箱型空间弯扭构件加工制作方法技术

一种箱型空间弯扭构件加工制作方法，步骤１，分别将上翼缘板、下翼缘板、两侧腹板置于数控模具的上排凸弧形冲头和下排凹弧形冲头之间，采用多冲头无模冲压成形的方法压制成空间弯扭板件；步骤２，先在钢平台上划线，标出胎架定位点，在钢平台上架设高矮不等的胎架；步骤３，将下翼缘板安装放置在胎架上，并与胎架贴合；步骤４，在下翼缘板上定位内隔板位置，将一组内隔板间隔焊接在下翼缘板上；步骤５，在焊接了内隔板的下翼缘板两侧焊接两侧腹板；步骤６，在两侧腹板和内隔板顶部焊接上翼缘板，焊接形成箱型空间弯扭构件。适用于１０ｍｍ～６０ｍｍ板厚的箱型空间弯扭构件的工厂制作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种箱型空间构件的加工制作方法，特别是一种箱型空间弯扭构件的加工制 作方法。(二)
技术介绍
国家体育场工程为北京"2008"奥运会主会场，其钢结构工程为了编织"鸟巢"的特殊 建筑造型，设计时在钢屋盖与立面相交部位(即肩部)全部采用了箱型空间弯扭构件，其截 面尺寸基本为1200mmX1200mm， 钢板材质涉及Q345C、 Q345D、 Q345GJD、板厚涉及10 60mm，总用钢量12000多吨。公知的箱型空间弯扭构件加工制作采用传统模具工艺和传统火 工弯板工艺。但对于板厚在10mm 60mm的大尺寸箱型空间构件的加工制作，若采用传统模具 工艺和传统火工弯板工艺，则会出现焊接不牢、变形较大、误差较多、成本较高、能源消耗 大、施工效率低等技术问题，这在国内外尚无成熟的经验可借鉴，成为工程的一个难解问 题。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，主要解决大尺寸箱型空间弯 扭构件不易预制加工制作的技术问题。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种，由上翼缘板、下翼缘板、两侧腹板、四块板件组 装焊接成型，其特征在于步骤如下步骤l，分别将上翼缘板、下翼缘板、两侧腹板置于数控模具凸弧形排列的上排冲头和 凹弧形排列的下排冲头之间，采用多冲头无模冲压成形的方法压制成空间弯扭板件。步骤2，先在钢平台上划线，标出胎架定位点，在钢平台上架设高矮不等的胎架。步骤3，将下翼缘板安装放置在胎架上，并与胎架贴合。步骤4，在下翼缘板上定位内隔板的位置，将一组内隔板间隔直立焊接在下翼缘板上。 步骤5，在焊接了内隔板的下翼缘板两侧焊接两侧腹板。步骤6，在两侧腹板和内隔板顶部焊接上翼缘板，焊接形成箱型空间弯扭构件。 优选的技术方案上述步骤1中，弯扭板件压制前首先需要进行冲头调平，确定所有冲 头的初始零点，并保证其在同一参考平面内，调平时，先将所有冲头的高度调整至一较低数4值，保证调平装置的顺利放入，然后将上下冲头群中所有的冲头调整至同一高度，以此高度值作为参考面，确定其基准零点。上述步骤4中，内隔板与下翼缘板的焊接顺序是自构件中间向两端进行。 上述步骤5中，内隔板与两腹板焊接时顺序为由无余量端向有余量端进行，隔板与两腹板之间的左右两条焊缝同时进行，自下而上跳焊焊接，跳焊间距为200mm，焊缝焊接至坡口1/3。上述步骤6中，内隔板与上翼缘板的焊接顺序是自构件中间向两端进行。上述隔板与两腹板、下翼缘板焊缝焊接至坡口深度l/3后，将弯扭构件吊至焊接平台上 继续焊接，焊接前对弯扭构件进行刚性固定，焊接时，翻转构件采用平角焊，焊接过程中要 对构件凹面的弯曲和扭曲尺寸进行测量，弯曲超过8mm，及时对构件翻身，焊接另一侧的焊 缝；当扭曲超过15 mm，立即停止焊接进行火焰校正。上述腹板在与上翼板和下翼板之间的四条主焊缝焊接时，要两条主焊缝同时对称焊接， 即由两名焊工先同时焊接下左主焊缝和上右主焊缝、然后同时焊接上左主焊缝和下右主焊 缝；焊接过程中要对弯曲和扭曲尺寸进行测量，四条主焊缝距两端口各留IOO mm左右不焊 接，待预拼装合格后焊接。本专利技术与现有技术相比具有以下特点和有益效果本专利技术根据箱型空间弯扭构件是由四 块空间弯扭的板件组装焊接成形的原理，将箱型空间弯扭构件离散成四块空间弯扭的板件， 采用多点无模成形技术将平板压制成符合要求的四块空间弯扭板件，然后将这四块空间弯扭 板件在胎架上组装焊接形成箱型空间弯扭构件。弯扭板件多点无模成形原理则是将传统的整 体模具离散成一系列规则排列、高度可调的基本体(即冲头)，通过对各基本体运动的实时 控制，自由地构造出成形面，实现板材的三维曲面成形。本专利技术先采用多点无模成形方法压 制成空间弯扭板件，用数控模具取代传统的整体模具；通过实时控制变形曲面，实现可随意 改变板材的变形路径和受力状态，从而扩大加工范围；通过采用分段成形新技术，实现小设 备成型大工件；解决了传统制作工艺难以解决的弯扭构件制作难题，节约火工能源消耗，节 省设备投入，大大降低了工程生产成本、提高了工程的生产效率。本专利技术与传统模具工艺和传统火工弯板工艺进行生产成本费用比较如表l所示。表l支出项目传统模具工艺传统火工弯板工艺本专利技术加oo吨压力机500万元--500万元数控模具350万元5<table>table see original document page 6</column></row><table>以国家体育场钢结构工程为例，其箱型弯扭构件总计4000根，总用量约12000吨，则该工程由于采用本专利技术其生产成本费用节约如下 相对于传统模具工艺(500+1.5X4000X4) - (500+350) =23650万元。 相对于传统火工弯板工艺- (500+350) =18702万元。本专利技术的环保节能效益是十分明显的，以国家体育场钢结构工程为例，其箱型弯扭构件 总计4000根，总用量约12000吨，则该工程由于采用本专利技术导致能源节约如下 相对于传统模具工艺 节约模具4000X446000套。 成本节约1. 5万元/套乂16000套=24000万元。 相对于传统火工弯板工艺节约弯支胎架l万元/套X (4000X4)套=16000万元。 节约能源消耗0. 15万元/套乂16000套=2400万元。 总成本节约16000万元+2400万元=18400万元。应用本方法历时四个月完成了国家体育场钢结构工程全部大尺寸箱型空间弯扭构件加工 任务，实现了全部焊缝自检及第三方检査合格率100%的业绩。本专利技术适用于板厚在10mm 60mm范围内材质为Q345、 Q345GJ钢的截面尺寸不大于 1350mmX 1350mm箱型空间弯扭构件的工厂制作；对于其它截面形状和强度等级的弯扭构件制 作也可以参照本专利技术。 附图说明图l是本专利技术步骤l弯扭钢板无模成型开始的示意图。图2是本专利技术步骤1弯扭钢板无模成型过程的示意图。图3是本专利技术步骤1弯扭钢板无模成型结束的示意图。图4是本专利技术步骤2胎架的架设示意图。图5是本专利技术步骤3下翼缘板安装放置示意图。图6是本专利技术步骤4隔板安装示意图。图7是本专利技术步骤5两侧腹板安装示意图。图8是隔板与两腹板焊接顺序示意图。图9是图8的A—A方向的示意图。图10是隔板与腹板和下翼板的焊接顺序示意图。图ll是焊接过程测量部位及刚性固定示意图。图12是本专利技术步骤6上翼缘板安装示意图。图13是四条主焊缝焊接顺序示意图。图14是本专利技术在国家体育场钢结构工程应用实施例的局部结构示意图。图中l一上翼缘板、2 —下翼缘板、3 —两侧腹板、4一内隔板、5 —上排冲头、6 —下排冲头、7 —钢平台、8 —胎架、9一左焊缝、IO —右焊缝、ll一下左主焊缝、12 —上右主焊缝、13 —上左主焊缝、14一下右主焊缝。 具体实施方式这种的实施例，由上翼缘板l、下翼缘板2、两侧腹板 3、四块板件组装焊接成型，其特征在于步骤如下步骤l参见图l-3，分别将上翼缘板、下翼缘板、两侧腹板置于数控模具的凸弧形排列的 上排冲头5和凹弧形排列的下排冲头6之间，采用多冲头无模冲压成形的方法压制成空间弯扭 板件。采用无模成形工艺进行空间弯扭板件的压制成形时，主要涉及冲头基本体调平、工件 加工、大型工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种箱型空间弯扭构件加工制作方法，由上翼缘板（１）、下翼缘板（２）、两侧腹板（３）、四块板件组装焊接成型，其特征在于步骤如下：步骤１，分别将上翼缘板、下翼缘板、两侧腹板置于数控模具凸弧形排列的上排冲头（５）和凹弧形排列的下排冲头（６）之间，采用多冲头无模冲压成形的方法压制成空间弯扭板件；步骤２，先在钢平台（７）上划线，标出胎架定位点，在钢平台上架设高矮不等的胎架（８）；步骤３，将下翼缘板（２）安装放置在胎架（８）上，并与胎架贴合；步骤４，在下翼缘板上定位内隔板（４）的位置，将一组内隔板间隔直立焊接在下翼缘板上；步骤５，在焊接了内隔板（４）的下翼缘板两侧焊接两侧腹板（３）；步骤６，在两侧腹板和内隔板顶部焊接上翼缘板（１），焊接形成箱型空间弯扭构件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李久林，高树栋，邱德隆，
申请(专利权)人：北京城建集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[]