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摘 要：通过对箱型柱制作的重点和难点分析，阐述箱型柱制作过程中各道工序的工艺要点及其质量标准，并通过工程应用出现的问题及其采取的措施，使制作的箱型柱制作技术满足设计及规范要求。笔者从事钢结构加工多年，在箱型柱制作方面积累了一定的实践经验，本文以宿迁文化大剧院工程为例对箱型柱制作工艺进行了系统阐述，供大家参考。
关键词：箱型柱；组装；焊接；质量控制
中图分类号：TU392.1 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）12-0048-01
1工程概况
宿迁文化大剧院工程位于江苏省宿迁市宿豫区东外路、天目山路、嘉陵江路、泰山路围合地块，建筑面积4.72万平方米，结构形式地下部分为钢筋混凝土框架结构，地上部分为钢结构，屋顶为网架结构。柱体为箱形，截面形式为□800*800*35、□800*800*26等几种，材质为Q345B。
2 箱型柱制作的重点、难点分析
2.1 箱体制作组装时外形尺寸余量在焊接收缩后能否确保成品截面尺寸满足设计及规范要求是箱型本体制作控制的重点和难点。
2.2 全熔透焊缝（CP焊缝）区间内焊接垫板与翼、腹板间接触的紧密程度是确保箱型本体CP焊缝能否达到设计等级标准的关键技术。
2.3 箱体主焊缝的焊接顺序、焊接方向是确保箱体消除弯曲、扭曲变形的重点。
2.4 隔板电渣焊技术的应用及施焊方法是箱型钢骨制作的难点。
3 箱型柱制作过程中的工艺要点
3.1 板件下料
翼、腹板的下料，要严格按照排版图选择合适的钢板，采用数控切割机进行。先在数控切割机上按照排版图进行设置，同时对数控程序随时调整其运行轨迹，确保下料尺寸的准确性。板条长度按0.7mm/m收缩率考虑。
3.2 腹板坡口加工
坡口加工采用半自动切割机切割，切割后的沟痕若超过了气割的允许偏差，应用与主材相应的焊丝进行修补，并用磨光机修磨与坡口面平齐。 部分熔透坡口高度不应小于板厚的1/3，并不应小于14mm，抗震设防时不应小于板厚的1/2；熔透区翼、腹板之间应留6mm的间隙。
3.3 内隔板制作
下料时按图纸尺寸将混凝土灌浆孔随机编程切割，灌浆孔四周的透气圆孔采用平面钻钻孔，严禁火焰割孔。在隔板的两短边位置组对焊接挡板，其两侧组对尺寸为设计尺寸L1+6～8mm，在挡板背侧采用CO2气体保护焊施焊固定；两长边位置打35?单面坡口，钝边为0mm。
3.4 箱体组装
（1）先检查下翼板的长度、宽度并划出中心线，根据图纸尺寸划出内隔板、端板的位置，然后组装内隔板、端板，必须保证内隔板、端板与下翼板垂直、居中，然后组装两侧腹板。（2）组装腹板时在需熔透的腹板部位加垫板，垫板的下料、加工及装配应严格控制质量和精度，使其与翼缘板紧密贴合；腹板与翼板对正，保证箱型柱端面平行。（3）隔板位置应用石笔标注在两侧腹板外侧，并打上样冲孔，孔深0.5mm，孔数量为3个，间隙为25mm，便于在箱体完成后了解内隔板所处的位置。（4）组”U”后，把节点隔板的挡板四周进行围焊，以防电渣焊时漏渣。对于节点隔板的长边用CO2气体保护焊焊接，隔板与主体之间为全熔透二级焊缝。
3.5 箱体焊接
3.5.1 主焊缝焊接
主焊缝焊接首先用CO2气体保护焊打底，再用埋弧焊机填充、盖面焊接。打底焊时采用双人对称焊接，由中间往两端分段退焊，减小箱体产生较大的纵向收缩变形；填充、盖面焊时先焊接一侧焊缝的2/3，翻身把另一侧焊接完毕，再翻身把剩余的1/3焊接完毕，同一侧的两条焊缝必须同时对称施焊，且焊缝方向应始终从一端到另一端，严禁来回施焊。
3.5.2 隔板电渣焊接
隔板与壁板焊接采用电渣焊机焊接。箱体组装时，在隔板处预留焊孔，选用规格Φ10*3.0、400mm长的熔化嘴、焊材为H10Mn2+HJ431。 连接好各部分接线及铜引弧块，然后调整好焊丝、熔嘴与焊道边缘相距2～3mm。焊接顶部100mm收尾时加入少量焊剂，并减少焊接电流，将焊缝引到熄弧套筒上收弧。最后切割引弧及熄弧部分，用砂轮打磨平整。
3.6 柱体制作
3.6.1 箱体端面加工
（1）底端坡口加工：底端在组装、焊接衬板后再采用半自动切割机进行坡口加工，注意打坡口时将衬板一起切割，然后按图纸要求拼装焊接衬板，焊缝在衬板的内测与壁板进行定位焊接。（2）顶端端面铣加工：箱体顶端平整面采用端面铣加工，保证顶端与上节柱底端紧密对接。
3.6.2 牛腿组装、焊接
牛腿拼装时，首先应根据图纸尺寸在相应部位划好定位线，然后进行牛腿拼装、定位焊接，经检查定位无误后进行固定焊接。
4 制作过程中发现的问题及控制措施
4.1 制作过程中发现的问题
（1）箱体截面尺寸不符合规范及设计要求。（2）电渣焊接时出现熔池外流导致电渣焊作业中止。（3）全熔透焊缝和部分熔透焊缝过渡段易产生未熔透现象。（4）焊接工艺控制不当易导致箱体产生扭曲和弯曲变形。
4.2 制定的处理措施
4.2.1 箱体组装时其截面尺寸应考虑焊接收缩变形
为满足设计及规范要求，组装时截面宽度可按设计宽度+1.0mm，截面高度可按设计尺寸+2.0mm，焊接收缩后其截面尺寸满足规范要求的±3.0mm要求。
4.2.2内隔板挡板与两翼板贴合的边缘应进行铣边处理
使之与两翼板的接触面间隙控制在0.8mm以内，下翼板与其相邻挡板应进行连续围焊；同时隔板与挡板另一侧应用CO2气体保护焊进行通长满焊，以免熔池泄漏。
4.2.3 在CP焊缝与PP焊缝交界处应按坡口形式进行过渡
过度段取在部分熔透焊缝（PP）区域内，过渡段长度为40mm。为确保焊缝外观质量，CP焊缝与PP焊缝坡口宜为同宽。
4.2.4提高板材的平直度和构件的组装精度
选择正确的焊接工艺，有效地控制箱型钢骨的各种焊接变形。
5 结语
通過对宿迁文化大剧院箱型柱制作实例分析，以周密的施工工艺，对下料、组装、焊接、质量检查、变形矫正、多牛腿组焊各个细节进行质量控制，解决了箱型柱制作遇到的技术难题，构件质量能够满足设计图纸和现行国家标准的要求，为今后类似工程提供参考。
关键词：箱型柱；组装；焊接；质量控制
中图分类号：TU392.1 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）12-0048-01
1工程概况
宿迁文化大剧院工程位于江苏省宿迁市宿豫区东外路、天目山路、嘉陵江路、泰山路围合地块，建筑面积4.72万平方米，结构形式地下部分为钢筋混凝土框架结构，地上部分为钢结构，屋顶为网架结构。柱体为箱形，截面形式为□800*800*35、□800*800*26等几种，材质为Q345B。
2 箱型柱制作的重点、难点分析
2.1 箱体制作组装时外形尺寸余量在焊接收缩后能否确保成品截面尺寸满足设计及规范要求是箱型本体制作控制的重点和难点。
2.2 全熔透焊缝（CP焊缝）区间内焊接垫板与翼、腹板间接触的紧密程度是确保箱型本体CP焊缝能否达到设计等级标准的关键技术。
2.3 箱体主焊缝的焊接顺序、焊接方向是确保箱体消除弯曲、扭曲变形的重点。
2.4 隔板电渣焊技术的应用及施焊方法是箱型钢骨制作的难点。
3 箱型柱制作过程中的工艺要点
3.1 板件下料
翼、腹板的下料，要严格按照排版图选择合适的钢板，采用数控切割机进行。先在数控切割机上按照排版图进行设置，同时对数控程序随时调整其运行轨迹，确保下料尺寸的准确性。板条长度按0.7mm/m收缩率考虑。
3.2 腹板坡口加工
坡口加工采用半自动切割机切割，切割后的沟痕若超过了气割的允许偏差，应用与主材相应的焊丝进行修补，并用磨光机修磨与坡口面平齐。 部分熔透坡口高度不应小于板厚的1/3，并不应小于14mm，抗震设防时不应小于板厚的1/2；熔透区翼、腹板之间应留6mm的间隙。
3.3 内隔板制作
下料时按图纸尺寸将混凝土灌浆孔随机编程切割，灌浆孔四周的透气圆孔采用平面钻钻孔，严禁火焰割孔。在隔板的两短边位置组对焊接挡板，其两侧组对尺寸为设计尺寸L1+6～8mm，在挡板背侧采用CO2气体保护焊施焊固定；两长边位置打35?单面坡口，钝边为0mm。
3.4 箱体组装
（1）先检查下翼板的长度、宽度并划出中心线，根据图纸尺寸划出内隔板、端板的位置，然后组装内隔板、端板，必须保证内隔板、端板与下翼板垂直、居中，然后组装两侧腹板。（2）组装腹板时在需熔透的腹板部位加垫板，垫板的下料、加工及装配应严格控制质量和精度，使其与翼缘板紧密贴合；腹板与翼板对正，保证箱型柱端面平行。（3）隔板位置应用石笔标注在两侧腹板外侧，并打上样冲孔，孔深0.5mm，孔数量为3个，间隙为25mm，便于在箱体完成后了解内隔板所处的位置。（4）组”U”后，把节点隔板的挡板四周进行围焊，以防电渣焊时漏渣。对于节点隔板的长边用CO2气体保护焊焊接，隔板与主体之间为全熔透二级焊缝。
3.5 箱体焊接
3.5.1 主焊缝焊接
主焊缝焊接首先用CO2气体保护焊打底，再用埋弧焊机填充、盖面焊接。打底焊时采用双人对称焊接，由中间往两端分段退焊，减小箱体产生较大的纵向收缩变形；填充、盖面焊时先焊接一侧焊缝的2/3，翻身把另一侧焊接完毕，再翻身把剩余的1/3焊接完毕，同一侧的两条焊缝必须同时对称施焊，且焊缝方向应始终从一端到另一端，严禁来回施焊。
3.5.2 隔板电渣焊接
隔板与壁板焊接采用电渣焊机焊接。箱体组装时，在隔板处预留焊孔，选用规格Φ10*3.0、400mm长的熔化嘴、焊材为H10Mn2+HJ431。 连接好各部分接线及铜引弧块，然后调整好焊丝、熔嘴与焊道边缘相距2～3mm。焊接顶部100mm收尾时加入少量焊剂，并减少焊接电流，将焊缝引到熄弧套筒上收弧。最后切割引弧及熄弧部分，用砂轮打磨平整。
3.6 柱体制作
3.6.1 箱体端面加工
（1）底端坡口加工：底端在组装、焊接衬板后再采用半自动切割机进行坡口加工，注意打坡口时将衬板一起切割，然后按图纸要求拼装焊接衬板，焊缝在衬板的内测与壁板进行定位焊接。（2）顶端端面铣加工：箱体顶端平整面采用端面铣加工，保证顶端与上节柱底端紧密对接。
3.6.2 牛腿组装、焊接
牛腿拼装时，首先应根据图纸尺寸在相应部位划好定位线，然后进行牛腿拼装、定位焊接，经检查定位无误后进行固定焊接。
4 制作过程中发现的问题及控制措施
4.1 制作过程中发现的问题
（1）箱体截面尺寸不符合规范及设计要求。（2）电渣焊接时出现熔池外流导致电渣焊作业中止。（3）全熔透焊缝和部分熔透焊缝过渡段易产生未熔透现象。（4）焊接工艺控制不当易导致箱体产生扭曲和弯曲变形。
4.2 制定的处理措施
4.2.1 箱体组装时其截面尺寸应考虑焊接收缩变形
为满足设计及规范要求，组装时截面宽度可按设计宽度+1.0mm，截面高度可按设计尺寸+2.0mm，焊接收缩后其截面尺寸满足规范要求的±3.0mm要求。
4.2.2内隔板挡板与两翼板贴合的边缘应进行铣边处理
使之与两翼板的接触面间隙控制在0.8mm以内，下翼板与其相邻挡板应进行连续围焊；同时隔板与挡板另一侧应用CO2气体保护焊进行通长满焊，以免熔池泄漏。
4.2.3 在CP焊缝与PP焊缝交界处应按坡口形式进行过渡
过度段取在部分熔透焊缝（PP）区域内，过渡段长度为40mm。为确保焊缝外观质量，CP焊缝与PP焊缝坡口宜为同宽。
4.2.4提高板材的平直度和构件的组装精度
选择正确的焊接工艺，有效地控制箱型钢骨的各种焊接变形。
5 结语
通過对宿迁文化大剧院箱型柱制作实例分析，以周密的施工工艺，对下料、组装、焊接、质量检查、变形矫正、多牛腿组焊各个细节进行质量控制，解决了箱型柱制作遇到的技术难题，构件质量能够满足设计图纸和现行国家标准的要求，为今后类似工程提供参考。