Quy trình sản xuất các cấu kiện kết cấu thép

Các công trình kết cấu thép tiếp tục gia tăng do những ưu điểm độc đáo của chúng, các cấu kiện kết cấu thép hiện nay xuất hiện thường xuyên hơn trong các dự án công nghiệp và thương mại.
Sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường dẫn đến yêu cầu cao hơn về chất lượng sản phẩm và tiêu chuẩn sản xuất. Hiểu rõ quy trình sản xuất kết cấu thép giúp người mua lựa chọn được sản phẩm và nhà cung cấp đáng tin cậy. Kiến thức này cũng giúp giảm thiểu rủi ro dự án và chi phí bảo trì dài hạn.

Bố trí và đánh dấu các cấu kiện kết cấu thép

Bố trí mặt bằng là bước đầu tiên trong quá trình chế tạo kết cấu thép. Bố trí chính xác giúp ngăn ngừa sai sót tích lũy trong các giai đoạn gia công sau này. Bố trí chính xác đảm bảo chất lượng tổng thể và độ chính xác về kích thước của cấu kiện.

Công tác bố trí bao gồm kiểm tra kích thước lắp đặt và khoảng cách lỗ trên bản vẽ. Công nhân vẽ các mối nối theo tỷ lệ 1:1. Họ xác minh kích thước của từng bộ phận kết cấu. Kỹ thuật viên tạo ra các mẫu và thước đo để cắt, uốn và khoan.

Công nhân sử dụng phương pháp vẽ hình học trên bàn bố trí theo tỷ lệ 1:1. Sau khi kiểm tra xác nhận độ chính xác, kỹ thuật viên sẽ tạo ra các khuôn mẫu từ các tấm thép. Họ đánh dấu số công việc, số bản vẽ, số hiệu bộ phận, số lượng và đường kính lỗ. Sau đó, công nhân tiến hành đánh dấu dựa trên các khuôn mẫu và thước đo này.

Trong quá trình đánh dấu, người vận hành kiểm tra vật liệu và vị trí gia công. Họ đánh dấu vị trí cắt và khoan trên bề mặt thép. Họ cũng dán nhãn rõ ràng cho từng bộ phận. Công nhân cất giữ khuôn mẫu và thước đo đúng cách cho đến khi dự án hoàn thành.

Các biện pháp phòng ngừa quan trọng cần được chú ý trong quá trình bố trí. Công nhân phải tính toán dung sai gia công cho việc phay và bào. Các chi tiết hàn cần có dung sai cho sự co ngót do hàn. Người vận hành nên tối ưu hóa việc sắp xếp phôi để giảm thiểu lãng phí vật liệu. Phương pháp cắt quyết định dung sai cắt cần thiết.

Cắt các cấu kiện kết cấu thép

Các phương pháp cắt thép bao gồm cắt xén, đột dập, cưa và cắt bằng ngọn lửa. Thép đã cắt phải không có khuyết tật lớp mỏng. Bề mặt cắt không được có vết nứt nhìn thấy được. Công nhân phải loại bỏ bavia, xỉ và các hạt bắn tóe khỏi các cạnh cắt.

Cắt bằng ngọn lửa và cắt bằng máy cắt cơ học phải đáp ứng các tiêu chuẩn dung sai cho phép. Các nhà sản xuất lớn đầu tư vào thiết bị cắt tiên tiến. Máy cắt laser cải thiện đáng kể độ chính xác về kích thước. Máy cắt plasma cũng nâng cao hiệu quả cắt. Thiết bị tiên tiến giảm thiểu sai sót trong quá trình gia công xuống còn ±1 mm.

Nắn thẳng các cấu kiện kết cấu thép

Các chi tiết thép thường bị biến dạng trong quá trình sản xuất và vận chuyển. Tính chất vật liệu, quá trình cắt, hàn và xử lý là nguyên nhân gây ra những biến dạng này. Biến dạng ảnh hưởng đến độ chính xác khi lắp đặt và hiệu suất kết cấu. Quá trình nắn thẳng giúp khắc phục hiệu quả những sai lệch này.

Các kỹ thuật viên nắn thẳng các tiết diện thép bằng phương pháp cơ học hoặc nhiệt. Nắn thẳng bằng cơ học sử dụng máy cán hoặc máy ép. Nắn thẳng bằng tay áp dụng lực được kiểm soát bởi các công nhân lành nghề. Nắn thẳng bằng ngọn lửa sử dụng nhiệt cục bộ để khắc phục biến dạng. Mỗi phương pháp phù hợp với hình dạng và mức độ biến dạng cụ thể của các chi tiết.

Gia công cạnh các cấu kiện kết cấu thép

Cắt bằng máy xén và cắt bằng ngọn lửa làm thay đổi cấu trúc cạnh của tấm thép. Các bộ phận quan trọng cần được xử lý cạnh để đảm bảo hiệu suất. Dầm thép và dầm cầu trục đòi hỏi chất lượng cạnh đặc biệt nghiêm ngặt. Độ sâu bào cạnh không được thấp hơn 2 mm.

Xử lý cạnh đúng cách giúp cải thiện chất lượng hàn và độ chính xác lắp ráp. Công nhân gia công các cạnh tấm thành các rãnh phù hợp. Các rãnh này hỗ trợ sự thâm nhập hoàn toàn của mối hàn và độ bền của mối nối. Chuẩn bị cạnh chính xác cũng làm giảm các khuyết tật hàn.

Tạo lỗ

Việc tạo lỗ thường bao gồm khoan hoặc đột. Khoan vẫn là phương pháp phổ biến nhất trong gia công thép. Công nhân thực hiện khoan bằng tay hoặc bằng máy khoan. Khoan bằng tay phù hợp với các tấm mỏng và đường kính lỗ nhỏ.

Gia công khoan mang lại độ chính xác cao và tính linh hoạt trong vận hành. Các nhà sản xuất lớn đầu tư vào thiết bị khoan tiên tiến. Công ty Harbin Dongan Building Sheets sử dụng máy khoan CNC 3D. Những máy này kiểm soát sai số gia công trong phạm vi 0,5 mm.

Các phương pháp gia công lỗ bổ sung bao gồm doa và vát mép. Doa lỗ giúp mở rộng các lỗ hiện có đến đường kính yêu cầu. Vát mép giúp điều chỉnh các lỗ đã khoan để lắp đầu bu lông. Doa hoàn thiện giúp cải thiện độ nhám bề mặt và độ chính xác về kích thước.

Cuộc họp

Công đoạn lắp ráp kết hợp các bộ phận đã qua xử lý thành các linh kiện hoàn chỉnh. Công nhân lắp ráp các linh kiện theo bản vẽ thiết kế. Kích thước linh kiện phụ thuộc vào tuyến đường vận chuyển và điều kiện công trường. Khả năng nâng hạ của thiết bị cũng ảnh hưởng đến kích thước linh kiện.

Việc lắp ráp phải tuân theo các yêu cầu cụ thể. Công nhân thực hiện các thao tác lắp ráp trên các bệ đỡ ổn định. Kỹ thuật viên chuẩn bị trình tự lắp ráp trước khi bắt đầu công việc. Công nhân lắp ráp các bộ phận theo đúng số nhận dạng. Họ phải kiểm tra hướng lắp đặt đối với các bộ phận đối xứng.

Các bộ phận lớn hoặc phức tạp cần được lắp ráp theo từng phần. Công nhân lắp ráp các đơn vị đơn giản trước khi tích hợp cuối cùng. Sau khi lắp ráp, kỹ thuật viên dán nhãn các bộ phận một cách rõ ràng. Việc nhận dạng rõ ràng giúp tăng hiệu quả vận chuyển và lắp đặt.

Các hoạt động hàn

Hàn là phương pháp liên kết chính trong các kết cấu thép. Hàn hồ quang chiếm ưu thế trong các dự án chế tạo và lắp đặt thép. Các phương pháp hàn hồ quang phổ biến bao gồm hàn thủ công, hàn chìm và hàn có khí bảo vệ. Các ứng dụng đặc biệt yêu cầu hàn điện xỉ.

Việc phát triển quy trình hàn đòi hỏi kế hoạch cẩn thận. Các kỹ sư lựa chọn phương pháp và thông số hàn. Họ chọn các loại que hàn, dây hàn và chất trợ dung phù hợp.

Các vị trí hàn hồ quang thủ công bao gồm hàn phẳng, hàn đứng, hàn trên cao và hàn ngang. Người thợ lựa chọn hình dạng mối hàn phù hợp dựa trên yêu cầu thiết kế. Các loại mối hàn bao gồm hàn giáp mối và hàn góc.

Hàn định vị đảm bảo vị trí chi tiết chính xác. Kỹ thuật viên thực hiện các mối hàn điểm trước khi hàn chính. Dòng điện hàn điểm cao hơn dòng điện hàn chính từ 10 đến 15 phần trăm. Công nhân tránh hàn điểm gần các vùng tập trung ứng suất.

Gia nhiệt sơ bộ làm giảm tốc độ làm nguội trong các vùng ảnh hưởng nhiệt. Gia nhiệt sơ bộ ngăn ngừa hiện tượng nứt muộn sau khi hàn. Vùng gia nhiệt sơ bộ mở rộng ra hơn 1,5 lần độ dày tấm. Chiều rộng gia nhiệt sơ bộ tối thiểu vẫn trên 100 mm.

Lựa chọn trình tự hàn đóng vai trò rất quan trọng. Thợ hàn bắt đầu hàn từ trung tâm ra ngoài. Họ hàn các đường nối có độ co ngót cao trước các đường nối có độ co ngót thấp. Hàn đối xứng giúp giảm ứng suất dư. Thợ hàn các đường nối dọc trước các đường nối ngang. Các tấm dày cần hàn nhiều lớp.

Xử lý nhiệt sau hàn giúp loại bỏ hydro khỏi mối hàn. Quá trình xử lý này ngăn ngừa nứt nguội. Công nhân thực hiện xử lý ngay sau khi hàn. Thời gian giữ nhiệt bằng một giờ cho mỗi 25 mm độ dày. Việc gia nhiệt bằng ngọn lửa thường hỗ trợ gia nhiệt trước và sau khi hàn.

Kiểm tra chất lượng mối hàn bao gồm kiểm tra hình thức bên ngoài. Bề mặt mối hàn phải đồng nhất và không có khuyết tật. Các thanh tra viên sẽ loại bỏ các vết nứt, tạp chất xỉ, vết lõm và vết cháy xuyên. Kích thước mối hàn phải đáp ứng thiết kế.

Kiểm tra không phá hủy đánh giá chất lượng mối hàn bên trong. Kiểm tra bằng tia X và siêu âm phát hiện các khuyết tật bên trong.

Kết nối bu lông cường độ cao

Các mối nối bu lông cường độ cao đóng vai trò là các khớp nối chính trong kết cấu thép. Các mối nối này mang lại sự tiện lợi, độ tin cậy và khả năng chịu tải cao. Chúng cung cấp khả năng truyền lực đồng đều và khả năng chống mỏi mạnh mẽ. Bu lông cần được kiểm tra lại hiệu suất trước khi sử dụng. Công nhân phải xử lý bu lông cẩn thận trong quá trình vận chuyển. Khu vực lưu trữ phải luôn khô ráo và thông thoáng. Công nhân phải cấp phát bu lông theo nhu cầu hàng ngày. Bu lông chưa sử dụng phải được trả lại vào thùng chứa sau khi hoàn thành công việc. Bề mặt tiếp xúc phải luôn sạch sẽ và khô ráo. Công nhân phải tránh lắp đặt khi trời mưa.

Cờ lê lực cần được hiệu chuẩn hàng ngày. Việc lắp đặt bắt đầu từ tâm mối nối và di chuyển ra ngoài. Công nhân siết chặt bu lông dần dần. Hướng lắp đặt bu lông phải luôn nhất quán. Việc siết chặt bằng kiểm soát lực bao gồm các giai đoạn siết chặt ban đầu và cuối cùng. Lực siết ban đầu đạt từ 60 đến 80% lực siết cuối cùng. Việc siết chặt cuối cùng đảm bảo bu lông được siết chặt hoàn toàn. Thông qua các quy trình tiêu chuẩn hóa và kiểm soát chặt chẽ, các cấu kiện kết cấu thép đạt được chất lượng cao. Sản xuất đúng cách đảm bảo an toàn, độ bền và hiệu suất kết cấu lâu dài.