[发明专利]一种建筑网架结构的铝合金连接件及其加工方法

说明书

技术领域

本发明属于网架结构建筑领域，具体涉及一种建筑网架结构的铝合金连接件及其加工方法。

背景技术

目前，建筑网架结构主要采用钢构件。如图5示，网架结构主要包括球形节点(11)，钢管件(16)，锥头(15)，高强度螺栓(14)，套筒(13)及紧定螺钉(12)。球形节点为开有螺栓孔的螺栓球，锥头焊接在钢杆件的端部，螺栓穿过封头中心孔及套筒，紧定螺钉穿过套筒螺孔插在螺栓上的键槽内。通过转动紧定螺钉既可将螺栓拧入螺栓球内，又可将钢管件固定在球形节点上。

上述结构广泛应用于大型体育场馆，车站，商贸中心等。但钢构件比重大，易生锈的特性严重制约着它的使用范围，因此不锈钢构件和铝合金构件越来越多地被使用于网架结构中。然而现阶段不锈钢造价昂贵，比重大，不易焊接的特性仍是一项困扰建筑行业的难题，制约着它的使用量。铝合金构件，密度小，耐腐蚀，具有良好的机械性能。

铝合金焊接性能差，对于网架结构节点中封板与铝合金杆件的焊接会产生下列影响：焊接接头软化严重，强度系数低；铝合金表面易产生难容的氧化膜，需要大功率密度的焊接工艺；铝合金焊接接头易产生气孔、热裂纹；铝合金线性膨胀系数大，易产生焊接变形；铝合金导热率大（约为钢的4倍），相同焊接速度的热输入要比焊接钢材大2~4倍。

因此铝合金焊接要求采用能量密度大，焊接热输入大，焊接速度高的高效焊接方法。而现阶段先进的铝合金焊接方法主要为铝合金的搅拌摩擦焊接、激光焊接等。但是上述焊接设备昂贵，使用成本高，同时铝合金焊接工艺，焊接材料和焊接技术都有很高的要求，焊接质量不容易控制，严重影响铝合金构件在网架结构中的应用。

综上所述，本申请人提供一种建筑网架结构的铝合金连接件及其加工方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种建筑网架结构的铝合金连接件，以解决现有技术中钢构件比重大、易生锈和铝合金连接件焊接难等技术问题。

为解决上述问题，本申请人提供的具体技术方案为：一种建筑网架结构的铝合金连接件，包括从左到右依次安装的套筒、封板、高强螺栓和铝合金管件；其中，所述套筒和封板依次套设于高强螺栓上，套筒通过一设于套筒外周面上的紧实螺钉固定于高强螺栓；所述封板外周面上设有若干圈凸棱，封板压紧固定于铝合金管件一端，封板压紧时所述凸棱嵌入铝合金管件内壁。

进一步，所述靠近铝合金管件内侧的三圈凸棱的直径由内而外依次增大。

进一步，除去所述三圈凸棱以外剩下的若干圈凸棱的直径与所述三圈凸棱的最大直径相等。

本发明的另一目的在于提供一种建筑网架结构的铝合金连接件加工方法，以实现对铝合金连接件加工制作。

为实现上述目的，本申请人提供的具体技术方案为：一种建筑网架结构的铝合金连接件加工方法：（1）、设置一个具有模座和模具的挤压设备，所述模座及模具分成八瓣，八瓣式模座均匀分布且设置有弹簧，模具通过螺栓固定在模座上且平行于模座；

（2）、设置有中心孔的封板外缘开有若干圈凸棱且若干圈凸棱具有梯度，将封板放置于铝合金管件一端内，将组装好的铝合金连接件通过已经调校好高度的辊轮送入挤压设备内；

（3）、启动电机，驱动油泵输出高压油，高压油进入油缸驱动活塞，使模座产生径向收缩，实现模具对挤压设备内铝合金连接件的挤压。

（4）、挤压到位时，停止电机驱动油泵，电磁换向阀换向，油缸内柱塞反向运动，在弹簧力的作用下，模具反向张开，取出铝合金连接件，即完成铝合金组件的挤压连接。

铝合金管件与封板的挤压设备，其主要包括模座，模具，挡板和液压动力装置。所述模座及模具分成八瓣，八瓣式模座均匀分布且设置有弹簧，硬度不低于洛氏HRC60；模具通过螺栓固定在模座上且平行于模座，硬度不低于洛氏HRC50，将所述顶压件与液压油缸相连，挤压设备一端设有挡板，挡板中心开有可供螺栓穿过的孔。

本发明具下列优点：

（1）铝合金管件和封板的连接采用冷挤压技术，有效的解决了铝合金焊接所带来的材料性能减弱，易产生焊接气孔、裂纹，焊接难度大，成本高等问题，同时根据金属材料冷变形的冷作强化特性，其挤压成型后材料组织致密、纤维流向连续，具有良好的机械性能，使接头性能接近于母材的性能。

（2）封板边缘开口有若干圈凸棱，使封板和铝合金管内壁在挤压过程中形成紧密的机械咬合紧固力，加大了接头的强度。