专利名称：镀锌杆件,特别是用于桁架或空间桁架的杆件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种镀锌杆件，特别是用于桁架或空间桁架的杆件的制造方法，这种方法是在空心杆的端头上用环形焊缝连接端头件，该端头件最好是一段圆锥体，此时环形焊接是将空心杆和端头件沿轴向固定(夹牢)，并彼此对准中心的状态下进行旋转而完成的。
这里所讨论的杆件，在它的端头件中装有可通过扳手套筒而转动的螺丝，通过该螺丝可将杆件连接在具有同心螺纹孔的节点件上，以制造成各种用途的桁架或空间桁架。此时，需要对一般都是用钢材做成的杆件进行防腐蚀处理，防腐蚀通常是敷上一种锌层。为此目的，加工好的，由焊上端头件的空心杆所组成的杆件按通常的方法镀锌，镀锌时液体锌能通过空心杆上的孔流入杆件内部，连接螺丝只有在杆件镀锌之后才通过上述孔引入杆件之中，装入到端头件的孔中，并用销子固定。这种制造方法当然是很麻烦并很花时间，以环形焊接连接端头件与空心杆也是很花时间的，这种环形焊接过去是用电气体保护焊来完成，也被称之为惰性气体金属丝极电弧焊接法(参见德国专利2240613的说明书)。另外，这种电气体保护焊接法中需要在空心杆端面与端头件之间分别调节一个狭的缝隙，还必须用焊接填充材料(焊丝)将缝隙填满。另一方面，这里讨论的杆件还要求有很准确的长度尺寸，这在端头件与空心杆焊接时应该予以考虑。
本发明的任何在于，参照当前技术水平提供一种较简单而经济的方法来制造镀锌杆件，特别是制造用于桁架或空间桁架的杆件。
根据本发明是这样来完成上述任务，即每只杆件的空心杆(Hohlstab)和端头件(Endstücke)以零件形式分开来镀锌，然后，在镀锌的空心杆与镀锌的端头件之间用激光焊接来完成环形焊缝，即随着焊接过程的进行，在每条环形焊缝表面上自动地形成一层锌层，该锌层是从邻近的，被连接的零件上的镀锌熔化后所得。根据本发明杆件的空心杆及端头件是分开镀锌的，这就带来了许多重大优点，这样在当时技术水平上就可省去在杆件上所必需的开孔，这种开孔一方面是使镀层金属能流入杆件内部，另一方面是为了引入连接螺丝，现在杆件具有完整的，也就是未被削弱的断面积，因此可以承受更大的负荷，空心杆与端头件的连接采用激光焊接具有这样的优点，即不仅热影响区域，而且空心杆上面的可见焊缝表面都将比通常焊接方法中所呈现的尺寸略有减小，由于存在上述减小了尺寸以及激光焊接的较高速度，本发明利用了激光焊接的这种优点，可以使被焊接零件边缘上的镀锌防腐层部分地被熔化或熔融而流到狭窄的环形焊缝上并将其覆盖。在焊接结束之后，在整个环形焊缝表面分布了一层紧密的锌膜，该锌膜与被焊零件边缘上的镀锌层连在一起，尽管环形焊缝区域内的锌膜比起被焊接件的镀锌层来是减薄了一些，但是对其防腐蚀性能来说不会有不良的影响，因为环形焊缝宽度很小，镀锌层的阴极自保护作用完全有效，此外还有一个优点，即由于激光束具有很高的能量密度，激光焊接比起一般的电气体保护焊来进行速度大大加快，另外激光焊不需要填充焊接材料。还有一个优点是，激光焊接时端头件是紧靠在空心杆的端部，这能使制造的杆件易于达到准确的长度尺寸。
根据本发明的安排，空心杆和杆件的端头件应有约80μ厚度的镀锌层，在杆件的零件上有这样的锌层厚度时，在激光焊接结束之后，在环形焊缝上无论如何也会达到足够厚度的锌层。
接下去通过附图对本发明作示例地说明，如
图1，表示空间桁架用的杆件的纵剖面图，它的零件都镀过锌，用激光焊相互连接图2，表示图1中区域“X”内的放大比例详图用件号10表示一个典型的空间桁架的杆件，空间桁架是由许许多多这种杆件10和未表示出来的结点件拼装而成，钢制的杆件10为了防腐蚀，内部和外部都镀过锌。
详细解剖一下，杆件10是由一根空心杆或一段管子11和两只圆锥体端头件12所组成，端头件12上各有一个中心孔13，各有一只连接螺丝14穿插在该中心孔中，每只连接螺丝14可以借助所谓的扳动套筒15和安在其上的，未画出的扳转工具而旋入到结点件(未画出)上的螺纹孔中，此时连接螺丝14的头部的环形靠接面16紧贴在端头件12上，在扳转套筒15与连接螺丝14的杆之间配置有一般的销子-槽口连接，在图1中只表示出连接的销子17。
在端头件12与空心杆11用激光焊连接之前，这些零件都分开来镀过锌，为了制造杆件10，空心杆11和端头件12应在一种沿轴向固定并对准中心的状态下被夹牢在一个可转动的夹紧装置之中(该装置未画出)，此时空心杆11的边缘紧靠在端头件12的边缘上，如上所述，端头件12与空心杆11将通过环形焊接或环形焊缝18连接在一起，该焊缝是由图上所示的激光焊机19来完成的，激光焊机是固定安置的，杆件10的被夹牢的零件11和12，将借助于由电动机转动的夹紧装置而在激光焊机19旁旋转过去。
两条环形焊缝18可以同时旋焊，在此只详细介绍一种焊接过程。
由于激光束有高的能量密度，环形焊缝18会形成相当深的熔深区20，熔深区的下垂根部21已延伸超过空心杆或管子11的截面厚度。这种熔深区20仍然是很狭窄的。空心杆或管子11的端头环形截面也是完全地被用于焊接。
由于上述的激光束具有高的能量密度，被焊接零件11和12的边缘上的镀锌层22将被熔化，液态的锌将流入环形焊缝表面上的稍为下凹区域25，在焊接过程结束之后，一种与零件11和12的镀锌层22连接起来的，沿圆周方向上也紧密的锌膜24将分布于环形焊缝表面25，锌膜24比起零件11和12的镀锌层22来，虽然是厚度薄一些，但是对于达到的防腐蚀性能已完全足够，尤其是因为锌层24的宽度同环形焊缝18一样是很小的。
尽管前面所述，两条环形焊缝18可同时焊接，但是也可以只用一台激光焊机19分先后地进行焊接，即使这样比起一般的电-气体保护焊来还是节约时间的，因为激光焊接比一般的气体保护焊速度要快得多。
为了在环形焊缝18上面保证形成足够厚度的锌膜24，事实表明，在被焊接零件11和12上面有约80μ(微米)厚度的镀锌层22就足够了，空心杆11或管子的壁厚一般是在1.5至4mm之间，为了达到上述激光焊的优点，壁厚当然也可以达到约10mm。
权利要求
1.一种镀锌杆件的制造方法，特别是用于桁架或空间桁架的杆件的制造方法，此方法是将端头件，最好是锥柱形的端头件通过环形焊接连接于空心杆的端部，此时，将空心杆和端头件在轴向固定(夹紧)，并在相互对准中心的状态下进行转动而完成环形焊接，其特征在于，每只杆件(10)的空心杆(11)和端头件(12)都作为分开的零件进行镀锌，然后在镀锌的空心件(11)和镀锌的端头件(12)之间，用激光焊接这样来完成环形焊缝(18)，即随着焊接过程的进行，在环形焊缝表面(25)自动地形成一层锌膜(24)，该锌膜是由相邻的被焊接零件(11，12)的镀锌层(22)熔化后所提供。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，杆件(10)的空心杆(11)和端头件(12)，带有厚度约80μ的镀锌层(22)。
全文摘要
一种制造镀锌杆件，特别是用于桁架或空间桁架的杆件的制造方法。为提高经济性，杆件的零件，也就是空心杆和端头件，应在它们连接之前进行镀锌，在镀锌零件之间的环形焊缝是通过激光焊接来完成，由于激光束的高能量密度和所形成的环形焊缝狭窄，随着焊接过程的进行，会在整个环形焊缝表面形成一层锌膜，该锌膜是由相邻零件上的镀锌层所提供，所以在焊接以后，杆件在环形焊缝表面上仍然有一层防腐蚀的锌膜。
文档编号B23K26/00GK1094775SQ9410175
公开日1994年11月9日 申请日期1994年2月8日 优先权日1993年2月10日
发明者赫尔穆特·埃伯莱因, 京特·布鲁克纳, 莱因哈德·施米德克 申请人:麦罗-空间结构有限公司