零件及部件加工

第 5 / 11 课

对应图集 / 规范:GB 50205-2020、GB 55006-2021、GB 50755

依据 GB 50205-2020《钢结构工程施工质量验收标准》(2020 年 8 月 1 日起实施,替代 GB 50205-2001)整理。GB 55006-2021《钢结构通用规范》自 2022 年 1 月 1 日起实施,本标准原有 12 条强制性条文(第 4.2.1、4.3.1、4.4.1、4.5.1、4.6.1、4.7.1、5.2.4、6.3.1、8.2.1、11.4.1、13.2.3、13.4.3 条)同时废止,相关强制要求以通用规范对应条文为准,对应关系见「验收怎么划分、怎么判合格」一课的汇总表。课文用自己的话转述,条号与数值保留;实际验收以现行标准原文、设计文件和合同约定为准。

第 7 章管的是钢零件、钢部件加工的验收:从下料切割、矫正成型,到边缘加工、球节点、铸钢件和制孔。表格多、数字细,但逻辑一致——主控项目讲「有没有缺陷、工艺对不对」,一般项目讲「尺寸偏差在不在范围内」,抽查比例大多是「按件数或加工面数抽 10%,且不少于 3 个」。

切割(第 7.2 节)

切割面或剪切面不得有裂纹、夹渣、毛刺和分层,全数检查,用肉眼或放大镜,有疑义时做渗透、磁粉或超声波探伤。机械剪切的零件厚度不宜大于 12.0 mm。碳素结构钢在环境温度低于 -16 ℃、低合金结构钢低于 -12 ℃ 时,不得剪切、冲孔。

气割与机械剪切的允许偏差(表 7.2.2、7.2.3,单位 mm)
项目气割机械剪切
零件宽度、长度±3.0±3.0
切割面平面度0.05t,且不大于 2.0(t 为切割面厚度)—
割纹深度0.3—
局部缺口深度1.0—
边缘缺棱—1.0
型钢端部垂直度—2.0

相贯连接的钢管杆件宜用管子车床或数控相贯线切割机下料(第 7.2.4 条):长度 ±1.0,端面对管轴垂直度 0.005r(r 为钢管半径),管口曲线 1.0,按杆件数抽 10% 且不少于 3 个。

矫正和成型(第 7.3 节)

  • 环境温度线:碳素结构钢低于 -16 ℃、低合金结构钢低于 -12 ℃ 时,不应进行冷矫正和冷弯曲(第 7.3.1 条)。
  • 热加工与加热矫正:加热温度、冷却温度等工艺按 GB 50755 执行,查工艺报告和施工记录(第 7.3.2 条)。
  • 矫正后表面不应有明显凹痕或损伤,划痕深度不得大于 0.5 mm,且不应大于该钢材厚度允许负偏差的 1/2(第 7.3.3 条)。
  • 压制或卷制钢管:用样板检查弧度;对口错边 t/10(t 为壁厚)且不大于 3 mm;不得用锤击方法矫正钢板(第 7.3.8 条)。钢管直径 d ≤ 1000 时样板弦长取 d/2 且不小于 500,允许间隙 1.0;1000 < d ≤ 2000 时弦长取 d/4 且不小于 1500,允许间隙 1.5。
冷矫正的最小曲率半径与最大弯曲矢高(表 7.3.4,l 为弯曲弦长,t 为板厚,h 为型钢高度,b 为宽度)
钢材对应轴最小曲率半径 r最大弯曲矢高 f
钢板、扁钢x-x50tl²/(400t)
扁钢(仅对扁钢轴线)y-y100bl²/(800b)
角钢x-x90bl²/(720b)
槽钢x-x50hl²/(400h)
槽钢y-y90bl²/(720b)
工字钢、H 型钢x-x50hl²/(400h)
工字钢、H 型钢y-y50bl²/(400b)
冷弯成型的最小曲率半径(表 7.3.5;Q390 及以上钢材应通过工艺试验确定)
加工对象碳素结构钢低合金结构钢
热轧钢板卷压成钢管(t 为板厚)15t20t
热轧钢板平板弯成 120°~150°10t12t
方矩管弯直角3t4t
热轧无缝钢管(d 为管径)20d25d
冷成型直缝钢管(焊缝放在中心线以内受压区)25d30d
冷成型方矩管(焊缝放在弯弧中心线位置)30h(b)35h(b)
热轧 H 型钢(对高度弯曲,也适用于工字钢、槽钢)25h30h
热轧 H 型钢(对宽度弯曲)20b25b
槽钢、角钢25b30b
钢材矫正后的允许偏差(表 7.3.6,单位 mm)
项目允许偏差
钢板局部平面度(1000 mm 范围内)t ≤ 63.0
钢板局部平面度 6 < t ≤ 141.5
钢板局部平面度 t > 141.0
型钢弯曲矢高l/1000,且不大于 5.0
角钢肢的垂直度b/100;双肢栓接角钢的角度不得大于 90°
槽钢翼缘对腹板的垂直度b/80
工字钢、H 型钢翼缘对腹板的垂直度b/100,且不大于 2.0
钢管弯曲成型和矫正后的允许偏差(表 7.3.7,全数检查)
项目允许偏差(mm)
直径±d/200,且不大于 ±3.0
钢管、箱形杆件侧弯 l < 4000不大于 2.0
钢管、箱形杆件侧弯 4000 ≤ l < 16000不大于 3.0
钢管、箱形杆件侧弯 l ≥ 16000不大于 5.0
椭圆度 f不大于 d/200,且不大于 3.0
曲率(弧长大于 1500,用样板检查)不大于 2.0

边缘加工与铣削(第 7.4 节)

气割或机械剪切的零件需要边缘加工时,刨削余量不宜小于 2.0 mm(第 7.4.1 条)。这一点在排料和下料放量时就要想好,别把边缘加工的余量漏掉。

边缘加工与铣削加工的允许偏差(表 7.4.2、7.4.3、7.4.4)
项目边缘加工 / 坡口铣床铣削
零件宽度、长度±1.0 mm两端铣平时 ±1.0 mm
加工边直线度l/3000,且不大于 2.0 mm—
加工面垂直度0.025t,且不大于 0.5 mm铣平面垂直度 h/1500,且不大于 0.5 mm
表面粗糙度Ra ≤ 50 μm—
铣平面平面度—0.02t,且不大于 0.3 mm
焊缝坡口角度±5°—
焊缝坡口钝边±1.0 mm—

球节点与铸钢件(第 7.5、7.6 节)

  • 螺栓球、封板、锥头、套筒:表面不应有裂纹、过烧(螺栓球另有褶皱,封板锥头套筒另有氧化皮);每种规格抽 5%,且不少于 3 个,用 10 倍放大镜观察或表面探伤。螺栓球螺纹按 GB/T 196,螺纹公差达 GB/T 197 中 6H 级。
  • 封板、锥头与杆件连接焊缝:设计无要求时按第 5 章二级焊缝质量等级;焊接球的半球压制后不应有裂纹、褶皱,对接坡口宜机械加工、焊缝打磨平整。
  • 铸钢件与其他构件连接部位四周 150 mm 范围,要按 GB/T 7233.1、7233.2 做 100% 超声波探伤;连接面粗糙度 Ra 不大于 25 μm,连接孔、轴不大于 12.5 μm。
螺栓球加工的允许偏差(表 7.5.7,每种规格抽 5% 且不少于 3 个;D 为球径,r 为铣平面半径)
项目条件允许偏差检验方法
球直径D ≤ 120 mm+2.0 / -1.0 mm卡尺、游标卡尺
球直径D > 120 mm+3.0 / -1.5 mm卡尺、游标卡尺
球圆度D ≤ 120 mm1.5 mm卡尺、游标卡尺
球圆度120 < D ≤ 250 mm2.5 mm卡尺、游标卡尺
球圆度D > 250 mm3.5 mm卡尺、游标卡尺
同一轴线上两铣平面平行度D ≤ 120 mm0.2 mm百分表、V 形块
同一轴线上两铣平面平行度D > 120 mm0.3 mm百分表、V 形块
铣平面距球中心距离—±0.2 mm游标卡尺
相邻两螺栓孔中心线夹角—±30′分度头
两铣平面与螺栓孔轴线垂直度—0.005r(mm)百分表

用法:螺栓球的难点不在球径,而在铣平面和螺栓孔的角度——孔位夹角 ±30′、平面到球心 ±0.2 mm,决定了杆件能不能顺利拧入、网架整体尺寸会不会累积偏差。抽检时先按规格分堆,每个规格至少取 3 个,球径、圆度用卡尺,角度要上分度头。

焊接球加工的允许偏差(表 7.5.9,每种规格抽 5% 且不少于 3 个;D 为外径,t 为壁厚,单位 mm)。另:球表面局部凹凸不平不应大于 1.5 mm(第 7.5.8 条)
项目条件允许偏差检验方法
球直径D ≤ 300±1.5卡尺、游标卡尺
球直径300 < D ≤ 500±2.5卡尺、游标卡尺
球直径500 < D ≤ 800±3.5卡尺、游标卡尺
球直径D > 800±4.0卡尺、游标卡尺
球圆度D ≤ 3001.5卡尺、游标卡尺
球圆度300 < D ≤ 5002.5卡尺、游标卡尺
球圆度500 < D ≤ 8003.5卡尺、游标卡尺
球圆度D > 8004.0卡尺、游标卡尺
壁厚减薄量t ≤ 100.18t,且不大于 1.5卡尺、测厚仪
壁厚减薄量10 < t ≤ 160.15t,且不大于 2.0卡尺、测厚仪
壁厚减薄量16 < t ≤ 220.12t,且不大于 2.5卡尺、测厚仪
壁厚减薄量22 < t ≤ 450.11t,且不大于 3.5卡尺、测厚仪
壁厚减薄量t > 450.08t,且不大于 4.0卡尺、测厚仪
对口错边量t ≤ 201.0套模、游标卡尺
对口错边量20 < t ≤ 402.0套模、游标卡尺
对口错边量t > 403.0套模、游标卡尺
焊缝余高—0~1.5焊缝量规
要点焊接球最容易被忽略的是「壁厚减薄量」:半球压制时板料被拉薄,减薄量按壁厚分档(大约是壁厚的 8%~18%,并各有绝对值上限)。下料选板厚时就要给压制减薄留量,别等成品测厚才发现不够。
铸钢件有连接要求部位的机械加工允许偏差(表 7.6.3、7.6.4;d 为轴径或孔径,L 为加工面边长或加工边长度)
对象项目允许偏差
轴(外圆)和孔轴(外圆)直径-d/200,且不大于 -2.0 mm
轴(外圆)和孔孔径d/200,且不大于 2.0 mm
轴(外圆)和孔圆度d/200,且不大于 2.0 mm
轴(外圆)和孔端面垂直度d/200,且不大于 2.0 mm
轴(外圆)和孔管口曲线2.0 mm
轴(外圆)和孔同轴度1.0 mm
轴(外圆)和孔相邻两轴线夹角±25′
平面、端面、边缘长度、宽度±1.0 mm
平面、端面、边缘平面平行度0.5 mm
平面、端面、边缘加工面对轴线的垂直度L/1500,且不大于 2.0 mm
平面、端面、边缘平面度0.3 / m²
平面、端面、边缘加工边直线度L/3000,且不大于 2.0 mm
平面、端面、边缘相邻两加工边夹角30′

用法:这两张表只管「有连接要求」的轴、孔和平面(检查按规格或零件数抽 10% 且不少于 3 个,卡尺、直尺、角度尺检查),设计另有要求的以设计为准。铸钢件可用机械、加热的方法矫正,矫正后不得有明显凹痕或其他损伤;表面质量同第 4.4.4 条。

制孔(第 7.7 节)

A、B 级螺栓孔(Ⅰ 类孔)要有 H12 的精度,孔壁表面粗糙度 Ra 不大于 12.5 μm;C 级螺栓孔(Ⅱ 类孔)Ra 不大于 25 μm。按钢构件数量抽 10%,且不少于 3 件,用游标卡尺或孔径量规检查。

螺栓孔径允许偏差(表 7.7.1-1、7.7.1-2,单位 mm)
类别公称直径 / 项目螺栓孔直径允许偏差
A、B 级10~18+0.18 / 0.00
A、B 级18~30+0.21 / 0.00
A、B 级30~50+0.25 / 0.00
C 级直径+1.0 / 0.0
C 级圆度2.0
C 级垂直度0.03t,且不大于 2.0(t 为钢板厚度)
螺栓孔孔距允许偏差(表 7.7.2,单位 mm)
孔距范围≤ 500501~12001201~3000> 3000
同一组内任意两孔间距离±1.0±1.5——
相邻两组的端孔间距离±1.5±2.0±2.5±3.0
  • 什么算「一组」:节点中连接板与一根杆件相连的所有螺栓孔为一组;对接接头在拼接板一侧的螺栓孔为一组;两相邻节点或接头之间的螺栓孔为一组(不包括前两种);受弯构件翼缘上的连接螺栓孔,每 1 m 长度范围内为一组。
  • 孔距超差怎么办(第 7.7.3 条):用与母材匹配的焊条补焊后重新制孔,全数检查,不能用扩孔糊弄过去。
易错详图上的孔距尺寸要按「组」标注:同组孔间距和相邻两组端孔间距的允许偏差不同,大跨度构件上端孔间距的容许值最大可到 ±3.0 mm,但同组内两孔之间不放宽。

自测

  1. 1.
    低合金结构钢在环境温度低于多少度时,不应进行冷矫正和冷弯曲?
  2. 2.
    气割下料的零件宽度、长度允许偏差是多少?
  3. 3.
    A、B 级螺栓孔(Ⅰ 类孔)的精度和孔壁粗糙度要求是?
  4. 4.
    孔距范围不超过 500 mm 时,同一组内任意两孔间距离的允许偏差是多少?
  5. 5.
    气割或机械剪切后还要边缘加工的零件,刨削余量不宜小于多少?

参考行业标准图集与现行规范整理,尺寸与做法为示意,施工以设计图纸和现行规范为准。