钢结构焊接工字钢制造工艺的制作方法

本发明属于钢结构建筑的技术领域，尤其是涉及一种钢结构焊接工字钢制造工艺。

背景技术：

传统的钢结构建筑中常用材料工字钢和h型钢，由于截面的优良特性已经在钢结构建筑中得到了广泛应用，但在实际应用过程中有一定的不足之处：1、工字钢：我国热轧普通工字钢的腰宽为100～630mm，而在建筑中往往需要更大尺寸的材料来满足建筑需求；2、h型钢：h型钢对比工字钢的优势是可以通过焊接更大截面尺寸的h型钢来满足建筑中的需求，但是由于h型钢是由钢板焊接而成的，没有像工字钢腿内侧壁设置斜度为1：6厚度优化设计，造成严重的材料浪费。因此，为满足现代钢结构优化设计的要求，针对焊接h型钢翼缘板边缘受力优化（通长情况下建筑结构h型钢翼缘板边缘受力较小），节约材料的需求，需要一种新形式的钢种结构和焊接制造工艺。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种钢结构焊接工字钢制造工艺，设计由翼缘板向外逐渐减薄的焊接工字钢，既满足设计要求又能节约大量原材料。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的钢结构焊接工字钢制造工艺，其特征在于包括如下步骤：

（1）上翼缘板、下翼缘板和腹板的下料：通过激光切割、等离子切割、火焰切割、锯床等下料设备将钢板（板坯）加工成为符合设计尺寸要求的钢板或钢带；

（2）上翼缘板或下翼缘板的成型和校正：通过输送轮组先输送到翼缘板成型设备，加热轧制成型后，进行冷却，冷却后进行平直度校正，校正合格的备用；

（3）腹板成型：腹板下料后根据工艺需求使用坡口机加工焊接坡口，坡口加工后，进行平直度校正，校正合格的备用；

（4）上翼缘板、下翼缘板与腹板的组立：将上翼缘板、下翼缘板与腹板组立成为工字截面；

（5）上翼缘板、下翼缘板与腹板的焊接：将组立后的工字型截面进行焊接；

（6）校正：焊接冷却后进行型材校正；

（7）消除内应力：通过振动时效设备或热处理的方法消除焊接工字钢的内应力。

所述的翼缘板成型设备包括高频加热设备和轧制轮组。

所述的工字型截面进行的焊接为埋弧焊或气体保护焊。

本发明的优点：

（1）本发明的钢结构焊接工字钢制造工艺，可以制造成型钢结构焊接工字钢，此钢结构焊接工字钢采用了带斜面的翼缘板焊接而成，既保留了工钢的优良的截面特性也解决了工字钢不能加工大截面（700mm以上）结构用型材的缺点；

（2）本发明的钢结构焊接工字钢制造工艺，制造成型的钢结构焊接工字钢有效改善了钢结构建筑用大截面型材选用h型钢加工时翼缘板边缘受力较小，而使用焊接h型钢采用厚度为等厚度钢板边缘有明显的材料浪费现象；

（3）本发明的钢结构焊接工字钢制造工艺，制造成型的钢结构焊接工字钢可广泛应用于建筑钢结构和设备钢结构的型材，同时在使用过程从设计到施工都可以采用原有的建筑结构设计原理和计算方法以及加工、焊接工艺。

附图说明

图1为本发明的工艺成型过程图。

图2为本发明钢结构焊接工字钢的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1、2所示，本发明的钢结构焊接工字钢制造工艺，是专门针对制造钢结构焊接工字钢，钢结构焊接工字钢包括水平设置的上翼缘板1，通过竖直设置的腹板2与所述上翼缘板1相连接的下翼缘板3，所述的上翼缘板1由翼缘斜度钢板6和设置在所述翼缘斜度钢板6端头处的圆角5所组成，所述的下翼缘板3由所述翼缘斜度钢板6和设置在所述翼缘斜度钢板6端头处的圆角5所组成，所述的上翼缘板1和下翼缘板3沿水平中心轴对称。

所述的腹板2的上端通过焊缝4与所述的上翼缘板1相连接，所述的腹板2的下端通过焊缝4与所述的下翼缘板3相连接。

所述的翼缘斜度钢板6的厚度由中心向两侧逐渐变小，所述的翼缘斜度钢板6沿竖直中心轴对称。

钢结构焊接工字钢由翼缘板向外逐渐减薄形成翼缘斜度钢板6，焊接成工字钢，既满足设计要求又能节约大量原材料。通过将腹板2将上翼缘板1和下翼缘板3通过焊接加工成焊接工字钢。

所述上翼缘板1包含翼缘斜度钢板6和端部圆角5。

所述腹板2两端与焊缝4配合，根据需要设置焊接坡口（是否设置焊接坡口根据焊接工艺要求）。

所述下翼缘板3包含翼缘斜度钢板6和端部圆角5。上翼缘板1和下翼缘板3可根据设计计算，分别设计不同或相同厚度、宽度。

本发明的钢结构焊接工字钢制造工艺，其特征在于包括如下步骤：

（1）上翼缘板1、下翼缘板3和腹板2的下料：通过激光切割、等离子切割、火焰切割、锯床等下料设备将钢板（板坯）加工成为符合设计尺寸要求的钢板或钢带；

（2）上翼缘板1或下翼缘板3的成型和校正：通过输送轮组8先输送到高频加热设备9，加热后再进入轧制轮组7，轧制成型为上翼缘板1或下翼缘板3（包含翼缘斜度钢板6和端部圆角5的钢板），冷却后进行平直度校正，合格备用；

（3）腹板2成型：腹板2下料后根据工艺需求使用坡口机加工焊接坡口，坡口加工后，进行平直度校正，校正合格的备用；

（4）上翼缘板1、下翼缘板3与腹板2的组立：将上翼缘板1、下翼缘板3与腹板2组立成为工字截面；

（5）上翼缘板1、下翼缘板3与腹板2的焊接：将组立后的工字型截面进行焊接；焊接方式为埋弧焊或气体保护焊，优选埋弧焊焊接；

（6）校正：焊接冷却后进行型材校正；需要专用大型工字钢校直设备，如果使用h型钢校直设备需要对校正轮进行改造调整以便适合翼缘板内侧壁的斜度，避免损伤翼缘；

（7）消除内应力：通过振动时效设备或热处理的方法消除焊接工字钢的内应力。

所述的翼缘板成型设备包括高频加热设备9和轧制轮组7。

所述的工字型截面进行的焊接为埋弧焊或气体保护焊。

本发明的钢结构焊接工字钢制造工艺，可以制造成型钢结构焊接工字钢，此钢结构焊接工字钢采用了带斜面的翼缘板焊接而成，既保留了工钢的优良的截面特性也解决了工字钢不能加工大截面（700mm以上）结构用型材的缺点；制造成型的钢结构焊接工字钢有效改善了钢结构建筑用大截面型材选用h型钢加工时翼缘板边缘受力较小，而使用焊接h型钢采用厚度为等厚度钢板边缘有明显的材料浪费现象；本发明的钢结构焊接工字钢制造工艺，制造成型的钢结构焊接工字钢可广泛应用于建筑钢结构和设备钢结构的型材，同时在使用过程从设计到施工都可以采用原有的建筑结构设计原理和计算方法以及加工、焊接工艺。

技术特征：

1.一种钢结构焊接工字钢制造工艺，其特征在于包括如下步骤：

（1）上翼缘板、下翼缘板和腹板的下料：通过激光切割、等离子切割、火焰切割、锯床等下料设备将钢板（板坯）加工成为符合设计尺寸要求的钢板或钢带；

（2）上翼缘板或下翼缘板的成型和校正：通过输送轮组先输送到翼缘板成型设备，加热轧制成型后，进行冷却，冷却后进行平直度校正，校正合格的备用；

（3）腹板成型：腹板下料后根据工艺需求使用坡口机加工焊接坡口，坡口加工后，进行平直度校正，校正合格的备用；

（4）上翼缘板、下翼缘板与腹板的组立：将上翼缘板、下翼缘板与腹板组立成为工字截面；

（5）上翼缘板、下翼缘板与腹板的焊接：将组立后的工字型截面进行焊接；

（6）校正：焊接冷却后进行型材校正；

（7）消除内应力：通过振动时效设备或热处理的方法消除焊接工字钢的内应力。

2.根据权利要求1所述的钢结构焊接工字钢制造工艺，其特征在于所述的翼缘板成型设备包括高频加热设备和轧制轮组。

3.根据权利要求1所述的钢结构焊接工字钢制造工艺，其特征在于所述的工字型截面进行的焊接为埋弧焊或气体保护焊。

技术总结
本发明属于钢结构建筑的技术领域，尤其是涉及一种钢结构焊接工字钢制造工艺，其特征在于包括如下步骤：（1）上翼缘板、下翼缘板和腹板的下料；（2）上翼缘板或下翼缘板的成型和校正；（3）腹板成型；（4）上翼缘板、下翼缘板与腹板的组立；（5）上翼缘板、下翼缘板与腹板的焊接；（6）校正；（7）消除内应力。本发明的制造工艺制造的钢结构焊接工字钢带斜面的翼缘板，既保留了传统工字钢的优良截面特性也解决了传统工字钢不能加工大截面结构用型材的缺点。

技术研发人员：杨立田
受保护的技术使用者：辽宁福瑞达建筑科技有限公司
技术研发日：2020.04.20
技术公布日：2020.07.24