Металлоконструкции широко используются в промышленных зданиях, складах, мостах, коммерческих объектах, инфраструктурных проектах и ​​большепролетном строительстве. Их ключевыми преимуществами являются высокая прочность, отличная несущая способность, гибкая конструкция, быстрый монтаж и длительный срок службы.

Однако производительность и безопасность стальной конструкции во многом зависят от качества изготовления. Среди всех этапов производства резка, сварка и сборка являются тремя наиболее важными процессами. Любая ошибка в размерах, дефект сварки или отклонение сборки могут повлиять на точность конструкции, эффективность установки и долгосрочную надежность завершенного здания.

В этой статье объясняются стандартизированные процедуры резки, сварки и сборки стальных конструкций, включая требования к подготовке, эксплуатации, проверке и контролю качества.

1. Процесс резки стали: точная подготовка к изготовлению

Резка является одним из первых основных этапов изготовления стальных конструкций. Его назначение – раскрой стальных листов, профилей и других материалов необходимых размеров и форм по утвержденным чертежам.

Точная резка обеспечивает надежную основу для сверления, снятия фасок, сварки, сборки и окончательной установки.

1.1 Подготовка перед резкой

Перед началом резки все стальные материалы должны быть проверены и проверены.

Проверка обычно включает в себя:

• Марка стали и спецификация материала

• Толщина пластины или сечения

• Номер плавки и номер партии

• Сертификаты материалов

• Состояние поверхности

• Точность размеров

• Видимая деформация или повреждение

Сталь должна соответствовать утвержденным проектным чертежам, спецификациям материалов и применимым проектным стандартам.

Поверхность также следует проверить на наличие чрезмерной коррозии, трещин, расслоений, деформаций, глубоких царапин или других дефектов. Незначительные дефекты поверхности можно устранить утвержденными методами шлифовки, а материалы с серьезными дефектами следует изолировать и оценить перед использованием.

После проверки материала схема раскроя подготавливается в соответствии с производственными чертежами. Линии разреза, расположение отверстий, осевые линии, положения фасок, контрольные точки и идентификационные метки компонентов должны быть четко обозначены.

При подготовке схемы раскроя производственная группа должна учитывать:

• Припуск на обрезку

• Припуск на обработку

• Сварочная усадка

• Термическая деформация

• Требования к подготовке кромок

• Использование материала

Точное планирование раскроя и компоновки позволяет сократить отходы материала и повысить эффективность производства.

1.2 Выбор метода резки

Метод резки следует выбирать в зависимости от марки стали, толщины листа, формы детали, требуемой точности и требований к качеству кромки.

К распространенным методам резки стали относятся:

Пламенная резка

Газовая резка широко используется для листов углеродистой стали, особенно пластин средней толщины и тяжелых стальных листов.

Во время работы давление газа, скорость резки, состояние пламени и направление резки должны оставаться стабильными. Неправильные параметры могут привести к чрезмерному образованию шлака, неровным краям, неровным пропилам или чрезмерной тепловой деформации.

Плазменная резка

Плазменная резка подходит для углеродистой стали, нержавеющей стали, алюминия и других проводящих металлов. Он обеспечивает относительно высокую скорость резки и позволяет производить точные профили для листов различной толщины.

Во время плазменной резки следует использовать надлежащие системы вентиляции и удаления дыма, чтобы защитить работников и поддерживать безопасную производственную среду.

Лазерная резка

Лазерную резку обычно выбирают для тонких и средней толщины стальных пластин, требующих высокой точности размеров, узких пропилов и гладких режущих кромок.

Он особенно подходит для сложных профилей, небольших компонентов и проектов со строгими допусками на изготовление.

Резка с ЧПУ

В системах резки с ЧПУ может использоваться пламя, плазма или лазерная технология. Траектория резки контролируется запрограммированными производственными данными, что позволяет изготавливать сложные формы с постоянной точностью и высокой эффективностью производства.

Перед производством необходимо тщательно проверить программу, последовательность резки, калибровку станка и положение материала.

1.3 Стандартизированная операция резки

Режущее оборудование должно быть проверено и откалибровано перед использованием. Операторы должны убедиться, что оборудование работает правильно и что программа резки соответствует утвержденным производственным чертежам.

Во время резки операторы должны следить за:

• Скорость резки

• Настройки давления газа или мощности

• Ультрасовременное состояние

• Движение плит

• Термическая деформация

• Точность траектории резки

• Сигналы тревоги или перебои в работе оборудования

По возможности резку следует проводить симметрично, чтобы уменьшить концентрацию тепла и деформацию пластины.

Следует избегать внезапных остановок, нестабильной скорости резки, неправильных настроек оборудования или многократного нагрева одной и той же области.

1.4 Проверка после резки

После резки деталь следует проверить на точность размеров и качество кромки.

Проверка может включать в себя:

• Общая длина и ширина

• Диагональные размеры

• Положения отверстий и пазов

• Размеры фаски

• Ультрасовременная прямолинейность

• Перпендикулярность кромок

• Шероховатость поверхности

• Локальная деформация

Режущие кромки должны быть гладкими, без чрезмерных заусенцев, шлака, глубоких канавок, трещин и видимых повреждений.

Небольшие заусенцы и шлак можно удалить с помощью угловой шлифовальной машины или других одобренных инструментов. Детали, превышающие допустимые допуски на размеры, должны быть исправлены, перерезаны или бракованы в соответствии с процедурой контроля качества.

После проверки каждый компонент должен быть четко промаркирован с указанием номера детали, номера проекта, ориентации и номера сборки. Затем компоненты следует классифицировать и хранить надлежащим образом, чтобы предотвратить путаницу, повреждение, деформацию или коррозию.

2. Процесс сварки стали: обеспечение прочности и надежности конструкции.

Сварка соединяет отдельные стальные детали в конструктивные элементы, такие как колонны, балки, фермы, рамы, кронштейны и сборные секции.

Поскольку качество сварных швов напрямую влияет на несущую способность и структурную безопасность готовой стальной конструкции, сварка должна выполняться в соответствии с утвержденными процедурами квалифицированным персоналом.

2.1 Подготовка перед сваркой

Перед началом сварки необходимо подобрать сварочные материалы по:

• Марка основного металла

• Толщина стали

• Тип соединения

• Положение сварки

• Требования к дизайну

• Требуемые механические свойства

• Применимые стандарты сварки

Сварочные электроды, проволока, флюсы и защитные газы должны иметь действующую документацию о качестве и храниться в контролируемых условиях.

С расходными материалами, требующими сушки или хранения при контролируемой температуре, следует обращаться в соответствии с инструкциями производителя и утвержденной Спецификацией процедуры сварки (WPS).

2.2 Подготовка шва и поверхности

Зона сварки должна быть чистой и свободной от:

• Ржавчина

• Масло

• Смазка

• Влага

• Краска

• Мельничная окалина

• Грязь

• Другие загрязнители

Загрязнение вблизи соединения может вызвать пористость, растрескивание, непровар или другие дефекты сварки.

Совместная подготовка должна соответствовать утвержденным чертежам и WPS. Общие типы канавок включают в себя:

• Одинарная V-образная канавка

• Двойная V-образная канавка

• U-образная канавка

• Коническая канавка

• Квадратная канавка

Угол канавки, отверстие корня, торец корня, выравнивание и расположение подкладки должны соответствовать утвержденной процедуре сварки.

Перед сваркой также следует проверить состояние посадки. Чрезмерное смещение или неравномерные зазоры в стыках следует исправить перед сваркой стыка.

2.3 Сварочное оборудование и контроль параметров

Сварочные аппараты, кабели, горелки, системы подачи проволоки, заземляющие устройства и измерительные приборы должны быть проверены перед началом работы.

В соответствии с WPS необходимо контролировать следующие параметры:

• Сварочный ток

• Напряжение дуги

• Скорость движения

• Скорость подачи проволоки

• Тепловложение

• Температура предварительного нагрева

• Межпроходная температура

• Последовательность сварки

• Количество сварочных проходов

• Расход защитного газа

Операторы не должны без разрешения изменять утвержденные параметры сварки.

2.4 Стандартизированные сварочные операции

Общие методы сварки, используемые при изготовлении стальных конструкций, включают:

Дуговая сварка защищенного металла

Дуговая сварка в среде защитного металла является гибкой и подходит для многих применений при изготовлении и ремонте. Оператор должен поддерживать стабильную дугу, правильный угол наклона электрода, равномерную скорость движения и правильное размещение валика.

Дуговая сварка в защитных газах

Газозащитные методы сварки обеспечивают высокую производительность и стабильное качество сварного шва при правильном контроле условий эксплуатации.

Необходимо избегать ветра, влаги, загрязнений и нестабильного потока газа, поскольку они могут повлиять на характеристики защиты и вызвать дефекты сварки.

Сварка под флюсом

Дуговая сварка под флюсом обычно используется для длинных прямых сварных швов в сборных двутавровых профилях, коробчатых колоннах, тяжелых балках и толстых стальных пластинах.

Скорость подачи проволоки, покрытие флюсом, скорость сварки, выравнивание швов и тепловложение должны оставаться стабильными на протяжении всего сварочного процесса.

2.5 Последовательность сварки и контроль деформации

При сварке выделяется концентрированное тепло, которое может вызвать усадку, угловое искажение, изгиб или скручивание.

Для уменьшения сварочной деформации производственная бригада может использовать:

• Сбалансированная сварка

• Симметричная сварка

• Обратная сварка

• Пропустить сварку

• Многослойная и многопроходная сварка

• Контролируемая последовательность сварки

• Временные светильники и сильные защитники

• Предустановленная компенсация деформации

Длинные сварные швы следует выполнять с использованием утвержденной последовательности сварки, а не выполнять непрерывную сварку от одного конца к другому без учета распределения тепла.

После каждого сварочного прохода перед наплавкой следующего прохода необходимо удалить шлак, брызги и загрязнения поверхности.

Для толстых листов, высокопрочной стали, зажатых соединений или условий работы при низких температурах может потребоваться предварительный нагрев. Температуру предварительного нагрева и между проходами следует контролировать в соответствии с требованиями WPS и проекта.

2.6 Проверка качества сварки

После сварки сварные швы должны быть предварительно подвергнуты визуальному контролю.

Инспектор обычно проверяет:

• Поверхностные трещины

• Пористость

• Подрез

• Перекрывать

• Неполное заполнение

• Чрезмерное армирование

• Пожары дуги

• Нестандартные профили сварных швов

• Чрезмерное разбрызгивание

• Видимое отсутствие слияния

Сварной шов должен иметь постоянный профиль и соответствовать требованиям к размерам и внешнему виду, указанным в чертежах, WPS и применимых стандартах.

Незначительные дефекты поверхности можно устранить с помощью утвержденных процедур шлифовки или сварки. Серьезные дефекты необходимо полностью устранить перед ремонтной сваркой.

2.7 Неразрушающий контроль

Если это требуется планом проектного контроля, может быть проведен неразрушающий контроль для выявления внутренних или поверхностных дефектов сварного шва.

Общие методы включают в себя:

• Ультразвуковой контроль

• Рентгенографическое исследование

• Магнитопорошковое тестирование

• Капиллярное тестирование

Метод испытаний и процент контроля зависят от типа сварного шва, конструктивной важности, требований к проектированию и применимых стандартов.

Критические сварные швы с полным проваром или сильно нагруженные соединения могут потребовать более высокого процента проверки, включая 100% тестирование, если указано.

Любой сварной шов, не прошедший проверку, должен быть оценен и отремонтирован в соответствии с утвержденной процедурой ремонта. Затем отремонтированный участок следует повторно осмотреть.

2.8 Обработка после сварки

Послесварочная обработка не требуется для каждого стального компонента. Оно может быть указано для определенных материалов, толщины пластин, конфигурации соединений или условий эксплуатации.

В зависимости от требований проекта послесварочная обработка может включать:

• Контролируемое охлаждение

• Водородная обработка

• Термическая обработка для снятия стресса

• Шлифование сварных швов

• Отделка поверхности

• Улучшение сварного шва

Все параметры термообработки должны надлежащим образом регистрироваться и контролироваться.

3. Сборка стальных компонентов: точная сборка и окончательная формовка.

Сборка — это процесс позиционирования и соединения отдельных стальных деталей для формирования целостных структурных компонентов.

Типичные собранные компоненты включают в себя:

• Колонны двутаврового сечения

• Сборные балки

• Столбцы коробки

• Фермы крыши

• Стальные рамы

• Кронштейны

• Платформы

• Лестница

• Сложные сборные модули

Основная цель сборки — убедиться, что готовый компонент соответствует требуемым размерам, геометрии, соосности и условиям соединения перед окончательной сваркой, покраской, упаковкой и доставкой.

3.1 Подготовка перед сборкой

Зона сборки должна быть чистой, ровной, устойчивой и достаточно большой для изготовления изготавливаемого компонента.

Монтажные площадки могут быть изготовлены из стали или бетона. Платформа должна обеспечивать достаточную прочность и плоскостность, чтобы предотвратить неточные измерения или деформацию компонентов.

Перед сборкой все комплектующие детали следует проверить на наличие:

• Правильный номер детали

• Спецификация материала

• Точность размеров

• Качество резки

• Положение отверстия

• Подготовка фаски

• Качество сварки

• Прямолинейность и плоскостность

• Состояние поверхности

Любую деталь с недопустимой деформацией следует исправить перед сборкой.

Общие методы коррекции включают механическую правку, коррекцию прессом и правку контролируемым пламенем. Все корректирующие работы должны проводиться в соответствии с утвержденной процедурой во избежание повреждения стали.

Монтажные инструменты и оборудование могут включать в себя:

• Позиционирование приспособлений

• Зажимы

• Валеты

• Тяговые устройства

• Уровни

• Рулетки измерительные

• Лазерные инструменты

• Всего станций

• Сварочные датчики

Все средства измерений должны быть откалиброваны и иметь необходимую точность.

3.2 Установка ссылки на сборку

Сборка должна следовать принципу установления главной ссылки перед размещением второстепенных деталей.

В зависимости от типа компонента ссылка может быть:

• Торцевая грань

• Центральная линия

• Поверхность фланца

• Центральная линия веб-сайта

• Симметричная ось

• Спроектированная исходная точка

Основная часть должна быть надежно закреплена на монтажной платформе с помощью подходящих приспособлений. Перед установкой остальных деталей необходимо проверить опорную линию и ориентацию.

3.3 Стандартизированная операция сборки

Остальные детали следует устанавливать в последовательности, указанной на утвержденных рабочих чертежах.

Во время сборки бригада должна постоянно проверять:

• Общая длина

• Общая ширина и высота

• Диагональные размеры

• Выравнивание стенки и фланца

• Вертикальность

• Параллелизм

• Прямоугольность

• Совместные зазоры

• Позиции подключения

• Выравнивание отверстий

• Развал или заданная деформация

Для точной регулировки можно использовать домкраты, зажимы, клинья и тяговые устройства. Следует избегать чрезмерного приложения силы, поскольку оно может создать остаточное напряжение или необратимую деформацию.

Допуски на размеры должны соответствовать утвержденным чертежам, спецификациям проекта и применимым производственным стандартам.

3.4 Прихваточная сварка

Как только детали будут правильно расположены, можно использовать прихваточную сварку, чтобы удержать их на месте перед окончательной сваркой.

Прихваточные сварные швы должны:

• Используйте совместимые сварочные материалы.

• быть изготовлены квалифицированными сварщиками

• Иметь достаточную длину и прочность.

• Не иметь трещин и других дефектов.

• Избегайте вмешательства в окончательный сварной шов.

• Следуйте утвержденной процедуре сварки.

Дефектные прихваточные сварные швы следует удалить перед окончательной сваркой.

Расположение и последовательность прихваток должны предотвращать перемещение компонентов и помогать контролировать сварочные деформации.

3.5 Проверка после сборки

После сборки весь компонент должен пройти размерный и визуальный контроль.

Проверка должна проверить:

• Габаритные размеры компонентов

• Позиции подключения

• Выравнивание отверстий

• Вертикальность и прямолинейность

• Диагональные различия

• Выравнивание фланцев и перемычек

• Совместные зазоры

• Камбер

• Качество прихваток

• Ориентация компонентов

Компоненты, отвечающие требованиям проверки, могут подвергаться окончательной сварке, подготовке поверхности, нанесению покрытия или пробной сборке.

Компоненты, не соответствующие требованиям, следует отрегулировать, исправить или разобрать и собрать заново.

После окончательной приемки на каждый компонент должна быть нанесена постоянная маркировка с указанием номера проекта, номера компонента, направления установки и другой необходимой идентификационной информации.

Готовые компоненты следует хранить на подходящих опорах и защищать от деформации, ударов, скопления воды и коррозии.

4. Контроль качества на протяжении всего процесса изготовления

Контроль качества не должен ограничиваться финальной проверкой. Это должно быть реализовано на всех этапах приема, резки, сварки, сборки, обработки поверхности и отгрузки материала.

Важные документы по контролю качества могут включать:

• Сертификаты материалов

• Записи о прослеживаемости материалов

• Отчеты о проверке резки

• Записи о проверке размеров

• Технические характеристики процедуры сварки

• Квалификационные документы сварщика

• Отчеты о проверке сварки

• Отчеты неразрушающего контроля

• Восстановить записи

• Отчеты о проверке покрытия

• Протоколы окончательной приемки

Полная система документации помогает обеспечить отслеживаемость продукции и стабильное качество изготовления.

5. Квалификация и обучение персонала

Операторы, занимающиеся резкой, сваркой, сборкой, проверкой и эксплуатацией оборудования, должны иметь соответствующую подготовку, навыки и квалификацию.

Сварочные работы должны выполняться квалифицированными сварщиками по утвержденным методикам.

Регулярное обучение должно охватывать:

• Процедуры изготовления

• Интерпретация рисунка

• Эксплуатация оборудования

• Требования к качеству

• Контроль сварки

• Методы измерения

• Процедуры безопасности

• Предотвращение дефектов

До начала производства необходимо предоставить четкие рабочие инструкции и технические инструктажи.

6. Обслуживание и калибровка оборудования.

Режущие станки, сварочные аппараты, подъемное оборудование, сборочные приспособления и контрольно-измерительные приборы должны регулярно обслуживаться.

Техническое обслуживание обычно включает в себя:

• Проверка точности машины

• Проверка электрических соединений

• Очистка режущих сопел и сварочных горелок

• Замена изношенных компонентов

• Тестирование устройств безопасности

• Калибровка средств измерений

• Учет работ по техническому обслуживанию

Оборудование следует проверять перед использованием, очищать после работы и хранить надлежащим образом.

Плохо обслуживаемое оборудование может привести к ошибкам в размерах, нестабильным параметрам сварки, задержкам производства и угрозам безопасности.

7. Требования безопасности при изготовлении металлоконструкций.

Производство стали включает в себя высокие температуры, электрооборудование, тяжелые компоненты, дым, искры и подъемные операции. Поэтому необходим комплексный контроль безопасности.

Мастерская должна быть оборудована:

• Огнетушители

• Сварочные экраны

• Системы вентиляции и дымоудаления

• Аварийные выходы

• Предупреждающие знаки

• Системы заземления и электрозащиты

• Одобренное подъемное оборудование

• Средства индивидуальной защиты

Рабочие должны использовать подходящее защитное оборудование, включая сварочные шлемы, защитные очки, термостойкие перчатки, защитную одежду, защитную обувь, средства защиты органов слуха и дыхания, где это необходимо.

Запрещается выполнять операции резки и сварки вблизи легковоспламеняющихся или взрывоопасных материалов, если не приняты соответствующие меры контроля.

Тяжелые компоненты следует поднимать только с помощью проверенного подъемного оборудования и утвержденных процедур подъема.

Заключение

Резка, сварка и сборка — тесно связанные этапы изготовления металлоконструкций.

Точная резка гарантирует, что каждый компонент начинается с правильных размеров и условий кромки. Контролируемая сварка обеспечивает надежные соединения конструкций, минимизирует дефекты и деформации. Точная сборка гарантирует, что готовые компоненты соответствуют утвержденным чертежам и могут быть эффективно установлены на строительной площадке.

Внедряя стандартизированные процедуры, квалифицированный персонал, калиброванное оборудование, непрерывный контроль и полную документацию по качеству, производители стальных конструкций могут повысить точность изготовления, надежность конструкции, эффективность производства и безопасность проекта.

Хорошо контролируемый процесс изготовления не только улучшает качество отдельных стальных компонентов, но также снижает трудности при монтаже, сокращает сроки строительства и обеспечивает долгосрочную работу готовой стальной конструкции.

Профессиональные услуги по изготовлению стальных конструкций

ZSJH Steel Group предоставляет комплексные услуги по изготовлению стальных конструкций, включая структурное проектирование, детальное проектирование, резку стали, сварку, сборку, обработку поверхности, проверку качества, упаковку и международную доставку.

Наши производственные решения могут быть адаптированы для промышленных цехов, складов, логистических центров, коммерческих зданий, общественных объектов, стальных платформ, большепролетных конструкций и других международных строительных проектов.

Свяжитесь с нашей командой и сообщите свои чертежи, технические характеристики или требования к проекту, чтобы получить индивидуальное решение для изготовления стальных конструкций.