Produktionsprozess von Stahlbauteilen

Stahlkonstruktionsbauten gewinnen aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile weiterhin an Bedeutung, und Stahlbauteile werden heute immer häufiger in Industrie- und Gewerbeprojekten eingesetzt.
Das rasante Marktwachstum führt zu höheren Anforderungen an Produktqualität und Fertigungsstandards. Kenntnisse über die Produktionsprozesse im Stahlbau helfen Käufern, zuverlässige Produkte und Lieferanten auszuwählen. Dieses Wissen reduziert zudem Projektrisiken und langfristige Wartungskosten.

Anordnung und Kennzeichnung von Stahlbauteilen

Die Planung ist der erste Schritt bei der Stahlkonstruktionsfertigung. Eine präzise Planung verhindert Fehleranhäufungen in späteren Bearbeitungsschritten. Sie gewährleistet die Gesamtqualität der Bauteile und die Maßgenauigkeit.

Die Planungsarbeiten umfassen die Überprüfung der Einbaumaße und Lochabstände anhand der Zeichnungen. Die Arbeiter zeichnen Verbindungen im Maßstab 1:1. Sie überprüfen die Maße jedes Bauteils. Techniker erstellen Schablonen und Lehren zum Schneiden, Biegen und Bohren.

Die Arbeiter verwenden geometrische Zeichenmethoden auf Layoutplattformen im Maßstab 1:1. Nach Bestätigung der Genauigkeit durch eine Prüfung fertigen Techniker Schablonen aus Stahlplatten an. Diese werden mit Auftragsnummern, Zeichnungsnummern, Teilenummern, Mengen und Bohrungsdurchmessern versehen. Anschließend führen die Arbeiter die Markierungen anhand dieser Schablonen und Lehren durch.

Beim Markieren überprüfen die Bediener die Materialien und Bearbeitungspositionen. Sie markieren die Schnitt- und Bohrstellen auf der Stahloberfläche und kennzeichnen jedes Teil deutlich. Schablonen und Messgeräte werden bis zum Projektabschluss ordnungsgemäß aufbewahrt.

Beim Layout sind wichtige Vorsichtsmaßnahmen zu beachten. Die Mitarbeiter müssen die Bearbeitungszugaben für Fräsen und Hobeln berücksichtigen. Schweißteile erfordern Zuschläge für den Schweißschwindung. Die Bediener sollten die Anordnung optimieren, um Materialverschwendung zu minimieren. Die Schnittmethoden bestimmen die erforderlichen Schnittzugaben.

Zuschnitt von Stahlbauteilen

Zu den Verfahren der Stahlbearbeitung gehören Scheren, Stanzen, Sägen und Brennschneiden. Der geschnittene Stahl muss frei von Schichtfehlern sein. Die Schnittflächen dürfen keine sichtbaren Risse aufweisen. Grate, Schlacke und Spritzer müssen von den Schnittkanten entfernt werden.

Brennschneiden und mechanisches Scheren müssen die zulässigen Toleranznormen einhalten. Große Hersteller investieren in moderne Schneidanlagen. Laserschneidmaschinen verbessern die Maßgenauigkeit deutlich. Plasmaschneidmaschinen steigern ebenfalls die Schneidleistung. Moderne Anlagen reduzieren Bearbeitungsfehler auf ±1 mm.

Richten von Stahlbauteilen

Stahlbauteile verformen sich häufig während der Produktion und des Transports. Materialeigenschaften, Schneiden, Schweißen und die Handhabung verursachen diese Verformungen. Die Verformung beeinträchtigt die Montagegenauigkeit und die Tragfähigkeit der Konstruktion. Richtverfahren korrigieren diese Abweichungen effektiv.

Techniker richten Stahlprofile mithilfe mechanischer oder thermischer Verfahren. Beim mechanischen Richten kommen Walzmaschinen oder Pressen zum Einsatz. Beim manuellen Richten wenden Fachkräfte kontrollierten Druck an. Das Flammrichten nutzt lokale Erhitzung zur Korrektur von Verformungen. Jedes Verfahren eignet sich für bestimmte Bauteilformen und Verformungsgrade.

Kantenbearbeitung von Stahlbauteilen

Scheren und Brennschneiden verändern die Kantenstrukturen von Stahlblechen. Wichtige Bauteile erfordern eine Kantenbearbeitung, um ihre Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Stahlträger und Kranträger verlangen besonders hohe Anforderungen an die Kantenqualität. Die Kantenhobeltiefe sollte 2 mm nicht unterschreiten.

Eine fachgerechte Kantenbearbeitung verbessert die Schweißqualität und die Montagegenauigkeit. Die Blechkanten werden mit passenden Nuten versehen. Diese Nuten gewährleisten einen vollständigen Schweißdurchbruch und eine hohe Festigkeit der Verbindung. Eine präzise Kantenvorbereitung reduziert zudem Schweißfehler.

Lochherstellung

Die Herstellung von Löchern erfolgt üblicherweise durch Bohren oder Stanzen. Bohren ist nach wie vor die gängigste Methode in der Stahlverarbeitung. Arbeiter führen die Bohrungen manuell oder mit Bohrmaschinen durch. Manuelles Bohren eignet sich für dünne Bleche und kleine Lochdurchmesser.

Bohren bietet hohe Präzision und Flexibilität. Große Hersteller investieren in moderne Bohranlagen. Harbin Dongan Building Sheets setzt 3D-CNC-Bohrmaschinen ein. Diese Maschinen gewährleisten Bearbeitungsfehler innerhalb von 0,5 mm.

Zu den weiteren Bearbeitungsverfahren für Bohrungen gehören das Reiben und Senken. Beim Reiben werden vorhandene Bohrungen auf den erforderlichen Durchmesser erweitert. Das Senken dient der Anpassung von Bohrungen für die Aufnahme von Schraubenköpfen. Das Feinreiben verbessert die Oberflächenrauheit und die Maßgenauigkeit.

Montage

Die Montage verbindet die bearbeiteten Teile zu kompletten Bauteilen. Die Arbeiter montieren die Bauteile gemäß den Konstruktionszeichnungen. Die Bauteilgröße hängt von den Transportwegen und den Gegebenheiten vor Ort ab. Auch die Tragfähigkeit der Hebezeuge beeinflusst die Bauteilabmessungen.

Die Montage muss bestimmten Vorgaben entsprechen. Die Arbeiter führen die Montagearbeiten auf stabilen Plattformen durch. Techniker erstellen vor Arbeitsbeginn die Montageabläufe. Die Arbeiter montieren die Teile exakt nach ihren Identifikationsnummern. Sie müssen die Ausrichtung symmetrischer Bauteile überprüfen.

Große oder komplexe Bauteile erfordern eine segmentierte Montage. Die Arbeiter montieren zunächst einfache Einheiten vor der endgültigen Integration. Nach der Montage kennzeichnen die Techniker die Bauteile eindeutig. Eine klare Kennzeichnung trägt zu einem effizienteren Transport und einer reibungslosen Installation bei.

Schweißarbeiten

Schweißen ist die primäre Verbindungsmethode im Stahlbau. Lichtbogenschweißen dominiert bei der Stahlfertigung und -montage. Gängige Lichtbogenschweißverfahren sind das manuelle, das Unterpulver- und das Schutzgasschweißen. Für spezielle Anwendungen ist das Elektroschlackeschweißen erforderlich.

Die Entwicklung von Schweißverfahren erfordert sorgfältige Planung. Ingenieure wählen Schweißmethoden und -parameter aus. Sie suchen geeignete Elektroden, Drähte und Flussmittel aus.

Zu den manuellen Lichtbogenschweißpositionen gehören Flach-, Vertikal-, Überkopf- und Horizontalschweißen. Die Schweißer wählen die geeigneten Nahtformen anhand der Konstruktionsanforderungen. Zu den Nahtarten gehören Stumpf- und Kehlnähte.

Positionsschweißen gewährleistet die präzise Platzierung der Bauteile. Techniker führen vor dem endgültigen Schweißen Heftschweißungen durch. Der Strom beim Heftschweißen ist 10 bis 15 Prozent höher als der Strom beim endgültigen Schweißen. Heftschweißungen werden in der Nähe von Spannungskonzentrationszonen vermieden.

Durch Vorwärmen wird die Abkühlgeschwindigkeit in der Wärmeeinflusszone verringert. Vorwärmen verhindert verzögerte Rissbildung nach dem Schweißen. Die vorgewärmte Fläche erstreckt sich über das 1,5-fache der Blechdicke hinaus. Die Mindestbreite der Vorwärmfläche beträgt über 100 mm.

Die Wahl der Schweißreihenfolge ist entscheidend. Die Schweißer arbeiten von der Mitte nach außen. Schweißnähte mit hoher Schwindung werden vor Nähten mit geringer Schwindung geschweißt. Symmetrisches Schweißen reduziert Eigenspannungen. Längsnähte werden vor Quernähten geschweißt. Dicke Bleche erfordern mehrlagiges Schweißen.

Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen entfernt Wasserstoff aus der Schweißnaht. Diese Behandlung beugt Kaltrissen vor. Die Behandlung wird unmittelbar nach dem Schweißen durchgeführt. Die Haltezeit beträgt eine Stunde pro 25 mm Dicke. Flammenheizung unterstützt häufig das Vor- und Nachwärmen.

Die Schweißnahtqualitätsprüfung umfasst auch Sichtprüfungen. Die Schweißnahtoberflächen müssen gleichmäßig und fehlerfrei sein. Prüfer beanstanden Risse, Schlackeneinschlüsse, Hinterschneidungen und Durchbrennen. Die Schweißnahtabmessungen müssen den Konstruktionsvorgaben entsprechen.

Zerstörungsfreie Prüfverfahren bewerten die innere Schweißnahtqualität. Röntgen- und Ultraschallprüfungen decken innere Defekte auf.

Hochfeste Schraubverbindung

Hochfeste Schraubverbindungen dienen als Hauptverbindungen in Stahlkonstruktionen. Diese Verbindungen bieten Komfort, Zuverlässigkeit und hohe Tragfähigkeit. Sie gewährleisten eine gleichmäßige Kraftübertragung und hohe Dauerfestigkeit. Die Schrauben müssen vor der Verwendung erneut auf ihre Funktionstüchtigkeit geprüft werden. Beim Transport sind die Schrauben sorgfältig zu handhaben. Lagerräume müssen trocken und gut belüftet sein. Die Ausgabe der Schrauben erfolgt bedarfsgerecht. Nicht verwendete Schrauben sind nach Arbeitsende in die Behälter zurückzulegen. Kontaktflächen müssen sauber und trocken bleiben. Die Montage darf nicht bei Regen durchgeführt werden.

Drehmomentschlüssel müssen täglich kalibriert werden. Die Montage beginnt in der Gelenkmitte und verläuft nach außen. Die Schrauben werden schrittweise angezogen. Die Eindrehrichtung der Schrauben muss konstant bleiben. Das drehmomentkontrollierte Anziehen umfasst einen Anfangs- und einen Endanziehvorgang. Das Anfangsdrehmoment beträgt 60 bis 80 Prozent des Enddrehmoments. Das Endanziehen gewährleistet die volle Schraubenvorspannung. Durch standardisierte Prozesse und strenge Kontrollen erreichen Stahlbauteile eine hohe Qualität. Eine fachgerechte Fertigung gewährleistet Sicherheit, Langlebigkeit und langfristige Tragfähigkeit.