角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种箱型钢构件主焊缝全熔透的成型工艺，具体的说是一种角钢对扣 箱型钢构件及主焊缝全熔透的装焊工艺。
【背景技术】
[0002] 随着现代社会的快速发展，钢结构产业也随之快速发展，人们对钢结构建筑物的 主体质量和功能多样性提出了更高的要求，这就使得人们对钢结构构件的结构合理性、结 构多样性、外观艺术性以及制造精度也有了更高的要求。
[0003] 箱型钢是一种常用的钢结构构件，现有技术中，有两种设计制作箱型钢的方式，第 一种方式是采用四块钢板拼装成型，第二种方式是采用角钢对扣成型。
[0004] 目前，由于采用角钢对扣成型的箱型钢构件（箱体）的制作难度较大，尺寸精度 难以保证，成品合格率较低，故现有的箱型钢构件（箱体）基本上采用四块钢板拼装焊接 成型，而不采用角钢对扣焊接成型，现有技术不采用角钢对扣的方式制作箱型钢的原因如 下：
[0005] a、由于采用角钢对扣方式成型的箱型钢构件（箱体）的厚度一般较厚，且所述箱 型钢构件（箱体）的主焊缝通常要求为完全熔透焊（即全熔透I级），所以根据角钢对扣成 型的箱型钢构件（箱体）的设计制作规范，人们不仅无法采用平焊的方式对角钢的主焊缝 进行焊接，而且角钢的两个长边必须增开V形的工艺坡口，并在坡口上增设钢衬垫（条）， 这就使得人们必须采用更加优化的尺寸参数设置、更加优化的焊接顺序，以及更加优化的 焊接方法才能保证主焊缝的焊接质量，但是由于现有的钢结构工程很少采用角钢对扣的方 式设计制作箱型钢构件（箱体），因此，采用角钢对扣的方式制作箱型钢构件是一个技术难 题。
[0006] b、角钢对扣成型的箱型钢构件（箱体）的尺寸精度要求很高（其扭曲度不得超过 0. 8mm、拱曲度不得超过5mm、直线度不得超过3mm、主焊缝通常须为完全熔透焊I级），故采 用角钢对扣成型的箱型钢的制作难度更大，箱型钢的成品率较低，因此现有技术基本上不 采用角钢对扣的方式制作箱型钢。
[0007] C、采用角钢对扣焊接成型的角钢箱型钢的主焊缝具有焊缝厚度厚、焊缝长度尺寸 大（通常为长直焊缝）、焊缝布置位置极不对称且不在同一个平面内的特点，相对于采用四 块钢板拼装焊接成型的箱型钢而言，采用角钢对扣成型的箱型钢的制作难度更大，其箱体 尺寸精度，和焊接过程难以控制。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是为了克服【背景技术】的不足之处，而提供一种角钢对扣箱型钢构件 及主焊缝全熔透的装焊工艺，不仅解决现有的角钢对扣箱型钢构件（箱体）的主焊缝难以 达到完全熔透焊I级的技术难题，而且还能够保证箱型钢构件（箱体）的几何尺寸精度满 足验收要求。
[0009] 为了实现上述目的，本发明的技术方案为：角钢对扣箱型钢构件及主焊缝全熔透 的装焊工艺，其特征在于：它包括如下工艺步骤，步骤1 :将钢平台铺设在工作台上，并在工 作台上对钢平台进行找平；步骤2 :准备若干角钢、若干箱型钢限位板和若干角钢限位板， 所述角钢由两个相互垂直连接的长边组成，两个长边分别为第一长边和第二长边，若干角 钢包括第一角钢、第二角钢和第三角钢；步骤3 :对第一角钢的两个长边均进行切割或剪切 校平，使第一角钢的两个长边的端部均形成V型的工艺坡口，所述第一角钢上的两个工艺 坡口相等；步骤4 :在钢平台上安装两组间隔平行布置的角钢限位板，两组角钢限位板之间 的距离为第二角钢的横截面宽度减去第二角钢的厚度，两组角钢限位板分别为第一组角钢 限位板和第二组角钢限位板；步骤5 :将第一角钢的第一长边水平的放置在钢平台上，并使 第一角钢的第二长边与第一组角钢限位板接触，在第一角钢的第一长边上端放置与第一角 钢等长的第一钢衬垫，使第一钢衬垫一端与第一角钢的第一长边搭接焊接，第一钢衬垫另 一端与第二组角钢限位板接触；步骤6 :将第一角钢的第二长边水平的放置在钢平台上，并 使第一角钢的第一长边与第一组角钢限位板接触，在第一角钢的第二长边上端放置与第一 角等长的第二钢衬垫，使第二钢衬垫的一端与第一角钢的第二长边搭接焊接，第二钢衬垫 另一端与第二组角钢限位板接触；步骤 7 :在钢平台上安装两组间隔布置的箱型钢限位板， 将由第一角钢和第二角钢对扣而成的箱体置于所述两组箱型钢限位板之间，并使第一角钢 的第一长边或第一角钢的第二长边呈水平的搁置在钢平台上，两组箱型钢限位板分别为与 第一角钢的脊骨线距离较近的第一组箱型钢限位板，以及与第二角钢的脊骨线距离较近的 第二组箱型钢限位板，第一角钢和第二角钢的连接处为箱体主焊缝，第一角钢的脊骨线与 第一组箱型钢限位板之间的距离为50-150mm，第二角钢的脊骨线与第二组箱型钢限位板之 间的距离为焊接第一角钢和第二角钢时的焊接收缩余量；步骤8 :将楔形块置于第一角钢 和第一组箱型钢限位板之间，并通过楔形块对由第一角钢和第二角钢对扣而成的箱体进行 预紧紧固，在箱体两端加放封装板，并对封装板与箱体的连接处施以满焊焊接；步骤9 :在 完成步骤7和步骤8后，在钢平台上安装多个间隔布置的箱型钢定位工装，箱型钢定位工装 包括安装在钢平台上的第一底板，以及与第一底板上端垂直连接的箱体支撑板，箱体支撑 板顶端设有与第二角钢外壁匹配的V型槽，将第二角钢放置在V型槽上，并使V型槽的中心 线与第一角钢的脊骨线垂直相交，对第二角钢底部与V型槽底部的接触处进行点焊焊接， 对第二角钢的两个长边与V型槽的两侧边的接触处进行点焊焊接；步骤10 :检查箱体主焊 缝处的间隙是否超过3_，若间隙没有超过3_，则可直接进入下一步操作，若间隙超过了 3mm，则应先对第一角钢和第二角钢的接触处进行加固矫正，使第一角钢和第二角钢在接触 处的间隙不超过3mm，接着对第一角钢和第二角钢的接触处进行点焊焊接，然后才能进入下 一步操作；步骤11 :采用船形斜横焊的方式对箱体主焊缝依次进行打底焊、填充焊和盖面 焊，焊接方向为由两名焊工从中部向两边对称焊接，焊接顺序为先采用花焊对箱体主焊缝 进行焊接，花焊完成后，再对箱体主焊缝进行满焊焊接；步骤12 :在完成步骤11后，将箱型 钢构件（箱体）风冷至常温，打开箱体与箱型钢定位工装之间的定位焊点，并清除箱型钢 主焊缝处的焊渣和氧化物；步骤13 :对箱体进行超声波探伤和目视几何尺寸精度检查，各 种指标都符合验收和规范要求后，对箱体进行编码标注，并转入下一道工序。
[0010] 在上述技术方案中，步骤4中，在钢平台上布置角钢限位板的步骤为，在钢平台上 用标识线画出角钢在钢平台上的角钢大样基准线，所述角钢大样基准线包括与角钢的横截 面方向平行的第一基准线、与第一基准线垂直相交的第二基准线、与第一基准线垂直相交 的第三基准线，第二基准线位于第三基准线左侧，第二基准线与第三基准线之间的距离为 第二角钢的横截面长度减去第二角钢的厚度，在第二基准线左侧安装与第二基准线垂直相 交的第一组角钢限位板，在第三基准线右侧安装与第三基准线垂直相交的第二组角钢限位 板。
[0011] 在上述技术方案中，步骤7中，在钢平台上布置箱体和箱型钢限位板的步骤为：在 钢平台上用标识线画出箱型钢的箱型钢大样基准线，箱型钢大样基准线包括与箱体的横截 面平行的第四基准线、与第四基准线垂直相交的第五基准线、与第四基准线垂直相交的第 六基准线，第五基准线位于第六基准线左侧，第五基准线与第六基准线之间的距离为箱体 的横截面宽度，接着在第五基准线的左侧加画收缩余量线，所述收缩余量线与第五基准线 之间的距离为0. 5~2_，在第六基准线右侧加画第七基准线，第六基准线与第七基准线之 间的距离为100_150mm，然后在第七基准线右侧安装与第七基准线垂直相交的第一组箱型 钢限位板，在收缩余量线左侧安装与所述收缩余量线垂直相交的第二组箱型钢限位板，并 使第一角钢的第一长边或第一角钢的第二长边呈水平的搁置在钢平台上，将第二角钢放置 在第一角钢上，使第一角钢和第二角钢拼装成箱体。
[0012] 在上述技术方案中，步骤3中所述工艺坡口的坡角a为20~30°，坡口边距L为 3 ~6mm〇
[0013] 在上述技术方案中，步骤3中对角钢端部进行切割的步骤为：步骤a:在钢平台上 安装多个间隔布置的角钢切割工装，所述角钢切割工装包括安装在钢平台上的第二底板和 与第二底板垂直连接的角钢支撑板，角钢支撑板上设有切割槽，所述切割槽的宽度略大于 第一角钢厚度与第三角钢厚度之和，切割槽的深度不小于第二角钢的横截面宽度减去第二 角钢厚度；步骤b :将第一角钢的第一长边和第三角钢第一长边背对背紧贴并点焊在一起， 将第一角钢与第三角钢的紧贴部位放入所述切割槽中，对第一角钢的第二长边与角钢支撑 板的接触处进行点焊焊接，对第三角钢的第二长边与角钢支撑板的接触处进行点焊焊接； 步骤c :采用半自动切割机双枪两侧对称切割第一角钢的第二长边端部和第三角钢第二长 边端部，以形成V型的第一工艺坡口；步骤d :在完成步骤c后，将第一角钢和第三角钢冷却 至常温，并对第一角钢和第三角钢进行翻转，使第一角钢的第二长边和第三角钢的第二长 边背靠背紧贴，并将第一角钢与第三角钢的紧贴部位放入所述切割槽中，对第一角钢的第 一长边与角钢支撑板的接触处进行