La fabrication de structures en acier est une partie essentielle de la construction de structures en acier. Il s’agit de traiter les matériaux en acier par découpe, pliage, soudage et autres procédés pour en faire des composants qui répondent aux exigences de conception des bâtiments. Il existe de nombreuses méthodes de fabrication de structures en acier. Cet article présentera quatre principales méthodes de fabrication de structures en acier.

Les principales méthodes de fabrication de structures en acier

1. fabrication de structures en acier : découpe

La découpe est l’une des méthodes les plus couramment utilisées dans la fabrication d’acier de construction. Elle permet de découper de grandes plaques d’acier ou des matériaux à la taille et à la forme requises. Les principales méthodes de découpe sont la flamme, le plasma et le laser.

Découpe laser : L’équipement de découpe laser peut découper de l’acier inoxydable de moins de 4 mm. L’ajout d’oxygène au faisceau laser peut couper de l’acier au carbone de 20 mm d’épaisseur, mais un mince film d’oxyde se formera sur la surface de coupe après la découpe à l’oxygène. L’épaisseur maximale de la découpe peut être augmentée jusqu’à 20 mm, mais l’erreur dimensionnelle des pièces découpées est importante.

Découpe plasma : La découpe plasma est une méthode de traitement de structure en acier qui utilise la chaleur d’un arc plasma à haute température pour faire fondre partiellement ou localement (et évaporer) le métal au niveau de la découpe de la pièce, et utilise l’élan du plasma à grande vitesse pour éliminer le métal fondu afin de former une découpe.

Découpe à la flamme : L’équipement de découpe à la flamme est peu coûteux et constitue un moyen économique et efficace de découper des plaques métalliques épaisses, mais il présente des défauts dans la découpe de plaques minces. Par rapport au plasma, la zone affectée par la chaleur de la découpe au chalumeau est beaucoup plus grande et la déformation thermique est relativement importante. Afin de couper avec précision et efficacité, l’opérateur doit disposer d’une technologie de pointe pour éviter la déformation thermique de la plaque métallique au cours du processus de découpe.

2. Fabrication de structures en acier : perçage

Le perçage utilise des machines ou des outils de perçage pour percer des trous dans des matériaux solides (tels que des plaques d’acier, des profilés en acier, etc.). Les méthodes de fabrication des trous sont complexes et diverses. Le perçage des trous de fixation est généralement un perçage, qui convient aux trous traversants pour l’installation de vis et à certains trous d’installation de rivets.

Avant de percer, sélectionnez un foret adapté au type et à la taille de la fixation pour vous assurer que la taille du trou se situe dans la plage autorisée. Pendant le processus de perçage, assurez-vous d’abord de la verticalité du trou, puis assurez-vous de la régularité de la paroi du trou, sinon cela affectera la qualité d’installation de la fixation. Lors de la réalisation de trous pour des matériaux en alliage d’aluminium relativement épais qui supportent de lourdes charges, la surface intérieure du trou doit également être travaillée à froid et durcie. Pour les trous plus petits, un processus de « tréfilage » est utilisé. Pour les trous plus grands, la paroi intérieure du trou doit être « grenaillée ». Cela peut améliorer considérablement la résistance à la fatigue du trou.

Il existe généralement deux méthodes : le perçage et le poinçonnage.

Perçage : couramment utilisé, le principe est la découpe, la haute précision et les dommages mineurs à la paroi du trou.

Poinçonnage : généralement utilisé uniquement pour le traitement de plaques d’acier plus fines et de trous non circulaires, et le diamètre du trou ne doit généralement pas être inférieur à l’épaisseur de l’acier.

Le perçage est préféré pour percer des trous dans les structures en acier. Le poinçonnage est autorisé lorsqu’il est prouvé que certaines qualités de matériau, épaisseurs et diamètres de trou ne provoqueront pas de fragilité après le poinçonnage. Le perçage est effectué sur des machines telles que des perceuses, et des composants de structure en acier (pièces) de toute épaisseur peuvent être percés. L’avantage du perçage est que la paroi du trou de boulon est moins endommagée et de meilleure qualité.

Dans la fabrication de l’acier de construction, le poinçonnage n’est généralement utilisé que pour percer des trous de plaques non circulaires et fines. Le diamètre du trou du poinçonnage doit être supérieur à l’épaisseur de la plaque. Toutes les structures en acier ordinaires d’une épaisseur inférieure à 5 mm peuvent être poinçonnées, et les structures secondaires de moins de 12 mm peuvent être poinçonnées. Sur le trou perforé, il ne faut pas effectuer de soudage ultérieur (forme de rainure) à moins qu’il ne soit prouvé que le matériau conserve encore une ténacité considérable après le poinçonnage. Dans ce cas, la construction par soudage peut être réalisée. En général, lorsque le trou perforé est à nouveau élargi, le trou perforé doit être 3 mm plus petit que le diamètre spécifié.

3. Estampage

L’estampage est une méthode de fabrication de l’acier de construction qui consiste à poinçonner, à perforer, à plier et à effectuer d’autres processus sur l’acier pour répondre aux exigences de conception architecturale. Il existe deux principales méthodes d’estampage : l’estampage mécanique et l’estampage hydraulique. L’estampage mécanique utilise la force mécanique pour presser l’acier dans la forme requise. L’estampage hydraulique utilise une presse hydraulique pour presser l’acier dans la forme requise. L’estampage hydraulique a une vitesse rapide, une grande précision de trou et un coût élevé.

4. Soudage

Le soudage est une méthode d’assemblage de l’acier, l’un des processus les plus essentiels dans la fabrication de l’acier de construction. Les principales méthodes de soudage sont le soudage manuel, le soudage à l’arc submergé, le soudage sous protection gazeuse, etc.

Manual arc welding

The method of welding relying on the heat of the arc is called arc welding.

Manual arc welding is a type of arc welding that uses manually operated welding rods for welding. It is a commonly used method in steel structure welding. The weldment and the welding rod are two electrodes, which generate an arc.

The arc generates a lot of heat, and the weldment and the melting welding rod, the end of the welding rod melts to form a molten droplet, which transitions to the molten parent material of the weldment to fuse, forming a molten pool and undergoing a series of complex physical-metallurgical reactions.

As the arc moves, the liquid molten pool gradually cools and crystallizes to form a weld. Under high temperatures, the coating cold applied to the steel core of the welding rod melts into slag, covering the surface of the molten pool metal. It can not only protect the high-temperature molten pool metal from chemically reacting with harmful oxygen and nitrogen in the air, but also participate in the chemical reaction of the molten pool and infiltrate alloys, etc., forming a protective slag shell on the surface of the cooled and solidified metal.

Automatic or semi-automatic submerged arc welding

Automatic submerged arc welding is superior to manual welding because the arc heat is concentrated, so the penetration depth is large, the weld quality is uniform, the internal defects are few, and the plasticity and impact toughness are good. The quality of semi-automatic submerged arc welding is between automatic submerged arc welding and manual welding. In addition, automatic or semi-automatic submerged arc welding has fast welding speed, high production efficiency, low cost, and good working conditions. However, their application is also limited by their own conditions. Since the welding machine must move along the guide rail along the weld, certain operating conditions are required.

Gas shielded welding

Also known as consumable gas arc welding, CO2 or inert gas is used to create a local protective layer around the arc to prevent the invasion of harmful gases and ensure the stability of the welding process. It can be welded in all positions, with good quality, fast melting speed, high efficiency, and power saving. There is no need to remove welding slag after welding, but it is worth noting that attention should be paid to avoiding wind during welding.

Soudage à l’arc manuel

La méthode de soudage reposant sur la chaleur de l’arc est appelée soudage à l’arc.

Le soudage à l’arc manuel est un type de soudage à l’arc qui utilise des baguettes de soudage à commande manuelle pour le soudage. C’est une méthode couramment utilisée dans le soudage des structures en acier. La soudure et la baguette de soudage sont deux électrodes qui génèrent un arc.

L’arc génère beaucoup de chaleur, et la soudure et la baguette de soudage en fusion, l’extrémité de la baguette de soudage fondent pour former une gouttelette fondue, qui se transforme en matériau parent fondu de la soudure pour fusionner, formant un bain de fusion et subissant une série de réactions physico-métallurgiques complexes.

Au fur et à mesure que l’arc se déplace, le bain de fusion liquide refroidit progressivement et se cristallise pour former une soudure. Sous des températures élevées, le revêtement froid appliqué sur le noyau en acier de la baguette de soudage fond en scories, recouvrant la surface du métal du bain de fusion. Il peut non seulement protéger le métal fondu à haute température de la réaction chimique avec l’oxygène et l’azote nocifs de l’air, mais également participer à la réaction chimique du bain de fusion et infiltrer les alliages, etc., formant une coquille de laitier protectrice sur la surface du métal refroidi et solidifié.

Soudage à l’arc submergé automatique ou semi-automatique

Le soudage à l’arc submergé automatique est supérieur au soudage manuel car la chaleur de l’arc est concentrée, donc la profondeur de pénétration est grande, la qualité de la soudure est uniforme, les défauts internes sont peu nombreux et la plasticité et la résistance aux chocs sont bonnes. La qualité du soudage à l’arc submergé semi-automatique se situe entre le soudage à l’arc submergé automatique et le soudage manuel. De plus, le soudage à l’arc submergé automatique ou semi-automatique présente une vitesse de soudage rapide, une efficacité de production élevée, un faible coût et de bonnes conditions de travail. Cependant, leur application est également limitée par leurs propres conditions. Étant donné que la machine à souder doit se déplacer le long du rail de guidage le long de la soudure, certaines conditions de fonctionnement sont requises.

Soudage sous gaz de protection

Également connu sous le nom de soudage à l’arc sous gaz consommable, le CO2 ou gaz inerte est utilisé pour créer une couche protectrice locale autour de l’arc afin d’empêcher l’invasion de gaz nocifs et d’assurer la stabilité du processus de soudage. Il peut être soudé dans toutes les positions, avec une bonne qualité, une vitesse de fusion rapide, une efficacité élevée et des économies d’énergie. Il n’est pas nécessaire d’éliminer les scories de soudage après le soudage, mais il convient de noter qu’il convient de veiller à éviter le vent pendant le soudage.

Conclusion:

En bref, il existe de nombreuses méthodes de fabrication de l’acier de construction, et chaque méthode a ses propres occasions d’application, avantages et inconvénients. Dans le processus de fabrication de l’acier de construction, la méthode de traitement appropriée doit être sélectionnée en fonction de la situation spécifique pour garantir la qualité et la précision de la structure en acier. Dans le même temps, il convient également d’accorder une attention particulière aux questions de sécurité et de protection de l’environnement dans le processus de traitement afin de contribuer au développement durable du secteur de la construction.