CN106826124B - 网架杆件的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网架杆件的加工方法，其技术方案要点是：包括切割下料；坡口成型；内壁除锈；内壁涂覆；杆件装配；杆件焊接；焊缝返修；抛丸除锈；杆件涂装；杆件标号等十个步骤，使杆件在与锥头进行焊接前对其内壁进行除锈处理，去除杆件内壁生锈的部分，避免结构疏松的铁锈吸收水分而加速杆件锈蚀的速度，减弱网架杆件因为锈蚀而对其抗压及抗拉强度的影响，减少安全事故发生的概率。

Description

网架杆件的加工方法

技术领域

本发明涉及一种建筑网架结构，特别涉及一种网架杆件的加工方法。

背景技术

网架结构,是一种大跨度、大面积、大空间的建筑物屋顶结构，它特别适合于大型工业厂房、大型的体育建筑、大型的公共建筑以及飞机场建筑等，而且近几年来，网架结构的应用也扩展到装饰用网架。

网架结构是通过网架杆件与网架球连接而组成的一个金属网架结构，而网架杆件是组成网架结构中必不可少的一部分。

目前，传统的网架杆件主要由杆件主体、锥头、封板、套筒、高强度螺栓以及销轴等组成。

在进行生产时，通常采用以下制作工艺进行生产，切割下料→坡口清理→将高强度螺栓、锥头、与杆件配合→在二氧化碳气体保护双头自动焊机上环焊→焊缝返修→焊接检验→喷砂除锈→装涂编号。

由于网架本身采用的钢材防腐蚀性能不是很好，容易受到环境的影响产生铁锈，然而该工艺对网架杆件的防腐蚀性能的加强还有待提升，现有技术中，虽然有对杆件进行除锈的这一阶段，但是，大多在网架杆件焊接结束后对网架杆件的表面进行清理除锈,并没有对杆件的内壁进行除锈，由于在杆件进行使用前，在空气中已经暴露了一端时间，杆件的内壁中有可能会生成结构较为疏松的铁锈，铁锈容易吸附空气中的氧气以及水蒸气，对杆件进行封堵后，自身内壁生成的铁锈处会继续和水以及氧气发生化学反应，杆件容易从内壁开始发生锈蚀，从而导致其抗压及抗拉强度降低，发生安全事故的概率较大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种加强内壁防锈蚀性能的网架杆件的加工方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种网架杆件的加工方法，包括以下步骤：

A、切割下料，采用检测合格的Q345钢材料的管材，通过切割机切割下料形成杆件；

B、坡口成型，通过磨削机对切割后的杆件进行磨削加工，形成坡口；

C、杆件装配，将杆件通过专用装夹夹具使其与检测合格的锥头进行组装，组成网架杆件；

D、杆件焊接，网架杆件装配完毕后，对其进行焊接；

E、焊缝返修，对杆件与锥头的焊缝进行抗拉强度检验；

F、抛丸除锈，对网架杆件进行抛丸除锈；

G、杆件涂装，对杆件表面进行涂料的喷涂；

H、杆件标号，对涂装完成后的杆件进行标号；

在坡口成型与杆件装配工序之间，依次增加内壁除锈工序以及内壁涂覆工序，内壁涂覆工序包括将杆件两端的内壁涂覆粒径≤0.075μm的纯石墨粉。

通过上述技术手段，减小杆件内壁的锈蚀面积，使结构较为疏松的铁锈不易吸收杆件内壁的水分，由于杆件的两端用于与锥头焊接，焊接产生的高温会使涂覆于杆件两端的纯石墨粉与杆件内壁的氧气反应生成二氧化碳，使杆件内壁的氧气含量较少，进而减小杆件内壁与水、氧气发生氧化反应的速率，降低杆件内壁锈蚀的速率，延长网架杆件的使用寿命，降低安全事故发生的概率；粒径较小的纯石墨粉还可以起到润滑的作用，方便锥头卡合于杆件的两端，减小工作人员的劳动强度。

优选的：杆件装配工序中，使用锥头对杆件的一端进行封堵，杆件未进行封堵的一端插入一根通有二氧化碳的连接管、并对杆件内部进行充气，杆件未进行封堵的一端有二氧化碳溢出后停止充气、并将连接管取出，将杆件未封堵的一端的内壁重新涂覆一层纯石墨粉、并对杆件进行封堵。

通过上述技术手段，由于杆件与锥头进行焊接时会产生高温，网架杆件与锥头焊接处的内壁也持续处于高温下，又由于高温下铁与氧气的反应会加快、且铁不易与二氧化碳反应，持续通入二氧化碳后，网架杆件焊接处的内壁与氧气隔绝，减弱了网架杆件焊接处产生氧化反应的速率，并且，高温下，纯石墨粉中的碳会与内壁中的氧气反应生成二氧化碳而消耗内壁中的氧气，使网架杆件的内壁不易与氧气接触而发生反应，减弱网架杆件锈蚀的速率，使网架杆件的抗拉强度及抗压强度不易改变，减小安全事故发生的概率。

优选的：在通气管向杆件内部充气的同时，工作人员向杆件的中段填充磷酸二氢铵，当杆件的端部有二氧化碳气体溢出后，将连接管于杆件的内壁中取出。

通过上述技术手段，由于磷酸二氢铵的吸湿率较高，能减少杆件内壁的水蒸气含量，降低杆件内壁的与水、氧气发生化学反应的速率；磷酸二氢铵吸热分解，杆件与锥头焊接处位于杆件的两端，焊接处的温度不易传导至杆件的中段，位于杆件中段的磷酸二氢铵不易在焊接时受到高温的影响而分解，靠近杆件两端的磷酸二氢铵受热分解会在杆件内壁生成一层玻璃状薄膜残留覆盖物，隔绝杆件受热部分的内壁与氧气接触，减弱其发生氧化反应的速率，减小网架杆件锈蚀的速率；又由于磷酸二氢铵吸热分解，具有较好的冷却作用，当网架杆件安装处发生火灾后，网架杆件可以起到部分吸热的作用，延长网架杆件在火灾中工作的时长，减小火灾的影响，同时，工作人员对杆件的内壁进行磷酸二氢铵填充时，不需要对杆件的内壁进行全方位的涂覆便可以起到吸湿的作用，即延缓杆件的内壁锈蚀的速率，大大减少人工成本，延长网架杆件的使用寿命。

优选的：内壁除锈工序包括通过高压水射流对杆件的内壁进行除锈。

通过上述技术手段，通过高压水射流对杆件的内壁进行处理，去除杆件内壁的锈迹、氧化皮、脱碳层等，由于网架杆件的工作环境的需要，多数杆件的长度较长，清理较为复杂，通过高压水射流可以将杆件内壁的这些杂质带离杆件，消除了传统磨削、酸洗带来的弊端，经济环保，加工高效，易操作，同时，由于后期需对杆件的外表面进一步的加工，前期对杆件表面进行处理的话容易造成二次清理，浪费人力物力，故仅对杆件的内壁进行处理，节省资源的损耗。

优选的：在进行抛丸除锈工序时，将网架杆件放置于打毛粗化抛丸清理机内，进行打毛粗化。

通过上述技术手段，由于网架杆件的表面处理的好坏直接影响后期涂层的附着力、外观、涂层的耐潮湿及耐腐蚀等方面，网架杆件使用一段时间后，喷涂于网架杆件表面的涂层常常会因为与网架杆件表面的附着力较弱而成片脱落，暴露于空气中的网架杆件会与空气中的氧气及水蒸气接触发生锈蚀，网架杆件各部分的应力发生改变，容易发生安全事故，通过抛丸处理，使网架杆件表面的粗糙度增加，即增加网架杆件的表面与涂层之间的附着力，使涂料更易附着在网架杆件的表面，使其不易脱落，同时，改变网架杆件的焊接拉应力为压应力，使网架杆件表面的机械性能得到改善，提高网将案件的抗疲劳性，提高网架杆件的使用寿命，减小安全事故发生的概率。

优选的：所述内壁除锈工序与二氧化碳通气工序之间增加杆件除水工序，即通过使用脱脂棉对杆件进行吸水擦拭，将擦拭干净的杆件置于干燥的通风处进行风干。

通过上述技术方案，使杆件的内壁水分较少，进行风干时也不易与空气中的水分及氧气产生反应，减小网架杆件的内壁锈蚀的速度，减弱网架杆件锈蚀的速率，使网架杆件的抗拉强度及抗压强度不易改变，减小安全事故发生的概率。

优选的：杆件焊接时，将网架杆件放置于双头自动焊接机床上，网架杆件的焊接处的外侧设置有通气管，所述通气管包括输出端和输入端，所述通气管用于使二氧化碳气体从输入端输入至通气管内、并通过输出端流向网架杆件的焊接处，所述通气管于网架杆件进行焊接前开始工作。

通过上述技术手段，由于杆件与锥头焊接时，焊接产生的高温熔池不稳定会和空气中的氧气发生氧化反应，造成密集气孔，属于严重的焊接缺陷，持续通入二氧化碳会使焊接产生的高温熔池与大部分氧气隔绝，减小密集气孔现象产生的概率，减小网架杆件锈蚀的速率，减弱网架杆件因为锈蚀而对其抗压及抗拉强度的影响，减少安全事故发生的概率。

优选的：所述杆件的直径为a，网架杆件的表面距输出端所在水平面的最短距离为b，所述输出端距网架杆件中心线的竖直方向上的最短距离为c，所述通气管与水平面的夹角小于Arctan（a+b）/c、大于Arctanb/c。

通过上述技术手段，使网架杆件在焊接时产生的高温熔池内的液态金属受到一个背向重力方向的力，减小重力对焊接时产生的液态金属流动方向的影响，同时，限定通气管的角度，减少二氧化碳气体的损耗，提高二氧化碳的利用率。

优选的：网架杆件焊接结束后，通气管持续通气，网架杆件于双头自动焊接机床上继续转动，待温度降至235°以下时停止转动，通气管停止通气。

通过上述技术手段，由于焊接结束后网架杆件的焊接处一段时间内还处于高温阶段，持续二氧化碳使网架杆件的焊接处不易与空气中的氧气产生化学反应，减小网架杆件锈蚀的速率，又由于磷酸二氢铵的熔点为235°，网架杆件转动过程中会使部分融化后的磷酸二氢铵均匀附着与杆件的内壁上，使其受到网架杆件产生的向心力的影响不易流向杆件的两端，同时，使焊接后的网架杆件可以在常温中缓慢降温，持续转动的杆件使焊接处的降温较为均匀，避免其急剧降温产生马氏体、贝氏体以及残余奥氏体等不稳定组织而影响网架杆件焊接处的韧性，减小安全事故的发生概率。

优选的：在进行抛丸除锈这一工序时，当网架杆件的表面的除锈等级达到sa2.5级后，再进行杆件涂装这一工序。

通过上述技术手段，使喷涂于网架杆件表面的涂层不易脱落，提高涂层的附着力，增强涂层附着于网架杆件表面的时间，减小网架杆件表面锈蚀现象或涂层鼓起现象发生的概率，提高涂料中的基料分子与网架杆件表面极性基团的范德华引力，延长网架杆件的使用寿命。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：使网架杆件的内壁不易发生锈蚀，增强网架杆件对涂料的附着力，延长网架杆件与空气隔离的时间，减小网架杆件锈蚀及发生安全事故的概率。

具体实施方式

一种网架杆件的加工方法，该处理方法包括以下步骤：

A、切割下料，采用检测合格的Q345钢材料的管材，通过自动切割机切割下料形成杆件。

B、坡口成型，通过磨削机对切割后的杆件进行磨削加工，形成坡口，通过磨削机磨削加工，使杆件坡口处的形变程度较小。

C、内壁除锈，通过高压水射流对杆件的内壁进行除锈。

杆件除水, 对除锈结束的杆件的内壁使用脱脂棉擦拭，然后将擦拭干净的杆件置于干燥的通风处进行风干。

D、内壁涂覆，在杆件的两端的内壁上涂覆一层粒径≤0.075μm的纯石墨粉，端口处着重涂覆。

F、杆件装配（二氧化碳通气、填充磷酸二氢铵），将杆件的一端使用锥头封堵，杆件未用锥头封堵的一端插入连接管，连接管的注入口置于杆件靠近封有锥头一段的三分之一处，连接管开始注入二氧化碳，当杆件远离注入口一端有二氧化碳溢出时，将磷酸二氢铵填充于杆件的中段，然后将持续注入二氧化碳的连接管缓慢移出杆件，对杆件未设有锥头的一端重新涂覆一层纯石墨粉、并使用锥头进行封堵。

G、杆件焊接，网架杆件装配完毕后，将其放置于双头自动焊接机床上进行焊接，杆件与锥头焊接处的外侧设有通有二氧化碳的通气管，通气管包括输入端和输出端，输入端充入二氧化碳气体，输出端输出二氧化碳气体。

经试验，当网架杆件的直径为60mm，通气管距网架杆件中心线的竖直方向上的最短距离为90mm，网架杆件表面距输出端所在水平面的最短距离为30mm，通气管与水平面之间的角度大于25°小于60°时，二氧化碳与网架杆件的接触面积较大，二氧化碳的利用率较高；当通气管与水平面的夹角小于25°或大于60°时，经通气管吹出的二氧化碳气体不能很好的直接作用于网架杆件的焊接部分，二氧化碳气体的利用率较低。

当网架杆件的直径为80mm，通气管距网架杆件中心线的竖直方向上的最短距离为120mm，网架杆件表面距输出端所在水平面的最短距离为40mm，通气管与水平面之间的角度大于25°小于60°时，二氧化碳与网架杆件的接触面积较大，二氧化碳的利用率较高，当通气管与水平面的夹角小于25°或大于60°时，经通气管吹出的二氧化碳气体不能很好的直接作用于网架杆件的焊接部分，二氧化碳气体的利用率较低。

经试验所得，所述杆件的直径为a，网架杆件的表面距输出端所在水平面的最短距离为b，所述输出端距网架杆件中心线的竖直方向上的最短距离为c，所述通气管与水平面的夹角小于Arctan（a+b）/c,大于Arctanb/c。焊接结束后，通气管持续通气，网架杆件于双头自动焊接机床上继续转动，直至杆件与锥头的焊接处的温度低于磷酸二氢铵的熔点即235°时，通气管与双头自动焊接机停止工作。

H、焊缝返修，对杆件与锥头的焊缝进行抗拉强度检验。

I、抛丸除锈，对网架杆件放置于打毛粗化抛丸清理机内进行抛丸除锈，当网架杆件的表面达到sa2.5级时再进行下一涂料的喷涂步骤，避免网架本体表面的粗糙度，当网架杆件的表面粗糙度高于sa2.5级时，涂料缺乏必要的描固点，涂层完全固化后附着力较小，较短时间后附着于网架杆件表面的涂层便会成片脱落，进而导致网架杆件锈蚀速率加快，影响网架杆件的使用寿命；当网架杆件的表面粗糙度低于sa2.5级时，网架杆件的表面容易产生峰点，涂料不能完全遮盖住网架杆件的表面，容易导致网架杆件表面产生锈蚀，影响网架杆件的使用寿命。

J、杆件涂装，对杆件表面进行涂料的喷涂。

K、杆件标号，对涂装完成后的杆件进行标号。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种网架杆件的加工方法，包括以下步骤：

A、切割下料，采用检测合格的Q345钢材料的管材，通过切割机切割下料形成杆件；

B、坡口成型，通过磨削机对切割后的杆件进行磨削加工，形成坡口；

C、杆件装配，将杆件通过专用装夹夹具使其与检测合格的锥头进行组装，组成网架杆件；

D、杆件焊接，网架杆件装配完毕后，对其进行焊接；

E、焊缝返修，对杆件与锥头的焊缝进行抗拉强度检验；

F、抛丸除锈，对网架杆件进行抛丸除锈；

G、杆件涂装，对杆件表面进行涂料的喷涂；

H、杆件标号，对涂装完成后的杆件进行标号；

其特征在于:在坡口成型与杆件装配工序之间，依次增加内壁除锈工序以及内壁涂覆工序，内壁涂覆工序包括将杆件两端的内壁涂覆粒径≤0.075μm的纯石墨粉。

2.根据权利要求1所述的网架杆件的加工方法，其特征在于：杆件装配工序中，使用锥头对杆件的一端进行封堵，杆件未进行封堵的一端插入一根通有二氧化碳的连接管、并对杆件内部进行充气，杆件未进行封堵的一端有二氧化碳溢出后停止充气、并将连接管取出，将杆件未封堵的一端的内壁重新涂覆一层纯石墨粉、并对杆件进行封堵。

3.根据权利要求2所述的网架杆件的加工方法，其特征在于：在通气管向杆件内部充气的同时，工作人员向杆件的中段填充磷酸二氢铵，当杆件的端部有二氧化碳气体溢出后，将连接管于杆件的内壁中取出。

4.根据权利要求3所述的网架杆件的加工方法，其特征在于：内壁除锈工序包括通过高压水射流对杆件的内壁进行除锈。

5.根据权利要求4所述的网架杆件的加工方法，其特征在于：在进行抛丸除锈工序时，将网架杆件放置于打毛粗化抛丸清理机内，进行打毛粗化。

6.根据权利要求5所述的网架杆件的加工方法，其特征在于：所述内壁除锈工序与二氧化碳通气工序之间增加杆件除水工序：通过使用脱脂棉对杆件进行吸水擦拭，将擦拭干净的杆件置于干燥的通风处进行风干。

7.根据权利要求6所述的网架杆件的加工方法，其特征在于：杆件焊接时，将网架杆件放置于双头自动焊接机床上，网架杆件的焊接处的外侧设置有通气管，所述通气管包括输出端和输入端，所述通气管用于使二氧化碳气体从输入端输入至通气管内、并通过输出端流向网架杆件的焊接处，所述通气管于网架杆件进行焊接前开始工作。

8.根据权利要求7所述的网架杆件的加工方法，其特征在于：所述杆件的直径为a，网架杆件的表面距输出端所在水平面的最短距离为b，所述输出端距网架杆件中心线的竖直方向上的最短距离为c，所述通气管与水平面的夹角小于Arctan（a+b）/c、大于Arctanb/c。

9.根据权利要求8所述的网架杆件的加工方法，其特征在于：网架杆件焊接结束后，通气管持续通气，网架杆件于双头自动焊接机床上继续转动，待温度降至235°以下时停止转动，通气管停止通气。

10.根据权利要求9所述的网架杆件的加工方法，其特征在于：在进行抛丸除锈这一工序时，当网架杆件的表面的除锈等级达到sa2.5级后，再进行杆件涂装工序。