[发明专利]外包自收口的钢结构接头及其制造方法

说明书

本发明公开了一种外包自收口的钢结构接头及其制造方法，该钢结构接头包括圆柱形基体、被收口包套在内设置有球头的球头杆及固化在圆柱形基体内表面与球头杆相匹配的固化滑膜层；本发明采用与圆柱形基体形状相适应且上端开口且开口处由外及里设置有与轴线分别呈30°、20°和10°斜面的筒状收口工装进行三段式缓冲收口，并在收口前提前在圆柱形基体内表面底部加工有适应变形要求的退刀槽。本发明的钢结构允许原位旋转、防止轴向拉脱、自收口、安装简单、结构稳定。

技术领域

本发明涉及钢结构领域，尤其涉及一种外包自收口的钢结构接头及其制造方法。

背景技术

钢结构的连接方式一般有三种，焊接连接、螺栓连接和铆钉连接。焊接连接因具有对钢材的任何方位、角度和形状都可以直接连接，不削弱构件截面，节约钢材，构造简单，制造方便，连接的刚度大，密封性能好，宜采用自动化作业，生产效率高等优点而被广泛应用。焊接连接是通过电弧产生的热量使焊条和焊件局部熔化，经冷却凝结成焊缝，从而将焊件连接成一体。在高温焊接冷却过程中，焊缝附近的钢材因高温作用形成热影响区，由于不均匀的高温和冷却使结构产生残余应力和残余变形而变脆，对钢结构的承载力、刚度和使用性能有一定影响。

对于需求特殊性能(如多段连杆、头部需旋转便于组装的安全框架)的钢结构而言，需求特殊的要求防轴向拉脱但径向可旋转的接头结构。

而目前在国内已申请的相关专利中，没有专门针对防轴向拉脱但径向可旋转接头结构的现有技术，因而市场上需要一种允许原位旋转、防止轴向拉脱、自收口、安装简单、结构稳定的钢结构接头。

发明内容

本发明旨在提供允许原位旋转、防止轴向拉脱、自收口、安装简单、结构稳定的钢结构接头及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：1、一种外包自收口的钢结构接头的制造方法，包括以下阶段：

1)制造前准备

①原材料准备：准备含碳量不高于0.3％的钢坯、球面硬度不低于50HRC的球头杆、足量固体滑膜涂层材料；

②工装准备：准备与最终设计钢基体形状相适应的上端开口且开口处由外及里设置有分别呈30°、20°和10°锥面的筒状收口工装、准备与最终设计钢基体外圆相适应的高频感应工装、准备与最终设计钢基体内圆弧相适应的膜层涂覆工装；

③设备准备：准备激光熔覆设备、液压装置、烘箱、高频感应装置；

2)钢基体加工

①将阶段1)步骤①准备的钢坯加工成下端圆柱上端倒锥筒且锥面相对于轴线斜度为30°的两段式结构，为初始钢结构；

②以步骤①获得的初始钢结构上端面中心为基点垂直向下钻锥孔，锥孔顶端角度为60°，孔尖钻至下端圆柱面顶端所处水平面时停止，获得中开孔钢结构；

③在步骤②获得的中开孔钢结构的中间锥孔面上，在靠近锥孔面下端位于距端面长度2/3-3/4的位置，以阶段1)步骤①准备的球头杆的球头半径为加工半径、以锥孔面与端面交接处的圆环为垂直截面的圆心，加工出一圈弧形环面，获得预制基体结构；

④以锥孔尖端所在平面为基准，以加工退刀槽的工艺方法加工出深度与剩余锥面长度相等的退刀槽，获得所需钢基体；

3)预处理

①将阶段2)获得的钢基体采用阶段1)步骤②准备的膜层涂覆工装保护并固定好，以阶段1)步骤②准备的固体滑膜涂层材料为原材料，采用激光熔覆设备对阶段2)步骤③获得的弧形环面进行激光涂覆固体滑膜处理，在弧形环面上固化一层厚度0.08mm-0.2mm的固体滑膜层，获得预处理钢基体；

4)收口包套