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钢节点的制造方法及钢节点

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


钢节点的制造方法及钢节点

技术领域

本发明涉及钢结构节点技术领域,特别涉及一种钢节点的制造方法及钢节点。

背景技术

随着建筑业的快速发展,国内涌现了大批建筑工程。其中大量的建筑工程会应用到钢节点以及应用其的桁架结构。而随着建筑规模的日益庞大,建筑造型越来越新颖,带来的结果是钢节点的结构随之越来越复杂,并且对钢节点强度的要求也越来越高。

现有的许多建筑悬挑部分会使用钢结构桁架,特别是悬挑尺寸较大的建筑,为了保证结构稳定,常常会使用一些特定的钢节点结构。例如需要用到一些尺寸较大、结构较为复杂的节点结构。此类钢节点结构具有尺寸大、内部焊接空间较小的特点,且对于焊接质量有一定的要求。对于上述节点,现有的常规制造方法为大面积节点板整体下料制造,此制造方法容易使得节点内部空间较深,而节点的内部焊接空间容易受到限制,进而影响工人的焊接操作。因此上述钢节点结构的特点使得焊接操作较为困难,且容易出现焊接质量问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种钢节点的制造方法及钢节点,钢节点的制造方法能够合理拆分钢节点的整体结构,从而拆分了钢节点的内部空间,进而能够便于钢节点的内部焊接操作,有利于焊接质量的提升。

为实现上述目的,本发明实施例采用如下技术方案:

一种钢节点的制造方法,包括:

提供第一基板、第二基板、第一腹板以及主腹板,将第一腹板焊接于第一基板以及第二基板之间,将主腹板焊接于第一基板以及第二基板之间,以得到第一箱体;其中,第一基板以及第二基板相对布置,主腹板沿第一方向延伸;

提供第三基板、第四基板以及第二腹板,将第二腹板焊接于第三基板以及第四基板之间,以得到第二箱体;其中,第三基板以及第四基板相对布置;

将第一箱体与第二箱体焊接,将主腹板焊接于第三基板以及第四基板之间。

在一些实施例中,主腹板包括平行相对布置的第一壁面以及第二壁面,第一基板焊接于第一壁面,第三基板焊接于第二壁面;

将第一箱体与第二箱体焊接,将主腹板焊接于第三基板以及第四基板之间的步骤之后,制造方法还包括:

提供第五基板、第六基板以及第三腹板,将第三腹板焊接于第五基板以及第六基板之间,以得到第三箱体;其中,第五基板以及第六基板相对布置;

提供第七基板、第八基板以及第四腹板,将第四腹板焊接于第七基板以及第八基板之间,以得到第四箱体;其中,第七基板以及第八基板相对布置;

将第三箱体与第四箱体焊接,将第三箱体焊接于第一壁面,将第四箱体焊接于第二壁面;

其中,主腹板焊接于第五基板以及第六基板之间,且焊接于第七基板以及第八基板之间。

在一些实施例中,主腹板包括平行相对布置的第一壁面以及第二壁面,第一基板以及第三基板均焊接于第一壁面;

将第一箱体与第二箱体焊接,将主腹板焊接于第三基板以及第四基板之间的步骤之后,制造方法还包括:

提供第五基板、第六基板以及第三腹板,将第三腹板焊接于第五基板以及第六基板之间,以得到第三箱体;其中,第五基板以及第六基板相对布置;

提供第七基板、第八基板以及第四腹板,将第四腹板焊接于第七基板以及第八基板之间,以得到第四箱体;其中,第七基板以及第八基板相对布置;

将第三箱体与第四箱体焊接,将第三箱体以及第四箱体均焊接于第二壁面;其中,主腹板焊接于第五基板以及第六基板之间,且焊接于第七基板以及第八基板之间。

在一些实施例中,沿第一方向观察,第一基板、第三基板以及主腹板共同限定出第一槽体,第二基板、第四基板以及主腹板共同限定出第二槽体,第一槽体以及第二槽体均沿第一方向延伸。

在一些实施例中,沿第一方向观察,第一基板具有第一端,第二基板具有第二端,沿第一方向,第一端位于第一基板靠近第二基板的一侧,第二端位于第二基板靠近第一基板的一侧;主腹板同时焊接于第一端以及第二端。

在一些实施例中,第一基板、第三基板、第五基板以及第七基板共同限定出整体壁面;

将第一箱体与第二箱体焊接,将主腹板焊接于第三基板以及第四基板之间的步骤之前,制造方法还包括:

提供翼缘板,将翼缘板焊接于整体壁面;

提供贴板,在将翼缘板焊接于整体壁面的步骤之后,将贴板焊接于整体壁面。

在一些实施例中,提供第一基板、第二基板、第一腹板以及主腹板,将第一基板以及第二基板布置,将第一腹板焊接于第一基板以及第二基板之间,将主腹板焊接于第一基板以及第二基板之间,以得到第一箱体的步骤之前,制造方法还包括:

提供板材厚度、焊前预热温度范围以及焊接道间温度范围;

其中,板材厚度h满足:12.5mm

在一些实施例中,将第一箱体与第二箱体焊接,将主腹板焊接于第三基板以及第四基板之间的步骤之后,制造方法还包括:

焊接区加热;

节点保温;

节点降温;

其中,焊接区加热步骤的目标加热温度范围为250℃~300℃,焊接区的温度位于目标加热温度范围后,执行节点保温步骤,且保温时间大于或等于2小时。

在一些实施例中,将第一箱体与第二箱体焊接,将主腹板焊接于第三基板以及第四基板之间的步骤之后,制造方法还包括:

焊接其余的腹板,封板,吊耳以及连接板。

本发明的第二方面的实施例还提供了一种钢节点,采用上述任一实施例的钢节点的制造方法得到,钢节点包括:第一基板、第二基板、第一腹板、第三基板、第四基板、第二腹板、以及主腹板;

其中,第一基板以及第二基板相对布置,第一腹板焊接于第一基板以及第二基板之间,第三基板以及第四基板相对布置,第二腹板焊接于第三基板以及第四基板之间,主腹板焊接于第一基板以及第二基板之间,且焊接于第三基板以及第四基板之间。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明的钢节点的制造方法可以理解为:将第一腹板以及主腹板焊接于两块基板之间,以得到第一箱体;以相似的步骤得到第二箱体;将第一箱体与第二箱体焊接,将主腹板焊接于第二箱体的两块基板之间,从而主腹板能够连接第一箱体以及第二箱体。根据上述的步骤,可以将复杂的节点结构拆分成多个箱体结构,并能够将主腹板焊接于不同的箱体结构之间,上述的拆分步骤可以使得钢节点的内部焊接空间得以拆分,且基于拆分的箱体结构使得焊接难度降低。因此,相较于现有技术中大面积节点板整体下料的制造方法,本发明提供的一种钢节点的制造方法,能够合理拆分钢节点的整体结构,从而拆分了钢节点的内部空间,进而能够便于钢节点的内部焊接操作,有利于焊接质量的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中钢节点的制造方法的流程图;

图2为本发明第一种实施例中提供的第一基板、第一腹板以及主腹板组合后的立体示意图;

图3为本发明第一种实施例中提供的第一基板、第一腹板、第三基板、第二腹板以及主腹板组合后的立体示意图;

图4为本发明第一种实施例中提供的第一基板、第一腹板、第三基板、第二腹板、第五基板、第三腹板、第七基板、第四腹板以及主腹板组合后的立体示意图;

图5为本发明第一种实施例中提供的第一箱体、第二箱体、第三箱体以及第四箱体的立体示意图;

图6为本发明第一种实施例中提供的第一箱体、第二箱体、第三箱体以及第四箱体组合后的立体示意图;

图7为本发明第一种实施例中提供的第一箱体、第二箱体、第三箱体、第四箱体以及翼缘板组合后的立体示意图;

图8为本发明第一种实施例中提供的第一箱体、第二箱体、第三箱体、第四箱体翼缘板以及贴板组合后的立体示意图;

图9为本发明图8为本发明第一种实施例中提供的第一箱体、第二箱体、第三箱体、第四箱体、翼缘板、贴板、以及其他附件组合后的立体示意图;

图10为本发明第二种实施例中沿第一方向观察,第一箱体以及第二箱体组合后的侧视示意图;

图11为本发明另一实施例中钢节点的制造方法的第一部分流程图;

图12为本发明另一实施例中钢节点的制造方法的第二部分流程图;其中,S305为图11中S304之后的步骤,且两步骤相邻;

图13为本发明另一实施例中钢节点的制造方法的第三部分流程图;其中,S309为图12中S308之后的步骤,且两步骤相邻。

附图标号说明:

200-钢节点;

210-第一箱体;211-第一基板;2111-第一端;212-第二基板;2121-第二端;213-第一腹板;214-主腹板;2141-第一壁面;2142-第二壁面;

220-第二箱体;221-第三基板;222-第四基板;223-第二腹板;

230-第三箱体;231-第五基板;232-第六基板;233-第三腹板;

240-第四箱体;241-第七基板;242-第八基板;243-第四腹板;

250-第一槽体;

260-第二槽体;

270-整体壁面;

280-翼缘板;

290-贴板;

X-第一方向。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明的是,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,若全文中出现的“和/或”、“且/或”或者“及/或”,其含义包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

现有的许多建筑悬挑部分会使用钢结构桁架,特别是悬挑尺寸较大的建筑,为了保证结构稳定,常常会使用一些特定的钢节点结构。例如需要用到一些尺寸较大、结构较为复杂的节点结构。此类钢节点结构具有尺寸大、内部焊接空间较小的特点,且对于焊接质量有一定的要求。对于上述节点,现有的常规制造方法为大面积节点板整体下料制造,此制造方法容易使得节点内部空间较深,而节点的内部焊接空间容易受到限制,进而影响工人的焊接操作。因此上述钢节点结构的特点使得焊接操作较为困难,且容易出现焊接质量问题。

鉴于此,参见图1-图13,本发明实施例中提供了一种钢节点200的制造方法,能够合理拆分钢节点200的整体结构,从而拆分了钢节点200的内部空间,进而能够便于钢节点200的内部焊接操作,有利于焊接质量的提升。

参见图1,为本发明一实施例提供的钢节点200的制造方法的流程示意图,制造方法包括以下步骤:

S101:提供第一基板211、第二基板212、第一腹板213以及主腹板214,将第一腹板213焊接于第一基板211以及第二基板212之间,将主腹板214焊接于第一基板211以及第二基板212之间,以得到第一箱体210;其中,第一基板211以及第二基板212相对布置,主腹板214沿第一方向延伸;

S102:提供第三基板221、第四基板222以及第二腹板223,将第二腹板223焊接于第三基板221以及第四基板222之间,以得到第二箱体220;其中,第三基板221以及第四基板222相对布置;

S103:将第一箱体210与第二箱体220焊接,将主腹板214焊接于第三基板221以及第四基板222之间。

需要说明的是,本发明中提及的基板、腹板、翼缘板280、贴板290以及其他板体均可以是单块的板体(整体形成的板体),也可以是由单块板体组合而成的组合板体。且上述的基板、腹板、翼缘板280、贴板290以及其他板体的截面形状均可以视钢节点200的性能需求而定;本发明中的主腹板214可以是第一箱体210的组成部分,也可以是独立连接于第一箱体210的板体。为便于描述,下面以主腹板214独立连接于第一箱体210的实施例作为说明,不同的实施例可以在不同的技术方案之间相互结合。

下面基于不同的实施例,对本发明提供的一种钢节点200的制造方法作出示例性的说明。

提供第一基板211、第二基板212、第一腹板213以及主腹板214,将所述第一腹板213焊接于所述第一基板211以及所述第二基板212之间,将所述主腹板214焊接于所述第一基板211以及所述第二基板212之间,以得到第一箱体210的步骤。参见图1-图5,在一些实施例中,第一基板211以及第二基板212可以理解为构成钢节点200其中一个壁面的板体;第一腹板213可以理解为用于连接第一基板211与第二基板212的板体。在一些实施例中,第一箱体210可以理解为由第一基板211、第二基板212以及第一腹板213形成的组合立体结构。具体的,参见图6,在一些实施例中,第一箱体210可以为立方体结构,且第一基板211的一个端面以及第二基板212相对的另一个端面可以限定出第一箱体210的内部空间,第一腹板213可以连接于上述的两个端面。综上,在一些实施例中,该步骤可以理解为:通过第一基板211、第二基板212、第一腹板213以及主腹板214的焊接形成第一箱体210结构。需要说明的是,在一些实施例中,将第一腹板213焊接于第一基板211以及第二基板212之间的步骤可以拆分成两个步骤:将第一腹板213焊接于第一基板211;将第一腹板213焊接于第二基板212。或,将第一腹板213焊接于第二基板212;将第一腹板213焊接于第一基板211。可以理解的是,对于上述将所述第一腹板213焊接于所述第一基板211以及所述第二基板212之间的步骤,在实施时可以先将第一腹板213焊接于第一基板211或第二基板212,之后再将第一腹板213焊接于另一块基板。

需要说明的是,在一些实施例中,得到第一箱体210的步骤可以理解为将第一基板211、第二基板212、第一腹板213以及主腹板214相互焊接而制成,其后再将第一箱体210与其他部件焊接;参见图2-图4,在另一些实施例中,考虑到焊接操作的实操,可以先焊接组成第一箱体210的一侧的基板(例如第一基板211)以及相应的腹板等,其后以相似方法制备其他箱体或其他部件之后,再焊接另一侧的基板。

在一些实施例中,为保证钢节点200的通用性,上述相对布置的第一基板211与第二基板212可以具有相似(或相同)的形状以及对应的布置位置,同样的,上述相对布置的第三基板221与第四基板222可以具有相似(或相同)的形状以及对应的布置方式。为便于描述,下面以上述的实施例作为说明,不同的实施例可以在不同的技术方案之间相互结合。考虑到对异形节点的制造需求,在另一些实施例中,上述相对布置的第一基板211与第二基板212可以具有不同的形状以及对应的布置方式,第三基板221与第四基板222同理。

参见图1-图2,在一些实施例中,主腹板214可以焊接于第一基板211(或第二基板212),也可以同时焊接于第一基板211以及第二基板212。主腹板214沿第一方向延伸。参见图4-图6,在一些实施例中,主腹板214还可以用于连接第一箱体210与钢节点200的其他组成部分(例如其他箱体或翼缘结构)。

考虑到主腹板214的设计需求,参见图1-图2,在一些实施例中,主腹板214可以包括多个板体,上述的多个板体还可以相互焊接。

对于提供第三基板221、第四基板222以及第二腹板223,将所述第二腹板223焊接于所述第三基板221以及所述第四基板222之间,以得到第二箱体220的步骤。可以理解的是,在一些实施例中,上述得到第二箱体220的步骤可以与上述得到第一箱体210的步骤相似,因此对于该步骤可以参照上述得到第一箱体210的步骤的相关说明。第二箱体220可以具有与第一箱体210相似(或相同)的结构形状。相应的,在另一些实施例中,第二箱体220可以具有与第一箱体210不同的结构形状。

需要说明的是,上述得到第一箱体210的步骤在不同的实施例中,一方面可以先将第一腹板213以及主腹板214均焊接于一侧的基板,再将另一侧的基板焊接于第一腹板213或主腹板214;另一方面还可以先将第一腹板213或主腹板214焊接于一侧的基板,再将剩余的腹板焊接于另一侧的基板。

对于将所述第一箱体210与所述第二箱体220焊接,将所述主腹板214焊接于所述第三基板221以及所述第四基板222之间的步骤。上述的主腹板214可以焊接于独立的基板(例如第一基板211、第三基板221等),也可以同时焊接于多个基板。在一些实施例中,第一箱体210以及第二箱体220可以为钢节点200的不同组成部分。主腹板214可以用于连接第一箱体210以及第二箱体220,或可以作为加固板,并用于改善第一箱体210以及第二箱体220的受力情况。需要说明的是,在一些实施例中,在上述步骤完成后可以得到钢节点200的整体结构;在另一些实施例中,在上述步骤完成后可以得到钢节点200的部分结构,例如还需要制备更多箱体,焊接后得到钢节点200的整体结构。

根据对于上述实施例的结合,可以得出,参见图1-图6,在一些实施例中,钢节点200的制造方法的过程可以理解为:将第一腹板213以及主腹板214焊接于两块基板之间,以得到第一箱体210;以相似的步骤得到第二箱体220;将第一箱体210与第二箱体220焊接,将主腹板214焊接于第二箱体220的两块基板之间,从而主腹板214能够连接第一箱体210以及第二箱体220。在一些实施例中,根据上述的步骤,可以将复杂的节点结构拆分成多个箱体结构,并能够将主腹板214焊接于不同的箱体结构之间,上述拆分步骤可以使得钢节点200的内部焊接空间得以拆分,且基于拆分的箱体结构使得焊接难度降低。因此,相较于现有技术中大面积节点板整体下料的制造方法,本发明提供的一种钢节点200的制造方法,能够合理拆分钢节点200的整体结构,从而拆分了钢节点200的内部空间,进而能够便于钢节点200的内部焊接操作,有利于焊接质量的提升。

对于上述的步骤。在一些实施例中,第一箱体210以及第二箱体220可以为钢节点200整体的部分箱体结构。基于此,第一箱体210以及第二箱体220可以均焊接于主腹板214的一侧;在另一些步骤中,可以制备其他箱体结构,在将各箱体焊接后得到钢节点200的整体结构。具体的,在一些实施例中,主腹板214可以包括平行相对布置的第一壁面2141以及第二壁面2142。参见图2-图5,在第一方面的实施例中,第一基板211可以焊接于第一壁面2141,第三基板221可以焊接于第二壁面2142。或,在第二方面的实施例中,第一基板211以及第三基板221可以均焊接于第一壁面2141(或主腹板214其中一侧的壁面)。可以理解的是,以竖向延伸的主腹板214为界限,在第一方面的实施例中,第一箱体210以及第二箱体220可以均焊接于主腹板214沿横向的一侧;在第二方面的实施例中,第一箱体210以及第二箱体220可以分别焊接于主腹板214沿横向相对的两侧。

结合到第一方面的实施例,参见图4-图6,在一些实施例中,将第一箱体210与第二箱体220焊接,将主腹板214焊接于第三基板221以及第四基板222之间的步骤之后,制造方法还可以包括:

提供第五基板231、第六基板232以及第三腹板233,将第三腹板233焊接于第五基板231以及第六基板232之间,以得到第三箱体230;其中,第五基板231以及第六基板232相对布置;

提供第七基板241、第八基板242以及第四腹板243,将第四腹板243焊接于第七基板241以及第八基板242之间,以得到第四箱体240;其中,第七基板241以及第八基板242相对布置;

将第三箱体230与第四箱体240焊接,将第三箱体230焊接于第一壁面2141,将第四箱体240焊接于第二壁面2142;其中,主腹板214焊接于第五基板231以及第六基板232之间,且焊接于第七基板241以及第八基板242之间。

可以理解的是,在包括上述步骤的实施例中,以竖向延伸的主腹板214上下端为界限,可以将钢节点200拆分为焊接于主腹板214上端两侧的第一箱体210和第二箱体220、以及焊接于主腹板214下端两侧的第三箱体230以及第四箱体240。

结合到第二方面的实施例,在一些实施例中,将第一箱体210与第二箱体220焊接,将主腹板214焊接于第三基板221以及第四基板222之间的步骤之后,制造方法还可以包括:

提供第五基板231、第六基板232以及第三腹板233,将所述第三腹板233焊接于所述第五基板231以及所述第六基板232之间,以得到第三箱体230;其中,第五基板231以及第六基板232相对布置;

提供第七基板241、第八基板242以及第四腹板243,将所述第四腹板243焊接于所述第七基板241以及所述第八基板242之间,以得到第四箱体240;其中,第七基板241以及第八基板242相对布置;

将所述第三箱体230与所述第四箱体240焊接,将所述第三箱体230以及所述第四箱体240均焊接于所述第二壁面2142;其中,所述主腹板214焊接于所述第五基板231以及所述第六基板232之间,且焊接于所述第七基板241以及所述第八基板242之间。

可以理解的是,在包括上述步骤的实施例中,以竖向延伸的主腹板214横向的两端为界限,可以将钢节点200拆分为焊接于主腹板214沿横向一侧的第一箱体210和第二箱体220、以及焊接于主腹板214沿横向另一侧的第三箱体230以及第四箱体240。

需要说明的是,上述包括将整体的钢节点200拆分成第一箱体210以及第二箱体220步骤;或拆分成第一箱体210、第二箱体220、第三箱体230以及第四箱体240步骤的实施例,仅为拆分方法的示例性说明,还可根据设计需求进一步细分,将钢节点200拆分为更多的箱体结构。

可以理解的是,在一些实施例中,上述第一方面以及第二方面的实施例为基于同种拆分方法,且对应不同焊接顺序的不同实施例。为便于描述,下面以上述第一方面的实施例(第一基板211焊接于第一壁面2141,第三基板221焊接于第二壁面2142)作为说明,不同的实施例可以在不同的技术方案之间相互结合。

可以理解的是,在一些实施例中,由于主腹板214同时焊接于第一箱体210以及第二箱体220(或更多箱体结构),使得主腹板214会受到较大的横向应力作用。为提供主腹板214处的焊接质量,在一些实施例中,主腹板214与基板可以共同限定出槽体,槽体可以用于主腹板214与基板之间的焊接。具体的,参见图10,在一些实施例中,沿第一方向观察,第一基板211、第三基板221以及主腹板214可以共同限定出第一槽体250;第二基板212、第四基板222以及主腹板214可以共同限定出第二槽体260。可以理解的是,第一槽体250可以由第一基板211、第三基板221以及主腹板214中,用于焊接的壁面限定而成,第二槽体260同理。从钢节点200受力情况的角度考虑,在一些实施例中,上述的第一槽体250以及第二槽体260可以用于减小钢节点200的沿横向所受的应力,例如可以减小因主腹板214两侧焊接对主腹板214产生的撕扯焊接应力,沿横向的应力可以至少部分传递至槽体处(或位于槽体的焊缝),且该处的应力对钢节点200整体的力学性能影响较小。同时,上述的第一槽体250以及第二槽体260还可以便于焊接操作,有利于保证箱体翼缘(基板)与纵向主腹板214的全熔透连接。且为保证节点整体焊接的平直程度,第一槽体250以及第二槽体260可以均沿第一方向延伸。

对于主腹板214与箱体基板的具体焊接形式。参见图10,在一些实施例中,沿第一方向观察,第一基板211可以具有第一端2111,第二基板212可以具有第二端2121。沿第一方向,第一端2111可以位于第一基板211靠近第二基板212的一侧;第二端2121可以位于第二基板212靠近第一基板211的一侧。对于上述的限定,在一些实施例中,主腹板214可以同时焊接于第一端2111以及第二端2121。可以理解的是,在一些实施例中,主腹板214的一侧可以焊接于第一基板211靠近第二基板212的一端,且另一侧可以焊接于第二基板212靠近第一基板211的一端。通过上述的焊接位置的限定,可以使得主腹板214缩短至与箱体基板内内侧的壁面齐平,使得横向应力能够较多地传递至焊缝(槽体)处,且减少了主腹板214所受的应力。考虑到实际焊接时的操作,主腹板214可以焊接于基板限定出槽体的壁面,也可以焊接于基板用于与腹板(例如第一腹板213、第二腹板223等)焊接的壁面。

对于上述主腹板214同时焊接于第一端2111以及第二端2121的实施例,在理想设计情况下,沿第一方向观察,主腹板214可以焊接于基板的相应的一条棱边,且由基板以及主腹板214限定出的槽体宽度(在上述实施例中槽体宽度可以理解为第一基板211与第三基板221形成的槽体根部宽度)可以与主腹板214的宽度相应(或相等)。对于主腹板214宽度与槽体宽度的对应关系。考虑到误差以及焊接的可操作性,在一些实施例中,主腹板214宽度可以大于槽体宽度。在另一些实施例中,主腹板214宽度可以小于槽体宽度,而其中间隙的宽度可以通过焊缝或连接结构(例如焊接衬垫)进行补偿。

对于一些异形节点的制造需求,可以结合到本发明的一些实施例中。具体的,参见图10,第一基板211与第三基板221之间可以具有第一夹角,第二基板212与第四基板222之间可以具有第二夹角。示例性的,在一些实施例中,第一夹角或第二夹角可以大致为10°角。

对于由第一箱体210、第二箱体220、第三箱体230以及第四箱体240共同构成钢节点200的整体结构的实施例。具体的,参见图7,第一基板211、第三基板221、第五基板231以及第七基板241可以共同限定出整体壁面270。

基于上述的限定,参见图7-图8,在一些实施例中,将第一箱体210与第二箱体220焊接,将主腹板214焊接于第三基板221以及第四基板222之间的步骤之前,制造方法还可以包括:

提供翼缘板280,将翼缘板280焊接于整体壁面270;

提供贴板290,在将翼缘板280焊接于整体壁面270的步骤之后,将贴板290焊接于整体壁面270。

在一些实施例中,可以在钢节点200的整体壁面270焊接牛腿或箱体结构,翼缘板280可以为上述的牛腿或箱体的翼缘部分。贴板290可以为需要焊接于钢节点200整体结构外壁面的板体结构。在一些实施例中,贴板290还可以是由多块板体拼接而成的叠合板结构。可以理解的是,通过上述的步骤,可以在焊接得到钢节点200的整体壁面270之后,在其上先焊接翼缘板280,再焊接贴板290。上述的步骤能够使翼缘板280直接焊接于整体壁面270,从而能够减小翼缘板280与贴板290相互的焊接应力影响,且能够便于焊接操作,提高焊接质量。此外,贴板290焊接的过程中可以相应地对贴板290的变形进行控制,例如可以采用临时夹具等工装以控制变形。

为了进一步提高钢节点200的制造方法中的焊接质量,可以在制造方法中加入对于制造工艺参数的控制。

因此,在一些实施例中,提供第一基板211、第二基板212、第一腹板213以及主腹板214,将第一腹板213焊接于第一基板211以及第二基板212之间,将主腹板214焊接于第一基板211以及第二基板212之间,以得到第一箱体210的步骤之前,制造方法还可以包括:

提供板材厚度、焊前预热温度范围以及焊接道间温度范围;

其中,板材厚度h满足:12.5mm

需要说明的是,板材厚度为构成钢节点200的板体(例如第一基板211、第二基板212等)相应的实际厚度;焊接道间温度为在焊接操作包括多道(或多层)焊时,当焊接后道焊缝时,前道焊缝的最低温度。可以理解的是,对应于板体的厚度,可以制定相应的预热温度以及焊接道间温度,从而可以在一定程度上保证钢节点200的焊接质量。此外,在一些实施例中,在焊材使用前可以进行烘干操作。

对于上述的板材厚度,在实际操作取用板材厚度前,可以提供参照板材厚度。参照板材厚度为理论计算得出的板材厚度相应的推荐值(或推荐范围)。为了进一步提高焊接质量以及降低实操风险,板材厚度可以选用为参照板材厚度(或接近于参照板材厚度),而不依赖参照板材厚度的理论覆盖范围。

为进一步保证钢节点200的焊接质量。在一些实施例中,在焊接前可以做相应的焊接收缩实验,以确定焊缝收缩量,减少焊接收缩对节点尺寸偏差的影响。对于钢节点200的制造方法的焊接步骤,为保证钢节点200的强度,在一些实施例中,钢节点200的焊缝采用全熔透焊接制成。

此外,在一些实施例中,将第一箱体210与第二箱体220焊接,将主腹板214焊接于第三基板221以及第四基板222之间的步骤之后,制造方法还可以包括:

焊接区加热;

节点保温;

节点降温。

其中,焊接区加热步骤的目标加热温度范围为250℃~300℃,焊接区的温度位于目标加热温度范围后,执行节点保温步骤,且保温时间大于或等于2小时。

其中,目标加热温度可以为被加热件的目标温度,也可以为加热区域(加热腔)内的目标温度。

需要说明的是,焊接区加热的步骤可以理解为对焊接后的区域进行加热的操作,其中,可以采用电加热或火焰加热的方式进行升温;节点保温的步骤可以理解为在进行加热步骤后(包括上述的焊接区加热步骤),对钢节点200进行保温的操作;节点降温的步骤可以理解为在进行加热步骤或保温步骤后,采用适当的冷却速率对钢节点200进行降温的操作。

为使本发明的制造方法具有指导性,本发明的实施例中,基板、腹板、翼缘板280以及贴板290等板体均为S690QL1材质,且提供的相关参数均对应于S690QL1材质。在另一些实施例中,根据钢节点200的设计需求,构成钢节点200的板体以及附件还可以为其他材质,制造方法的相关参数根据不同的材质或不同的制造条件可以作出相应的改变。

参见图9,在一些实施例中,钢节点200还包括其余的腹板、连接板以及附件等结构。因此,将第一箱体210与第二箱体220焊接,将主腹板214焊接于第三基板221以及第四基板222之间的步骤之后,制造方法还可以包括:

焊接其余的腹板,封板,吊耳以及连接板。

可以理解的是,上述的其余的腹板,封板,吊耳以及连接板均为构成钢节点200的结构,且上述结构的焊接操作在将多个箱体相互焊接的步骤之后。

需要说明的是,在本发明实施例涉及焊接的步骤中,还可以加入焊接筋板的步骤。例如,参见图2-图4,在一些实施例中,第一箱体210还可以包括焊接于第一基板211、第二基板212以及主腹板214的筋板。

为便于理解,下面说明本发明中较完整的一个实施例对应的钢节点200的制造方法,具体的,参见图11-图13,为本发明一实施例提供的钢节点200的制造方法的流程示意图,制造方法包括以下步骤:

S301:提供板材厚度、焊前预热温度范围以及焊接道间温度范围;

S302:提供第一基板211、第二基板212、第一腹板213以及主腹板214,将第一腹板213焊接于第一基板211以及第二基板212之间,将主腹板214焊接于第一基板211以及第二基板212之间,以得到第一箱体210;其中,第一基板焊接于第一壁面,第三基板焊接于第二壁面;

S303:提供第三基板221、第四基板222以及第二腹板223,将第二腹板223焊接于第三基板221以及第四基板222之间,以得到第二箱体220;

S304:将第一箱体210与第二箱体220焊接,将主腹板214焊接于第三基板221以及第四基板222之间;

S305:提供第五基板231、第六基板232以及第三腹板233,将第三腹板233焊接于第五基板231以及第六基板232之间,以得到第三箱体230;

S306:提供第七基板241、第八基板242以及第四腹板243,将第四腹板243焊接于第七基板241以及第八基板242之间,以得到第四箱体240;

S307:将第三箱体230与第四箱体240焊接,将第三箱体230焊接于第一壁面2141,将第四箱体240焊接于第二壁面2142;

S308:提供翼缘板280,将翼缘板280焊接于整体壁面270;

S309:提供贴板290,在将翼缘板焊接于整体壁面270的步骤之后,将贴板290焊接于整体壁面270;

S310:焊接区加热;

S311:节点保温;

S311:节点降温。

在一些实施例中,上述S301~S312钢节点200的制造方法的步骤可以理解为由图2至图9的操作步骤。

对应的,参见图1-图13,本发明还提供了一种钢节点200,采用上述任一实施例的钢节点200的制造方法得到,钢节点200包括:

第一基板211、第二基板212、第一腹板213、第三基板221、第四基板222、第二腹板223、以及主腹板214;

其中,第一基板211以及第二基板212相对布置,第一腹板213焊接于第一基板211以及第二基板212之间,第三基板221以及第四基板222相对布置,第二腹板223焊接于第三基板221以及第四基板222之间。主腹板214可以焊接于第一基板211以及第二基板212之间,还可以焊接于第三基板221以及第四基板222之间。

可以理解的是,钢节点200可以具有相对布置的两块基板,相应的腹板连接于基板之间,同样的还可以具有相对布置的另外两块基板,相应的腹板连接于基板之间,且主腹板214同时连接于上述各基板之间,从而可以形成钢节点200的结构。

以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的申请构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

相关技术
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06120116485109