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看激光如何让8000多吨钢材,架起海拔最低深坑酒店

2018/11/23 09:00   |    阅读量:959   |    来自: MTE

【导语】 耗时12年打造,投入达20多亿并创下多项世界纪录的深坑酒店(上海佘山世贸洲际酒店)终于面世了!深坑酒店到底哪里“深”?我们一探究竟。

耗时12年打造,投入达20多亿并创下多项世界纪录的深坑酒店(上海佘山世贸洲际酒店)终于面世了!深坑酒店到底哪里“深”?我们一探究竟。


“深”入地底,全球海拔最低的酒店

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深坑酒店一反向天空发展的传统建筑理念,完全依矿坑崖壁而建,向地表负88米开拓建筑空间,重塑了城市与自然的关系。


“深”得人心,治愈自然伤痕的梦想建筑 


深坑酒店原本是海西郊一个废弃多年的采石大坑,百米深,5个足球场大。由于其本身地质不稳定,再加上大量人工开采的痕迹,三面环河导致抗洪抗积水成难题。这也是为什么酒店建了12年之久才终于面世。

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建造前(左图)与建造后(右图)

酒店建造期间克服了64项技术难题,其中完成已授权专利30项。同时,酒店还充分尊重场地记忆,保留了原有的采石栈道和鸽子洞等遗迹,使之成为深坑人文印记的一部分。

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完成后的深坑酒店

 
精“深”加工技术,助力酒店完美搭建  


暴雨倒灌、悬崖上施工、抗9级地震...这一系列听起来“前无古人”的难题,正是深坑酒店工程项目中真实的写照。其中,钢结构工程在整个项目中是最复杂,也是最重要的部分。

超乎寻常的主体异型钢构件,种类需求多

 


根据酒店钢结构工程设计团队介绍,深坑酒店的构件种类是他们遇到同等规模工程中最多的,构件种类是同等建筑面积工程的2.3倍。同时,在如此多的构件中,也几乎很难找到一根相同的构件。

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工程中最多用的圆管柱牛腿多,包括四面的主梁连接牛腿、斜支撑箱型牛腿等

无规律可循的建筑立面导致结构焊接难题


由于深坑所处现场位于坑底、崖壁,酒店整体需要设计为立面不规则曲线,因此对钢结焊接精度要求就更高。在加工难度大,条件有限的情况下,深坑酒店的钢结构加工只能慢工出细活。

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如此庞大的工程,需要克服的钢结构加工难点及极限施工成果不胜枚举。回顾近几年,从广州的小蛮腰、北京的鸟巢到河南少林寺的飞行剧场等,各种坚固、实用又美观的钢结构建筑层出不穷,为钢材加工企业带来了巨大市场。

 

钢结构加工市场庞大 潜力不可估量 


2017年全行业钢结构加工产量约为6400万吨,占粗钢产量的7.69%,比2016年增长了11.89%。推算该行业加工制造产值5680亿元,从业人员数量约70万人。

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随着钢结构建筑要求越来越高,市场需求日益扩大,钢材加工工艺的良莠不齐将对建筑基础造成根本性的影响。而激光作为目前先进的加工技术,在钢材加工行业的应用已经越来越成熟。

看激光技术如何征服钢材加工



激光切割技术  


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激光切割机凭借非接触式的切割工艺优势,常常被用于钢板下料的过程中,在加工过程中无机械应力,因此加工断面更加光洁,且切割效率更高。能够针对碳钢、合金钢、专门的硬性钢等钢材料,一次性完成多种零件的切割与加工,同时也能保证零件误差与变形量的最小化。


激光焊接技术 

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激光焊接技术在钢材加工的应用频繁。一方面,激光焊接可将入热量降到最低的需要量,影响区间变化范围小,由热传导所导致的变形也最低。因此能够防止熔融金属中的氧化物的生成、合金元素的偏析,进而避免钢材焊缝的低温韧性、耐腐蚀性的劣化。

 

另一方面,激光焊接较传统的焊接技术速度更快,效率更高。在钢材焊接过程中,厚钢板的焊接加工占总加工的比重很大,而传统的钢结构厚板焊接填充量较大。

 

如一条1000mm长的焊缝,板厚100mm,采用CO₂气体保护焊,需要连续焊接6h。通过激光焊接,可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用。对于需要穿孔的钢材零件,激光焊接可实现焊道深-宽比甚至可达10:1。

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激光复合焊接也是目前钢材加工的大势技术。在建筑钢材加工业中,针对一些特殊用途钢材,激光焊接与另一种焊接工艺相结合的技术,是解决加工困难情况的最佳方案。

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以大型船用钢板的加工为例,焊接长度20m、厚度15mm的钢板仅凭激光束是无法将其焊接在一起的。在这种情况下,将MIG焊接(熔化极惰性气体保护焊)与激光焊接组合使用。复合焊接比单独采用MIG焊接的速度更快,并且在这个过程中工件的变形很小。


激光表面强化 

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一些关键钢材的长寿命、稳定化是实现高效、绿色钢结构加工的重要途径。激光表面强化技术在对钢材零件的修复或强化、延长使用寿命方面大有用武之地。在钢材加工过程中,激光表面强化技术主要包括激光熔覆、激光表面合金化及激光表面淬火等。

  • 激光表面淬火

    激光表面淬火不需要改变材料的成分,通过激光束的局部快速加热冷却特点使材料表面发生马氏体相变达到强化的目的,可分为激光相变淬火和激光熔凝淬火。


  • 激光熔覆

    采用激光束在指定的工件表面熔覆一层特殊性能的涂层,以改善工件表面性能的工艺。适合强化或者修复一些高精度零件或者对变形要求严格的零件,例如:传动轴类或轧辊。


  • 激光表面合金化

    激光表面合金化与激光熔覆工艺过程类似,通过添加合金元素来改变工件表面的成分、组织和性能。但前者添加的合金元素与基材熔化一体并充分混合冷却凝固形成新的表面层,两者一起共同决定表面层的性能。

 

激光清洗技术

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激光清洗作为一种新兴的清洗技术, 有着传统的清洗方法无可替代的优势。激光清洗的对象十分广泛,能够清除多种物质表面的附着物,达到传统清洗无法达到的清洁度。在对钢材焊缝清洗、钢材表面的氧化除锈处理甚至是钢材上的橡胶去除都能“洗刷”干净。同时,激光清洗还是一种绿色无污染且高度自动化的清洗方式,可实现对批量钢材清洗加工的需求。

 

随着更多顶级钢构建筑不断被建成,激光加工企业也迎来巨大的市场机遇。明年3月28日-31日,众多激光加工知名巨头齐聚深圳机械展,共同探讨激光加工工艺,针对高端精密制造提供激光加工解决方案。不想错过这场盛大的行业盛会,赶快预登记报名现场参观吧!

参展联系

陈毅强 先生

电话:158 1749 7192(微信)

邮箱:mkt15@simmexpo.com

黄啟成 先生

电话:152 1950 6327(微信)

邮箱:huangqicheng@simmtime.com

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