第 埔全国珊代结构I 程学术研讨台 体育场钢结构桅杆端头的制造及质量控制 方鹏刘琰 自i # 女目m A 2 目镕目4 7 l 1 ) * l * 自自口十* # 睬T i # * j ”，t m f # 头* $ m 镕女# h # 镕m 。$ 女m n 目体目镕十 镕镕目* T f ”m m R m * & g * t 目：# 口“镕目d 女 一、引言 某新区体育场建设项目是读n 1 年度蟊点L 程其钢结构的主体结构充分体现出T 现代，时尚、简洁、动感的 蹬计理念。蚝主体钢结构总重2 0 5 9 吨整体结构由四根桅杆通过风绳斜拉，桅杆顶端的端头呈子弹头形状，形 成玻璃该建筑的主要特色性结构。该体育场是读市的标志性建筑，它的建成为该市增添了道觏丽的风景。图1 为体育场桅杆使用效果圈。谚项目中铡结构罩棚的四根主体桅杆子弹头形端头的制造是整个桅杆制造的难点，同 时也是对一个企业钢结构制造技术水平的考验。 图1 某体育场桅杆1 l 用效果图 二、制造过程及质量控制 子弹头形端头高4 m 巾口径4 0 0 唧。大口径z 。0 0 衄，纵向截面# 径14 2 1 1 越的弧线。f 弹头形端头的制造 要求高I 期紧。经过调研：如果对外委托加I 水仅难以保I 期，而且加工费用高- 预汁制造成本将增加 15 万，质量难以得到保证。因此，决定成立攻关小组。 ( 一) 主要技术难点及制约园蠢 目前，国内大型铆装钢结构中的旋转体都足手I 放样制作抬具进行热冲压而成的。由f 于弹头形端头的结构 较为特殊，若删此方法制作胎具，冲压过程巾斜度太大，不能保证成型效果。另外，铆装组对、焊接I 艺和施I 具有较太难度。主要体现在“F 技术难点： 1 、冲压胎具制作难度高 2 、热冲压成型难； 1 4 q RI n 4 # 2 0 0 5m W 第n 届仝国现代结构I 程学术研讨会 3 、冷校膨难度丈； 4 、焊接变形控制雌， 企业当时的状况有报多制约因素影响到子弹头形端头的制作，主要表现在： I 、电脑= 维制闰在牛产一线的应用还盲_ 定的差距现场人员运用起来还不是得心应手。 2 、手I 放样时间长、劳动生产翠低劳动强度大、占用 员多。 3 、冲过程必须连续进行设备维修量大。 4 、胎具制作难度大以往的制作方法做出的年能满足车次制造子弹头彤端头冲鹾的需要。 5 、7 弹头形端头本身的特殊结构，分块以后的冲雁件边缘是圆弧形，在冲压过程中周边容易起褶皱，导 致无法幢形。同时雨为其小口径仅仅4 0 0 皿，在耠其制作过程中还要加 切割余量，直径会更小，要将6 2 柚的 钢板压出内径只自3 0 0 曲靠右的弧度相与雨难。 6 、子弹头形端头胎具J tr 过大，校对过程比较斟难。 7 ，子弹头形端头高4 米，将硅丹成3 段冲展，每段又有4 片组对，保证各项尺寸甩难。 8 、f 弹头形端头壁岸只有2 2 曲冲爪、组对质量难虬保。 9 、焊接过程中，需要进行时称焊接，宁阿狭小天气炎热，旖T 环境不利焊接质量难以保证。 ( 二) 采取的技术措擅 l ，运刚三维设“软件制作胎具 虽然于I 放样也日以将子弹头形端头的胎具制作出来但是制作出来的胎具不能使州，因为胎具的斜度太大， 严乖影响冲压质齄。子弹头彤端头高4 米整体冲压不可能，凼此，根据现有设备油压机的实际情况和钢板 尺寸。将于弹头形端头分成! 段，l 4 等升，实施分段冲爪。 胎儿制作的第一个关键问题是解缺斜度问题。将子弹头膨端头旋转个角度以后，胎且立筋就是一甚不规则 近似椭圆的弧线。用杆能电脑被样进行制作，根据f 弹盖形端头的尺寸，利用= 维霉件设计软件，绘制出立体尉 形( 见图1 ) 再根据胎其中的胎皮厚度对实体进行抽壳。 截取截面图形对蹦彤进行筛选樽出胎具的一维立体剖面圈( 见图2 ) 和基奉尺寸。 图1 = 维立体 三维立体剖面图2 任取得胎具的基奉数据U 后综台考虑胎具的反弹量和膨胀系数+ 设计出上下胎具的具体尺寸。制作成料 样奉后进行呼料、切割、组对、焊接、打磨路形荨T 序，这样就完成，胎县的初步制作。 2 、确定胎具的修形方案 子弹头形端头的纵截面轮廓为姐形，按照咀I L 艺制作的胎其还不能满足实际要求。在冲压过程中，料扳的 边缘成彤刚难，所以耍对胎其进行渊甓 ：腑具的两侧加上圆弧板以控制料板的成形。 在没有验T 艺的情况下我们先川块Q 2 3 5 h 扳进行了宜验验冲爪T 艺和成型技果。经过反复多次试验， 昂终确定了胎具的修自方案。 3 、解决端头冲胜目艇 由f 小n 的直径 小，扳厚加胎皮的厚度已经达到6 2 皿小口成型非常困难控制不好就变成T 椭圆给 组对t 序造成r 困难。为r 控制小c 】成型我们采取丁。次冲艟，即冲压时不是次到位而是冲压到半时 提起冲头，加垫铣照热惨形后再冲爪到位。毗此解决小L I 成型q 腥。 第八脚全旧现代结构L 程学术研讨台 弹头形端头上胎具弹韭形端头下胎具弹头群端头整体内部组焊 子弹头形端头分= 段冲压，最h 段规稿为f 1 0 2 9 f4 0 0 1 0 0 0 ，由下两端直径相差较大在冲压的过程中 如果板材在胎具中F 降速度控制不好。层减温度过快，就台使子弹头形端盖产隹裙啦和托裂。根据以往的数据和 经验，调整上下胎其的冲爪涮隙和放料的位置控制料板在胎具内的J ：下速度子弹头形端头热冲爪后偏荐在 设计值内取得了满意的做果。 随后要进行的是q 段和F 段的冲压，巾段尺寸为：f 1 5 7 6 f 10 2 9 1 2 0 0 ，F 段的K 寸为：f2 0 0 0 f l5 7 6 1 8 0 0 。由于这两段的胎且尺寸相对较大，存冲压过程中要严格控制冲头的下落，稍有偏差就会引起料压偏- 造 成产品报废由于胎具是观曲面，冲压后无法枝形所咀必颂严格控制料的摆肢位置和启压温度及冲压速度。 4 、控制焊接变形 为了控制焊接变形选1 4 I 艺制造要求，找们首先将子弹头形端头进钉整体的组对，使中间部分焊接变彤得 到控制：然后再子弹头形端头上F 口扯，打是f 孚支掉从而控制子弹头形端头的变形。 5 、针对端头扳材厚度过小，采取合理的焊接t 艺 针对端头板材厚度过小，技术人员制定了音理的焊接工艺。首先在子弹头形端头的外侧焊接四层咀后然后 进入子弹头形端头的内部进行清根、焊接，内口焊接完毕后，再问到外面继续施焊。焊接时由两名焊工进行对称 焊接，这样就可阻更好的控制焊接变形量。在焊接过程巾，严格控制焊接电流和速度随时跟踪检青尺寸，及时 根据现场宴际情况调整施1 。通过频繁的掉转、翻动于弹头彤端头“及采用音理晌埠接I 艺确保丁子弹头形瑞 头的制造扭满的完成。 吊装时子弹头形端头1 吊装对子弹头形端头2桅杆吊装后雄姿i桅杆吊装后雄姿2 三、结语 通过在于弹头形端头制作过程中的探索，我们完整地总结出r 一整套于弹头形端头4 4 连I 艺。填补了我公司 冲压I 艺的空白整理编制的子弹头形端头冲压标准I 艺规程收录进集引公司封头、过渡段热冲压i 艺规程： 整理编铷的子弹头形端头制造I 艺焊接艺憧录进集团公司钢结构制造标准艺。