摘要：该圆管内环板坡口设计旨在解决圆管与其内环板斜交时焊接坡口尺寸问题，使内环板根部焊接间隙保持均匀，坡口角度随内环板与圆管内壁间角度变化而相应变化，保证焊接质量。
关键词：斜向；内环板；坡口设计
在建筑钢结构行业，无论是钢结构制作还是钢结构安装工程，都对焊接坡口尺寸非常重视，这是因为坡口尺寸的大小与工程成本、效率、安全密切相关。过大的坡口尺寸造成焊缝填充量、焊接应力、焊接变形相应加大，但过小的坡口尺寸则区域偏析产生的可能性愈大，根部稀释率也愈大，焊缝综合指标降低。在坡口尺寸设计过程中，坡口尺寸大小应遵循以下原则：
a、焊缝的熔透要求；
b、母材厚度和接头受力性能；
c、焊接的可操作性；
d、焊接方法；
e、焊枪枪头的直径；
f、其它因素，如需防止层状撕裂焊缝等；
g、在满足焊缝质量要求的前提下，尽量减少焊缝的尺寸；
h、尽量使接头的焊缝对称布置。
在实际工程中，各种节点因结构复杂，制作难度高，对坡口的设计要求更高。本文就圆管斜向内环板坡口设计与应用技术进行总结。
1、背景
某高层外框钢柱以圆管柱为主，在转换层位置处，外框钢柱根据建筑外观需要而设计为斜钢圆管柱。楼层钢梁与斜圆管柱相连时，相对应的斜圆管柱内环板与斜圆管形成了一定的角度。与外框梁翼缘对应的管内环板厚度为50mm、70mm和80mm，内环板与管内壁连接焊缝要求为全熔透一级焊缝，内环板间还有竖向劲板与斜圆管内壁、内环板连接，圆管内焊接空间较小，焊接难度较大。
因内环板与斜圆管内壁成一定角度，内环板的坡口不再是单一的坡口角度，内环板坡口应随其与管内壁角度变化而变化，并没有一定的规则。但需保证内环板一周各位置坡口尺寸均合理，方可保证焊接质量。圆管斜向内环板如图一所示：
图二 内环板坡口尺寸设计
2.3由于坡口随内环板与圆管内壁角度变化而渐变，所以需要通过一定的三维实体模型来放样出实际加工需要的边线与轮廓线。如：通过钢结构详图设计软件（Tekla Structures），根据内环板厚度与圆管角度、焊接工艺要求的坡口面最大尺寸，放样出符合实际加工需要的内环板边线及坡口轮廓线，按合理间距标注出各位置坡口轮廓线到零件边线的尺寸大小，并作出准确的下料图。
2.4内环板厚度较薄的或者根据工艺要求为单面坡口焊接的，下料图要求作出内环板边线与单轮廓线，并标注出各位置坡口轮廓线到零件边线的尺寸大小。内环板厚度较厚的或者根据工艺要求为双面坡口焊接的，下料图要求作出小坡口面尺寸线与大坡口面尺寸线两面，并标注出各位置坡口轮廓线到零件边线的尺寸大小。
2.5根据最终放样结果，内环板并不是圆形板件，形状也不规则。轮廓线也同为不规则的形状，按要求下料图要做出定位标记，以保证制作时的准确性。下料图应如图三、图四所示：
图四：内环板3边线及坡口轮廓线
3、加工
3.1此圆管环板坡口设计应在加工前实行工艺和图纸交底。目的让生产车间了解各工序的要求与拼装的准备工作和顺序，更好的理解设计图纸、下料图纸与拼装图纸的相关意图与技术要求，在保证质量要求的前提下使生产率提高的同时，降低制作成本。
3.2按内环板边线进行编程，进行数控下料，采用数控切割机对坡口轮廓线喷粉划线，沿外轮廓线进行环板下料。使用仿形切割机进行坡口切割，打磨坡口面割渣，将内环板组装于圆管内部，调整四周坡口间隙。如图五所示：
图五 斜向内滑板四周坡口及焊缝效果
4．结论
该圆管内环板坡口设计旨在解决圆管与其内环板斜交时焊接坡口问题，使内环板根部焊接间隙保持均匀，坡口角度随内环板与圆管内壁间角度变化而相应变化。为开坡口工序提供可靠的基准，使内环板各处坡口大小满足焊接可达性又不至于太大，节省焊材及人工，保证焊接质量。
参考文献
[1]刘景凤 周文瑛 钢结构焊接规范规范 中国建筑工业出版社，2011
论文作者:冯顺棠
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/11
标签：内环论文; 圆管论文; 尺寸论文; 边线论文; 内壁论文; 轮廓线论文; 钢结构论文; 《防护工程》2017年第35期论文;