱型构件为封闭结构，最后一边的焊缝需要采用电渣焊的外部作业法，即通过外部电渣焊的导管深入到电渣焊孔中进行焊接，使内隔板的四周均可靠焊接。

田字柱作为箱型构件衍生的新型截面构件，增设有内部十字纵劲，但电渣焊孔无法顺利通过十字纵劲，故而需要在十字纵劲两边的位置均设置电渣焊孔。同时为了十字纵劲与翼板、腹板能够焊接，需要在翼板焊接外壁开设侧槽口，为防止翼板侧槽口漏熔池铁水，翼板在对应的电渣焊位置处不能开侧槽口，因此田字柱不具备电渣焊作业四周封闭通孔的作业装置特性，现有技术中仅有箱型结构的内隔板电渣焊的工艺、田字柱无内隔板的装配焊接工艺、大型田字柱的可供人钻进箱室内手工作业的工艺等，无法实现小型田字柱内隔板的电渣焊。

通过专利检索，存在以下已知的技术方案：

现有技术1：

申请号：cn201620815497.7，申请日：2016.07.28，公开(公告)日：2017.03.08，本实用新型公开了一种变截面田字型铸钢件连接节点装置，包括十字板、两个侧板和多个封板；所述两个侧板设置于所述十字板的相对的两侧；所述多个封板位于所述两个侧板之间，并分别位于所述十字板和相邻的所述侧板之间。本实用新型一实施例中变截面田字型铸钢件连接节点装置的十字板、焊接侧板和焊接封板可依次焊接在第一钢构件上，然后再将变截面田字型铸钢件连接节点装置焊接在第二钢构件上，因此，采用变截面田字型铸钢件连接节点装置可以方便地对十字板进行焊接，有利于提升焊接质量、可减少施工过程中可能出现的焊缝返修、节省了人力物力、缩短了施工周期从而降低了工程综合成本。

现有技术2：

申请号：cn201320894286.3，申请日：2013.12.25，公开(公告)日：2014.07.23，本实用新型涉及一种建筑钢施工结构，尤其是涉及一种箱型电渣焊结构。箱型电渣焊结构由导管和焊丝组成，导管外设置有腹板、腹板上连接有两块挡板，挡板之间夹有隔板，腹板、挡板和隔板围成熔池，熔池底部设置有引弧板，导管设置在熔池内，熔池顶口处安装有熄弧板，熄弧板成四方形环绕紧贴导管。本实用新型具有质量容易控制，引弧造渣容易控制，空气不易被污染等特点。

现有技术3：

双向倾斜田字形巨柱加工制作技术(殷健、范道红、尹恒，《焊接技术》，2016年09期)。

通过以上的检索发现，以上技术方案没有影响本发明的新颖性；并且以上专利文件的相互组合没有破坏本发明的创造性。

技术实现要素：

本发明正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种田字柱结构及其内隔板电渣焊的接头工艺设计。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：一种田字柱结构，包括由两块平行的腹板及两块平行的翼板构成的箱体结构，所述箱体结构内设有十字纵劲和各内隔板，所述十字纵劲包括水平设置的水平纵劲和竖直设置于所述水平纵劲上方和下方的两块竖直纵劲，所述箱体结构底部的所述腹板上开设工艺手孔板，所述箱体结构底部支撑有拼装胎架，还设有电渣焊夹板，所述电渣焊夹板成对设置，位于所述内隔板与所述箱体结构的一侧翼板电渣焊焊接连接处，两个电渣焊夹板分别设于对应的所述内隔板两侧；所述水平纵劲上对应所述电渣焊夹板和所述内隔板的位置设置槽口，两个所述电渣焊夹板、所述内隔板及其对应电渣焊焊接的所述翼板于所述槽口位置形成竖直向的电渣焊通孔。

进一步的，与各所述内隔板电渣焊焊接的所述翼板上对应所述水平纵劲的位置设侧槽口，所述侧槽口对应槽口的位置设侧槽口隔断，构成隔断式结构，所述侧槽口隔断的宽度小于所述槽口的宽度且大于对应的两个所述电渣焊夹板的间距。

进一步的，所述侧槽口隔断关于所述槽口对称设置，所述侧槽口隔断的宽度t4＝t6-2*10。

进一步的，所述电渣焊夹板呈于所述水平纵劲处断开的隔断式结构，所述槽口呈大开口朝向所述水平纵劲外侧的t型槽，其槽边沿贴设对应的所述内隔板及对应的两个所述电渣焊夹板的侧壁位置设置。

进一步的，所述槽口的深度h＝tf+h0，其中，tf为所述翼板的厚度，h0为规范的所述电渣焊通孔的直径。

进一步的，所述电渣焊夹板呈贯通所述水平纵劲设置的贯通式结构，所述槽口呈开口朝向所述水平纵劲内侧的u型槽，其槽边沿贴设对应的所述内隔板侧壁位置设置，两个电渣焊夹板分别由所述u型槽的u型结构两端贯通设置。

进一步的，所述槽口的深度t7≥d+db，其中，d为所述电渣焊夹板的宽度，db为设计的装配盈余间隙。

进一步的，所述槽口的宽度t6＝2*t5+tb，其中，tb为所述内隔板的厚度，t5为所述电渣焊夹板的厚度与吊装盈余空隙装配尺寸的和。

一种田字柱结构的内隔板电渣焊工艺，包括以下步骤：

步骤一，将一块腹板11放置于拼装胎架6上，作为下腹板，然后根据工程设计图纸，在该腹板11的上表面划出宽度方向上的中心线和端部边缘线，并以此中心线和端部边缘线得到的交点，作为长度划线的起始点，沿着下腹板中心线的长度方向上依次划出其上装配的各内隔板3的定位线，如其上设有装配连接的内纵劲7，应当同时划出内纵劲的定位线；

步骤二，于下腹板上的中心线位置垂直装配一块竖直纵劲22，作为下竖直纵劲，并对应各定位线的位置垂直装配各内隔板3，然后将各内隔板3与下腹板及下竖直纵劲临时点焊；

步骤三，将水平纵劲21吊装到位，使水平纵劲21下表面中心线与下竖直纵劲的上口板厚中心线对齐，且使水平纵劲21与下竖直纵劲垂直，将水平纵劲21、下腹板和下竖直纵劲装配连接；

步骤四，根据工程设计图纸，在水平纵劲21上表面划出中心线和端部边缘线，以及以此中心线和端部边缘线的交点为起始点，沿着水平纵劲21中心线的长度方向上依次划出其上装配的各内隔板3的定位线，如其上设有装配连接的内纵劲7，应当同时划出内纵劲7的定位线；

步骤五，于水平纵劲21的中心线位置垂直装配另一块竖直纵劲22，作为上竖直纵劲，并对应各定位线的位置垂直装配各内隔板3，然后将各内隔板3与水平纵劲21及上竖直纵劲临时点焊；

步骤六，将另一块腹板11吊装到位，作为上腹板，使上腹板的下表面中心线与上竖直纵劲的上口板厚中心线对齐，且上腹板与上竖直纵劲垂直，将上腹板与上竖直纵劲临时点焊，使下腹板、下竖直纵劲、水平纵劲21、上竖直纵劲和上腹板形成王型截面装配结构；

步骤七，依次将下竖直纵劲与下腹板和水平纵劲21焊接，将上竖直纵劲与水平纵劲21和上腹板焊接，将各内隔板3分别与水平纵劲21及对应的上腹板或下腹板焊接，如设有内纵劲，应将内纵劲与水平纵劲21及对应的上腹板或下腹板焊接；随后，对焊接的焊缝进行质量检验，即隐蔽性验收工序；

步骤八，在各槽口23处成对设置各电渣焊夹板4，分别吊装两块翼板12，并卡位装配，使水平纵劲21两侧伸出至翼板12上对应设置的侧槽口13内，组装完成田字截面结构；

步骤九，由田字截面结构端部手臂深入焊接距离顶端最近的各内隔板3四周的连接焊缝，焊缝检验合格后，焊接田字截面结构端部的柱顶封板8；

步骤十，在上腹板边缘对应各电渣焊夹板4的位置钻设焊孔，并将未焊接完成的各内隔板3通过电渣焊焊接；随后，将两个腹板11与两个翼板12埋弧焊焊接，成型田字柱结构；

步骤十一，对田字柱结构的焊接变形进行矫正，使其变形在设计规范允许误差范围之内，对外侧焊缝进行质量检验；

步骤十二，划出田字柱结构外壁中心线、柱顶的端铣余量线，将田字柱结构吊装至端铣作业平台进行构件找正，并端铣柱顶；然后以柱顶端铣面为基准，划出柱底坡口线，并开设柱底坡口；

步骤十三，根据工程设计图纸，在田字柱结构柱底对角位置的上腹板和下腹板上设置工艺手孔板5，应当使水平纵劲21及两个竖直纵劲22的坡口正面均朝向工艺手孔板5；

步骤十四，根据工程设计图纸，装配焊接外部连接耳板9。

本发明提供了一种田字柱结构及其内隔板电渣焊工艺，具有以下有益效果：

1、在水平纵劲的侧边对应各内隔板的位置设置各槽口，并于各内隔板的两侧对应设置电渣焊夹板，使两个电渣焊夹板、内隔板和翼板之间形成贯通的电渣焊通孔，构成电渣焊的封闭作业环境，提供了一种能够实现田字柱结构尤其是小型田字柱结构内隔板电渣焊作业的结构及内隔板电渣焊工艺；

2、翼板上对应水平纵劲的位置开设侧槽口，水平纵劲伸入侧槽口内，以从箱体结构外侧实现翼板和水平纵劲的焊接，同时侧槽口对应槽口的位置隔断设置，呈不连续的结构，以避免电渣焊熔池漏浆，确保电渣焊需要的封闭作业环境；

3、田字柱柱底外壁的腹板上设置工艺手孔板，柱底内的水平纵劲、上竖直纵劲和下竖直纵劲的正、反坡口朝向工艺手孔板设置，解决了上下田字柱结构内部的十字纵劲现场对接焊的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明电渣焊夹板处的横断面结构示意图；

图3为本发明的内部结构示意图；

图4为本发明槽口采用第一种结构时的局部结构示意图；

图5为本发明槽口采用第二种结构时的局部结构示意图；

图6为本发明第一种结构的槽口的结构尺寸示意图；

图7为本发明第二种结构的槽口的结构尺寸示意图。

图中：

1、箱体结构，11、腹板，12、翼板，13、侧槽口，14、侧槽口隔断，15、电渣焊通孔；2、十字纵劲，21、水平纵劲，22、竖直纵劲，23、槽口；3、内隔板；4、电渣焊夹板；5、工艺手孔板；6、拼装胎架；7、内纵劲；8、柱顶封板；9、连接耳板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～图7所示，其结构关系为：包括由两块平行的腹板11及两块平行的翼板12构成的箱体结构1，箱体结构1内设有十字纵劲2和各内隔板3，十字纵劲2包括水平设置的水平纵劲21和竖直设置于水平纵劲21上方和下方的两块竖直纵劲22，箱体结构1底部的腹板11上开设工艺手孔板5，箱体结构1底部支撑有拼装胎架6，还设有电渣焊夹板4，电渣焊夹板4成对设置，位于内隔板3与箱体结构1的一侧翼板12电渣焊焊接连接处，两个电渣焊夹板4分别设于对应的内隔板3两侧；水平纵劲21上对应电渣焊夹板4和内隔板3的位置设置槽口23，两个电渣焊夹板4、内隔板及其对应电渣焊焊接的翼板于槽口23位置形成竖直向的电渣焊通孔15。

优选的，与各内隔板3电渣焊焊接的翼板12上对应水平纵劲21的位置设侧槽口13，侧槽口13对应槽口23的位置设侧槽口隔断14，构成隔断式结构，侧槽口隔断14的宽度小于槽口23的宽度且大于对应的两个电渣焊夹板4的间距。

优选的，侧槽口隔断14关于槽口23对称设置，侧槽口隔断14的宽度t4＝t6-2*10。

优选的，电渣焊夹板4呈于水平纵劲21处断开的隔断式结构，槽口23呈大开口朝向水平纵劲21外侧的t型槽，其槽边沿贴设对应的内隔板3及对应的两个电渣焊夹板4的侧壁位置设置。

优选的，槽口23的深度h＝tf+h0，其中，tf为翼板12的厚度，h0为规范的电渣焊通孔15的直径。当电渣焊夹板4为隔断式时，槽口23为连续性阴角阶梯槽口，便于数控下料，槽口23边受热均匀，切割下料的变形小。

优选的，电渣焊夹板4呈贯通水平纵劲21设置的贯通式结构，槽口23呈开口朝向水平纵劲21内侧的u型槽，其槽边沿贴设对应的内隔板3侧壁位置设置，两个电渣焊夹板4分别由u型槽的u型结构两端贯通设置。

优选的，槽口23的深度t7≥d+db，其中，d为电渣焊夹板4的宽度，db为设计的装配盈余间隙。当电渣焊夹板4为贯通式时，槽口23中部有突出结构，极易受下料切割受热变形，为满足电渣焊夹板4装配和通过，贯通纵劲4的槽口深度需较大，且此时水平纵劲21截面强度削弱。

优选的，槽口23的宽度t6＝2*t5+tb，其中，tb为内隔板3的厚度，t5为电渣焊夹板4的厚度与吊装盈余空隙装配尺寸的和。侧槽口隔断14两侧较槽口23的宽度各留设10mm的余量，以便于通长的翼板12吊装卡位。

上述田字柱结构进行施工时，其内隔板电渣焊工艺包括以下步骤：

步骤一，将一块腹板11放置于拼装胎架6上，作为下腹板，然后根据工程设计图纸，在该腹板11的上表面划出宽度方向上的中心线和端部边缘线，并以此中心线和端部边缘线得到的交点，作为长度划线的起始点，沿着水下腹板中心线的长度方向上依次划出其上装配的各内隔板3的定位线，如其上设有装配连接的内纵劲7，应当同时划出内纵劲的定位线；

步骤二，于下腹板上的中心线位置垂直装配一块竖直纵劲22，作为下竖直纵劲，并对应各定位线的位置垂直装配各内隔板3，然后将各内隔板3与下腹板及下竖直纵劲临时点焊；

步骤三，将水平纵劲21吊装到位，使水平纵劲21下表面中心线与下竖直纵劲的上口板厚中心线对齐，且使水平纵劲21与下竖直纵劲垂直，将水平纵劲21、下腹板和下竖直纵劲装配连接；

步骤四，根据工程设计图纸，在水平纵劲21上表面划出中心线和端部边缘线，以及以此中心线和端部边缘线的交点为起始点，沿着水平纵劲21中心线的长度方向上依次划出其上装配的各内隔板3的定位线，如其上设有装配连接的内纵劲7，应当同时划出内纵劲7的定位线；

步骤五，于水平纵劲21的中心线位置垂直装配另一块竖直纵劲22，作为上竖直纵劲，并对应各定位线的位置垂直装配各内隔板3，然后将各内隔板3与水平纵劲21及上竖直纵劲临时点焊；

步骤六，将另一块腹板11吊装到位，作为上腹板，使上腹板的下表面中心线与上竖直纵劲的上口板厚中心线对齐，且上腹板与上竖直纵劲垂直，将上腹板与上竖直纵劲临时点焊，使下腹板、下竖直纵劲、水平纵劲21、上竖直纵劲和上腹板形成王型截面装配结构；

其中，下竖直纵劲、上竖直纵劲与上腹板、下腹板的垂直度，下腹板、上腹板和水平纵劲21的平行度，以及王型截面装配结构的宽度、长度、对角线尺寸均应符合工程图纸尺寸和设计规范允许的装配偏差。

王型截面装配结构成型后再进行整体焊接，可以减小各部件的变形。

步骤七，依次将下竖直纵劲与下腹板和水平纵劲21焊接，将上竖直纵劲与水平纵劲21和上腹板焊接，将各内隔板3分别与水平纵劲21及对应的上腹板或下腹板焊接，如设有内纵劲，应将内纵劲与水平纵劲21及对应的上腹板或下腹板焊接；随后，对焊接的焊缝进行质量检验，即隐蔽性验收工序；

步骤八，在各槽口23处成对设置各电渣焊夹板4，分别吊装两块翼板12，并卡位装配，使水平纵劲21两侧伸出至翼板12上对应设置的侧槽口13内，组装完成田字截面结构；

步骤九，由田字截面结构端部手臂深入焊接距离顶端最近的各内隔板3四周的连接焊缝，焊缝检验合格后，焊接田字截面结构端部的柱顶封板8；

步骤十，在上腹板边缘对应各电渣焊夹板4的位置钻设焊孔，并将未焊接完成的各内隔板3通过电渣焊焊接；随后，将两个腹板11与两个翼板12埋弧焊焊接，成型田字柱结构；

步骤十一，对田字柱结构的焊接变形进行矫正，使其变形在设计规范允许误差范围之内，对外侧焊缝进行质量检验；

步骤十二，划出田字柱结构外壁中心线、柱顶的端铣余量线，将田字柱结构吊装至端铣作业平台进行构件找正，并端铣柱顶；然后以柱顶端铣面为基准，划出柱底坡口线，并开设柱底坡口；

步骤十三，根据工程设计图纸，在田字柱结构柱底对角位置的上腹板和下腹板上设置工艺手孔板5，应当使水平纵劲21及两个竖直纵劲22的坡口正面均朝向工艺手孔板5；

步骤十四，根据工程设计图纸，装配焊接外部连接耳板9。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。