CN105252152B - 一种减小装甲车车体变形的焊接加工方法 - Google Patents
一种减小装甲车车体变形的焊接加工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种减小装甲车车体变形的焊接加工方法,其特征是包括以下步骤:第一步,在装甲车车体上布置工艺加强筋:第二步,安装装甲车车体;第三步,按顺序采用分段对称跳焊的方式焊接各接缝隙;第四步,装甲车车体去除焊接应力:第五步,拆去工艺加强筋。本发明能够减小装甲车车体的焊接变形,保证装甲车车体的尺寸和车体尺寸一致性,提高装甲车的装配效率和质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接加工方法,尤其涉及一种减小装甲车车体变形的焊接加工方法。
背景技术
近年来国内轮式装甲车行业发展迅速,装甲车产品的需求越来越大,装甲车车体作为装甲车的关键部件,其生产效率和质量将影响整个装甲车的生产效率和质量。车体材料为合金钢板(如进口瑞典钢板DOMEX Protect500;代号685钢板:30MnCrNiMo),焊接难度大,焊接变形大。同时,由于装甲车车体属箱式结构,车体尺寸大,基本由装甲钢板材料拼焊而成,其主要特征为接缝长,而且接缝多而密,所以装甲车车体焊后的尺寸一致性保证难度极大。如果装甲车车体尺寸一致性不能有效的保证,将导致车体和底盘合型时无法顺利装配,只能通过后续的人工校正方式进行解决,由于装甲材料的校正相当困难,这将极大的影响产品的装配效率和质量。CN 201697558U公开了“一种装甲车舱体”,采用防弹钢板冲压、焊接而成,顶板、边板、底板、前围板、后围板之间的焊接部位,设有若干个榫卯结构的结合点;所述榫卯结构的结合点,包括设置在一连接板上的卯孔、设置在另一连接板上的榫头,所述榫头插入卯孔并焊合固定连接。舱体的两侧边板、前围板、后围板为中部向外膨起的大倾角结构。舱体防弹达标、整车通用化程度高,结构可靠,各边板之间的焊合采用榫卯结构,此结构新颖、合理,满足防护要求。但是,没有提及如何减小装甲车车体焊接变形的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减小装甲车车体变形的焊接加工方法,以减小装甲车车体的焊接变形,保证装甲车车体的尺寸和车体尺寸一致性,提高装甲车的装配效率和质量。
减小装甲车车体焊接变形,第一要确定焊接工艺顺序:由于装甲车车体属箱式结构,车体尺寸大,其主要特征为接缝长,而且接缝多而密,经多次工艺试验,装甲车车体焊接变形与焊接顺序关系极大,如果焊接顺序不合理,焊接变形将无法校正,空间尺寸将无法完成,所以通过多次的焊接试验,确定了装甲车车体的焊接的工艺顺序,主要是为减少车体焊接过程中焊接应力集中,保证整个车体的均衡性,尽量减少焊接变形。第二要确定焊接工艺方法:由于装甲车车体的接缝较长,如果一条接缝一次直接将其焊接完成,这样将导致,形成接缝的两块装甲钢板形成极大的翘曲,同时,将导致装甲车车体整体无法合型,所以通过多次的焊接试验,确定装甲车车体的接缝的分段对焊接方法,即长接缝的对称跳焊焊接方法。第三要布置合理的工艺加强筋:由于装甲车车体属箱式结构,车体尺寸大,仅靠合理的焊接工艺顺序以及正确的焊接工艺方法,同样不能保证车体焊接后的变形,车体焊接后尺寸依然难以保证,为保证车体焊后空间尺寸的一致性,在车体的焊接前在车体上增加工艺加强筋,在车体整体箱式结构的基础上形成框架结构,尽量减少焊接变形。第四要去除焊接应力:由于焊接始终会产生焊接应力,尤其是像装甲车车体这样接缝多而密的焊接件,所以装甲车车体在整体焊接完成后,还需去除焊接应力,焊接应力可以采用整体热处理的方式进行,或采用振动时效去除焊接应力。
本发明所述的一种减小装甲车车体变形的焊接加工方法,其特征是包括以下步骤:
第一步,在装甲车车体上布置工艺加强筋:所述装甲车车体采用进口瑞典钢板DOMEX Protect500钢板或者代号为685的钢板(即30MnCrNiMo钢板)制作;在通过榫卯连接形成箱式结构的装甲车车体上点焊工艺加强筋形成框架结构;
第二步,安装装甲车车体;将点焊工艺加强筋形成框架结构的装甲车车体安装在焊接机器人工作站-变位机上,装甲车车体能够360°旋转;
第三步,按以下顺序采用分段对称跳焊的方式焊接各接缝隙;
3-1,将左侧板上边与顶甲板左边接缝和右侧板上边与顶甲板右边接缝,分别划分为三段,采用分段对称跳焊方式,焊接左侧板上边与顶甲板左边接缝和右侧板上边与顶甲板右边接缝处的外表面缝隙;
3-2,将驾驶窗板上边与顶甲板前边接缝和尾甲板上边与顶甲板后边接缝,分别划分为两段,采用分段对称跳焊方式,焊接驾驶窗板上边与顶甲板前边接缝和尾甲板上边与顶甲板后边接缝处的外表面缝隙;
3-3,将驾驶窗板下边与动力舱盖板后边接缝和灯框板上边与动力舱盖板前边接缝分别划分为两段,采用分段对称跳焊方式,焊接驾驶窗板下边与动力舱盖板后边接缝和灯框板上边与动力舱盖板前边接缝处的外表面缝隙;
3-4,将左前侧板上边与动力舱盖板左边接缝和右前侧板上边与动力舱盖板右边接缝分别划分为两段,采用分段对称跳焊方式,焊接左前侧板上边与动力舱盖板左边接缝和右前侧板上边与动力舱盖板右边接缝处的外表面缝隙;
3-5,将左侧三角板下边与左侧前斜板右边接缝和右侧三角板下边与右侧前斜板左边接缝分别划分为两段,采用分段对称跳焊方式,焊接左侧三角板下边与前斜板右边接缝和右侧三角板下边与前斜板左边接缝处的外表面缝隙;
3-6,采用对称焊方式,焊接动力舱盖板左边与左侧三角板上边接缝和动力舱盖板右边与右侧三角板上边接缝处的外表面缝隙;
3-7,将尾甲板左边与左侧板后边接缝和尾甲板右边与右侧板后边接缝分别划分为三段,采用分段对称跳焊方式,焊接尾甲板左边与左侧板后边接缝和尾甲板右边与右侧板后边接缝处的外表面缝隙;
3-8,焊接左前侧板后边与左侧板前边中段接缝、驾驶窗板左边与左侧板前边上段接缝和灯框板左边和前下板左边与左前侧板前边接缝处的外表面缝隙;
3-9,焊接右前侧板后边与右侧板前边中段接缝、驾驶窗板右边与右侧板前边上段接缝和灯框板右边和前下板右边与右前侧板前边接缝处的外表面缝隙;
3-10,按以上顺序焊接装甲车车体内的内表面缝隙;
第四步,装甲车车体去除焊接应力:采用振动时效方式去除装甲车车体的焊接应力,采用领航者振动时效消除应力专家系统先后在33Hz频率下振动10min、37Hz频率下振动8min、66Hz频率下振动8min、74Hz频率下振动8min和80Hz频率下振动6min即可;
或者,采取整体热处理方式去除装甲车车体的焊接应力,在台车式回火电阻炉中进行;
采用进口瑞典钢板DOMEX Protect500钢板制作的装甲车车体在台车式回火电阻炉中加热至150-180℃,保温20±2h,空冷;
采用685钢板(30MnCrNiMo)制作的装甲车车体在台车式回火电阻炉中加热至180-220℃,保温20±2h,空冷;
第五步,拆去工艺加强筋:装甲车车体焊接完成并去除焊接应力后,对各工艺加强筋进行拆除。
所述第一步,布置工艺加强筋,是在装甲车车体的以下部位点焊工艺加强筋:在顶甲板的左边缘点焊顶甲板左边缘工艺加强筋,在顶甲板的右边缘点焊顶甲板右边缘工艺加强筋,分别在左/右侧板前门的边缘点焊左/右侧板前门边缘工艺加强筋,在顶甲板的后边缘点焊顶甲板后边缘工艺加强筋,分别在左/右侧板的中部下边缘点焊左/右侧板中部下边缘工艺加强筋,分别左/右侧板的后边缘点焊左/右侧板后边缘工艺加强筋,在动力舱盖板的后边缘点焊动力舱盖板后边缘工艺加强筋,在动力舱盖板的前边缘点焊动力舱盖板前边缘工艺加强筋,在灯框板的上边缘点焊灯框板上边缘工艺加强筋,在灯框板的下边缘点焊灯框板下边缘工艺加强筋,左侧前板的上边缘点工艺加强筋,在右前侧板的上边缘点焊工艺加强筋,在尾甲板的上边缘点焊尾甲板上边缘工艺加强筋,在尾甲板的上部左边缘点焊尾甲板上部左边缘工艺加强筋,在尾甲板的下部左边点焊尾甲板下部左边缘工艺加强筋,在尾甲板的上部右边缘点焊尾甲板上部右边缘工艺加强筋,在尾甲板的下部右边缘点焊尾甲板下部右边缘工艺加强筋,在尾甲板的下边缘点焊尾甲板下边缘工艺加强筋。
所述各工艺加强筋与边缘的距离为30mm-40mm,均采用方钢管(P50-14)制作。
本发明具有以下有益效果:
通过对装甲车车体的焊接采用以上的技术方案,保证了装甲车车体焊后的尺寸一致性和甲车车体焊后的空间尺寸,以达到了设计要求,并使装甲车车体和底盘合型顺利,提高了装配效率,保证了产品质量。
附图说明
下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述。
图1是本发明所述的装甲车车体上的接缝分布示意图;
图2是图1的俯视图;
图3是在装甲车车体上布置工艺加强筋的立体图之一;
图4是在装甲车车体上布置工艺加强筋的立体图之二。
图中:1-左侧板上边与顶甲板左边接缝,2-右侧板上边与顶甲板右边接缝,3-驾驶窗板上边与顶甲板前边接缝,4-尾甲板上边与顶甲板后边接缝,5-驾驶窗板下边与动力舱盖板后边接缝,6-灯框板上边与动力舱盖板前边接缝,7-左前侧板上边与动力舱盖板左边接缝,8-右前侧板上边与动力舱盖板右边接缝,9-左侧三角板下边与左侧前斜板右边接缝,10-右侧三角板下边与右侧前斜板左边接缝,11-动力舱盖板左边与左侧三角板上边接缝,12-动力舱盖板右边与右侧三角板上边接缝,13-尾甲板左边与左侧板后边接缝,17-尾甲板右边与右侧板后边接缝,14-左前侧板后边与左侧板前边中段接缝,18-右前侧板后边与右侧板前边中段接缝,15-驾驶窗板左边与左侧板前边上段接缝,19-驾驶窗板右边与右侧板前边上段接缝,16-灯框板左边和前下板左边与左前侧板前边接缝,20-灯框板右边和前下板右边与右前侧板前边接缝;30-装甲车车体,31-焊接机器人工作站-变位机;
41-顶甲板左边缘工艺加强筋,42-顶甲板右边缘工艺加强筋,43-左/右侧板前门边缘工艺加强筋,44-顶甲板后边缘工艺加强筋,45-左/右侧板中部下边缘工艺加强筋,46-左/右侧板后边缘工艺加强筋,47-动力舱盖板后边缘工艺加强筋,48-动力舱盖板前边缘工艺加强筋,49-灯框板上边缘工艺加强筋,50-灯框板下边缘工艺加强筋,51-左侧板前部上边缘工艺加强筋,52-右侧板前部上边缘工艺加强筋,53-尾甲板上边缘工艺加强筋,54-尾甲板上部左边缘工艺加强筋,55-尾甲板下部左边缘工艺加强筋,56-尾甲板上部右边缘工艺加强筋,57-尾甲板下部右边缘工艺加强筋,58-尾甲板下边缘工艺加强筋。
具体实施方式
本发明所述的装甲车车体由左侧板、右侧板、左前侧板、右前侧板、左侧三角板、右侧三角板、顶甲板、驾驶窗板、动力舱盖板、尾甲板、灯框板、前斜板等零部件连接(先榫卯后焊接)构成,形成箱式结构。
实施例一:参见图1、图2、图3和图4,所述的减小装甲车车体变形的焊接加工方法,其特征是包括以下步骤:
第一步,在装甲车车体上布置工艺加强筋:所述装甲车车体30采用进口瑞典钢板DOMEX Protect500钢板或者代号为685的钢板(即30MnCrNiMo钢板)制作;在通过榫卯连接形成箱式结构的装甲车车体上点焊工艺加强筋形成框架结构;以减少焊接变形;
第二步,安装装甲车车体;将点焊工艺加强筋形成框架结构的装甲车车体30安装在焊接机器人工作站-变位机31上,装甲车车体能够360°旋转;以便调整接缝使其达到最佳焊接位置,便于对装甲车车体进行施焊;
第三步,按以下顺序采用分段对称跳焊的方式焊接各接缝隙;
3-1,将左侧板上边与顶甲板左边接缝1和右侧板上边与顶甲板右边接缝2,分别划分为三段,采用分段对称跳焊方式,焊接左侧板上边与顶甲板左边接缝1和右侧板上边与顶甲板右边接缝2处的外表面缝隙;(分段对称跳焊:将环形焊缝或对称焊缝分成若干段,按预定次序和方向对称间隔施焊,完成整条焊缝的焊接法。)
3-2,将驾驶窗板上边与顶甲板前边接缝3和尾甲板上边与顶甲板后边接缝4,分别划分为两段,采用分段对称跳焊方式,焊接驾驶窗板上边与顶甲板前边接缝3和尾甲板上边与顶甲板后边接缝4处的外表面缝隙;
3-3,将驾驶窗板下边与动力舱盖板后边接缝5和灯框板上边与动力舱盖板前边接缝6分别划分为两段,采用分段对称跳焊方式,焊接驾驶窗板下边与动力舱盖板后边接缝5和灯框板上边与动力舱盖板前边接缝6处的外表面缝隙;
3-4,将左前侧板上边与动力舱盖板左边接缝7和右前侧板上边与动力舱盖板右边接缝8分别划分为两段,采用分段对称跳焊方式,焊接左前侧板上边与动力舱盖板左边接缝7和右前侧板上边与动力舱盖板右边接缝8处的外表面缝隙;
3-5,将左侧三角板下边与左侧前斜板右边接缝9和右侧三角板下边与右侧前斜板左边接缝10分别划分为两段,采用分段对称跳焊方式,焊接左侧三角板下边与前斜板右边接缝9和右侧三角板下边与前斜板左边接缝10处的外表面缝隙;
3-6,采用对称焊方式,焊接动力舱盖板左边与左侧三角板上边接缝11和动力舱盖板右边与右侧三角板上边接缝12处的外表面缝隙;
3-7,将尾甲板左边与左侧板后边接缝13和尾甲板右边与右侧板后边接缝17分别划分为三段,采用分段对称跳焊方式,焊接尾甲板左边与左侧板后边接缝13和尾甲板右边与右侧板后边接缝17处的外表面缝隙;
3-8,焊接左前侧板后边与左侧板前边中段接缝14、驾驶窗板左边与左侧板前边上段接缝15和灯框板左边和前下板左边与左前侧板前边接缝16处的外表面缝隙;
3-9,焊接右前侧板后边与右侧板前边中段接缝18、驾驶窗板右边与右侧板前边上段接缝19和灯框板右边和前下板右边与右前侧板前边接缝20处的外表面缝隙;
3-10,按以上顺序焊接装甲车车体内的内表面缝隙;
此焊接顺序主要是为减少装甲车车体焊接过程中焊接应力集中,保证整个车体的均衡性,尽量减少焊接变形。
第四步,装甲车车体去除焊接应力:采用振动时效方式去除装甲车车体的焊接应力,采用领航者振动时效消除应力专家系统先后在33Hz频率下振动10min、37Hz频率下振动8min、66Hz频率下振动8min、74Hz频率下振动8min和80Hz频率下振动6min即可;
“领航者振动消除应力专家系统”是北京翔博科技有限责任公司研制生产的,解决了振动消除应力技术起源几十年未解决的障碍性难题.完全可取代以消除应力为目的的热时效。出版源《数控机床市场》, 2008, 第3期:90-91。
第五步,拆去工艺加强筋:装甲车车体焊接完成并去除焊接应力后,对各工艺加强筋进行拆除。
所述第一步,布置工艺加强筋,是在装甲车车体30的以下部位点焊工艺加强筋:在顶甲板的左边缘点焊顶甲板左边缘工艺加强筋41,在顶甲板的右边缘点焊顶甲板右边缘工艺加强筋42,分别在左/右侧板前门的边缘点焊左/右侧板前门边缘工艺加强筋43,在顶甲板的后边缘点焊顶甲板后边缘工艺加强筋44,分别在左/右侧板的中部下边缘点焊左/右侧板中部下边缘工艺加强筋45,分别左/右侧板的后边缘点焊左/右侧板后边缘工艺加强筋46,在动力舱盖板的后边缘点焊动力舱盖板后边缘工艺加强筋47,在动力舱盖板的前边缘点焊动力舱盖板前边缘工艺加强筋48,在灯框板的上边缘点焊灯框板上边缘工艺加强筋49,在灯框板的下边缘点焊灯框板下边缘工艺加强筋50,左前侧板的上边缘点焊工艺加强筋51,在右前侧板的上边缘点焊工艺加强筋52,在尾甲板的上边缘点焊尾甲板上边缘工艺加强筋53,在尾甲板的上部左边缘点焊尾甲板上部左边缘工艺加强筋54,在尾甲板的下部左边点焊尾甲板下部左边缘工艺加强筋55,在尾甲板的上部右边缘点焊尾甲板上部右边缘工艺加强筋56,在尾甲板的下部右边缘点焊尾甲板下部右边缘工艺加强筋57,在尾甲板的下边缘点焊尾甲板下边缘工艺加强筋58。
所述各工艺加强筋与边缘的距离为30mm-40mm,均采用方钢管(P50-14)制作。
实施例二:参见图1、图2、图3和图4,所述装甲车车体采用进口瑞典钢板DOMEXProtect500钢板制作,采取整体热处理方式去除装甲车车体的焊接应力,在台车式回火电阻炉(RT-800×350×200-7)中进行,加热至150-180℃,保温20±2h,空冷。其余与实施例一相同。
实施例三:参见图1、图2、图3和图4,所述装甲车车体采用685钢板(30MnCrNiMo)制作,采取整体热处理方式去除装甲车车体的焊接应力,在台车式回火电阻炉中加热至180-220℃,保温20±2h,空冷。其余与实施例一相同。
Claims (3)
1.一种减小装甲车车体变形的焊接加工方法,其特征是包括以下步骤:
第一步,在装甲车车体上布置工艺加强筋:所述装甲车车体(30)采用进口瑞典钢板DOMEX Protect500钢板或者30MnCrNiMo钢板制作;在通过榫卯连接形成箱式结构的装甲车车体上点焊工艺加强筋形成框架结构;
第二步,安装装甲车车体;将点焊工艺加强筋形成框架结构的装甲车车体(30)安装在焊接机器人工作站-变位机(31)上,装甲车车体能够360°旋转;
第三步,按以下顺序采用分段对称跳焊的方式焊接各接缝隙;
3-1,将左侧板上边与顶甲板左边接缝(1)和右侧板上边与顶甲板右边接缝(2),分别划分为三段,采用分段对称跳焊方式,焊接左侧板上边与顶甲板左边接缝(1)和右侧板上边与顶甲板右边接缝(2)处的外表面缝隙;
3-2,将驾驶窗板上边与顶甲板前边接缝(3)和尾甲板上边与顶甲板后边接缝(4),分别划分为两段,采用分段对称跳焊方式,焊接驾驶窗板上边与顶甲板前边接缝(3)和尾甲板上边与顶甲板后边接缝(4)处的外表面缝隙;
3-3,将驾驶窗板下边与动力舱盖板后边接缝(5)和灯框板上边与动力舱盖板前边接缝(6)分别划分为两段,采用分段对称跳焊方式,焊接驾驶窗板下边与动力舱盖板后边接缝(5)和灯框板上边与动力舱盖板前边接缝(6)处的外表面缝隙;
3-4,将左前侧板上边与动力舱盖板左边接缝(7)和右前侧板上边与动力舱盖板右边接缝(8)分别划分为两段,采用分段对称跳焊方式,焊接左前侧板上边与动力舱盖板左边接缝(7)和右前侧板上边与动力舱盖板右边接缝(8)处的外表面缝隙;
3-5,将左侧三角板下边与左侧前斜板右边接缝(9)和右侧三角板下边与右侧前斜板左边接缝(10)分别划分为两段,采用分段对称跳焊方式,焊接左侧三角板下边与左侧前斜板右边接缝(9)和右侧三角板下边与右侧前斜板左边接缝(10)处的外表面缝隙;
3-6,采用对称焊方式,焊接动力舱盖板左边与左侧三角板上边接缝(11)和动力舱盖板右边与右侧三角板上边接缝(12)处的外表面缝隙;
3-7,将尾甲板左边与左侧板后边接缝(13)和尾甲板右边与右侧板后边接缝(17)分别划分为三段,采用分段对称跳焊方式,焊接尾甲板左边与左侧板后边接缝(13)和尾甲板右边与右侧板后边接缝(17)处的外表面缝隙;
3-8,焊接左前侧板后边与左侧板前边中段接缝(14)、驾驶窗板左边与左侧板前边上段接缝(15)和灯框板左边和前下板左边与左前侧板前边接缝(16)处的外表面缝隙;
3-9,焊接右前侧板后边与右侧板前边中段接缝(18)、驾驶窗板右边与右侧板前边上段接缝(19)和灯框板右边和前下板右边与右前侧板前边接缝(20)处的外表面缝隙;
3-10,按以上顺序焊接装甲车车体内的内表面缝隙;
第四步,装甲车车体去除焊接应力:采用振动时效方式去除装甲车车体的焊接应力,采用领航者振动时效消除应力专家系统先后在33Hz频率下振动10min、37Hz频率下振动8min、66Hz频率下振动8min、74Hz频率下振动8min和80Hz频率下振动6min即可;
或者,采取整体热处理方式去除装甲车车体的焊接应力,在台车式回火电阻炉中进行;
采用进口瑞典钢板DOMEX Protect500钢板制作的装甲车车体在台车式回火电阻炉中加热至150-180℃,保温20±2h,空冷;
采用685钢板制作的装甲车车体在台车式回火电阻炉中加热至180-220℃,保温20±2h,空冷;
第五步,拆去工艺加强筋:装甲车车体焊接完成并去除焊接应力后,对各工艺加强筋进行拆除。
2.根据权利要求1所述的减小装甲车车体变形的焊接加工方法,其特征是,所述第一步,布置工艺加强筋,是在装甲车车体(30)的以下部位点焊工艺加强筋:在顶甲板的左边缘点焊顶甲板左边缘工艺加强筋(41),在顶甲板的右边缘点焊顶甲板右边缘工艺加强筋(42),分别在左/右侧板前门的边缘点焊左/右侧板前门边缘工艺加强筋(43),在顶甲板的后边缘点焊顶甲板后边缘工艺加强筋(44),分别在左/右侧板的中部下边缘点焊左/右侧板中部下边缘工艺加强筋(45),分别在左/右侧板的后边缘点焊左/右侧板后边缘工艺加强筋(46),在动力舱盖板的后边缘点焊动力舱盖板后边缘工艺加强筋(47),在动力舱盖板的前边缘点焊动力舱盖板前边缘工艺加强筋(48),在灯框板的上边缘点焊灯框板上边缘工艺加强筋(49),在灯框板的下边缘点焊灯框板下边缘工艺加强筋(50),在左前侧板上边缘点焊工艺加强筋(51),在右前侧板上边缘点焊工艺加强筋(52),在尾甲板的上边缘点焊尾甲板上边缘工艺加强筋(53),在尾甲板的上部左边缘点焊尾甲板上部左边缘工艺加强筋(54),在尾甲板的下部左边点焊尾甲板下部左边缘工艺加强筋(55),在尾甲板的上部右边缘点焊尾甲板上部右边缘工艺加强筋(56),在尾甲板的下部右边缘点焊尾甲板下部右边缘工艺加强筋(57),在尾甲板的下边缘点焊尾甲板下边缘工艺加强筋(58)。
3.根据权利要求2所述的减小装甲车车体变形的焊接加工方法,其特征是:所述各工艺加强筋与边缘的距离为30mm-40mm,均采用方钢管制作。
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