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摘要：隨着钢结构的发展，大量高层建筑拔地而起，其中箱形柱所占的比例越来越大，箱形柱的应用越来越广泛，但箱形柱制作过程存在一些问题制约了箱形柱的质量。本文结合工程的生产实际，介绍了箱型柱的整体制作流程，包括下料、组立、焊接等工序的工艺要领，供相关工程参考。
关键词：箱型柱;制作工艺;应用
一、箱型柱的特点
箱型柱由四块板（即两块盖板、两块腹板）组成，四条角焊缝根据强度需要设计成全熔透焊坡口形式。箱型柱内设有横隔板和角钢衬板，横隔板和盖板采用熔化嘴电渣焊进行焊接，其他三面采用气保焊熔透焊，隔板开坡口。腹板和盖板采用全熔透埋弧焊焊接。箱型柱外侧在个标高处设有与主梁、次梁、垂直支撑连接的牛腿和连接耳板，柱与柱之间的连接采用焊接和顶紧相结合的形式，所有零部件的钢材材质均为Q345B。箱型柱的典型横剖面如图1所示。
图1 箱型柱横剖面
二、整体制作工艺流程
箱形柱的制作工艺与焊接H型钢大体相同，其工艺过程见流程图2。其中，箱形柱下料采用数控火焰切割机进行柱板切割，开坡口方法为碳弧气刨切割K型坡口，下料完成后进行调直校正，为保证柱身板拼装准确，需制备组装胎膜，组装顺序为：首先以上盖板为基准，然后放出横隔板与侧腹板的装配线，进行U型组立，最后组装下盖组装完成后进行焊接，柱身主体焊接采用埋弧自动焊，加劲板焊接采用电焊机手工焊接，最后一面隔板焊接电渣压力焊接的方法进行，焊接设置引弧板。箱形柱焊接完成后进行调直矫正，后用端头铣床进行端头切割。箱形柱涂装严格按标准除锈、刷油，箱形柱制作完成后由专职质检人员进行检验、编号。
图2 箱形柱制作工艺流程图
三、具体工艺
1、板材下料
（1）操作人员在使用火焰切割下料前，必須复查所用钢板的材质、规格、切割尺寸、平整度并将钢板表面的锈斑、油污灰尘等清除干净。
（2）下料完成后施工人员必须将下料后的零件标注工程名称、钢板材质、钢板规格、零件号等标记，并归类存放。
（3）部件的焊接坡口采用火焰切割加工虞板、腹板和隔堵板的两侧焊缝应该对称同时切割，以减小切割变形。
2、箱型构件组装
（1）基本要求
利用装配样板钢带以顶端端面铣销位置作为基准在下翼板及二块腹板的内外侧划出隔板、顶板等装配用线，电渣焊孔位置按要求打样冲眼划出各板中心线;组对定位焊时应预热，预热温度为100一1500C。
（2）装配工艺
1）在腹板上装配焊接衬板，定位焊并焊接（采取断续焊缝焊接焊缝长度50mm，间距200 mm）;焊接采用气保焊进行。
2）在组立平台上组对隔板f}对精度应满足规范和设计要求。
3）在装配胎架上把划好线的下翼板置于隔板组立平台上，把已装配好的各隔板定位在下翼板上，隔板与下翼板之间的装配间隙不得大于0.5 mm定位好后脸验隔板垂直度，隔板与下翼板的垂直度不得大于1 mm;定位焊采用CO2气体保护焊。
4）在组立机上装配两侧腹板使隔板对准腹板上所划的位置，然后对腹板与隔板及腹板与翼板之间的焊缝进行定位焊定位焊时电流比正式焊接时大20%一25 %定位焊缝长度为30一50mm，焊道间距为200mm。定位焊点必须焊透不得有未焊透、裂纹等缺陷，定位焊采用CO2气体保护焊预热温度为100一150 ℃，当两隔板间距大于lm的，在两腹板之间加一支撑部件皮撑部件与两腹板间距相等;
5）装配、焊接箱型柱的顶板，装配顶板时，将顶板深入箱型柱内部3mm然后用磨光机或风砂轮打磨焊接处的焊接余高及飞溅物;焊接采用CO2气体保护焊。
6）试装配上翼板，测量箱体的精度，满足规范和设计要求后将箱体翻转90度焊接腹板侧隔板焊缝熔透焊缝背面焊接时应气刨清根。焊接电渣焊垫板与下翼板间角焊缝，连续焊满焊。工艺隔板与两侧腹板和下翼板间焊缝连续焊满焊。
7）组装上翼板定位焊腹板与上翼板间的焊缝;定位焊的电流比焊接时大20%一25 %，定位焊缝长度为40一60mm，焊道间距为250mm定位焊点不得有未焊透、裂纹等缺陷;定位焊采用CO2气体保护焊。腹板与翼板之间的垂直度不得大于1 mm;
8）检查箱体的外型尺寸，合格后焊接箱型柱端头板和端头工艺隔板的焊缝连续焊满焊，采用 CO2气体保护焊。隔板工艺尺寸要求和隔板外形尺寸精度要求相同，
9）检查、清理、矫正。合格后转入打底焊工序。
3、箱型柱埋弧焊工序
（1）焊前准备
1）检验合格印记;检查箱型柱长度方向弯曲程度才民据变形情况来决定先焊哪一面。
2）焊接前清除焊缝附近至少30mm范围内的铁锈、油污等杂物。
3）焊接引弧板及引出板，引弧板及引出板要与母材材质相同坡口形式和主材相同引弧板和引出板的长度应大于或等于150mm宽度应大于或等于80mm焊缝引出长度应大于或等于80 mm保证引弧及收弧处质量肪止产生弧坑裂纹。
（2）埋弧焊焊接
1）打底焊完成并清渣后进行埋弧焊接捍接设备采用箱型柱门型埋弧焊机层间温度控制在150一200℃，用红外线遥控测温仪测量温度。
2）埋弧焊时，四条纵焊缝遵循同侧的两条焊缝同时、同方向、相同规范施焊的原则。
3）清理冷却后割去引出板及引弧板并打磨匀顺。禁止用锤击去除。
4）若发现箱型柱存在变形应进行矫正，采用火焰矫正其温度值应控制在750一900℃之间，同一部位加热矫正不得超过2次矫正后应缓慢冷却不得用水骤冷。
（3）焊接检验
1）检查箱型柱的外形尺寸、形状。
2）埋弧焊纵缝进行全熔透焊缝100%比例超声波探伤（按一级）。
3）划出未焊透、夹渣等缺陷部位。
4）写检验记录。
4、箱型柱电渣焊工序
（1）焊前准备
1）焊接前应先用带砂皮纸的木棒清除焊孔内的污物，并辅以高压气体清除油污用火焰加热烘烤的方法去除河用烤枪来加热烘烤。
2）为使箱型变形程度得到一致，必须是对称焊接，采用两台电渣焊机对内隔板的两侧焊道，同时同规范进行焊接。焊前焊道根部及400mm长度范围内应预热200-300℃。此焊接过程需要大电流方能顺利施焊，具体参数如表1、表2所示：
表1 箱型柱电渣焊焊接参数
表2 箱型柱埋弧自动焊焊接参数
（2）全面檢验
1）检验焊缝质量。焊缝质量检验先是外观检验，无任何超标缺陷特别是引弧、引出部位然后进行超声波无损探伤检验探伤比例为100 %。对于电渣焊的焊接中断问题要用钻头将不合格的焊缝重新钻通重新焊接直到合格为止胆返修不能超过两次。
2）检验箱型柱的尺寸及外形要求。
5、箱型柱的矫正
箱型柱经过电渣焊、龙门焊后，必定会产生一定的变形、弯曲，可以采用火焰加热、机械或两者相结合的办法矫正。
（1）火焰矫正
火焰加热时，由于周围物体对受热处物体的限制，受热物体受到压缩，当冷却时就会比原来的长度有所减少，故收缩后的长度比未受热前有所缩短。火焰矫正的方法：点状加热、线状加热和三角加热。箱型柱火焰矫正一般采用三角形加热和线状加热相结合的方法。加热点的分布如下：在弯曲向外凸出的一侧，采用线状加热，在和凸出一侧相连的两侧对称采用三角形加热，一般多采用这种方法。
（2）机械矫正
不太实用，且成本较高，一般不采用。
四、结束语
由于箱型柱结构的特殊性，使得其制作过程中存在特殊工艺，只有在过程中严加把关，做好每一个工序并遵守每一步制度，才能制作出内在及外观质量均合格的产品，满足工程质量需要。
参考文献：
[1]李龙波：《高层箱型柱制作工艺》，《建筑钢结构进展》，2011年05期
[2]吴会勇 亓宝华：《箱型钢结构柱制作工艺探讨》，《江西建材》，2014年09期
[3]陈淑丽 张红军：《箱型钢构件制作施工技术》，《科学之友》，2010年17期
[4]赵保华 瞿国庆 方磊：《柳州会展中心双目型箱型钢柱制作技术》，《钢结构》，2012年02期
关键词：箱型柱;制作工艺;应用
一、箱型柱的特点
箱型柱由四块板（即两块盖板、两块腹板）组成，四条角焊缝根据强度需要设计成全熔透焊坡口形式。箱型柱内设有横隔板和角钢衬板，横隔板和盖板采用熔化嘴电渣焊进行焊接，其他三面采用气保焊熔透焊，隔板开坡口。腹板和盖板采用全熔透埋弧焊焊接。箱型柱外侧在个标高处设有与主梁、次梁、垂直支撑连接的牛腿和连接耳板，柱与柱之间的连接采用焊接和顶紧相结合的形式，所有零部件的钢材材质均为Q345B。箱型柱的典型横剖面如图1所示。
图1 箱型柱横剖面
二、整体制作工艺流程
箱形柱的制作工艺与焊接H型钢大体相同，其工艺过程见流程图2。其中，箱形柱下料采用数控火焰切割机进行柱板切割，开坡口方法为碳弧气刨切割K型坡口，下料完成后进行调直校正，为保证柱身板拼装准确，需制备组装胎膜，组装顺序为：首先以上盖板为基准，然后放出横隔板与侧腹板的装配线，进行U型组立，最后组装下盖组装完成后进行焊接，柱身主体焊接采用埋弧自动焊，加劲板焊接采用电焊机手工焊接，最后一面隔板焊接电渣压力焊接的方法进行，焊接设置引弧板。箱形柱焊接完成后进行调直矫正，后用端头铣床进行端头切割。箱形柱涂装严格按标准除锈、刷油，箱形柱制作完成后由专职质检人员进行检验、编号。
图2 箱形柱制作工艺流程图
三、具体工艺
1、板材下料
（1）操作人员在使用火焰切割下料前，必須复查所用钢板的材质、规格、切割尺寸、平整度并将钢板表面的锈斑、油污灰尘等清除干净。
（2）下料完成后施工人员必须将下料后的零件标注工程名称、钢板材质、钢板规格、零件号等标记，并归类存放。
（3）部件的焊接坡口采用火焰切割加工虞板、腹板和隔堵板的两侧焊缝应该对称同时切割，以减小切割变形。
2、箱型构件组装
（1）基本要求
利用装配样板钢带以顶端端面铣销位置作为基准在下翼板及二块腹板的内外侧划出隔板、顶板等装配用线，电渣焊孔位置按要求打样冲眼划出各板中心线;组对定位焊时应预热，预热温度为100一1500C。
（2）装配工艺
1）在腹板上装配焊接衬板，定位焊并焊接（采取断续焊缝焊接焊缝长度50mm，间距200 mm）;焊接采用气保焊进行。
2）在组立平台上组对隔板f}对精度应满足规范和设计要求。
3）在装配胎架上把划好线的下翼板置于隔板组立平台上，把已装配好的各隔板定位在下翼板上，隔板与下翼板之间的装配间隙不得大于0.5 mm定位好后脸验隔板垂直度，隔板与下翼板的垂直度不得大于1 mm;定位焊采用CO2气体保护焊。
4）在组立机上装配两侧腹板使隔板对准腹板上所划的位置，然后对腹板与隔板及腹板与翼板之间的焊缝进行定位焊定位焊时电流比正式焊接时大20%一25 %定位焊缝长度为30一50mm，焊道间距为200mm。定位焊点必须焊透不得有未焊透、裂纹等缺陷，定位焊采用CO2气体保护焊预热温度为100一150 ℃，当两隔板间距大于lm的，在两腹板之间加一支撑部件皮撑部件与两腹板间距相等;
5）装配、焊接箱型柱的顶板，装配顶板时，将顶板深入箱型柱内部3mm然后用磨光机或风砂轮打磨焊接处的焊接余高及飞溅物;焊接采用CO2气体保护焊。
6）试装配上翼板，测量箱体的精度，满足规范和设计要求后将箱体翻转90度焊接腹板侧隔板焊缝熔透焊缝背面焊接时应气刨清根。焊接电渣焊垫板与下翼板间角焊缝，连续焊满焊。工艺隔板与两侧腹板和下翼板间焊缝连续焊满焊。
7）组装上翼板定位焊腹板与上翼板间的焊缝;定位焊的电流比焊接时大20%一25 %，定位焊缝长度为40一60mm，焊道间距为250mm定位焊点不得有未焊透、裂纹等缺陷;定位焊采用CO2气体保护焊。腹板与翼板之间的垂直度不得大于1 mm;
8）检查箱体的外型尺寸，合格后焊接箱型柱端头板和端头工艺隔板的焊缝连续焊满焊，采用 CO2气体保护焊。隔板工艺尺寸要求和隔板外形尺寸精度要求相同，
9）检查、清理、矫正。合格后转入打底焊工序。
3、箱型柱埋弧焊工序
（1）焊前准备
1）检验合格印记;检查箱型柱长度方向弯曲程度才民据变形情况来决定先焊哪一面。
2）焊接前清除焊缝附近至少30mm范围内的铁锈、油污等杂物。
3）焊接引弧板及引出板，引弧板及引出板要与母材材质相同坡口形式和主材相同引弧板和引出板的长度应大于或等于150mm宽度应大于或等于80mm焊缝引出长度应大于或等于80 mm保证引弧及收弧处质量肪止产生弧坑裂纹。
（2）埋弧焊焊接
1）打底焊完成并清渣后进行埋弧焊接捍接设备采用箱型柱门型埋弧焊机层间温度控制在150一200℃，用红外线遥控测温仪测量温度。
2）埋弧焊时，四条纵焊缝遵循同侧的两条焊缝同时、同方向、相同规范施焊的原则。
3）清理冷却后割去引出板及引弧板并打磨匀顺。禁止用锤击去除。
4）若发现箱型柱存在变形应进行矫正，采用火焰矫正其温度值应控制在750一900℃之间，同一部位加热矫正不得超过2次矫正后应缓慢冷却不得用水骤冷。
（3）焊接检验
1）检查箱型柱的外形尺寸、形状。
2）埋弧焊纵缝进行全熔透焊缝100%比例超声波探伤（按一级）。
3）划出未焊透、夹渣等缺陷部位。
4）写检验记录。
4、箱型柱电渣焊工序
（1）焊前准备
1）焊接前应先用带砂皮纸的木棒清除焊孔内的污物，并辅以高压气体清除油污用火焰加热烘烤的方法去除河用烤枪来加热烘烤。
2）为使箱型变形程度得到一致，必须是对称焊接，采用两台电渣焊机对内隔板的两侧焊道，同时同规范进行焊接。焊前焊道根部及400mm长度范围内应预热200-300℃。此焊接过程需要大电流方能顺利施焊，具体参数如表1、表2所示：
表1 箱型柱电渣焊焊接参数
表2 箱型柱埋弧自动焊焊接参数
（2）全面檢验
1）检验焊缝质量。焊缝质量检验先是外观检验，无任何超标缺陷特别是引弧、引出部位然后进行超声波无损探伤检验探伤比例为100 %。对于电渣焊的焊接中断问题要用钻头将不合格的焊缝重新钻通重新焊接直到合格为止胆返修不能超过两次。
2）检验箱型柱的尺寸及外形要求。
5、箱型柱的矫正
箱型柱经过电渣焊、龙门焊后，必定会产生一定的变形、弯曲，可以采用火焰加热、机械或两者相结合的办法矫正。
（1）火焰矫正
火焰加热时，由于周围物体对受热处物体的限制，受热物体受到压缩，当冷却时就会比原来的长度有所减少，故收缩后的长度比未受热前有所缩短。火焰矫正的方法：点状加热、线状加热和三角加热。箱型柱火焰矫正一般采用三角形加热和线状加热相结合的方法。加热点的分布如下：在弯曲向外凸出的一侧，采用线状加热，在和凸出一侧相连的两侧对称采用三角形加热，一般多采用这种方法。
（2）机械矫正
不太实用，且成本较高，一般不采用。
四、结束语
由于箱型柱结构的特殊性，使得其制作过程中存在特殊工艺，只有在过程中严加把关，做好每一个工序并遵守每一步制度，才能制作出内在及外观质量均合格的产品，满足工程质量需要。
参考文献：
[1]李龙波：《高层箱型柱制作工艺》，《建筑钢结构进展》，2011年05期
[2]吴会勇 亓宝华：《箱型钢结构柱制作工艺探讨》，《江西建材》，2014年09期
[3]陈淑丽 张红军：《箱型钢构件制作施工技术》，《科学之友》，2010年17期
[4]赵保华 瞿国庆 方磊：《柳州会展中心双目型箱型钢柱制作技术》，《钢结构》，2012年02期