一种具有端板结构体的建筑模板及其加工方法

技术领域

本发明涉及建筑模板技术领域，尤其涉及一种具有端板结构体的建筑模板及其加工方法。

背景技术

传统的铝合金墙板和楼面板主体一般采用铝型材切割而成，两端板采用铝板材冲切而成，之间的筋板是挤压管材，再通过电熔焊的方法连接成型。采用电熔焊的方法，其工序效率很低、能耗大，电熔焊过程产生的光电和烟气对环境污染较大，不利与绿色环保。另外，采用电熔焊工艺，模板的焊缝处极易产生各种缺陷，如夹渣、孔洞、未焊透、以及产生较大焊接热应力等；因而传统的铝合金墙板和楼面板的使用寿命普遍很低，一般只有30次左右。

相邻建筑模板(包括墙板和楼面板)之间连接极为不便，且端部连接处为易损坏的区域，而建筑模板在装配连接过程中，若误差过大会对建造的墙体结构安全性带来巨大的危害；进一步的，建筑模板的使用寿命与其结构强度、维护难度具有必然关系，因而为得到一种强度高，成本低，便于维护的建筑模板，需要对现有的建筑予以改进。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有具有端板结构体的建筑模板及其加工方法存在的问题，提出了本发明。

本发明目的是提供一种端板结构体，其目的在于解决现有墙板与墙板之间，或墙板与楼面板之间的端部连接问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种端板结构体，此端板结构体包括第一连接件、第二连接件和第三连接件，其中，第一连接件，其具有凸出于第一连接面的外凸面；第二连接件，其具有凹陷于第一配合面的内凹面；所述外凸面能够配合连接于所述内凹面内。

作为本发明所述端板结构体的一种优选方案，其中：所述第一连接面上具有数量不少于1组的外凸面，各所述外凸面沿所述第一连接面的长度方向均匀分布；所述第一配合面上具有数量不少于1组的内凹面，各所述内凹面沿所述第一配合面的长度方向均匀分布；所述外凸面与内凹面数量相同，且一一对应。

作为本发明所述端板结构体的一种优选方案，其中：所述第一连接件还具有位于所述第一连接面对立侧的第二连接面，所述外凸面中开设有贯穿所述第二连接面的通孔；所述第二连接件还具有位于所述第二连接面对立侧的第二配合面，所述内凹面中开设有贯穿所述第二配合面的穿孔；所述通孔与穿孔于轴线方向配合相通。

作为本发明所述端板结构体的一种优选方案，其中：所述第一连接件还具有底部连接面，所述第二连接件还具有底部配合面，所述底部连接面和底部配合面上具有凹陷于二者底部平面的凹槽。

作为本发明所述端板结构体的一种优选方案，其中：所述凹槽位于相邻所述外凸面及相邻所述内凹面的交汇处；沿所述凹槽的延伸方向并凸出于所述第二连接面或第二配合面还具有外凸缘。

作为本发明所述端板结构体的一种优选方案，其中：还包括第三连接件，其能够贯穿所述通孔和穿孔，在组装状态下将所述第一连接件和第二连接件连接于一体。

本发明另一个目的是提供一种具有此端板结构体的新型建筑模板，其目的在于解决现有墙板及楼面板因连接缺陷，存在结构性差，使用寿命短的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种新型建筑模板，其包括上述端板结构体，还包括，模板结构体和筋板结构件，其中，模板结构体，其具有内陷于顶表面的装配凹面，所述装配凹面沿所述模板结构体的长度方向延伸，并贯穿所述模板结构体的端部两侧；所述第一连接件、第二连接件在组装状态下分别配合安装于所述装配凹面的端部；所述第一连接件的侧面以及所述第二连接件的侧面分别与所述装配凹面两侧的侧面相接触。

作为本发明所述的新型建筑模板的一种优选方案，其中：所述模板结构体中还具有凸出于所述装配凹面的外凸棱，所述外凸棱沿所述模板结构体的长度方向分布，且均匀分布有不少于1组；所述外凸棱在组装状态下与所述凹槽配合接触。

作为本发明所述的新型建筑模板的一种优选方案，其中：还包括筋板结构件，其能够配合设置于所述模板结构体的装配凹面内，其底表面具有凹陷的凹槽，其两端的侧表面与所述装配凹面两侧的侧面相接触。

本发明另一个目的是提供一种具有端板结构体的建筑模板的加工方法，其目的在于加工出强度高，便于维护，使用寿命长的新型建筑模板。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

将6061铝合金挤压材料加入模具中，采用挤压成型的方式铸造出模板结构体；将液态或半固态合金加入模具中，采用压铸的方式铸造出第一连接件、第二连接件和筋板结构件；通过摩擦搅拌焊或摩擦搅拌点焊将所述第一连接件、第二连接件、筋板结构件连接在所述模板结构体的装配凹面内。

本发明的有益效果：

本发明中端板结构体用于建筑模板端部的装配连接，采用内凹和外凸的匹配定位方式，在连接时，具有简单且高效的装配效率；模板结构体与端板结构体、筋板结构件之间采用摩擦搅拌焊的焊接方式，此焊接方式，焊接温度低，焊接热应力小，工件不易变形，可大幅提高建筑模板结构体的结构强度和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明端板结构体的整体侧视结构示意图。

图2为本发明端板结构体的配合面相对侧示意图。

图3为本发明端板结构体的整体爆炸结构示意图。

图4为本发明端板结构体的整体连接状态结构示意图。

图5为本发明的新型建筑模板中模板结构体示意图。

图6为本发明的新型建筑模板的整体爆炸结构示意图。

图7为本发明的新型建筑模板的相互连接结构示意图。

图8为本发明的新型建筑模板的连接体状态示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1

参照图1和2，为本发明第一个实施例，提供了一种端板结构体，此端板结构体包括第一连接件100和第二连接件200，其中，第一连接件100，其具有凸出于第一连接面101的外凸面101a；第二连接件200，其具有凹陷于第一配合面201的内凹面201a；外凸面101a能够配合连接于内凹面201a内。

第一连接件100和第二连接件200为两个独立的构件，构建了此端板结构体的主体部分。具体的，第一连接件100与第二连接件200相配合的一侧平面为第一连接面101，此第一连接面101上具有凸出于此平面的外凸面101a，即此外凸面101a与第一连接面101之间存在厚度差；进一步的，第二连接件200与第一连接件100相配合一侧的平面为第一配合面201，此第一配合面201上具有内陷于此平面的内凹面201a，此内陷的深度小于第二连接件200的厚度，需要说明的是，内凹面201a与第一配合面201之间存在的高度差可等于或略大于外凸面101a与第一连接面101之间的厚度差；目的在于，外凸面101a可完全配合于内凹面201a内，但又不必外凸面101a与内凹面201a的平面完全贴合。通过外凸面101a及内凹面201a的匹配定位，能够大大简化建筑模板端部的装配难度，有效提高效率。

第一连接面101上具有数量不少于1组的外凸面101a，各外凸面101a沿第一连接面101的长度方向均匀分布；第一配合面201上具有数量不少于1组的内凹面201a，各内凹面201a沿第一配合面201的长度方向均匀分布；外凸面101a与内凹面201a数量相同，且一一对应。

进一步的，第一连接面101上的外凸面101a能够设置多组，沿着第一连接面101的长度方向等间距分布，各外凸面101a各自独立，且相邻之间存在间隔，各外凸面101a的凸出高度一致；相对应的，第一配合面201上具有多组与之匹配的内凹面201a。

实施例2

参照图1～4，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：第一连接件100还具有位于第一连接面101对立侧的第二连接面102，外凸面101a中开设有贯穿第二连接面102的通孔102a；第二连接件200还具有位于第二连接面201对立侧的第二配合面202，内凹面201a中开设有贯穿第二配合面202的穿孔202a；通孔102a与穿孔202a于轴线方向配合相通。

进一步的，第一连接件100为六面体的长方体板状结构，其第二连接面102位于第一连接面101的对立侧，可理解为第一连接件100背离第一连接面101的板面，需要说明的是，第一连接件100可以是通过压力铸造方法成型的构件，其外凸面101a是由铸造设备从第二连接面102向第一连接面101冲压形成的，即在第二连接面102处，形成对应于外凸面101a且内陷于第二连接面102的槽腔C；此槽腔C的平面形状不限，可为圆形、方形或椭圆形；于外凸面101a与槽腔C之间的侧壁中具有通孔102a，此通孔102a自第一连接面101向第二连接面102贯通，还需要说明的是，在通孔102a于槽腔C内的端部，具有加强筋环H，加强筋环H呈中字型，其内部与通孔102a贯通，其两端分别成型于槽腔C的侧壁上，用于增加第一连接件100的板体结构强度。

与第一连接件100相似的，在第二连接体200上，其背离第一配合面201的一侧为第二配合面202，第二配合面202为平面，于内凹面201a中具有贯穿第二连接体200侧壁的穿孔202a，此穿孔202a与通孔102a数量相同，位置对应，当外凸面101a配合插接于内凹面201a时，通孔102a与穿孔202a径向相通。

还需要说明的是，如附图3中所示，在第一连接件100和第二连接件200的板体端部两侧，可一体成型有耳板E，此耳板E分别位于第二连接面102及第二配合面202的长度方向两端。

第一连接件100还具有底部连接面103，第二连接件200还具有底部配合面203，底部连接面103和底部配合面203上具有凹陷于二者底部平面的凹槽X。凹槽X位于相邻外凸面101a及相邻内凹面201a的交汇处；沿凹槽X的延伸方向并凸出于第二连接面102或第二配合面202还具有外凸缘Y。

进一步的，第一连接件100的底部侧壁为底部连接面103，此底部连接面103垂直于第一连接面101以及第二连接面102，于此底部连接面103上，具有内陷于底部连接面103的凹槽X，凹槽X沿第一连接件100的宽度方向贯穿于第一连接件100的板体，其径向截面呈C形，但不限于C形，还可以是U形，三角形或梯形等；凹槽X的槽口朝下。需要说明的是，凹槽X位于相邻外凸面101a之间以及相邻内凹面201a之间的交汇处。即凹槽X的数量比外凸面101a或内凹面201a的数量少1。

还需要补充的是，于第二连接面102上，还具有凸出于第一连接件100板体的外凸缘Y，此外凸缘Y位于凹槽X的槽口处，沿凹槽X的轴向延伸，其底部侧壁上具有与凹槽X径向截面相通的槽型。而外凸缘Y的凸出高度与耳板E凸出于第二连接面102的高度相同。第二连接件200的第二配合面202上具有与第一连接件100上相同的外凸缘Y设置，在此不再重复赘述。

还包括第三连接件300，其能够贯穿通孔102a和穿孔202a，在组装状态下将第一连接件100和第二连接件200连接于一体。

更进一步的，在第一连接件100和第二连接件200通过外凸和内凹的定位方式配合后，还需要对二者的配合体进行连接固定。本实施例中的第三连接件300即用于二者配合体的固定。具体的，第三连接件300可为螺栓301和螺母302的配合结构，装配时，将螺栓301的端头自通孔102a向穿孔202a插入，并从穿孔202a穿出，或自穿孔202a向通孔102a插入，再从通孔102a穿出；螺母302再与螺栓301穿出的端头配合拧紧，从而实现对第一连接件100和第二连接件200的配合体固定，形成连接结构体。在此，第三连接件300不局限于螺栓螺母结构，还可以是按压式的扣件或铆钉结构。

实施例3

参照图4～8，为本发明第三个实施例，提供了一种具有端板结构体的新型建筑模板，其包括上述实施例的端板结构体，还包括，模板结构体400和筋板结构件500，其中，模板结构体400，其具有内陷于顶表面401的装配凹面401a，此装配凹面401a沿模板结构体400的长度方向延伸，并贯穿模板结构体400的端部两侧；第一连接件100、第二连接件200在组装状态下分别配合安装于装配凹面401a的端部；第一连接件100的侧面以及第二连接件200的侧面分别与装配凹面401a两侧的侧面相接触。

模板结构体400可为建筑模板的墙板或楼面板，为长方形的板体结构；进一步的，在模板结构体400的顶表面401上，具有内陷于顶表面401的装配凹面401a，此装配凹面401a沿模板结构体400的板体长度方向延伸，并贯穿模板结构体400的板体，使得模板结构体400在长度方向的截面呈凹字型。

进一步的，第一连接件100和第二连接件200能够安装在模板结构体400的装配凹面401a内，且各自位于模板结构体400位于长度方向的一端。需要说明的是，第一连接件100和第二连接件200的长度与装配凹面401a的宽度相等，而其二者的高度的与装配凹面401a的深度相等，即第一连接件100和第二连接件200的顶部表面与模板结构体400的顶表面401齐平。第一连接件100及第二连接件200的两侧侧面均与装配凹面401a的两侧侧面接触。

模板结构体400中还具有凸出于装配凹面401a的外凸棱402，外凸棱402沿模板结构体400的长度方向分布，且均匀分布有不少于1组；外凸棱402在组装状态下与凹槽X配合接触。

进一步的，位于模板结构体400的装配凹面401a的表面，还具有外凸棱402，外凸棱402沿着模板结构体400的长度方向分布，其凸出的高度小于装配凹面401a的深度，而外凸棱402的径向截面的形状与凹槽X的径向截面相同，外凸棱402能够对应配合于凹槽X内。二者的配合能够限定第一连接件100和第二连接件200的安装。

还包括筋板结构件500，其能够配合设置于模板结构体400的装配凹面401a内，其底表面501具有凹陷的凹槽X，其两端的侧表面502与装配凹面401a两侧的侧面相接触。

在模板结构体400的装配凹面401a中，除了两端分别安装有第一连接件100和第二连接件200外，其内部还安装有筋板结构件500。具体的，在筋板结构件500的底表面501上，具有与第一连接件100或第二连接件200底部相同的凹槽X，并能够配合于外凸棱402的外侧，筋板结构件500的两侧表面502与装配凹面401a的侧壁接触，需要说明的是，筋板结构件500的顶表面与模板结构体400的顶表面401齐平或低于模板结构体400的顶表面401平面。筋板结构件500的端部侧壁不进行限定，具有足够的结构强度即可，本方案中对其侧壁进行镂空处理，在保障结构强度的前提下，减少重量可节省材料，提高美观性。筋板结构件500设置多组，等间距分布在装配凹面401a的凹腔内，用于增加模板结构体400的板体中部结构强度。

第一连接件100、第二连接件200和筋板结构件500通过压力铸造的方法铸造而成，模板结构体400通过挤压成型而成；第一连接件100、第二连接件200、筋板结构件500通过摩擦搅拌焊工艺连接于模板结构体400的装配凹面401a内。

现有的建模模板多为铝合金型材，具体到本方案中，第一连接件100、第二连接件200和筋板结构件500为液态或半固态合金压力铸造成型的一体式结构件，而模板结构体400为铝合金挤压材料通过挤压工艺成型的一体式结构件；组装过程中，将第一连接件100和第二连接件200分别装设在模板结构体400的装配凹面401a的两端，而筋板结构件500分布在第一连接件100和第二连接件200之间的装配凹面401a内，且各自底部表面的凹槽X对应配合在外凸棱402的外侧，而后通过用于金属焊接的摩擦搅拌焊工艺将第一连接件100、第二连接件200、筋板结构件500与装配凹面401a接触的底面及两侧面焊接于一体。

结合附图1～8中所示，本实施例中两块具有端板结构体的新型建筑模板在组装过程中，将一块建筑模板安装有第一连接件100的一端与另一块安装有第二连接件200的一端相对应，使得第一连接件100的外凸面101a对应插接于第二连接件200的内凹面201a内。此时，位于其中的通孔102a与穿孔202a径向相通，再将用于紧固连接的螺栓301穿入相通的通孔102a和穿孔202a内，然后从另一端将螺母302拧入，形成紧固的连接结构。此时，两块建模模板即可快速连接为一体；而当拆卸时，将螺母302从螺栓302的连接端拧下即可，简单且快速。

实施例4

参照图1～8，该实施例为端板结构体、建筑模板及二者连接的加工方法：

具体的，将6061铝合金挤压材料加入模具中，采用挤压成型的方式铸造出模板结构体400。此模板结构体400具有与第一连接件100、第二连接件200相配合的槽腔结构，参照图5和6，模板结构体400设置有装配凹面401a，在这一实施方式中，装配凹面401a内凹于模板结构体400的一面侧壁，使得装配凹面401a的宽度和厚度大于采用传统铝型材切割而成的“连接端面”，且能够进行九十度的弯折——此“弯折”效果影响后续模板结构体400与第一连接件100、第二连接体200可采取的“焊接”方式。

将液态或半固态合金加入模具中，采用压铸的方式铸造出第一连接件100、第二连接件200和筋板结构件500；具体的，第一连接件100和第二连接件200为连接于模板结构体400上的端部连接构件，筋板结构件500为连接于模板结构体400内的结构支撑构件，三者均有其特殊的结构形状，参照图3和6，第一连接件100、第二连接件200和筋板结构件500在长度方向均设置有外凸的端部侧壁及内凹底部表面底部连接面103和底部配合面203，此种结构形状的宽度及厚度会大于直接采用传统铝型材切割而成的“连接端面”，且具有相互垂直的端面——进而限定了后续可采取的“焊接”方式。

通过摩擦搅拌焊或摩擦搅拌点焊将所述第一连接件100、第二连接件200、筋板结构件500连接在所述模板结构体400的装配凹面401a内。具体的，将第一连接件100和第二连接件200分别安装在模板结构体400的装配凹面的两端敞口处；将若干个筋板结构件500等间距布置在第一连接件100和第二连接件200之间的装配凹面401a内，即：第一连接件100、第二连接件200、筋板结构件500的长边长度与装配凹面401a的宽边宽度相同，三者整体卡接在装配凹面401a内，而对于三者各自与装配凹面401a内的接触面通过摩擦搅拌焊或摩擦搅拌点焊的工艺连接于一体。

其中：搅拌摩擦焊是指利用高速旋转的搅拌头扎入工件后沿焊接方向运动，在搅拌头与工件的接触部位产生摩擦热使其周围金属形成塑性软化层，软化层金属在搅拌头旋转的作用下填充搅拌头后方所形成的空腔，并在搅拌头的轴肩挤压作用下实现材料的固态焊接的方法。

摩擦搅拌点焊与摩擦搅拌焊不同是摩擦搅拌点焊的搅拌头扎入工件后不需要前后左右移动，所要连接的工件与搅拌头接触部位产生摩擦热使其周围金属形成塑性软化层，软化层金属在搅拌头旋转的作用下充分混合在一起实现材料的固态焊接。

传统的建筑模板(包括铝合金墙板和楼面板)主体一般采用铝型材切割而成，两侧的端板结构体则采用铝板材冲切而成，之间的筋板是铝材质的挤压管材，再通过电熔焊的方法连接成型。而采用电熔焊的方法，其工序效率很低、能耗大，电熔焊过程产生的光电和烟气对环境污染较大，不利与绿色环保。另外，采用电熔焊工艺，模板的焊缝处极易产生各种缺陷，如夹渣、孔洞、未焊透、以及产生较大焊接热应力等；因而传统的铝合金墙板和楼面板的使用寿命普遍很低，一般只有30次左右。

本发明中模板结构体400的材质为6061铝合金挤压材料，第一连接件100、第二连接件200、筋板结构件500的材质为液态或半固态合金，可在成型时加工成适应摩擦搅拌焊或摩擦搅拌点焊的规格和尺寸，能够直接在加工时使得各个相邻端面呈九十度垂直，以提高焊接时的便利性，增大焊接处的接触面积，从而提高整体结构的稳固性。

还需要说明的是，铝金属合金材料为现有建筑模板的常见材料，具有重力小，强度高的优点，而现有的铝材质建筑模板在端部连接及筋板加固等连接处存在缺陷，导致结构强度不足，使用寿命低。本实施例中通过液态或半固态合金压铸而成的腔体结构的第一连接件100和第二连接件200，作为建筑模板的端部连接件，可有效解决现有铝材质建筑模板强度不足的问题。

进一步的，由于6061铝合金挤压材料和液态或半固态合金为两种不同的材质，通过传统的电容焊等焊接方式无法进行可靠连接；为此，本实施例中采用摩擦搅拌焊或摩擦搅拌点焊的焊接工艺，可有效解决两种材质之间无法可靠焊接的问题。

更进一步的，采取摩擦搅拌焊的优点还在于：当部分结构体(如第一连接件100或第二连接件200或筋板结构件500)发生损坏时，只需要对损坏的部分进行拆除，再使用摩擦搅拌焊的方式进行安装，无需对整个建筑模板进行更换，极大的降低了维护成本。

本实施例中，通过摩擦搅拌焊或摩擦搅拌点焊的方式相对于传统电容焊的方式，具有能耗极低、绿色环保、焊接热应力小以及工件不易变形等特点，在实际的操作过程中整个建筑模板的刚度更强，随之取得的经济效益更高。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。