鉄骨構造部材の製造工程

鉄骨構造建築物は、その独自の利点から増加の一途をたどっており、鉄骨構造部材は産業および商業プロジェクトにおいてより頻繁に使用されるようになっている。
市場の急速な成長に伴い、製品の品質と製造基準に対する要求はますます高まっています。鉄骨構造の製造プロセスを理解することで、購入者は信頼できる製品とサプライヤーを選定できるようになります。この知識は、プロジェクトのリスクと長期的なメンテナンスコストの削減にもつながります。

鋼構造部材の配置とマーキング

レイアウトは、鉄骨構造物製作における最初のステップです。正確なレイアウトは、後の工程における累積的な誤差を防ぎます。精密なレイアウトは、部品全体の品質と寸法精度を保証します。

レイアウト作業には、図面上の設置寸法と穴間隔の確認が含まれます。作業員は接合部を1：1の縮尺で描き、各構造部品の寸法を確認します。技術者は、切断、曲げ加工、穴あけ加工用のテンプレートとゲージを作成します。

作業員は、レイアウトプラットフォーム上で1：1スケールの幾何学的製図方法を用いて作業を行う。検査で精度が確認された後、技術者は鋼板からテンプレートを作成する。テンプレートには、作業番号、図面番号、部品番号、数量、穴径などをマーキングする。その後、作業員はこれらのテンプレートとゲージに基づいてマーキング作業を行う。

マーキング作業中、作業員は材料と加工位置を確認します。鋼材表面に切断位置と穴あけ位置をマーキングし、各部品に明確なラベルを貼ります。作業員は、プロジェクト完了までテンプレートとゲージを適切に保管します。

レイアウト作業中は、重要な注意事項に注意を払う必要があります。作業者は、フライス加工とプレーニング加工の加工代を考慮しなければなりません。溶接部品には、溶接収縮のための加工代が必要です。作業者は、材料の無駄を減らすために、ネスティングを最適化する必要があります。切断方法によって、必要な切断代が決まります。

鋼構造部材の切断

鋼材の切断方法には、せん断、パンチング、鋸引き、火炎切断などがあります。切断された鋼材には、層状欠陥があってはなりません。切断面には、目に見える亀裂があってはなりません。作業者は、切断面からバリ、スラグ、飛沫を除去しなければなりません。

火炎切断および機械式せん断は、許容公差基準を満たす必要があります。大手メーカーは高度な切断装置に投資しています。レーザー切断機は寸法精度を大幅に向上させます。プラズマ切断機も切断効率を高めます。高度な装置を使用することで、加工誤差を±1mm以内に抑えることができます。

鋼構造部材の矯正

鋼材部品は、製造および輸送中に変形することがよくあります。これらの変形は、材料特性、切断、溶接、および取り扱いによって発生します。変形は、設置精度と構造性能に影響を与えます。矯正処理は、これらの歪みを効果的に修正します。

技術者は、機械的または熱的な方法を用いて鋼材を矯正します。機械的矯正には圧延機やプレス機を使用します。手動矯正では、熟練した作業員が制御された力を加えます。火炎矯正では、局所的な加熱によって変形を修正します。それぞれの方法は、特定の部品の形状や変形レベルに適しています。

鋼構造部材のエッジ加工

せん断加工や火炎切断加工は、鋼板の端部構造を変化させます。重要な部品は、性能を確保するために端部加工が必要です。鋼梁やクレーン桁は、特に厳格な端部品質が求められます。端部の平面加工深さは2mmを下回ってはなりません。

適切なエッジ加工は、溶接品質と組立精度を向上させます。作業員は、板材のエッジを適切な溝に加工します。溝は、溶接の完全な浸透と接合部の強度を支えます。正確なエッジ加工は、溶接欠陥の低減にもつながります。

穴あけ

穴あけ加工は通常、ドリルまたはパンチングによって行われます。ドリル加工は、鉄鋼加工において最も一般的な方法です。作業員は手作業またはドリルマシンを使用して穴あけを行います。手作業による穴あけは、薄板や小径の穴に適しています。

穴あけ加工は、高い精度と柔軟な操作性を実現します。大手メーカーは、高度な穴あけ設備に投資しています。ハルビン東安建材は、3D CNC穴あけ機を使用しています。これらの機械は、加工誤差を0.5mm以内に抑えることができます。

その他の穴加工方法としては、リーマ加工と皿穴加工があります。リーマ加工は、既存の穴を必要な直径まで拡大します。皿穴加工は、ボルトの頭が収まるようにドリル穴の形状を修正します。仕上げリーマ加工は、表面粗さと寸法精度を向上させます。

組み立て

組立工程では、加工済みの部品を組み合わせて完成品を組み立てます。作業員は設計図に基づいて部品を組み立てます。部品のサイズは、輸送経路や現場の状況によって異なります。また、吊り上げ装置の能力も部品の寸法に影響を与えます。

組み立ては特定の要件に従って行われなければなりません。作業員は安定した作業台の上で組み立て作業を行います。技術者は作業開始前に組み立て手順を準備します。作業員は識別番号に厳密に従って部品を組み立てます。対称部品については向きを確認する必要があります。

大型または複雑な部品は、分割組立が必要です。作業員は、最終的な統合の前に、単純なユニットを組み立てます。組立後、技術者は部品に明確なラベルを貼ります。明確な識別は、輸送と設置の効率化に役立ちます。

溶接作業

溶接は、鋼構造物における主要な接合方法である。アーク溶接は、鋼材の製造および設置プロジェクトにおいて主流となっている。一般的なアーク溶接方法には、手動溶接、サブマージアーク溶接、ガスシールドアーク溶接などがある。特殊な用途では、エレクトロスラグ溶接が必要となる。

溶接手順の開発には、綿密な計画が必要です。技術者は溶接方法とパラメータを選択し、適切な電極、ワイヤ、フラックスを選びます。

手動アーク溶接の姿勢には、平面溶接、垂直溶接、頭上溶接、水平溶接などがあります。作業者は設計要件に基づいて適切な継手形状を選択します。継手の種類には、突合せ溶接とすみ肉溶接があります。

位置溶接は、部品の正確な位置決めを保証します。技術者は、本溶接の前に仮付け溶接を行います。仮付け溶接電流は、本溶接電流よりも10～15パーセント高くなります。作業員は、応力集中部付近での仮付け溶接を避けます。

予熱は、熱影響部における冷却速度を低下させる。予熱は、溶接後の遅延割れを防止する。予熱範囲は板厚の1.5倍以上である。最小予熱幅は100mm以上である。

溶接順序の選択は非常に重要です。作業員は中心から外側に向かって溶接します。収縮率の高い継ぎ目を先に溶接し、収縮率の低い継ぎ目を先に溶接します。対称溶接は残留応力を低減します。作業員は横方向の継ぎ目を先に溶接し、縦方向の継ぎ目を先に溶接します。厚板の場合は多層溶接が必要です。

溶接後熱処理は、溶接部から水素を除去します。この処理により、低温割れを防ぎます。作業員は溶接直後にこの処理を行います。保持時間は、板厚25mmあたり1時間です。予熱および後熱には、しばしば火炎加熱が用いられます。

溶接品質検査には外観検査が含まれます。溶接面は均一で欠陥のない状態である必要があります。検査員は、割れ、スラグ混入、アンダーカット、溶け落ちなどがあると不良と判断します。溶接寸法は設計値に適合している必要があります。

非破壊検査は溶接部の内部品質を評価する。放射線検査および超音波検査は内部欠陥を検出する。

高強度ボルト接続

高強度ボルト接合は、主要な鋼構造接合部として使用されます。これらの接合部は、利便性、信頼性、および高い耐荷重性を備えています。均一な力の伝達と優れた疲労耐性を提供します。ボルトは使用前に性能再検査が必要です。作業員は輸送中にボルトを慎重に取り扱います。保管場所は乾燥していて換気が良好である必要があります。作業員は日々の必要量に応じてボルトを払い出します。未使用のボルトは作業後に容器に戻さなければなりません。接触面は清潔で乾燥した状態に保たなければなりません。作業員は雨天時の設置作業を避けなければなりません。

トルクレンチは毎日校正が必要です。取り付けは接合部の中心から始まり、外側に向かって進みます。作業員はボルトを段階的に締めます。ボルトの挿入方向は一定に保つ必要があります。トルク制御による締め付けには、初期締め付けと最終締め付けの段階があります。初期トルクは最終トルクの60～80%に達します。最終締め付けにより、ボルトの完全な予圧が確保されます。標準化されたプロセスと厳格な管理により、鋼構造部品は高品質を実現します。適切な製造により、安全性、耐久性、および長期的な構造性能が保証されます。