焊接球网架杆件加工制作工艺

网架结构制作、安装1 一般规定钢网架的制作、安装与检验除应遵照《网架结构设计与施工检验》(JGJ7—1991)和《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78—1991或行业标准《钢网架螺栓球节点》JGJ75.1—1991.《钢网架焊接球节点》JGJ75.2—1991.《钢网架检验及检收标准》JGJ75.3—1991等有关网架规程标准外, 还应遵守国家标准《建筑工地程质量检验评定标准》GBJ301—1988、现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》GB50205—2001和《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》JG/T3034.2—1996.《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》JG/T3034.1—1996, 以及其他有关钢材等国家标准的规定的进行。

2 材料钢网架所用的材料, 根据其在钢架中所处的位置不同而不同, 如杆件、封板、锥头、套筒和焊接空心球均为Q235钢或16Mn钢；实心螺栓球为45号钢；螺栓、销子或螺钉均为40Cr、40B.20MnTiB；8.8S的高强度螺栓可采用45号钢等。

制作所用的材料必须符合设计要求, 如无出厂合格证或有疑问时, 必须按现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》GBJ50205—2001的规定对其进行机械性能试验和化学分析, 证明符合标准和设计要求后方可使用。

3 空心球网架焊接工艺顺序空心球–钢管网架结构的安装焊接方法根据结构的跨度和安装方法不同而异。

一般是根据网架的几何平面特点和起重条件将整片网架分成几块,在地面分别组焊成片, 然后在高空拼焊成整体网架。

球体一般在工厂制作焊接, 钢管采用无缝管。

小型网架应尽可能在工厂将球体和钢管组焊成“哑铃式”构件, 以减少现场焊接工作量。

大型网架则在现场地面进行球-管小拼焊接, 并成片, 尽量减少高空焊接工作量。

网架形状为空间曲面时, 往往各球-管节点标高各异, 宜部分采用高空散装方案。

4 空心球制作焊接工艺1空心球制作焊接接头坡口形状与尺寸网架结构的空心球一般用热压工艺制作, 首先将钢板下料后加热至850～900℃, 然后采用上、下模具热压成半球形, 经检验圆度合格后, 修切边缘及坡口, 装配定位焊接内环肋, 最后进行成品球的焊接。

空心球焊接方法内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.一、焊接工艺顺序空心球钢管网架结构的安装焊接方法根据结构的跨度和安装方法不同而异,一般是根据网架的几何平面特点和起重条件将整片网架分成几块在地面分别组焊成片,然后在高空拼焊成整体网架球体一般在工厂制作焊接,钢管采用无缝管,小型网架应尽可能在工厂将球体和钢管组焊成.”哑铃式"构件,以减少现场焊接工作量。

大型网架则在现场地面进行球管小拼焊接,并成片,尽量减少高空焊接工作量。

网架形状为空间曲面时,往往各球.管随标高各异,则宜部外采用高空散装方案。

二、球制作焊接工艺1、空心球制作焊接接头坡口形状与尺寸网架结构的空心球一般用热压工艺制作,首先将钢板下料后加热至850~900℃,然后采用上、下模具热压成半球形,经检验圆度合格后,修切边缘及坡口、装配定位焊接内环肋,最后进行成品球的焊接。

图1所示为《网架设计与施工规程》规定的不肋空必球与加肋空心球的焊接接头坡口形式及尺寸。

2、空心球制作焊接接头的焊接方法可用药皮焊条手工电弧焊或二氧化碳保护半自动或自动焊，球体则放在转胎上转动。

壁厚大于16mm的大型空心球制作焊接时宜用埋弧自动焊，但可先用二氧化碳气焊或手工电弧焊小直径焊条打底, ,以保证焊透同时避免烧穿,然后再用自动埋弧焊填充、盖面。

其焊接参数与平板焊接相近,大规模生产时还可以采用机床式球体自动焊接设备。

空心球不转动手工和半自动焊接顺序，一般采用180度对称焊接法,见图2.节点焊接时应采取对称焊接法保证杆件轴线角度的准确性,并减小焊接应力,图3所示为球-管节点焊缝的分区焊接顺序。

在地面小拼时尽量使球体在下，钢管在上而处于俯焊位置，在高空焊接时，图2中的1、2焊缝则尽可能采取立焊或斜立焊位置。

大跨度焊接球网架施工组织要点发布时间：2021-11-24T02:55:54.272Z 来源：《建筑实践》2021年20期7月作者：王伟[导读] 近年来，钢结构应用越来越广泛，网架结构是高次超静定结构体系，王伟上海二十冶建设有限公司，上海 201900摘要：近年来，钢结构应用越来越广泛，网架结构是高次超静定结构体系，能够将荷载通过杆件和球传送至下部构件上，并且可以满足有大跨度建造需求的大型场馆。

网架结构的跨度可达到几十米甚至上百米，是空间受力体系，能节省大量钢材且美观。

因此，当前大型厂房、体育场馆艺术馆、商场等屋面大多应用钢网架结构，不仅可以节省大量的钢材，还能节省大量的空间，充分体现了节能环保的建筑理念。

通过分析钢网架结构设计方法及其优化措施，明确钢网架结构的分类，以及钢网架结构的主要设计的要点，并制定合理的网架应用措施，使网架的整体构造更具经济、耐用、稳定性，从而更好地服务于国家的经济建设。

关键词：大跨度；焊接球网架；要点；保证措施引言钢网架结构目前国内通常选用的结构形式分为螺栓球网架和焊接球网架两种形式，两种结构形式存在着很大的区别，螺栓球网架结构用钢量低、施工速度快；焊接球网架用钢量相比螺栓球网架用钢量要高，施工速度慢、对施工场地环境、焊接质量要求比较高，但是承受荷载能力强。

随着网架结构这种建筑形式得到越来越广泛的应用，其在施工组织过程中存在许多要点，控制不好严重影响网架结构的质量以及实际使用寿命和结构安全。

因此，研究大跨度焊接球网架施工组织要点和施工工艺具有十分重要的社会意义和经济意义。

1、焊接球网架材料的选择焊接球网架结构组成主要有支座、焊接球、网架杆件、檩托支托等结构组成；其中网架杆件及檩托支托多为直缝焊管和无缝钢管两种材料，其他均为钢板焊接组成构件。

钢材材质选用Q235B或Q355B两种材质，其相应的物理性能及化学成分应满足国家现行相关规范及标准《低合金高强度结构钢》及《结构用无缝钢管》的等规定要求。

1范围本工艺标准适用于钢网架螺栓球节点、焊接球节点、焊接钢板节点的钢网架结构地面拼装工程。

2施工准备2.1材料：2.1.1钢网架拼装的钢材与连接材料、高强度螺栓、焊条等材料应符合设计要求，并应有出厂合格证明。

2.1.2螺栓球、空心焊接球、加助焊接球、锥头、套筒、封板、网架杆件、焊接钢板节点等半成品，应符合设计要求及相应的国家标准的规定。

2.1.2.1制造钢结构网架用的螺栓球的钢材，必须符合设计规定及相应材料的技术条件和标准。

螺栓球严禁有过烧、裂纹及付种隐患，成品球必须对最大的螺孔进行抗拉强度检验。

螺栓球的质量要求以及检验方法应符合表5-14的规定。

r2.1.2.2拼装用高强度螺栓的钢材必须符合设计规定及相应的技术标准。

钢网架结构用高强度螺栓必须采用国家标准〈〈钢结构用高强度大六角头螺栓》规定的性能等级8.8S或10.9S,并应按相应等级要求来检查。

检查高强度螺栓出厂合格证，检查试验报告，检查复验报告。

在拼装前还应对每根高强度螺栓进行表面硬度试验，严禁有裂纹和损伤。

高强度螺栓的允许偏差和检验方法应符合表5-15的规定。

2.1.2.3拼装用的焊接球材料品种、规格质量，必须符合设计要求和有关标准的规定。

焊接用的焊条、焊剂、焊丝、保护气体等应符合相应的技术要求和规定。

焊接球应有出厂合格证和钢球承载力检验报告。

拼装用焊接球应符合表5-16的规定。

5-162.1.2.4钢网架拼装封板、锥头、套筒的钢材，必须符合设计要求及相应的技术标准。

封板、锥头、套筒外观木得有裂纹、过烧及氧化皮。

封板、锥头、套筒的质量要求和检验方法应符合表5-17的规定。

注1胡械、粮头、蓼筒应分别进行检敦评走.2 F为琴19的外援照半役.2.1.2.5钢网架拼装焊接用钢板，必须符合设计要求及相应的技术标准。

焊接材料应有出厂合格证及相应的技术标准。

钢板节点的拼装焊缝应达到设计要求。

其质量要求及检验方法应符合表5-18的规定。

2.1.2.6钢网架拼装用杆件的钢材品种、规格、质量，必须符合设计规定及相应的技术标准。

钢结构施工方案1 钢结构工程概况本工程钢结构主要行政楼报告厅与多功能厅、训练馆屋面和看台罩棚区域，另外行政楼主楼塔楼风亭为钢制八角亭。

1）运动场看台屋面承重结构采用双层弧形悬臂螺栓球网架，正放四角锥，网架下弦支撑，支撑点标高分别为9.3m、10m。

平面投影尺寸为108.34m*12m。

屋面板采用浅灰色压型钢板。

涂装两遍防锈漆，防火涂料采用薄涂型，耐火极限为1.5小时。

2）行政楼屋顶承重结构采用双层螺栓球网架，正放四角锥，网架上弦支撑，支撑点标高约为13.3m。

平面投影尺寸为(27.7+27.7)m*27m。

屋面板采用GRC网架板。

涂装两遍防锈漆，防火涂料采用薄涂型，耐火极限为1.5小时。

3）训练馆屋顶承重结构采用双层焊接球网架，正放四角锥，网架上弦支撑，支撑点标高为14.3m。

平面投影尺寸为43.6m*41m,与一般传统网架不同，上弦杆不成水平状态，从而构成了折线性屋面效果，屋面板为压型钢板。

涂装两遍防锈漆，防火涂料采用薄涂型，耐火极限为1.5小时。

4）行政楼主楼风亭塔楼延伸至六层，其中混凝土结构屋面顶至标高为38.400m，上部钢制风亭塔尖顶标高为59.00m。

2 网架构件加工制作方案2.1 工艺编制网架生产流程：杆件下料编号→检验→组焊→检验→焊接→检验→涂装前处理→检验→涂装→编号→检验→入库→发运；支座板料下制→检验→制孔→检验→支座体、过渡板组焊→检验→焊接→检验→支座球组焊→检验→焊接→检验→涂装前处理→检验→涂装→编号→检验→入库→发运；支托管、板下料→检验→组焊→检验→焊接→检验→涂装前处理→检验→涂装→编号→检验→入库→发运。

2.2 螺栓球节点网架加工制作（1）网架螺栓球节点制作工艺流程（2）螺栓球节点制作工艺方法序号工序名称简图示意工艺说明简述1圆钢下料1.球节点材质要求为45#，材料主要为圆钢。

2.圆钢下料采取锯床机械锯割。

圆钢锯床下料2钢球初压1.首先将圆钢在加热炉中加热至1150℃~1200℃。

焊接球的加工制作工艺摘要：随着建筑行业的发展，各类体育文化场馆、展览馆以及机场航站、客运铁路枢纽站等大型空间建筑，越来越多的采用钢结构网架体系。

对于大型网架体系，传统的螺栓球节点已不能满足受力要求，而具有更高承载能力的焊接空心球越来越多地被选用。

焊接球的制作质量关系到整个网架体系的安全，故在加工过程中必须严格把关，即从原材料、焊材、半球的下料、热工、铸模试压、半球尺寸检测、两半球对接施焊、成品检测等各工序，从而保证焊接球的制造质量。

关键词：焊接球；工艺流程；磨具参数设计；半球装焊技术；检测一、目的：焊接球的制作质量关系到整个网架体系的安全，加工过程中必须严格把关，本文通过焊接球的制作过程，各工序的控制要点，即从钢板毛坯下料到完整焊接球的制作成型的工序叙述，完整的介绍了焊接空心球的制作方法。

本文既提供了焊接球的一种制作方案，又通过工序施工的工艺流程控制要求，提高了焊接球的成品质量。

本文中的技术方案适用于半球、整球、凤阳鼓等产品的制作。

二、施工准备1、材料：钢板、辅材、焊接气体2、机械设备：数控切割机、加热炉、压力机、坡口机、焊机、焊接球专用旋转胎具、超声波探伤仪、焊缝量规、测厚仪、卡尺、钢尺。

3、技术准备：设计图纸及工艺要求、加工制作半圆球的胎模具、焊接工艺评定、技术交底。

三、加工工艺流程凹模四周圆角半径R1=（2~3）δ，（厚壁取下限）凹模直边高度h1=40~70mm凹模的总高度h为100~250mm凹模的外直径A1=A凹+（200~400）1.2、凸模尺寸凸模外直径A凸=A凹-2δ-2Zδ为坯料板厚；Z为凸凹模间隙，热压Z=（0.05~0.1）δ；凸模的壁厚的选取与压力机设备能力有关1.3 沿边垫圈尺寸压边圈内直径A＇= A凹+（50~80），压边圈厚度h＇=70~2402、润滑剂拉延过程中，在坯料和磨具间进行润滑，以减小摩擦阻力。

润滑剂使用时切记涂在凸模表面或与凸模接触一侧的坯料面，以防引起坯料的滑动；正确操作应涂抹在凹模周边圆角处、与凹模接触区域的坯料外侧表面、压边圈与坯料的接触面上。

中铁三局集团建安公司施工工艺标准QB/SJ－SG1105－2005焊接球节点钢网架制作拼装━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━1 适用范围本工艺标准适用于焊接球节点的钢网架制作拼装工程。

2 施工准备2.1 材料2.1.1 钢材、钢铸件的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求。

应有质量合格证明文件和检验报告。

钢材表面的锈蚀、麻点或划痕等缺陷，其深度不得大于该钢材厚度负偏差值的1／2；钢材的端边断口处不应有分层、夹渣等缺陷。

对属于下列情况之一的钢材，应进行抽样复验，复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。

1）国外进口钢材；2）钢材混批；3）板厚等于或大于40mm，且设计有Z向性能要求的厚板；4）建筑结构安全等级为一级，大跨度钢结构中主要受力构件所采用的钢材；5）设计有复验要求的钢材；6）对质量有疑义的钢材。

2.1.2 连接材料焊接材料、螺栓的品种、规格、性能等应符合国家现行产品标准和设计要求。

有质量合格证明文件和检验报告。

焊条外观不应有药皮脱落、焊芯生锈等缺陷；焊剂不应受潮结块。

锈蚀、碰伤或混批的高强螺栓不得使用。

2.1.3 涂装材料防腐涂料、防火涂料的品种、规格、性能等应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。

有质量合格证明文件和检验报告。

2.1.4 焊接球及制造焊接球所采用的原材料，其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

2.2 机具电焊机、氧乙炔切割设备、砂轮锯、杆件切割车床、杆件切割动力头、钢卷尺、钢板尺、卡尺、水准仪、经纬仪、超声波探伤仪或磁粉探伤仪、倒链、铁锤、钢丝刷、烤箱、保温箱等。

2.3 作业条件2.3.1 焊工必须经考试合格，并取得有相应焊接材质及焊接部位的资格证书。

2.3.2 按设计要求和工程特点编制网架施工技术方案，熟悉图纸，做好安全和技术交底。

2.3.3 拼装前应对拼装胎模进行检测，防止胎位移动和变形。

网架与网壳的制作和预拼装全套网架的制作网架的制作均在工厂进行，一般将网架的杆件和节点编制各种加工零部件。

作分为三部分。

一、准备工作1.根据网架设计图编制件零部件加工图和数量；2.制定零部件制作的工艺规程；3.对进厂材料进行复查，如钢材的材行、规格进行检查，检查是否符合规定；二、零部件加工根据网架的节点连接不同，零部件加工方法也不同，现分叙如下: 1.螺栓球节点螺栓球节点网的零部件要有：杆件（包括锥头或封板、或，高强螺栓），钢球套筒等。

（1）杆件由钢管、锥头（或封板），高强螺栓组成，杆件的制作工艺过程如下：采购钢管f检验材质、规格f下料、倒坡口f与锥头（或封板）组装，组装时将高强螺栓放在钢管内f点焊f焊接f检验（2）钢球出45号钢成，加工工艺流程如下：圆钢加热f锻造毛坯一正火处理一加工定位螺孔（M20）及其平面f 加工各螺纹孔及平面f打加工工号f打球号螺纹孔及其平面如工流程如下：铳平面f钻螺纹底孔f倒角f丝锥攻螺纹。

螺纹孔及其平加工宜采用加工中心机床，其转角误差不得大于10'o(3)锥头和封板加工工艺流程如下:锥头：钢材下料一胎模锻造毛坯一正火处理一机械加工.封板：钢板下料一正火处理一机械加工.(4)套简加工工艺流程如下成品钢材下料一胎模锻造毛坯一正火处理-->机械加工一防腐处理高强螺栓由螺栓制造厂供应，入厂时应进行抽样检查。

2.焊接空心球节点焊接空心球节点的零部件有：杆件和空心球(1)杆件的加工工艺流程如下：钢管f下料f坡口加工杆件的下料应预留焊接收收缩量，以减少网架拼装时的误差。

影响焊接收缩量的因素很多，如焊逢厚度,焊接时电流强度、气温、焊方法等。

应根据经验和现场加工情况通过试验确定。

一般每条焊缝放1.5-3.Smm o若不设衬管时.为2~3mm0(2)空心球加工工艺流程如下：下料f加热f冲压f切边f对装f焊接f整形肋板下料一挖孔下料坯料直径D：下式计算D1=1.414D+C式中：D一空心球直径，(见图I)C一加工坡口余量，取C=3mm三、零部件质量检验网架妁零部件都必须进行加工质量和几何尺寸检香，经检查后打上号钢印。

1焊接球节点加工制作方案本工程主楼屋盖采用加强层（双层）网架结构和焊接空心球节点，钢屋盖采用万向球铰支座与柱顶连接；北指廊钢屋盖采用焊接球网架结构，钢屋盖采用钢球铰支座与柱顶连接。

根据受力情况，采用了不加肋空心球（WR）和加肋空心球（WSR）两种，焊接球共计约3.7万个。

根据焊接球成型特点，采用热压成型，其加工制作重点在于如何控制球体壁厚的减薄以及怎样保证球体的直径、圆度和表面质量、焊缝质量等。

对于球体壁厚的减薄量的控制，根据以往类似工程施工经验，热成型焊接球球体壁厚的减薄量约为（-0.015~0.05t，t为壁厚），球体坯料经过热成型后，整体发生变形，半球壁厚近坡口处不但不会减薄反而略有增加（1.015t），半球底部减薄则不明显，减薄后壁厚约为0.95t，本工程焊接球壁厚最厚为30mm，为此，正式加工制作前将选用32mm、30mm两种厚度钢板进行减薄量试验，根据实验结果选定制作焊接球坯料厚度，从而保证焊接球减薄量符合招标文件、设计图纸及规范标准的要求。

拟选择Y字柱柱顶球节点阐述其加工制作工艺。

另外，柱顶球节点下部与Y字柱连接处的耳板厚度达100mm，且通过销轴与Y字柱进行连接，轴类零件的技术要求主要是支承轴颈和配合轴颈的尺寸精度和形位精度，几何形状精度主要是圆度和圆柱度，一般要求限制在直径公差范围之内。

相互位置精度主要是同轴度和圆跳动；保证配合轴颈对于支承轴颈的同轴度，是轴类零件位置精度的普遍要求之一，因此，此耳板销轴孔的加工精度是此节点加工制作的一个重点。

1.1焊接球加工制作工艺流程原材料检验肋板下料半球坯料下料热压成型打磨尺寸检查脱模坡口处理球体组装焊接无损检测整形、除锈检测报告检查、编号整形、除锈运输1.2 焊接球节点加工制作流程制作流程一：•采用数控切割机进行球半坯料的切割下料。

•切割后清除熔渣、鳞屑、不规则及过度硬化部位；气割边缘和尖角打磨至2mm左右的倒角。

端部垂直度：Δ≤2制作流程二：坯料加热•热压时，温度越高，壁厚的减薄量将增大，加热不均匀也会使球瓣局部减薄量增大，为了保证热压质量，必须控制加热温度，其温度高低由材料的成分和板厚决定，对于厚度在10~50mm之间的低合金钢材通常加热温度取900~1000℃，脱模时的温度应控制在650℃±50℃，过程中全程采用红外线测温仪测试温度。