Analyse der Technologie zur Herstellung von Stahlkonstruktionen

Verfahren

Beschreibung

Materialvorbereitung

Die Materialvorbereitung markiert den Beginn der Stahlkonstruktionsfertigung und ihre Qualität wirkt sich direkt auf alle nachfolgenden Arbeitsabläufe aus. Zu den Kernaufgaben in dieser Phase gehören die Materialannahme, das Richten und die Oberflächenreinigung. Nachdem die Stahlmaterialien im Werk eingetroffen sind, werden ihre Materialzertifikate mit den tatsächlichen Produkten verglichen. Für Stähle, die in wichtigen Strukturbauteilen verwendet werden, muss eine erneute Prüfung der chemischen Zusammensetzung und der mechanischen Eigenschaften durchgeführt werden. Durch den Transport verursachte Verformungen von Stählen müssen mit Rollenrichtmaschinen oder hydraulischen Vortriebsmaschinen gerichtet werden. Die Erfahrung zeigt, dass ca. 80 % der Maßfehler beim Zuschnitt auf ungerichtete Rohmaterialien zurückzuführen sind.

Lofting

Lofting ist der erste entscheidende Schritt für die Präzisionskontrolle bei der Herstellung von Stahlkonstruktionen. Auf speziellen Plattformen oder Layouttischen zeichnen Techniker nach Konstruktionszeichnungen maßstabsgetreue Bauteilverbindungen und Umrisse im Verhältnis 1:1, um die Formen der Teile zu definieren. Zusätzlich zur Überprüfung der Zeichnungsmaße muss die Schweißschrumpfzugabe gemäß den einschlägigen Prozessen reserviert werden. Generell ist für jede Stumpfnaht ein Aufmaß von 1 bis 1,5 Millimetern einzuplanen.

Markierung

Markieren, auch Anreißen genannt, bezieht sich auf das Verfahren, bei dem mithilfe von Schablonen Lochpositionen und Bearbeitungslinien für Komponentenumrisse auf Stahlplatten und -profilen markiert werden. Um die Materialausnutzung zu maximieren, gilt das Prinzip „Große Teile zuerst, kleine Teile später“. Durch optimiertes Layout kann die Gesamtmaterialausnutzungsrate über 85 % erreichen und nach der Verschachtelungsoptimierung sogar über 92 % liegen.

Schneiden

Beim Schneiden werden Rohstoffe entlang markierter Linien in einzelne Teile getrennt. Zu den gängigen Schneidverfahren gehören Brennschneiden, Plasmaschneiden und Laserschneiden. Der weit verbreitete Einsatz der numerisch gesteuerten Schneidtechnologie hat die Präzision und Effizienz der Stahlkonstruktionsfertigung verbessert. Einige Schnittflächen sind für das direkte Schweißen ohne sekundäre Kantenbearbeitung geeignet.

Bildung

Nichtlineare Komponenten wie gebogene Träger und gebogene Rohre müssen durch Kaltbiegen oder Warmbiegen geformt werden. Das Kaltbiegen wird bei Raumtemperatur durchgeführt und ist auf übliche gebogene Bauteile anwendbar. Beim Warmbiegen werden Stähle vor dem Biegen auf 900–1100 °C erhitzt, was bei dicken Blechen oder Bauteilen mit kleinen Biegeradien zum Einsatz kommt.

Montage

Unter Montage versteht man das Zusammenfügen bearbeiteter Teile nach Zeichnung und das vorübergehende Fixieren durch Heftschweißen. Der Standard-Montagevorgang ist wie folgt: Verbindungsnähte der Flanschplatten schleifen → Grate auf den Stegplatten entfernen → Präzise Positionierung mit einer Montagemaschine erreichen → Komplette Montage des einseitigen T-Profilstahls → Die Baugruppe umdrehen und die Gesamtformung abschließen.

Schweißen

Schweißen ist das Kernverfahren im Stahlkonstruktionsbau mit hohen technischen Anforderungen und strenger Qualitätskontrolle. Zu den am häufigsten verwendeten Schweißverfahren gehören das automatische Unterpulverschweißen, das CO₂-Schutzgasschweißen und das Metalllichtbogenschweißen.

Richten

Die beim Schweißen entstehende thermische Spannung führt zu einer Verformung des Bauteils, die durch Richten beseitigt werden muss, um die ursprüngliche geometrische Form wiederherzustellen. Zu den gängigen Richtverfahren zählen das mechanische Richten, das Flammrichten und das kombinierte Richten. Das Erhitzen an derselben Stelle darf nicht mehr als dreimal erfolgen und eine Überhitzung ist strengstens untersagt.

Inspektion

Während des gesamten Herstellungsprozesses dient die Inspektion als entscheidende Garantie für die Produktqualität. Die Phaseninspektion umfasst hauptsächlich die Rohstoffinspektion, die In-Prozess-Inspektion und die Nachschweißinspektion. Schwerwiegende Mängel wie Risse und unvollständige Verschmelzung sind in Schweißnähten nicht zulässig.

Beschichtung

Die Beschichtung bietet Korrosions- und Brandschutz für Stahlkonstruktionen. Das Standardbeschichtungssystem besteht aus drei Schichten: einer zinkreichen Epoxidgrundierung, einer Epoxidglimmer-Eisen-Zwischenschicht und einer Polyurethan- oder Fluorkohlenstoff-Deckschicht. Die feuerbeständige Beschichtung muss in mehreren dünnen Schichten aufgetragen werden. Die Umgebungstemperatur für den Beschichtungsvorgang darf nicht unter 5 °C liegen, die relative Luftfeuchtigkeit darf 85 % nicht überschreiten und die Oberflächentemperatur von Stahl muss mindestens 3 °C über dem Taupunkt liegen.

Lieferung ab Werk

Die Lieferung ist der letzte Schritt der Stahlkonstruktionsfertigung. Komponenten, die die Endkontrolle bestehen, erhalten eindeutige Seriennummern und Markierungen. Die Komponenten sind entsprechend der Installationsreihenfolge in Gruppen zu bündeln. Zwischen den Bauteilen müssen Holzklötze oder Gummidichtungen angebracht werden, um Kratzer in der Beschichtung zu vermeiden.