1．前言
建筑輕鋼結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有跨度大、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)要求低、抗震抗風(fēng)能力強、外表美觀、建造周期短、維修費用低等一系列的優(yōu)點，因而越來越受歡迎，得到了飛速的發(fā)展。
和重鋼相比，輕鋼結(jié)構(gòu)重量輕，用鋼量少、對基礎(chǔ)的承載要求更低，設(shè)計周期短、建造速度快，特別適合于建造大跨度結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)已在廠房、辦公樓、大型超市、物流倉庫、展示廳、機庫和室內(nèi)體育場館等產(chǎn)品領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
傳統(tǒng)的輕鋼制作方式，采用機械和手工方式進行組立、裝焊，自動化程度不高、工藝流程不流貫，因而生產(chǎn)效率低，遠(yuǎn)不能滿足建筑輕鋼結(jié)構(gòu)飛速發(fā)展的需要。
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)針對輕型鋼結(jié)構(gòu)所設(shè)計的自動化鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)流水線，占地面積小、布局緊湊，流程合理，充分體現(xiàn)了高速、高效和高精度生產(chǎn)的特點，取得了滿意的實際效果。
2．輕型鋼結(jié)構(gòu)的工藝特點
2．1．結(jié)構(gòu)特點
輕型鋼結(jié)構(gòu)通常采用Q345和Q235鋼，且大部分是Q345鋼。Q345鋼作為最常用、成熟的低合金高強度結(jié)構(gòu)用鋼，性能優(yōu)良，可焊性好。除了部分柱底板外，腹板、翼板厚度基本上是4－20mm中薄板，正是對焊接工藝最有利的厚度范圍。輕鋼結(jié)構(gòu)一般不采用箱型、十字型結(jié)構(gòu)，構(gòu)件絕大部分是H型截面。由于經(jīng)濟、受力、結(jié)構(gòu)的特點，一般不采用軋制H型鋼，而大多數(shù)都采用焊接H型鋼。
對于H型實腹梁柱結(jié)構(gòu)，易于實現(xiàn)焊接、裝配的自動化。但是除了夾層梁和部分邊柱、中間柱為等截面外，大部分構(gòu)件是變截面形式，這也給焊接的自動化提出了更高的要求。
2．2．切割方法
門式多頭火焰切割是翼板開條的主要切割方法，丙烯、丙烷、LPG類新型燃?xì)庖阎鸩饺〈艘胰病?BR> 腹板由于板厚較薄，而且大多是楔形形狀，通常采用數(shù)控等離子的切割方法。采用氧氣的等離子切割方法，切割速度快，切割質(zhì)量好，但對消耗電極的要求更高。
腹板的切割質(zhì)量對構(gòu)件的裝焊質(zhì)量有很大的影響。由于板厚較薄，切割后的變形或殘余應(yīng)力，將導(dǎo)致腹板的波浪型變形。切割邊緣的質(zhì)量會直接影響腹板與翼板間角焊縫的施焊和焊縫質(zhì)量。
2．3．焊接方法
焊接工藝和生產(chǎn)流程取決于H型鋼的組立、腹板和翼板間的主焊縫的焊接，因組立方法、焊接方法和焊接位置而異。如機頭移動或工件移動；水平位置或船型位置；單機頭或雙機頭；單絲或雙絲等。
對干薄板結(jié)構(gòu)來說，氣體保護焊無疑是最理想的焊接方法。因此，除了拼板采用埋弧自動焊外，其余板件裝焊大都采用氣體保護焊。特別是富氬混合氣體保護焊，由于成型好、飛濺小，對輕鋼結(jié)構(gòu)更為適宜。
2．4．涂裝
為防止在堆放、運輸和安裝過程中，不再銹蝕，并為進一步涂裝打基礎(chǔ)，構(gòu)件焊接完成后需進行預(yù)處理并噴涂底漆。
構(gòu)件表面處理除銹質(zhì)量等級要求達(dá)到Sa2．0～Sa2．5以上。根據(jù)構(gòu)件所處環(huán)境介質(zhì)的不同，選擇防銹底漆。輕鋼結(jié)構(gòu)底漆主要是醇酸類的，也可以是環(huán)氧富鋅類的。在安裝工地根據(jù)需要再涂刷面漆或防火涂料。
輕鋼結(jié)構(gòu)主要是H型實腹梁柱結(jié)構(gòu)，因而表面處理和涂裝工藝較簡單，也容易實現(xiàn)機械化流水作業(yè)。表面處理采用拋丸工藝，滾道式或懸掛式送進方式。噴漆一般為手工操作，結(jié)合懸掛式拋丸，也可是半機械化的流水線作業(yè)。
噴漆前的表面處理，對構(gòu)件底漆防腐效果非常關(guān)鍵，而漆膜厚度和均勻性將直接影響構(gòu)件的防腐性能。
2．5．主要工藝問題
由于輕鋼結(jié)構(gòu)和重鋼結(jié)構(gòu)在鋼種、板厚、結(jié)構(gòu)形式多方面有著很大的區(qū)別，因而在焊接制作上所面臨的主要難點和問題也有很大的區(qū)別。
如果說重鋼結(jié)構(gòu)由于鋼板厚、材料級別高、施焊條件差，制作問題主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的焊接可操作性、鋼材的可焊性、接頭焊接缺陷的防止等方面的話，輕鋼結(jié)構(gòu)主要是防止、減小焊接的變形及其矯正，提高焊接生產(chǎn)率方面的問題。
3．輕型鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)模式
3．1．傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，焊接前必須組立。一般采用單機頭、船形位置焊，所以，H型鋼的焊接，即使單側(cè)焊縫，也要焊接兩次。
3．2 ．博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)模式
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)模式，采用雙絲雙機頭、水平位置焊接，不需單獨組立，一次焊接成型。成型后也不必切割余量、鉆孔。
3．3 ．博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕型鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的對比區(qū)別
3．3．1．拼接方式
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕型鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的第一個區(qū)別，是翼板、腹板的拼接方式。
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，是先把鋼板拼接到足夠大，然后劃線、切割成最終尺寸的翼板、腹板，其過程較難組成自動流水線作業(yè)，制孔要待最終成型以后，手工或半機械化地完成。
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，所有翼板、腹板都是由標(biāo)準(zhǔn)鋼板，或切割好的板條，由專用設(shè)備直接加工成最終的翼板、腹板，拼接包含在流水作業(yè)過程中，制孔也是同步完成。
3．3．2．制孔方式
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，沒有專用的制孔加工設(shè)備，構(gòu)件制作時長度方向留出余量，為保證孔距孔位的精確性，制孔要待構(gòu)件最終成型后，手工或半自動地完成。
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕型鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，所有腹板、翼板上的孔，全部是數(shù)控加工，在加工翼板、腹板過程中，同步完成。
3．3．3．精度控制
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，由于膠囊控制長度方向尺寸精度，要針對焊接切割裝配所產(chǎn)生的變形、誤差，在長度方向留出余量，待最終成型以后，手工或半機械化地切除余量。
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕型鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)采用了計算機輔助的自動切割、高效率焊接、剛性固定、液壓成型等一系列先進工藝，無余量的精度制造方式。
3．3．4．組立方式
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，是把翼板、腹板板條，在專用的組立架上，手工裝焊，或通過組立機間斷點焊組立。裝焊速度慢，組立精度低，而且裝焊組立的質(zhì)量對構(gòu)件焊縫質(zhì)量有很大影響。
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕型鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的區(qū)別，是H型鋼的焊接成型不需要組立。一套H型鋼專用焊接設(shè)備，即可實現(xiàn)拼焊、點固、焊接、成型一體化。
3．4 ．H型鋼的成型焊接
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，將組立的H型鋼，固定于胎架船形位置，采用移動的單機頭施焊。每焊一道要變換一次構(gòu)件位置，焊接速度不超過0.6～1.0m/分。
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)生產(chǎn)模式是將翼板腹板起始端簡單點焊固定，送入專用的H鋼焊接成型設(shè)備，采用雙機頭，φ1.6mm雙絲，專用高速焊劑，在液壓定位、送給條件下焊接成型，速度高達(dá)1.5～2.0 m/分。
3．4．1．博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕型鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式的優(yōu)點
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)模式，布局簡單，流程合理，自動化程度高，構(gòu)件質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，制作周期短，材料利用率高。特別是在H型鋼制作過程中，沒有過多的中間產(chǎn)品、半成品囤積，不需要大面積的拼接、劃線、裝配、制孔場地，真正實現(xiàn)了流水作業(yè)，自動化生產(chǎn)。
建筑輕鋼結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有跨度大、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)要求低、抗震抗風(fēng)能力強、外表美觀、建造周期短、維修費用低等一系列的優(yōu)點，因而越來越受歡迎，得到了飛速的發(fā)展。
和重鋼相比，輕鋼結(jié)構(gòu)重量輕，用鋼量少、對基礎(chǔ)的承載要求更低，設(shè)計周期短、建造速度快，特別適合于建造大跨度結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)已在廠房、辦公樓、大型超市、物流倉庫、展示廳、機庫和室內(nèi)體育場館等產(chǎn)品領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
傳統(tǒng)的輕鋼制作方式，采用機械和手工方式進行組立、裝焊，自動化程度不高、工藝流程不流貫，因而生產(chǎn)效率低，遠(yuǎn)不能滿足建筑輕鋼結(jié)構(gòu)飛速發(fā)展的需要。
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)針對輕型鋼結(jié)構(gòu)所設(shè)計的自動化鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)流水線，占地面積小、布局緊湊，流程合理，充分體現(xiàn)了高速、高效和高精度生產(chǎn)的特點，取得了滿意的實際效果。
2．輕型鋼結(jié)構(gòu)的工藝特點
2．1．結(jié)構(gòu)特點
輕型鋼結(jié)構(gòu)通常采用Q345和Q235鋼，且大部分是Q345鋼。Q345鋼作為最常用、成熟的低合金高強度結(jié)構(gòu)用鋼，性能優(yōu)良，可焊性好。除了部分柱底板外，腹板、翼板厚度基本上是4－20mm中薄板，正是對焊接工藝最有利的厚度范圍。輕鋼結(jié)構(gòu)一般不采用箱型、十字型結(jié)構(gòu)，構(gòu)件絕大部分是H型截面。由于經(jīng)濟、受力、結(jié)構(gòu)的特點，一般不采用軋制H型鋼，而大多數(shù)都采用焊接H型鋼。
對于H型實腹梁柱結(jié)構(gòu)，易于實現(xiàn)焊接、裝配的自動化。但是除了夾層梁和部分邊柱、中間柱為等截面外，大部分構(gòu)件是變截面形式，這也給焊接的自動化提出了更高的要求。
2．2．切割方法
門式多頭火焰切割是翼板開條的主要切割方法，丙烯、丙烷、LPG類新型燃?xì)庖阎鸩饺〈艘胰病?BR> 腹板由于板厚較薄，而且大多是楔形形狀，通常采用數(shù)控等離子的切割方法。采用氧氣的等離子切割方法，切割速度快，切割質(zhì)量好，但對消耗電極的要求更高。
腹板的切割質(zhì)量對構(gòu)件的裝焊質(zhì)量有很大的影響。由于板厚較薄，切割后的變形或殘余應(yīng)力，將導(dǎo)致腹板的波浪型變形。切割邊緣的質(zhì)量會直接影響腹板與翼板間角焊縫的施焊和焊縫質(zhì)量。
2．3．焊接方法
焊接工藝和生產(chǎn)流程取決于H型鋼的組立、腹板和翼板間的主焊縫的焊接，因組立方法、焊接方法和焊接位置而異。如機頭移動或工件移動；水平位置或船型位置；單機頭或雙機頭；單絲或雙絲等。
對干薄板結(jié)構(gòu)來說，氣體保護焊無疑是最理想的焊接方法。因此，除了拼板采用埋弧自動焊外，其余板件裝焊大都采用氣體保護焊。特別是富氬混合氣體保護焊，由于成型好、飛濺小，對輕鋼結(jié)構(gòu)更為適宜。
2．4．涂裝
為防止在堆放、運輸和安裝過程中，不再銹蝕，并為進一步涂裝打基礎(chǔ)，構(gòu)件焊接完成后需進行預(yù)處理并噴涂底漆。
構(gòu)件表面處理除銹質(zhì)量等級要求達(dá)到Sa2．0～Sa2．5以上。根據(jù)構(gòu)件所處環(huán)境介質(zhì)的不同，選擇防銹底漆。輕鋼結(jié)構(gòu)底漆主要是醇酸類的，也可以是環(huán)氧富鋅類的。在安裝工地根據(jù)需要再涂刷面漆或防火涂料。
輕鋼結(jié)構(gòu)主要是H型實腹梁柱結(jié)構(gòu)，因而表面處理和涂裝工藝較簡單，也容易實現(xiàn)機械化流水作業(yè)。表面處理采用拋丸工藝，滾道式或懸掛式送進方式。噴漆一般為手工操作，結(jié)合懸掛式拋丸，也可是半機械化的流水線作業(yè)。
噴漆前的表面處理，對構(gòu)件底漆防腐效果非常關(guān)鍵，而漆膜厚度和均勻性將直接影響構(gòu)件的防腐性能。
2．5．主要工藝問題
由于輕鋼結(jié)構(gòu)和重鋼結(jié)構(gòu)在鋼種、板厚、結(jié)構(gòu)形式多方面有著很大的區(qū)別，因而在焊接制作上所面臨的主要難點和問題也有很大的區(qū)別。
如果說重鋼結(jié)構(gòu)由于鋼板厚、材料級別高、施焊條件差，制作問題主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的焊接可操作性、鋼材的可焊性、接頭焊接缺陷的防止等方面的話，輕鋼結(jié)構(gòu)主要是防止、減小焊接的變形及其矯正，提高焊接生產(chǎn)率方面的問題。
3．輕型鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)模式
3．1．傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，焊接前必須組立。一般采用單機頭、船形位置焊，所以，H型鋼的焊接，即使單側(cè)焊縫，也要焊接兩次。
3．2 ．博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)模式
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)模式，采用雙絲雙機頭、水平位置焊接，不需單獨組立，一次焊接成型。成型后也不必切割余量、鉆孔。
3．3 ．博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕型鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的對比區(qū)別
3．3．1．拼接方式
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕型鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的第一個區(qū)別，是翼板、腹板的拼接方式。
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，是先把鋼板拼接到足夠大，然后劃線、切割成最終尺寸的翼板、腹板，其過程較難組成自動流水線作業(yè)，制孔要待最終成型以后，手工或半機械化地完成。
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，所有翼板、腹板都是由標(biāo)準(zhǔn)鋼板，或切割好的板條，由專用設(shè)備直接加工成最終的翼板、腹板，拼接包含在流水作業(yè)過程中，制孔也是同步完成。
3．3．2．制孔方式
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，沒有專用的制孔加工設(shè)備，構(gòu)件制作時長度方向留出余量，為保證孔距孔位的精確性，制孔要待構(gòu)件最終成型后，手工或半自動地完成。
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕型鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，所有腹板、翼板上的孔，全部是數(shù)控加工，在加工翼板、腹板過程中，同步完成。
3．3．3．精度控制
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，由于膠囊控制長度方向尺寸精度，要針對焊接切割裝配所產(chǎn)生的變形、誤差，在長度方向留出余量，待最終成型以后，手工或半機械化地切除余量。
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕型鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)采用了計算機輔助的自動切割、高效率焊接、剛性固定、液壓成型等一系列先進工藝，無余量的精度制造方式。
3．3．4．組立方式
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，是把翼板、腹板板條，在專用的組立架上，手工裝焊，或通過組立機間斷點焊組立。裝焊速度慢，組立精度低，而且裝焊組立的質(zhì)量對構(gòu)件焊縫質(zhì)量有很大影響。
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕型鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的區(qū)別，是H型鋼的焊接成型不需要組立。一套H型鋼專用焊接設(shè)備，即可實現(xiàn)拼焊、點固、焊接、成型一體化。
3．4 ．H型鋼的成型焊接
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式，將組立的H型鋼，固定于胎架船形位置，采用移動的單機頭施焊。每焊一道要變換一次構(gòu)件位置，焊接速度不超過0.6～1.0m/分。
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)生產(chǎn)模式是將翼板腹板起始端簡單點焊固定，送入專用的H鋼焊接成型設(shè)備，采用雙機頭，φ1.6mm雙絲，專用高速焊劑，在液壓定位、送給條件下焊接成型，速度高達(dá)1.5～2.0 m/分。
3．4．1．博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕型鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)模式的優(yōu)點
博思格建筑系統(tǒng)(巴特勒)輕鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)模式，布局簡單，流程合理，自動化程度高，構(gòu)件質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，制作周期短，材料利用率高。特別是在H型鋼制作過程中，沒有過多的中間產(chǎn)品、半成品囤積，不需要大面積的拼接、劃線、裝配、制孔場地，真正實現(xiàn)了流水作業(yè)，自動化生產(chǎn)。