八钢管相贯线切割和球节点制作

1、(八) 钢管相贯线切割和球节点制作1 相贯线两立体相交的表面交线称为相贯线28。其特点是相贯线上的点为立体相交两表面的共有点，相贯线为立体两表面的共有线。在网架结构工程中，其基本构件是钢管和节点，钢管与钢管连接（图5-7、5-8）、桁架连接（图5-9）、钢管与球形节点连接（图5-10），其连接面是一条空间曲线，这条曲线就是相贯线。图5-7 钢管与节点连接图5-8 钢管与钢管的连接图5-9 桁架连接图5-10 钢管与球形节点连接2 相贯线切割设备所谓相贯线切割29，是单指对钢管及各种环形材料结合处相贯线孔、相贯线端部、弯头（虾米节）进行自动计算和切割的设备。主要适用于各类管网结构领域，如建筑、化

2、工、造船、机械工程、冶金、电力等。相比平面坡口切割设备来看，相贯线切割由于需要考虑待加工管网结构形式及多面坡口切割需要，设备可按设计轴和联动轴分为三轴两联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动和九轴五联动等多种规格型号，常用设备是数控相贯线切割机，分为数控火焰相贯线切割机（图5-11）和数控等离子相贯线切割机（图5-12）两类。数控相贯线切割机从功能上是将制作样板、划线、人工放样、手工切割、人工打磨等繁复操作工艺综合，无需操作者计算、编程，只需输入管道相贯系统的管子半径、相交角度等参数，机器就能自动切割出管子的相贯线、相贯线孔以及焊接坡口。数控管子相贯线切割机采用数字化控制，各种机型在切割如工

3、时实现控制轴联运，具有切割各种相贯线、相贯孔功能；定角坡口、定点坡口、变角坡口切割功能；管子不圆度和偏心补偿功能。图5-11数控火焰相贯线切割机图5-12 数控等离子相贯线切割机3 管球加工管球加工是钢网架制作的基础，网架结构零部件使用的钢材和连接材料(包括焊接材料、普通螺栓、高强度螺栓等)和涂装材料必须符合有关规定的要求。1焊接空心球与杆件制作 焊接空心球节点主要由：空心球、钢管杆件、连接套管等零件组成。空心球制作工艺流程应为：下料加热冲压切边坡口拼装焊接检验。 (1)半球圆形坏料钢板应用乙炔氧气或等离子切割下料。下料后坯料直径允许偏差2.Omm，钢板厚度允许偏差05mm。坯料锻压的加热温度

4、应控制在900l1000C。半球成型，其坯料须在固定锻模具上热挤压成半个球型，半球表面应光滑平整，不应有局部凸起或折皱，壁减薄量不大于1.5mm。(2)毛坯半圆球可用普通车床切边坡口，坡口角度为：22.50300。不加肋空心球两个半球对装时，中间应余留2.Omm缝隙，以保证焊透(图5-13)。焊接成品的空心球，直径的允许偏差：当球直径小于等于300mm时，为15mm，直径大于300mm时，为25mm；圆度，当直径小于等于300mm，应小于2.Omm；对口错边量允许偏差应小于1.0mm。图5-13 不加肋的空心球(3)加肋空心球的肋板位置，应在两个半球的拼接环形缝平面处(图514)。加肋钢板应用

5、乙炔氧气切割下料，并外径留有加工余量，其内孔以D3D2割孔。板厚宜不加工，下料后应用车床加工成形，直径偏差-1.0mm。图5-14加肋的空心球(4)套管是钢管杆件与空心球拼焊连接定位件，应用同规格钢管剖切一部分圆周长度，经加热后在固定芯轴上成形。套管外径比钢管杆件内径小1.5mm，长度为4070mm(图515)。图5-15 加套管连接(5)空心球与钢管杆件连接时，钢管两端开坡口300，并在钢管两端头内加套管与空心球焊接，球面上相邻钢管杆件之间的缝隙a不宜小于l0mm(图516)。钢管杆件与空心球之间应留有2060mm缝隙予以焊透。图5-16 空心球节点连接(6)焊接球节点必须按设计采用的钢管杆

6、件与球焊成试件，进行单向轴心受拉和受压的承载力检验，其结果必须符合GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范的规定。(7)焊接球节点所有焊缝必须进行外观检查，并做出记录。对大中跨度钢管杆件的拉杆与球的对接焊缝，必须作无损探伤检验，其质量应符合现行国家标准有关规定。 2螺栓球节点制作 螺栓球节点主要由钢球、高强螺栓、锥头或封板、套筒等零件组成。(1)钢球、锥头、封板、套筒等原材料是圆钢采用锯床下料，下料后长度允许偏差为20mm，圆钢加热温度控制在90011000C 之间，分别在固定的锻模具上压制成型，对锻压件外观要求不得有裂纹或过烧。毛坯锥头、封板外径偏差1.5mm，钢球直径偏差15m

7、m，当圆度偏差D120mm时，为15mm；当D120mm时，为20mm。(2)螺栓球(钢球)加工应在车床上进行，其加工程序第一是加工定位工艺孔，第二是加工各弦杆孔。相邻螺孔角度必须以专用的夹具保证。螺纹按6H级精度加工，并符合国家标准普通螺纹公差与配合的规定。球中心在螺孔端面距离偏差02mm，相邻螺孔角度允许偏差为+20，螺纹有效长度为螺栓直径的13倍，同一轴线上两螺孔端面平行度0.2mm，每个球必须检验合格，打上操作者标记和安装球号(图517)，最后在螺纹处涂上黄油防锈。图5-17 螺栓球(3)螺栓球成品必须对最大的螺孔进行抗拉强度检验，其试件承载能力的要求，必须符合GB 50205-200

8、1钢结构工程施工质量验收规范的规定。 (4)高强度螺栓必须逐根进行表面硬度试验，一般采用10.9S高强度螺栓其硬度为HRC3236，高强度螺栓的承载力试验数量按同规格螺栓600只为一批，不足600只仍按一批计，每批取3只复检抗拉强度，检验合格后方可投入使用。(5)锥头、封板加工可在车床上讲行，焊接处坡口角度宜取300，内孔d可比螺栓直径大05mm，内孔与外径同轴度0.2mm，底厚度H+02mm，锥头、封板与钢管杆件配合间隙b=2.Omm，以保证底层全部熔透(图518)。图5-18 杆件端部连接焊缝(a)锥头与钢管连接；(b)封板与钢管连接(6)套筒外形尺寸应符合开口尺寸系列，要求经模锻后毛坯长

9、度L为+3.Omm，六角对边S1.5mm，六角对角D2.Omm。套筒加工长度L允许偏差0.2mm，两端面的平行度为03mm，内孔 d可比螺栓直径大1.0mm，套筒端部与紧固螺钉孔间距l不大于1.5倍小螺钉直径(图5-19)图5-19 套筒 3杆件制作与焊接 (1)钢管杆件下料前的质量检验：外观尺寸、品种、规格应符合设计要求。杆件下料应考虑到拼装后的长度变化。尤其是焊接球的杆件尺寸更要考虑到多方面的因素，如球的偏差带来杆件尺寸的细微变化，季节变化带来杆的偏差。因此杆件下料应慎重调整尺寸，防止下料以后带来批量性误差。 (2)杆件下料后应检查是否弯曲，如有弯曲应加以校正。杆件下料后应开坡口，焊接球杆

10、件壁厚在5mm以下，可不开坡口，螺栓球杆件必须开坡口。 (3)钢管杆件应用切割机或管子车床下料，下料后长度应放余量，钢管两端应做坡口300，钢管下料长度应预加焊接收缩量，如钢管壁厚6.0mm，每条焊缝放1015mm；壁厚8.0mm，每条焊缝放152.0mm。钢管杆件下料后必须认真清除钢材表面的氧化皮和锈蚀等污物，并采取防腐措施。(4)钢管杆件焊接两端加锥头或封板，长度是专门的定位夹具控制，以保证杆件的精度和互换性。采用手工焊，焊接成品应分三步到位：定长度点焊；底层焊(检验)；面层焊(检验)。当采用CO2气体保护自动焊接机床焊接钢管杆件，它只需要钢管杆件配锥头或封板后焊接自动完成一次到位，焊缝高

11、度必须大于钢管壁厚。杆件制作成品长度允许偏差1.0mm，两端孔中心与钢管两端轴线偏差不大于05mm。对接焊缝部位应在清除焊渣后涂刷防锈漆，检验合格打上焊工钢印和安装编号。(5)钢管杆件与封板或锥头的焊缝应进行抗拉强度检验，按同规格杆件300根为一批，不足300根仍按一批计，每批取3根复验，其承载能力应符合GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范的规定。 4管球加工允许偏差(表59至表511)表59 螺栓球加工的允许偏差 (mm)项 目允许偏差检验方法圆度d1201.5用卡尺和游标卡尺检查d1202.5同一轴线上两铣平面平行度d1200.2用百分表V形块检查d1200.3铣平面距球中心距离0.2用游标卡尺检查相邻两螺栓孔中心线夹角30用分度头检查两铣平面与螺栓孔轴线垂直度0.005r用百分表检查球毛坯直径d120+2.0-1.0用卡尺和游标卡尺检查d120+3.0-1.5注: d为螺栓球直径；t为壁厚。下同。表510 焊接球加工的允许偏差 (mm)项目允许偏差检验方法直径0.005