专利名称：钢板弯扭加工工艺及其专用设备、以及弯扭构件加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于钢结构构件加工领域，特别是涉及钢板弯扭加工。
背景技术：
目前国内建筑用钢结构蓬勃发展，建筑风格复杂多变，形式多种多样。大弯扭钢构件的使用目前相对较少，但前景很广泛。对于弯扭构件的加工制作，国内几乎无可借鉴的经验，尤其是对截面规格为450mmX 2500mmX 25mmX 25mm，柱长为30m 45m米，最长达 69. 8m，弯扭角在20° 52°之间，弯扭量最大达1863mm，且每根钢柱弯扭程度各异的双向弯扭构件，由于结构外露，如何确保其在大高宽比、窄翼缘、焊接操作空间狭小的条件下，使其加工制作精度满足建筑效果要求，是一大难点。所面临的重大技术难题是其中钢板弯扭加工难度较大，钢板零件压弯成型加工误差大；不同弯扭程度构件加工没有通用性；对弯扭构件放样下料准确度不完善；在极小的操作空间条件下内部劲板的焊接质量难以保证，特别是大弯扭箱型钢柱纵、横向隔板较多，且内部空间狭小，焊缝质量要求较高，焊接难度较大等问题，使得弯扭构件生产加工难度大，难以满足设计要求。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种钢板弯扭加工工艺，工艺简单，易于操作，保证加工质量；本发明的另一目的是提供一种钢板弯扭加工专用设备，结构简单，提高钢板弯扭加工效率，保证加工质量。本发明还有一发明目的是提供一种弯扭构件加工工艺，采用钢板弯扭加工工艺制钢板零件，设计整体紧凑工艺，加快工程进度，降低工程造价。本发明为实现上述目的所采用的技术方案如下钢板弯扭加工工艺，板材置于单边固定双绞轴压弯设备，采用液压设备单点下压，夹具绕旋转绞轴转动，下压时先急后缓， 循序渐进，分阶段进行；压弯过程用火焰配合机械校正，火焰温度比正常矫正温度低100°c ； 成型后持续加压静放2 3天即可。本发明钢板弯扭加工专用设备——单边固定双绞轴压弯设备，分为固定侧和旋转侧夹具，夹具均由上板和下板构成，上板与下板之间由螺栓连接，固定侧夹具下板固定在支撑底座上，旋转侧夹具下板一端固定安装在带轴孔的连接板上，连接板通过旋转轴芯安装在绞支座上，另一端为悬空的加压端。所述夹具上板和下板采用工字钢。所述旋转侧夹具加压端带有挡板。本发明弯扭构件的加工工艺按钢板弯扭一预组立一重新组立一焊接、探伤四步进行，具体工艺是
第一步钢板弯扭采用专用设备，分别将上翼缘板、下翼缘板、两侧腹板和纵向加劲板置于专用设备上，制作空间弯扭钢板，首先板材置于单边固定双绞轴压弯设备，采用液压设备单点下压，夹具绕旋转绞轴转动，下压时先急后缓，循序渐进，分阶段进行；压弯过程用火焰配合机械校正，火焰温度比正常矫正温度低100°c ；成型后持续加压静放2 3天即可；第二步预组立根据不同弯扭构件的空间定位坐标，制作加工胎具，在胎具上进行构件的预组立，预组立过程中，采用机械配合火焰矫形及局部少量切割的方法，使加工构件空间定位坐标完全满足设计要求；
第三步重新组立依次拆除零件钢板，坡口打磨，重新组立减少加工误差； 第四步焊接、探伤调整焊接顺序、焊枪加长、盖板分段焊接以及相邻安装段拼接位置预留后焊开腹板进行内加劲板的焊接。所述第二步预组立将压弯完成的钢板，放在预制好的组拼胎架上，完成压型检查，根据压型符合情况，采用千斤顶配合钢楔子，将弯扭钢板紧密的附着在预制好的胎架上，采用机械适当配合火焰烘烤进行矫型；机械矫形方向以每边中心开始，向两端进行，整个过程应缓慢进行；将隔板、纵向加劲板、两块侧面板、面层钢板按图纸位置进行预拼，临时固定力求牢固，避免造成拼装过程中，出现零件偏移，错位；需进行局部矫型时，分析偏差产生的原因，并根据钢板矫型经验，对预组立完成的构件，根据情况进行矫形，矫形分两次进行第一次矫形根据每个部位(点)的不同情况，采取隔板少量切割，劲板、面板机械配合火焰矫形的方式，对预拼构件进行全面处理；第二次调形为防止处理过程，局部产生二次变形，对处理完成的构件进行第二次检测，并对少量微小变形，进行微量调整。所述第三步重新组立将预组立、矫形完毕的构件钢板，依次拆除，为保证焊接质量，拆除后将钢板(零件)切割的坡口进行打磨，将打磨完毕后按预组立位置重新组立。所述第四步焊接、探伤在下翼缘板上定位内隔板及纵向加劲板的位置，将所有内隔板及纵向加劲板直立焊接在下翼缘板上；再在内隔板及纵向加劲板上覆盖上翼缘板并焊接完成；最后在上、下翼缘板的两侧焊接腹板，形成箱型空间弯扭构件；焊接完成M小时后，按要求进行探伤检测，表观质量检查合格，方可进入喷砂、涂刷及栓钉焊接工序。本发明钢构件加工与普通钢结构加工工艺不同，采取按标高切面控制坐标点进行下料，用液压设备配合专用设备，对下料完成的钢板进行单点压弯成型，保证了弯扭构件的成型质量，而且加工速度快。本发明钢板弯扭专用设备结构简单，设备有足够的强度，在压弯的过程中夹具不变形；通过螺栓加固，夹具与钢板之间能紧密接触，牢固抱紧；转动部分，灵活有效。本发明弯扭构件加工工艺简单，考虑到弯扭构件弯扭程度均不相同，加工方案具有通用性，加工过程零件钢板进行预组立，对加工完成的弯扭板材进行车间内预组立(预拼装)，边组立(构件预拼)、边采用机械配合火焰烘烤进行矫正，拼装过程要求严丝合缝，符合建筑效果，矫正无误后拆除，重新组立，由于构件高宽比大，窄翼缘，造成空间狭小，难以施焊。为保证焊接质量，采取了调整焊接顺序、焊枪加长、盖板分段等焊接以及对相邻段拼接位置预留后焊开腹板等措施。并指派高水平焊工，先进行高难度情况下试焊，合格后对重新组立的弯扭构件按设计要求的焊缝等级进行焊接。焊接过程，为防止变形，可采用钢板条对横向隔板及纵向加劲板进行临时固定，保证弯扭构件成型质量，不仅有效保证构件的双扭效果，同时易于构件加工质量控制，加快加工进度，节约大量人力物力，降低了成本，应用情况良好。
图1是本发明钢板弯扭专用设备平面图。图2是本发明钢板弯扭专用设备立面图。
图3是本发明钢板弯扭A部(绞支座)放大图。图4是本发明弯扭构件加工流程图。
图5是本发明箱型空间弯扭构件结构示意图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于具体实施例。实施例1
如图1-3所示的钢板弯扭专用设备，分为固定侧夹具1和旋转侧夹具8，固定侧夹具1 和旋转侧夹具8均由上板和下板构成，上板和下板采用20#工字钢工字钢，上板底部与下板顶部带有螺栓孔4，通过螺栓孔由M18螺栓连接，固定侧夹具下板固定在支撑底座2上，旋转侧夹具下板一端固定安装在带轴孔的连接板6上，连接板6通过直径48mm旋转轴芯5安装在绞支座7上，另一端为悬空的加压端，旋转侧夹具加压端带有挡板3，即制得钢板弯扭专用的单边固定双绞轴压弯设备。实施例2
钢板弯扭加工工艺，板材置于单边固定双绞轴压弯设备，采用液压设备单点下压，夹具绕旋转绞轴转动，下压时先急后缓，循序渐进，分阶段进行；压弯过程用火焰配合机械校正， 火焰温度比正常矫正温度低100°c ；成型后持续加压静放2 3天即可，待变形无反弹趋势后，缓慢松开压力，复核钢板成型后的空间位置、钢板的坐标点位置关系，确保符合深化设计图纸要求。实施例3
弯扭构件的加工工艺按钢板弯扭一预组立一重新组立一焊接、探伤四步进行，具体工艺如图4所示
第一步钢板弯扭采用专用设备，分别将上翼缘板、下翼缘板、两侧腹板和纵向加劲板置于专用设备上，制作空间弯扭钢板，首先板材置于单边固定双绞轴压弯设备，采用液压设备单点下压，夹具绕旋转绞轴转动，下压时先急后缓，循序渐进，分阶段进行；压弯过程用火焰配合机械校正，火焰温度比正常矫正温度低100°C ；成型后持续加压静放2 3天即可，待变形无反弹趋势后，缓慢松开压力，复核钢板成型后的空间位置、钢板的坐标点位置关系， 确保符合深化设计图纸要求；
第二步预组立将加工完成的弯扭钢板进行车间内预组立，弯扭钢板放在预制好的组拼胎架上，完成压型检查，根据压型符合情况，采用千斤顶配合钢楔子，将弯扭钢板紧密的附着在预制好的胎架上，采用机械适当配合火焰烘烤进行矫型；机械矫形方向以每边中心开始，向两端进行，整个过程应缓慢进行；将隔板、纵向加劲板、两块侧面板、面层钢板按图纸位置进行预拼，临时固定力求牢固，避免造成拼装过程中，出现零件偏移，错位；需进行局部矫型时，分析偏差产生的原因，并根据钢板矫型经验，对预组立完成的构件，根据情况进行矫形，矫形分两次进行第一次矫形根据每个部位(点)的不同情况，采取隔板少量切割， 劲板、面板机械配合火焰矫形的方式，对预拼构件进行全面处理；第二次调形为防止处理过程，局部产生二次变形，对处理完成的构件进行第二次检测，并对少量微小变形，进行微量调整使加工构件空间定位坐标完全满足设计要求；
第三步重新组立将预组立、矫形完毕的构件钢板，依次拆除，为保证焊接质量，拆除后将钢板(零件)切割的坡口进行打磨，将打磨完毕后按预组立位置重新组立，减少加工误差；第四步焊接、探伤在下翼缘板9上定位内隔板10及纵向加劲板11的位置，将所有内隔板及纵向加劲板直立焊接在下翼缘板上；再在内隔板及纵向加劲板上覆盖上翼缘板12 并焊接完成；最后在上、下翼缘板的两侧焊接腹板13，形成箱型空间弯扭构件如图5所示； 焊接完成M小时后，按要求进行探伤检测，根据设计要求一级焊缝100%进行探伤，二级焊缝探伤比例为30%。构件焊接成型后，对成型构件进行检查，保证构件整体表观质量。表观质量检查合格，方可进入喷砂、涂刷及栓钉焊接工序。
权利要求
1.钢板弯扭加工工艺，其特征是板材置于单边固定双绞轴压弯设备，采用液压设备单点下压，夹具绕旋转绞轴转动，下压时先急后缓，循序渐进，分阶段进行；压弯过程用火焰配合机械校正，火焰温度比正常矫正温度低100°c ；成型后持续加压静放2 3天即可。
2.权利要求1所述钢板弯扭加工工艺的专用设备，其特征是其是单边固定双绞轴压弯设备，分为固定侧和旋转侧夹具，夹具均由上板和下板构成，上板与下板之间由螺栓连接，固定侧夹具下板固定在支撑底座上，旋转侧夹具下板一端固定安装在带轴孔的连接板上，连接板通过旋转轴芯安装在绞支座上，另一端为悬空的加压端。
3.根据权利要求2所述钢板弯扭加工工艺的专用设备，其特征是夹具上板和下板采用工字钢。
4.根据权利要求2所述钢板弯扭加工工艺的专用设备，其特征是旋转侧夹具加压端带有挡板。
5.弯扭构件的加工工艺，其特征是按钢板弯扭一预组立一重新组立一焊接、探伤四步进行，具体工艺是第一步钢板弯扭采用专用设备，分别将上翼缘板、下翼缘板、两侧腹板和纵向加劲板置于专用设备上，制作空间弯扭钢板，首先板材置于单边固定双绞轴压弯设备，采用液压设备单点下压，夹具绕旋转绞轴转动，下压时先急后缓，循序渐进，分阶段进行；压弯过程用火焰配合机械校正，火焰温度比正常矫正温度低100°c ；成型后持续加压静放2 3天即可；第二步预组立根据不同弯扭构件的空间定位坐标，制作加工胎具，在胎具上进行构件的预组立，预组立过程中，采用机械配合火焰矫形及局部少量切割的方法，使加工构件空间定位坐标完全满足设计要求；第三步重新组立依次拆除零件钢板，坡口打磨，重新组立减少加工误差；第四步焊接、探伤调整焊接顺序、焊枪加长、盖板分段焊接以及相邻安装段拼接位置预留后焊开腹板进行内加劲板的焊接。
6.根据权利要求5所述弯扭构件的加工工艺，其特征是第二步预组立将压弯完成的钢板，放在预制好的组拼胎架上，完成压型检查，根据压型符合情况，采用千斤顶配合钢楔子，将弯扭钢板紧密的附着在预制好的胎架上，采用机械适当配合火焰烘烤进行矫型；机械矫形方向以每边中心开始，向两端进行，整个过程应缓慢进行；将隔板、纵向加劲板、两块侧面板、面层钢板按图纸位置进行预拼，临时固定力求牢固，避免造成拼装过程中，出现零件偏移，错位；需进行局部矫型时，分析偏差产生的原因，并根据钢板矫型经验，对预组立完成的构件，根据情况进行矫形，矫形分两次进行第一次矫形根据每个部位(点)的不同情况， 采取隔板少量切割，劲板、面板机械配合火焰矫形的方式，对预拼构件进行全面处理；第二次调形为防止处理过程，局部产生二次变形，对处理完成的构件进行第二次检测，并对少量微小变形，进行微量调整。
7.根据权利要求6所述弯扭构件的加工工艺，其特征是第三步重新组立将预组立、 矫形完毕的构件钢板，依次拆除，为保证焊接质量，拆除后将钢板(零件)切割的坡口进行打磨，将打磨完毕后按预组立位置重新组立。
8.根据权利要求6所述弯扭构件的加工工艺，其特征是第四步焊接、探伤在下翼缘板上定位内隔板及纵向加劲板的位置，将所有内隔板及纵向加劲板直立焊接在下翼缘板上；再在内隔板及纵向加劲板上覆盖上翼缘板并焊接完成；最后在上、下翼缘板的两侧焊接腹板，形成箱型空间弯扭构件；焊接完成M小时后，按要求进行探伤检测，表观质量检查合格，方可进入喷砂、涂刷及栓钉焊接工序。
全文摘要
本发明属于钢结构构件加工领域，特别是涉及钢板弯扭加工。钢板弯扭加工工艺，板材置于单边固定双绞轴压弯设备，采用液压设备单点下压，夹具绕旋转绞轴转动，下压时先急后缓，循序渐进，分阶段进行；压弯过程用火焰配合机械校正，火焰温度比正常矫正温度低100℃；成型后持续加压静放2～3天即可。本发明钢构件加工与普通钢结构加工工艺不同，采取按标高切面控制坐标点进行下料，用液压设备配合专用设备，对下料完成的钢板进行单点压弯成型，保证了弯扭构件的成型质量，而且加工速度快。
文档编号B21D11/22GK102172692SQ20111000190
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者仇春慧, 刘进贵, 周光毅, 张强, 毛立贤 申请人:周光毅