本次通过十五个章节，系统介绍钢结构制作工序：
第一章：钢结构制作工艺流程图；第二章：钢结构加工制作准备；第三章：放样和号料；第四章：切割下料；第五章：边缘加工；第六章：成形加工；第七章：制孔；第八章：构件组装与焊接；第九章：构件矫正；第十章：端部加工；第十一章：钢结构预拼装；第十二章：钢结构涂装；第十三章：钢结构防火涂装；第十四章：加工制作检验检测；第十五章：构件标识、包装及运输；
钢结构工程制作工序（二）第二次介绍：
第四章：切割下料；第五章：边缘加工；第六章：成形加工；
四、切割下料钢材切割下料常用方法有气割、剪切、冲切和锯切等，具体采用哪一种切割方法，应根据切割对象、切割设备能力、切割精度、切割表面质量要求以及经济性等因素综合考虑。一般情况下，钢板厚度在1mm以下的直线切割，常用剪切下料；1mm以上钢板的直线或曲线切割多采用气割；各类型钢的下料通常采用锯切；钢管一般采用管子车床或数控相贯面切割机下料；一些中小型的角钢和圆钢等，常采取锯切下料。
等离子切割主要用于不易氧化的不锈钢材料及有色金属如铜或铝等的切割。气割和机械剪切允许偏差分别见下表.1、表.。
表.1气割的允许偏差（mm）
项目允许偏差
零件宽度、长度
.0
切割面平面度
0.0t，且不大于.0
割纹深度0.
局部缺口深度
1.0
注：t为切割面厚度
表.机械剪切的允许偏差（mm）
项目
允许偏差
零件宽度、长度
.0
边缘缺棱
1.0
型钢切割面垂直度
.0
1、气割（1）气割原理利用气体火焰的热能将工作切割处加热到一定温度，然后以高速切割氧流，使钢燃烧并放出热量实现切割。常用氧—乙炔焰作为气体火焰切割，也称氧—乙炔切割。
1）氧气和乙炔的性质氧气是一种无色、无味、无嗅的气体，和乙炔混合燃烧时的温度可达10℃以上，最适合用于焊接和气割。
纯氧在高温下很活泼，当温度不变而压力增加时，氧气可以和油类发生剧烈的化学反应引起发热自然，产生强烈的爆炸，所以，要严防氧气瓶同油脂接触。
乙炔（CH）又称电石气，是不饱和的碳氢化合物，在常温和大气压力下，它是无色气体，工艺乙炔中，因为混有许多杂质如磷化氢和硫化氢等具有刺鼻的特别气味。
乙炔是一种可燃气体，乙炔温度高于00℃或压力超过0.1MPa时，遇到明火会立即爆炸，所以焊接和气割现场要注意通风。
）氧气和乙炔的性质气割由金属的预热、燃烧和氧化物被吹除三个过程所组成。开始气割时，必须用预热火焰将气割处的金属预热到燃点（碳钢燃点约～℃），然后把气割氧喷射到温度达到燃点的金属并开始剧烈地燃烧，产生大量的氧化物（熔渣）。由于燃烧时放出大量的热，使熔渣被吹除，这样上层金属氧化时产生的热传至下层金属，使下层金属预热到燃点，气割过程由表面深入到整个厚度，直至将金属割穿。
各种金属的气割性能不同，只有符合下述条件的金属才能顺利进行气割：
①金属在氧气中的燃点低于金属的熔点；
②氧化物熔点低于金属本身的熔点、常用金属及其氧化物的熔点见下表.；
③金属在燃烧时能放出较多的热量；
④金属的导热性不能过高。
表.常用金属及其氧化物的熔点（℃）
金属
金属熔点
氧化物熔点
金属燃点
气割性能
纯铁
1
～
----
气割顺利
低碳钢
～
气割顺利
高碳钢
～
～
＞
气割困难
灰口铸铁
～
----
不能气割
紫铜
10～1
----
不能气割
铝
7
00
----
不能气割
（）气割常用设备与工具气割常用设备与工具见下表.：
表.气割常用设备与工具
名称
功能
乙炔发生器
利用水与电石进行化学反应产生具有一定压力的乙炔气体的装置。分低压和中压乙炔发生器两种，低压乙炔发生器产生的乙炔气表压力低于0.7MPa，中压乙炔发生器产生的乙炔气表压力应为0.7～1MPa
回火保险器
装在乙炔发生器上的保险装置，用于当割炬（焊炬）回火时，防止火焰流入乙炔发生器而引起爆炸。
常用的有水封式和干式两种
减压器
将高压气体降为低压气体的调节装置
割炬
气割时用于控制气体混合比、留量及火焰，并进行气割的工具，常用的割炬有射吸式（如G01-）和等压式（如G0-00）两种
1）手工切割设备①气焊（或气割）设备
由氧气瓶、氧气减压器（氧气表）、乙炔瓶、乙炔减压器（乙炔表）、氧气橡胶管、乙炔橡胶管、焊炬（或割炬）等组成。
②射吸式焊炬
焊炬又称气焊枪或风焊枪。它是进行气焊操作的主要工具。其作用是使可燃气体与氧气按一定比例混合，并形成具有一定热能的焊接火焰。按可燃气体与氧气混合方式不同可分为射吸式和等压式两种。射吸式焊炬结构图及零件、相关连接如图所示，焊嘴如图所示。焊嘴可根据不同需要进行更换，表所列为常用焊嘴型号规格。
图.1吸射式焊炬
图.焊嘴
表.焊嘴型号表
焊嘴
号码
型号
D（mm）
MD
L(mm)
l1(mm)
l(mm)
1
H01-
0.
0.
0.7
0.8
0.9
Mx1
≥
.
H01-
0.9
1.0
1.1
1.
1.
M8x1
≥0
7
9
H01-1
1.
1.
1.8
.0
.
M10x1.
≥
7.
10
H01-0
.
.
.8
.0
.
M1x1.
≥0
9.
1
射吸式焊炬型号表示方法：
例H01-1表示手工用射吸式焊炬，能气焊最大厚度为1mm钢板。
H0-0表示手工用射吸式焊炬，能气焊最大厚度为0mm钢板。
下表为吸射式焊炬的型号及主要技术参数。
表.射吸式焊炬的型号及主要技术参数
型号
焊嘴号码
焊嘴孔径（mm）
焊接低碳钢厚度（mm）
气体压力（MPa）
焰芯长度（不小于）（mm）
焊炬总长度（mm）
氧气
乙炔
H01-
1
0.
0.
0.7
0.8
0.9
0.～.0
0.
0.1
0.10
0.00
0.0
0.～0.
7
00
H01-
1
0.9
1.0
1.1
1.
1.
～
0.0
0.
0.0
0.
0.0
0.～0.
8
10
11
1
1
00
H01-1
1
1.
1.
1.8
.0
.
～1
0.0
0.
0.0
0.0
0.70
0.～0.
1
1
17
18
19
00
H01-0
1
.
.
.8
.0
.
1～0
0.0
0.
0.70
0.7
0.80
0.～0.
0
1
1
1
1
00
注：焰芯长度是指其氧气压力符合本表、乙炔压力为0.00～0.MPa时的数据。
射吸式焊炬的工作原理及优缺点见下表.7：
表.7射吸式焊炬的工作原理及优缺点
工作原理
优点
缺点
使用的氧气压力较高而乙炔压力较低，利用高压氧从喷嘴喷出时的射吸作用，使氧气与乙炔均匀地按比例混合
乙炔压力在0.（MPa）以上即可使用。通用性强，中、低压乙炔都可使用
容易回火
③射吸式割炬
射吸式割炬又称低压切割器、切割器、割刀。它是利用氧气和低、中压乙炔作为热源，以及高压氧气作为切割氧流，切割低碳钢材。下图.为射吸式割炬外部结构。因不同需要，割嘴图.需经常更换。
图.射吸式割炬外部结构
图.射吸式割炬割嘴
④等压式割炬
图.等压式割炬外部结构，其型号好主要技术参数如表.8所示：
图.等压式割炬
表.8等压式割炬的型号和主要技术参数
型号
结构形式
割嘴号码
切割氧孔径（mm）
切割低碳钢最大厚度（mm）
气体压力（MPa）
可见切割氧流长度①（不小于）（mm）
割炬总长度（mm）
氧气
乙炔
G0-等压式割炬
等压式
1
0.7
0.9
1.1
1.
1.
～
0.0
0.
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0
70
80
90
0
G0-00等压式割炬
等压式
1
7
8
9
0.7
0.9
1.1
1.
1.
1.8
.
.
.0
～
0.0
0.
0.0
0.0
0.0
0.0
0.
0.80
1.00
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.07
0.08
0.09
0
70
80
90
10
10
0
注：①是指氧气、乙炔压力符合本表，并将火焰调节成中性火焰时的数据。
）半自动气割机半自动气割机是一种最简单的机械化气割设备，一般由一台小车带动割嘴在专用轨道上自动地移动，但轨道的轨迹需要人工调整。当轨道是直线时，割嘴可以进行直线切割；当轨道呈一定的曲率时，割嘴可以进行一定的曲线气割；如果轨道是一根带有磁铁的导轨，小车利用爬行齿轮在轨道上爬行，割嘴可以在倾斜面或垂直面上气割。半自动气割机，除可以以一定速度自动沿切割线移动外，其他切割操作均由手工完成。
半自动气割机最大特点是轻便、灵活、移动方便。如CG1-型双割炬小车式半自动气割机见图.9所示，主要技术参数见下表.9。
图.9CG1-型双割炬半自动气割机
表.9CG1-型双割炬小车式半自动气割机主要技术参数
机身外形尺寸（长x宽x高）（mm）
70x0x0
切割钢板厚度（mm）
～
切割速度（mm/min）
0～70
切割圆周直径（mm）
Φ00～
①仿形气割机
仿形气割机是一种高效率的半自动气割机，可以方便而又精确地气割出各种形状的零件。仿形气割机的结构形式有两种：一种是门架式，另一种是摇臂式。其工作原理主要是利用靠轮沿样板仿形带动割嘴运动，靠轮分为磁性和非磁性两种。
仿形气割机有运动机构、仿形机构和切割器三部分组成。运动机构常见的为活动肘臂和小车带伸缩杆两种形式。气割时，将制好的样板置于仿形台上，仿形头按样板轮廓移动，切割器则在钢板上切割出所需的轮廓形状。
图.10所示为CG-10摇臂仿形气割机，它是采用磁轮跟踪靠模板的方法进行各种形状零件及不同厚度钢板的切割，行走机构采用四轮自动调平，可在钢板和轨道上行走，移动方便，固定可靠，适合批量切割钢板件，主要技术参数见表.10。
图.10CG-10型摇臂仿形气割机
表.10CG-10型摇臂仿形气割机主要技术参数
切割钢板厚度（mm）
～
切割速度（mm/min）
0～70
切割圆周最大直径（mm）
Φ00
切割直线最大长度（mm）
切割最大正方形尺寸（mm）
00x00
切割长方形尺寸（mm）
00x、0x70
机身外形尺寸（长x宽x高）（mm）
x0x
②数控气割机
数控气割机是随着计算机技术的发展，在钢板切割中使用一项新技术，这种气割机省去放样画线等工序而直接切割。在生产中应用最广泛的门式气割机是一种高精度切割设备，主要用于各类钢板各种形状的切割下料。下表.11中给出了几种门式数控气割机主要技术参数。
表.11门式数控气割机主要技术参数
型号
切割厚度（mm）
切割范围（mm）
割炬数（组）
最大空程速度（mm/min）
ZT系列直条气割机
～00
轨距减0.8m
纵向轨长减.0m
标配9组纵向/1组横向
≤（可增减）
CNCG系列数控直条切割机
～10（特种可达00mm）
轨距减0.8m
纵向轨长减.0m
标配9组纵向/组横向
≤9（可增减）
CNCD/SG系列
～10（特种可达00mm）
轨距减0.8m
纵向轨长减.0m
根据需要确定
≤9（可增减）
CNCMG系列
0.～10
轨距减0.8m
纵向轨长减.0m
根据需要确定
≤9（可增减）
DHG系列数控大厚度火焰气割机
0～
轨距减0.8m
纵向轨长减.0m1组数控带自动点火
≤
多头数控直条气割机是一种高效率的条板切割设备，纵向割炬可以根据需要配置，一次可同时加工多块条板。下图是ZT系列多头数控直条切割机。
图.11ZT系列多头数控直条切割机
（）气割工艺与方法气割时预热火焰用中性焰，这是氧、乙炔混合比1:1～1:是燃烧所形成的火焰，在中性焰中既无过量的氧也无游离碳。常见的气割方法见下表：
表.1常用气割方法
类型
简图
说明
气割薄钢板（＜mm）
采用较小火焰，割嘴向气割反向倾斜，以增加气割厚度，气割速度要快
气割中厚板
预热火焰要大，气割气流长度要超过工件厚度，预热时割嘴与工件表面约成10°～0°倾角，使割件边缘均匀受热，气割时割嘴与工件表面保持垂直，待整个断面割穿后移动割嘴，转入正常气割，气割将要到达终点时，应路略放慢速度，使切口下部完全割断
气割钢管
气割时如逆时针转动管子，则将割嘴偏离顶面一段位置，使气割点的气线与割嘴轴线成1°～°，则熔渣沿内、外管壁同时落下
气割坡口
用双割炬或三割炬气割坡口，割炬在前用于气割直边，割炬在后用于气割上、下部的斜边
1）在进行气割时需注意以下几点：①气压稳定，不漏气；
②压力表、速度计等正常无损；
③机体行走平稳，使用轨道时要保证平直和无振动；
④割嘴气流畅通，无损；
⑤割炬的角度和位置准确。
）为了防止气割变形，在气割操作中应遵循下列程序：①大型工件的切割，应先从短边开始；
②在钢板上切割不同尺寸的工件时，应先割小件，后割大件；
③在钢板上切割不同形状的工件时，应先割较复杂的，后割较简单的；
④窄长条形板的切割，长度两端留出0mm不割，待割完长边后再割断，或者采用多割炬的对称气割方法。
（）气割缺陷及预防气割缺陷、产生原因以及预防措施见下表：
表.1气割缺陷、产生原因及预防措施
缺陷名称
产生原因
预放措施
粗糙
切割氧气压力过高
割嘴选用不当
切割速度太快
预热火焰过大
采用合理气割工艺参数，按板厚选用合适割嘴，调整预热火焰及氧气压力，操作时切割速度不宜过快
缺口
因切割中断，重新气割衔接不良，割件表面有厚的氧化皮、铁锈等；
切割坡口时预热火焰不足；
半自动气割机轨道上有脏物
加强培训，提高操作技能，切割前做好割件表面清洁工作，操作时，调节与控制好预热火焰。清除半自动气割机轨道上脏物
内凹
切割氧压力过高；
切割速度过快；
按割件厚度选取适当的切割速度和切割氧气压力，随氧气纯度增高而降低氧气压力
倾斜
割炬与板面不垂直；
风线（切割氧气的射流）歪斜；
切割氧压力低或割嘴号码偏小
切割前先检查氧气流风线速度及氧气压力，操作时保持割炬与板面垂直，选用合适的割嘴号码
上缘熔化
预热火焰太强；切割速度太慢；
割嘴离割件太近
控制好预热火焰，巡演适当的切割速度，割嘴与割件控制在～mm之间（薄板快一点，厚板慢一点）切割前做好割件表面清洁工作
上缘呈珠链状
割件表面有氧化皮、铁锈；割嘴与割件太近；
火焰太强
控制好预热火焰，巡演适当的切割速度，割嘴与割件控制在～mm之间（薄板快一点，厚板慢一点）切割前做好割件表面清洁工作
下缘黏渣
切割速度太快或太慢；
割嘴号码太小；
切割氧气压力太低
调节好切割氧气压力，选择合理的切割速度和割嘴号码
后拖量大
切割速度太快；
切割氧气压力不足
按割件板厚选用合理的切割速度，操作前调整好切割氧气压力（一般为0.～0.MPa）
（）矫正气割时，由于局部的加热作用，使割件发生变形，影响割件尺寸精度。；例如在钢板上气割条料时，在气割过程中由于板料受热而发生如下图所示的变形，在气割冷却后发生如下图所示的曲线变形。
（a）气割前；（b）气割中；（c）气割后
图.1气割时构件的变形
减少气割变形：可以从减少割件受热、使割件均匀（对称）受热和采用适当的气割顺序等几个方面着手。
1）减少割件的受热应尽可能减少预热火焰，尽可能加大切割速度，在气割较大的割件时可边气割边喷水冷却。
）使割件均匀受热在气割条料时，可使用两个或多个割嘴同时对称气割或采用如下图所示的顺序气割。
）气割顺序应先个形状复杂、精度要求高的零件。当必须从半边开始气割零件时，如果直线割入，零件易变形如图所示，可采用Z形曲线气割如图所示，边料不易张开变形，零件尺寸精度高。
图.1采用Z形曲线切割
对气割后的板材和割件的变形需要进行矫正，矫正方法一般为火焰热矫正和机械矫正。板材矫正后平面允许偏差应符合下表的要求。
表.1板材平面允许偏差
板厚t（mm）
平面度（B）值
图例
1级
级
级
＞
≤0.%t
≤1%t
≤1.%t
≤
≤1%t
≤%t
≤%t
、等离子切割（1）等离子切割原理等离子弧切割是利用高温、高冲击力的等离子弧为热源（产生高达0～0℃等离子弧），将被切割的材料局部迅速熔化，同时，利用压缩产生的高速气流的机械冲刷力，将已熔化的材料吹走，从而形成狭窄切口的切割方法。它是属于热切割性质，这与氧—乙炔焰切割在本质上是不同的。它是随着割炬向前移动而完成工件切割，其切割过程不是依靠氧化反应，而是靠熔化来切割材料。下图.1为数控水下等离子切割机，图.1为数控等离子切割机。
图.1数控水面等离子切割机
图.1数控水下等离子切割机
图.1数控等离子切割机
注：CNCSG系列数控水面等离子切割机，其原理就是将普通数控等离子切割机与湿式烟尘净化方式相结合，具体就是制作一个水床切割平台，把工件放置在水面，然后在紧贴水面的地方完成切割作业，用水来捕捉气割过程中产生的烟尘，从而进化环境的目的。与水下等离子切割方式不同之处在于，钢板放置水面上约1cm左右进行切割。其优势在于水床的制造成本能够降低一半以上（相对于水下等离子切割），切割烟尘吸收能力达到80%以上。
（）等离子切割特点1）应用面广由于等离子弧的温度高、能量集中，所以能切割各种高熔点金属及其他气割方法不能切割的金属，如不锈钢、耐热钢、钛、钨、铸铁、铜、铝及其合金等。
）切割速度快，生产效率高。是目前采用的切割方法中切割速度最快的方法。
）切口质量好等离子切割时，能得到比较狭窄、光洁、整齐、无熔渣、接近于垂直的切口。由于温度高，加热、切割速度快，所以此法产生的热影响区和变形都比较小。特别是切割不锈钢时能很快通过敏化温度区间，故不会降低切口处金属的耐蚀性能；切割淬火倾向较大的钢材时，虽然切口处金属的硬度也会升高，甚至会出现裂纹，但由于淬硬层的深度非常小，通过焊接过程可以消除，所以切割边可直接用于装配焊接。
）成本较低特别是采用氮气等廉价气体时，成本更为低廉。
（）等离子切割工艺及设备等离子切割的气体一般用氮气或氮氢混合气体，也可以用氩气或氩氢混合气。氩气由于价格昂贵，使切割成本增加，所以基本不用。氢气作为单独的切割气体易燃烧和爆炸，所以也未获得应用。但氢气的导热性较好，对电弧有强烈的压缩作用，所以采用加氢的混合气体时，等离子弧的功率增大，电弧高温区加长。如果采用氮氢混合气体，便具有比使用氮气更高的切割速度和厚度。
切割电极采用含钍质量分数为1.%～.%的钍钨棒，这种电极比采用钨棒作电极的烧损要小，并且电弧温度。因钍钨棒有一定的放射性，而铈钨棒几乎没有放射性，等离子的切割性能比钍钨棒好，因此也有采用的。
为了利于热发射，使等离子弧稳定燃烧，以及减小电极烧损，等离子切割时一般都把钨极接负，工件接正，即所谓正接法。
等离子切割内圆或内部轮廓时，应在板材上预先钻出Φ1mm～Φ1mm的孔，切割由孔开始进行。
等离子切割时，为保证安全，应注意下列几个方面。
1）等离子切割时的弧光和紫外线，对人的皮肤及眼睛均有伤害作用所以必须采取保护措施
）等离子弧切割时，产生大量的金属蒸汽和气体，吸入人体内常产生不良的反应，所以工作场地必须安装强制抽风设备。
）电源要接地，割枪的手把绝缘性要好。
）钍钨极是钨与氧化钍经粉末冶金制成。钍具有一定的放射性，但一根钍钨棒的放射性剂量很小，对人体影响不大。大量的钍钨棒存放或运输时，因剂量增大，应放在铅盒里。在磨削钍钨棒时，产生的尘末若进入人体则是不利的，所以砂轮机上磨削钍钨棒时，必须装有抽风装置。
、机械切割（1）分类根据切割原理的不同，机械切割可分为三大类：剪切、锯切（锯床锯切、摩擦锯切）和冲压下料。
剪切，利用上下两剪刀的相对运动来切断钢材。机械剪切速度快，效率高，能剪切厚度小于0mm的钢材，其缺点是切口比较粗糙，下端有毛刺。剪板机、联合冲剪机和型钢冲剪机等机械属于此类。
锯切可分为两类。一类是利用锯片的切削运动把钢材分离，切割精度好，常用于角钢、圆钢和各类型钢的切割；弓锯床、带锯床和圆盘锯床等机械属于此类。另一类是利用锯片与工件间的摩擦发热使金属熔化而被切断，此类机械中的摩擦锯床切割速度快，但切口不光洁，噪声大；如砂轮切割机切割不锈钢及各种合金钢等。
冲压下料，利用冲模在压力机上把板料的一部分与另一部分分离的加工方法。对成批生产的零件或定型产品，应用冲压下料可提高生产效率和产品质量。
（）剪切剪切的加工方法很多，其实质都是通过上下剪刃对材料施加剪切力，使材料发生剪切变形，最后断裂分离。
图.17剪切原理图
图.18手动剪板机图
图.19脚踏式小剪板机
图.0数控剪板机
材料剪切后的弯扭变形必须进行矫正，发现断面粗糙或带有毛刺，需修磨光洁。剪切过程中，坡口附近的金属因受剪力而发生挤压和弯曲，从而引起硬度提高，材料变脆的冷作硬化现象。重要的结构构件和焊缝的接口位置，必须用铣、刨或者砂轮磨削的方法将硬化表面加工清除。
（）锯切锯切主要用于各类型钢的切割；常用锯切机械有弓锯床、带锯床、圆盘锯床、摩擦锯床和砂轮锯等。
1）弓锯床仅用于切割中小型的型钢：圆钢和扁钢等。工作运动和手锯相似，它的往复运动是由曲柄盘的旋转而产生，锯条行程的长短可以由曲柄调整。
）带锯床用于切断型钢、圆钢、方钢等，其效率高，切断面质量好。
图.带锯床
）圆盘锯床的锯盘呈圆形，在圆盘的周围制有锯齿。锯切工件时，电动机带动圆锯片旋转便可进行刀锯断各种型钢。
圆盘锯能够切割大型H型钢，而且切割精度很高，因此在钢结构制造厂的加工过程中，圆盘锯经常被用来进行柱、梁等型钢构件的下料切割。
图.圆盘锯
）摩擦锯主要是利用锯片与工件间的摩擦发热，使工件熔化而切断。工作时，锯片以～10m/s的圆周速度高速旋转，高速度使工件发热熔化。
摩擦锯能够锯割各类型钢，也可以用来割管子和钢板等，使用摩擦锯切割的优点是锯割速度快，效率高，切削速度可达10～10m/s，进刀量00～00mm/min，缺点是切口不光洁，噪声大，只适应于锯切精度要求较低的构件，或者下料时留有加工余量需进行精加工的构件。摩擦锯锯片的周围通常没有锯齿，只有不深的压痕。
）砂轮锯是利用砂轮片高速旋转时与工件摩擦，由摩擦生热并使工件熔化而完成切割。砂轮锯适用于锯切薄壁型钢，如方管、圆钢、Z和C形断面的薄壁型钢等。缺点是噪声大，粉尘多。
锯切机械施工中应注意以下几个问题：
①型钢应预先经过矫直，方可进行锯切。
②所选用的设备和锯片规格必须满足构件所要求的加工精度。
③单件锯切的构件，先划出号料线，然后对线锯切。号料时，需留出锯槽宽度，锯槽宽度为锯片厚度加0.～1mm。成批加工的构件，可预先安装定位挡板进行加工。
④加工精度要求较高的重要构件，应考虑留出适当的精加工余量，以供锯割后进行端面精铣。
（）冲压下料冲压时，材料置于凸凹模之间，在外力作用下，凸凹模产生一对剪切力，材料在剪切力作用下被分离。冲压的基本原理与剪切相同，只不过是将剪切时的直线刀刃，改变成封闭的圆形或其他形式的刀刃而已。冲压过程中材料的变形情况及断面状态与剪切时大致相同。分弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段。
图.冲压下料
、管材切割加工（1）概述在建筑钢结构中，管结构得到了广泛应用，特别在空间钢结构中应用更为广泛，如网架结构、桁架结构、多面体空间刚架结构、张弦结构等。这些结构中构件的形状通常为圆钢管、方钢管、矩形钢管等，这些构件通过节点或直接相贯连接在一起而形成各种结构。
管材类构件切割是钢结构加工中较为常见的加工方法，它是按管类构件设计要求，进行两端的切割（平端口和相贯线切割）。加工方法一般有两种：1:1放样后利用氧—乙炔进行手工切割和机械自动切割，目前用得最多的是机械自动切割。切割机械一般有管子车床和多维数控相贯线切割机。管子车床进行平端口（含坡口）的加工，多维数控相贯线切割进行平端口或相贯线（含坡口）的加工。
（）管子车床切割加工管子车床切割加工，是按构件的加工长度，进行钢管的下料、坡口一次成形的加工方法。目前使用的管子车床有两种：一种是普通管子车床，它是通过人工操作来完成材料的进给、定位。一种是数控管子车床，它是通过机械推动完成材料的进给、定位和切割加工。管子数控切割机床具有加工质量好、切割精度高的特点，常用于管径较大钢管的加工。
（）多维数控相贯线切割机切割加工多维数控相贯线切割机切割加工，是按构件的加工长度，进行管材端部平端口或相贯口的下料、坡口一次性成形的加工方法。与普通机械切割的最大不同之处是能够进行变角度坡口的加工（相贯线切割）。多维数控相贯线切割不仅用于加工圆钢管，还可适用于方钢管的加工。
图.多维数控相贯线切割机
五、边缘加工1、加工部位在建筑钢结构构件加工中，当图纸要求或下列部位一般需要进行边缘加工。
（1）吊车梁翼缘板；
（）支座支承面；
（）焊缝坡口；
（）尺寸要求严格的加劲板、隔板、腹板和有孔眼的节点板等；
（）有配合要求的部位；
（）设计有要求的部位。
边缘加工允许偏差见下表：
表.1边缘加工的允许偏差
项目
允许偏差
零件宽度、长度
±1.0mm
加工边直线度
l/,且不大于.0mm
相邻两边夹角
±‘
加工面垂直度
0.0t，且不大于0.mm
加工面表面粗糙度
注：t---构件厚度；l---构件长度
、常用加工方法常用的边缘加工方法主要有：铲边、刨边、铣边、碳弧气刨、气割和坡口机加工等。
（1）铲边对加工质量要求不高，并且工作量不大的边缘加工，可以采用铲边。铲边有手工铲边和机械铲边两种。手工铲边的工具有手锤和手铲等。机械铲边的工具有风动铲头等。
一般手工铲边和机械铲边的构件，其铲线尺寸与施工图纸尺寸要求不得相差1mm。铲边后的棱角垂直误差不得超过弦长的1/，且不得大于mm。
图.1气动铲
（）刨边刨边使用的设备是刨边机，需切削的钢板固定在工作台上，由安装在移动刀架上的刨刀来切削钢板的边缘。刀架上可以同时固定两把刨刀，以同方向进刀切削，也可在刀架往返行程时正反向切削。刨边加工有刨直边和刨斜边两种。刨边加工的加工余量随钢板的厚度、切割方法的不同而不同，一般的刨边加工余量为～mm；刨边机如下图.所示。下表为刨边加工余量表。刨边机的刨削长度一般为～1m。当构件长度大于刨削长度时，可用移动构件的方法进行刨边；构件较薄时，则可采用多块钢板同时刨边的方法加工。对于侧向弯曲较大的条形构件，刨边前应较直。气割加工的构件边缘必须将残渣清除干净后再刨边，以减少切削量和提高刀具寿命。
表.刨边加工的余量
钢材类型
边缘加工形式
钢板厚度（mm）
最小余量（mm）
低碳钢
剪切机剪切
≤1
低碳钢
气割
＞1
各种钢材
气割
各种厚度
优质合金钢
气割
各种厚度
＞
图.数控刨边机
（）铣边铣边机利用滚铣切削原理，对钢板焊前的坡口、斜边、直边、U形边能同时一次铣削成形，比刨边机提高工效1.倍，且能耗少，操作维修方便。铣边加工质量由于刨边的加工质量，见下图.所示。下表.给出两种加工方法的质量标准对比数值，表明铣边精度高于刨边。
表.边缘加工的质量标准（允许偏差）
加工方法
宽度、长度
直线度
坡口角度
对角差（四边加工）
刨边
1.0mm
l/，且不得大于.0mm
.°
mm
铣边
1.0mm
0.mm
1.0°
1mm
图.坡口铣边机
（）碳弧气刨碳弧气刨的切割原理是直流电焊机直流反接（工件接负极），通电后，碳棒与被刨削的金属间产生电弧，电弧具有℃左右高温，足以将工件熔化，压缩空气随即将熔化的金属吹掉，达到刨削金属的目的。
碳弧气刨的优点：效率高，清根可达m/h，比风铲提高效率8～1倍；灵活方便，能在狭窄处操作；操作时可看清焊缝的缺陷消除与否；可以切割氧割难以切割的金属，如生铁、不锈钢、高锰钢、铜、铝、合金等；热影响区小，只1mm左右（氧割为～mm），对减少构件变形很有意义；设备简单，气刨枪制作简单。
碳弧气刨的缺点是：目前只能用直流焊机；有强烈弧光；烟雾粉尘多，须有通风设备；吹出的金属液体溅落在表面上，需要用砂轮来清除；噪音比较大。
（）其他加工方法1）气割机加工坡口气割坡口包括手工气割和用半自动、自动气割机进行坡口切割。其操作方法和使用工具与气割相同。所不同的是将割炬嘴偏斜成所需要的角度，对准要开坡口的地方，运行割炬即可。
此种方法简单易行，效率高，能满足开V形、X形坡口的要求，已被广泛采用，但要注意切割后须清理干净氧化铁残渣。
）滚剪倒角加工坡口滚剪倒角机利用滚剪原理，对钢板边缘按所需角度进行剪切，以得到焊接所需的坡口。加工尺寸准确、表面光洁、一次成形，不需要清理毛刺，具有操作方便，功效高（m/min），能耗低等优点。
）管子车床及多维数控相贯线切割机加工坡口管子车床加工坡口利用车削原理，对管子进行坡口加工。管子接口相贯线和坡口的加工，传统工艺方法一般采用人工放样、手工气割和砂轮打磨坡口，这种加工方法尺寸精度差、坡口质量差，且加工周期长。采用五维或六维数控相贯线切割机加工管口相贯线，只需在该机上输入管径、管壁厚度和相交角度等原始数据后，即可对管子进行全自动等离子切割。此种加工方法精度和外观质量都较好，杆件的长度误差可以控制在1mm以内，坡口面光洁，无需打磨即可直接组焊，目前国内已有多家企业生产这种数控管子切割机。
六、成形加工1、成形加工分类与方法（1）成形加工分类1）热加工把钢材加热到一定温度后进行的加工方法，统称为热加工。常用热加工的方法有两种，一种是利用乙炔火焰进行局部加热，这种方法简便，但是加热面积较小。另一种是放在工业炉内加热，该方法较前一种方法更为复杂，要求投资也更大，但是加热面积大且受热均匀。
热加工时一个比较复杂得多过程，温度能够改变钢材的机械性能，能使钢材变硬，也能使钢材变软。钢材在常温中有较强的抗拉强度，但加热到00℃以上时，随着温度的增加，钢材的抗拉强度急剧下降，其塑性、延性大大增加，钢材的机械性能逐渐降低。
表.1高温时钢材抗拉强度的变化
抗拉强度fu（N/mm）
加热温度（℃）
00
0
常温时fu=00的钢材
10
8
0
0
1
常温时fu=00的钢材
0
10
7
0
热加工是通过加热炉或氧乙炔焰等把钢材加热，使钢材在降低强度、增加塑性的基础上，进行矫正或成形的加工。
钢材加热的温度可从加热时所呈现的颜色来判断。
表中所列系在室内白天观察的颜色，在日光下颜色相对较暗；在黑暗中，颜色相对较亮。温度要求严格时，应采用热电偶温度计或比色高温计测量温度。热加工时所要求的加热温度，对于低碳钢一般为0～℃，热加工终止温度不低于℃。加热温度过高，加热时间过长，都会引起钢材内部组织的变化，破坏原材料材质的机械性能。加热温度在00～00℃时，钢材产生蓝脆性，在这个温度范围内，严禁捶打和弯曲，否则，容易使钢材断裂。
表.钢材颜色温度对比表
颜色
温度（℃）
颜色
温度（℃）
黑色
70℃以下
亮樱红色
～80
暗褐色
0～80
亮红色
80～
赤褐色
80～0
黄赤色
～
暗樱红色
0～70
暗黄色
～
深樱红色
70～
亮黄色
～10
樱红色
～
亮白色
10～
）冷加工钢材在常温下进行加工，统称为冷加工，冷加工通常是利用机械设备或专用工具进行的。
冷加工时应注意温度。低温中的钢材，其韧性和延伸性均相应减小，而脆性相应增加，若此时进行冷加工，易使钢材产生裂纹。因此，应注意低温时不宜进行冷加工。对于普通碳素结构钢，在工作环境温度低于零下0℃时，或低合金结构钢工作环境温度低于零下1℃时，都不允许进行剪切和冲孔。当普通碳素结构钢在工作环境温度低于零下1℃时，或低合金结构钢在工作环境温度低于零下1℃时，不允许进行冷矫正和冷弯曲加工。
（）成形加工方法成形加工按成形方法的不同可分为，切割成形、机械加工成形、弯曲成形、模压成形、铸造成形等。
1）切割成形。如切割下料、坡口、相贯线切割等。
）机械加工成形。如车加工、铣加工、刨加工（含内孔、外圆、螺纹加工、边缘加工、端部铣削加工等）。
）弯曲成形。如板材弯曲成形、管材弯曲成形、型材弯曲成形等。
）模压成形。如焊接球拉伸加工。
）铸造成形。如铸钢节点的铸造成形加工。
、板材弯曲成形加工（1）板材弯曲成形原理及典型加工设备板材的弯曲成形加工亦称为卷圆或滚圆，是在外力作用下，迫使板材的外层纤维伸长，内层纤维缩短（中层纤维不变）产生的弯曲变形。当弯曲半径较大时，可在常温状态下卷圆；当半径较小或板厚较厚时，可加热后卷圆。在建筑钢结构制造领域，板材弯曲成形以冷加工为主，采用卷板机弯曲成形是最常用的一种加工方法。
卷圆是在卷板机上进行的，它主要用于卷制各种容器、建筑结构用冷成形直缝焊接钢管、锅炉气泡和高炉等。在卷板机上卷圆时，板材的弯曲是由上滚轴向下移动时所产生的压力来达到。卷板机按辊轴数目和位置可分为三辊卷板机和四辊卷板机两类，按辊轴方位分为立式和卧式，按上辊受力类型分为闭式和开式，按辊轴数目及布置形式分为三辊对称式、三辊不对称式和四辊对称式、四辊不对称式，按辊轴位置调节方式分为上调式和下调式。
图.1三辊卷板机
图.四辊卷板机
图.卷板机原理示意图
（）板材弯曲成形加工工艺钢板弯曲时由于辊轴之间有一定距离（S），使得钢板在两端有一直边，对于这一直边可采取预弯方法或直边预留方法。当采用直边预留时在卷圆后割掉直边，以达到整圆的要求。
冷弯弯圆流程图：
序号
步骤说明
步骤示意图、
1
右边辊在下限位置，左边辊运动到接触工件，并且与主辊将工件夹紧。
右边辊缓慢升起，开始卷制，在主辊和左边辊之间进行预弯。
左边辊向下，同时右边辊向上，将材料送至左边，三辊开始卷制，在主辊和右边辊之间预弯。
预弯和卷制结束。
1）预弯预弯就是将板料两端的直边部分先弯曲到所需的曲率半径，然后再卷圆。常用的预弯方法如下图：
图.常用预弯方法
注：在压力机上用模具进行预弯，适用于各种板厚
图.钢板预弯实例图
）直边预留板材在卷板机上卷圆时，板的两端卷不到的部分称为直边，其大小与卷板机的类型和卷曲形式有关，见下图：
图.卷板机的不同卷曲形式与直边
）调整对中对中的目的是使工件的母线与辊轴轴线平行，防止卷圆过程中产生歪扭，形成错边。
表.板材弯曲时的理论剩余直边
设备类型
卷板机
卷圆形式
对称卷圆
不对称卷圆
三辊
四辊
剩余直边
冷弯时
S=L
(1.～.0)δ
(1.0～.0)δ
热弯时
S=L
(1.～1.)δ
(0.7～1.0)δ
注：L—侧辊中心距之半；δ—板厚
）卷圆板料位置对中后，逐步调节上辊（三辊卷板机）或侧辊（四辊卷板机）的位置，使板料产生弯曲，并在卷板机上来回滚动；卷圆过程中不断采用样板对曲率半径进行检验，直至符合规定要求的圆度为止。
）割除直边，坡口、焊接对预留直边的先割除直边，再整圆，然后坡口后再焊接；对采用预弯的可直接坡口后焊接。
）矫圆矫圆的目的是矫正筒体焊接后的变形，矫圆一般分三个步骤：
①加载根据经验或计算将辊轴调到所需的最大的矫正曲率位置；
②滚圆将辊轴在矫正曲率下滚卷1～圈，使整圈曲率均匀一致；
③卸载逐渐退回辊轴，减少矫正荷载，完成矫圆。
图.7板材卷圆
图.8卷圆后横缝及纵缝的焊接
图.9筒体矫圆
、管材弯曲成形加工在建筑钢结构中，管材弯曲加工非常广泛，其弯曲加工方法可根据被弯曲管材的截面尺寸和弯曲半径不同，一般有型弯、压弯和中频弯三种。
（1）管材型弯成形加工管材型弯成形加工时应用最广泛的弯曲加工方法之一。它是在型弯设备上，利用成形模具进行管材连续弯曲，并通过调节模具之间的距离，来实现管材不同曲率半径的弯曲加工方法。
图.10小型弯机
图.11CDWS－00型数控自动型弯机
（）管材压弯成形加工当管材的截面尺寸较大时（如Q钢管，截面尺寸＞Φ00x0mm），受设备性能和成型模具的限制，采用型材弯曲机弯曲时很困难，需寻找另外的加工方法。目前，对于截面尺寸比较大的管材弯曲成形加工，一般都采用大型油压机（需配置有专用成形模具）进行加工。即在油压机上，结合成型模具，按被弯曲管材的设计曲率半径，进行逐步压弯成形的加工过程，称为管材压弯成形加工。
大直径钢管弯曲采取逐步式往复循环弯曲方法，弯曲工艺如下：
图.1第一步：将钢管吊上工作平台，调整钢管的位置并固定。
图.1第二步：进行钢管的第一次压弯，然后将钢管向前进给00～00mm。
图.1第三步：进行钢管的第二次压弯，然后将钢管向前进给。
图.1第n步：依据上面的步骤进行钢管逐步循环压制弯曲成型
大直径钢管弯曲检验：
图.1大直径钢管弯曲检验示意图
同时检测还包括：
1）钢管压制弯曲后表面不得有微裂缝缺陷存在，钢管表面应圆滑、无明显皱褶，且凹凸深度不应大于1.0mm。
）壁厚减薄率：≤10％或实际壁厚不小于设计计算壁厚。
）钢管表面的波浪率（波浪度h与公称外径D之比）不大于％，且波距A与波浪度h之比大于10。
图.17钢管油压机压弯成形加工
图.18简易油压机压弯成形加工
（）管材中频弯（热弯）成形加工在实际生产中，常常会碰到截面尺寸比较大，弯曲曲率半径又比较小的钢管构件加工要求，这时一般采用中频弯（即热弯）的加工方法。
1）中频弯设备中频弯是采用中频电流使钢管待弯曲段急剧升温并达到较高温度后，在外力作用下使钢管待弯曲段按设计要求的曲率半径弯曲成形的加工方法，这种方法也是一个逐步式的成形过程。中频弯电能消耗量比较大，成本比较高，效率比较低，在建筑钢结构制造领域一般不常用。
常用于钢管中频弯曲设备：
图.19中频弯管机
）中频弯曲加工中频弯曲电流、电压按弯曲钢管截面的大小和材质牌号确定，弯弧速度一般控制在10cm/min左右。开始弯曲后要求连续弯曲，尽量一次成形，避免中途停顿。
钢管弯曲后必须及时进行冷却，冷却方式可分为水激冷和空气冷两种。下表列出了材质牌号为Q、Q钢材加热温度和冷却方式。
表.Q、Q钢材中频弯曲加工加热温度、冷却方式
钢材
壁厚（mm）
加热温度（℃）
冷却方式
热处理要求
Q
任意
0～
空气冷却或水冷
不处理
Q
任意
0～
强迫空气冷却
不处理
（）检验管材弯曲加工后应进行外形尺寸的检验，检测是否符合加工质量要求。下表给出了钢管弯曲成形后的允许偏差。
表.钢管弯曲后允许偏差
偏差项目
允许偏差（mm）
检查方法
图例
直径
d/00,且≤.0
用直尺或卡尺检查
椭圆度
端部
d≤0，±1.0
d＞0，d/0,且不大于.0
用直尺或卡尺检查
其他部位
d≤0，±.0
d＞0，d/1,且不大于.0
管口垂直度t1
D/00，且不大于.0
用角尺、塞尺和百分表检查
弯曲失高
L/，且不大于.0
用拉线、直角尺和钢尺或样板检查
弯管平面度
L/，且不大于.0
用水准仪、经纬仪、全站仪检查
注：D为钢管直径；L为钢管长度。
未完待续~~~~~~
刘永刚11
