CN102120290B - 一种环形钢板组焊方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种环形钢板组焊方法及装置，采用钢管外缘或外壁作为定位，单组或多组环形钢板集中运输、自动供料的方法，实现快速安装，其安装专用装置采用与钢管相对运动的结构，实现快速定位、预紧、自动焊接和数字化集中控制等功能，结构紧凑，制造简单，使用方便。

Description

一种环形钢板组焊方法及装置

技术领域

本发明属于机械制造领域，涉及了一种环形钢板组焊方法及装置，其作用是实现环形钢板的快速组焊。

背景技术

在大型管道和部分管型钢结构制作或安装过程中，需要将多个环形钢板拼装为一个完整的加固圈，之后焊接角焊缝，现有的方法在环形钢板组焊时主要采用手工方式安装，劳动强度大、时间长，占用场地面积多。另一方面，由于现有环形钢板焊接大都采用单面焊接的方法，焊接速度受到制约，且在焊接过程中存在变形控制问题。以三峡引水钢管为例，压力钢管环形钢板每圈由10块或9块弧度板拼焊而成，先在环形钢板制作平台上用5块或4块弧度板组成半环，然后在钢管上组焊焊接成环。环形钢板与钢管组焊，用“U”型附件点焊在钢管壁上，用千斤顶把环形钢板压向钢管，使间隙在0～3 mm范围之内。环形钢板的角焊缝用单侧自动焊接，背面角焊缝采用手工仰角焊接或将钢管翻转180°后自动焊接。

由此可见，目前多个环形钢板安装方法都存在机械化程度较低、组焊和焊接过程复杂的弱点，也有采用叉车、吊车等通用设备作为辅助手段，或用专用卡具辅助，只是在一定程度上降低了劳动强度、提高了制造速度，而在大规模的大型管道制造工程中，迫切需要一种高效的机械化方式实现环形钢板的快速安装和焊接，长期以来，此技术问题没有有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种环形钢板组焊方法及装置，采用钢管外缘或外壁作为定位，单组或多组环形钢板集中运输、自动供料的方法，实现快速安装，其安装专用装置采用与钢管相对运动的结构，实现快速定位、预紧、自动焊接和数字化集中控制等功能，结构紧凑，制造简单，使用方便。

本发明的目的是这样实现的：一种环形钢板组焊方法，其特征在于，所述的一个或多个环形钢板采用机械自动化的方法进行组焊，其工艺包括：⑴环形钢板装夹到移动小车内，⑵移动小车与钢管轴线方向相对位置固定，⑶环形钢板由径向移动机构推出，⑷钢管与环形钢板连接并自动点焊固定，⑸径向移动机构复位，⑹钢管与小车环向相对移动到下一个安装位置，⑺环形钢板沿着钢管轴向移动一个钢板厚度，反复利用钢管与环形钢板在外壁的相对移动、轴向以及径向位移，对环形钢板进行连续安装，⑻完成钢管上多个环形钢板的安装，⑼对环形钢板与钢管的角焊缝进行自动焊接。

所述的角焊缝自动焊接包括环形钢板自动点焊固定和双面对称自动焊接，所述的环形钢板双面对称自动焊接为埋弧自动焊或气体保护焊接中的一种。

一种采用上述方法的环形钢板组焊装置，其特征在于，所述的组焊装置包括移动小车、定位装置、环形钢板轴向移动机构、径向移动机构、底横梁和装料支架。

所述的钢管与环形钢板的定位基准为限位板、钢管管口和外壁。

所述的移动小车由手动或电机减速驱动装置、行走轮及其支架组成，所述的电机减速驱动装置采用电气操作方式控制其行走速度和位移量。

所述的轴向移动机构采用定量进给方式，每次行程为一个板厚，所述的轴向移动机构采用电动丝杆螺母传动或液压油缸传动。

所述的径向移动机构，由手动或电机减速驱动装置、支撑杆或拨叉组成，所述的电机减速驱动装置采用电动丝杆螺母传动或液压油缸传动。

所述的轴向移动机构、径向移动机构和装料支架为单个或多个，采用数字控制方式，用电气控制系统显示和操作，根据制造工艺设计的不同需要对单组或多组环形钢板同时安装和焊接。

本发明的用途是大型钢管、压力容器、其它圆形的钢结构制造。

与现有的技术相比，本发明采用机械安装机构配以自动焊接装置实现大型钢管与环形钢板的高效自动生产，省时省力，提高钢管制造自动生产线的总体效能。

附图说明

图1是环形钢板组焊工艺图；

图2是一组环形钢板组焊装置工作状态的结构布置图；

图3是一种环形钢板组焊装置结构图。

图4是钢管与环形钢板的角焊缝示意图。

图5是一种具有油缸径向推进的环形钢板组焊装置结构图。

图6是一种悬挂式的环形钢板组焊装置图。

具体实施方式

实施例1：在任意地点进行环形钢板组焊，如图2、3、4、5所示，钢管1的位置为轴线水平放置，环形钢板2用轨道小车3运输到钢管底部，用钢管管口限定小车轴线方向移动的位置，使一组环形钢板2在限位板4一端的位置正好处于结构设计的安装部位，启动径向移动机构5，将环形钢板2沿着限位板4上升，与钢管1贴合，电焊固定环形钢板2，使径向移动机构5回到初始位置，之后转动钢管1一段环形钢板2弧长，并启动轴向移动机构6使剩余的环形钢板2整体移动一个钢板厚度的距离，反复进行环形钢板径向和轴向移动→点焊固定→钢管转动的工作循环，直到一圈环形钢板安装完成。最后在钢管顶部用埋弧焊或惰性气体保护焊接在环形钢板2两侧用两个焊枪对角焊缝8同时进行自动焊接。减速电机9驱动丝杆螺母机构推动环形钢板轴向移动，油缸10具有径向推动作用，可以对环形钢板和钢管进行预紧。

以上环形钢板制造安装工艺采用了专业的机械组焊和自动焊接的方式，可以实现连续快速制造，从而使钢管组焊生产的效率进一步提高，并达到降低人工劳动强度的目的，可以降低钢管制造的综合成本。

实施例2：在工厂内进行环形钢板组焊，如图6所示，钢管1的位置为轴线垂直固定放置，环形钢板2用可悬挂于钢管1管壁的小车3装载，用吊车运输到钢管1上部，小车3的行走轮7在钢管1管口顶部端面上，限定小车的轴向位置，轴向限位板4限定三组环形钢板2上端的位置正好处于结构设计的安装部位，启动径向移动机构5，将环形钢板沿着限位板4限定的方向运动，与钢管1贴合，点焊固定环形钢板2，使径向移动机构5回到初始位置，之后转动小车经过一段环形钢板2弧长，并启动液压式的轴向移动机构6使三组环形钢板2整体位移一个钢板厚度尺寸，反复进行环形钢板径向和轴向移动→点焊固定→小车在钢管上转动的工作循环，直到三组环形钢板同步安装完成。最后用埋弧焊或气体保护自动焊在环形钢板2两侧用两个焊枪对环形钢板的角焊缝8进行焊接。

以上环形钢板制造安装工艺采用了专业的机械组焊和自动焊接的方式，可以实现两组或两组以上环形钢板的同步安装，将比现有钢管制造速度更快，工效得到更大的提高、降低人工劳动强度并减少作业场地面积。

Claims (10)

1.一种环形钢板组焊方法，其特征在于，多个环形钢板采用机械自动化的方法进行组焊，其工艺包括：⑴环形钢板装夹到移动小车内，⑵移动小车与钢管轴线方向相对位置固定，⑶环形钢板由径向移动机构推出，⑷钢管与环形钢板连接并自动点焊固定，⑸径向移动机构复位，⑹钢管与小车环向相对移动到下一个安装位置，⑺环形钢板沿着钢管轴向移动一个钢板厚度，反复利用钢管与环形钢板在外壁的相对移动、轴向以及径向位移，对环形钢板进行连续安装，⑻完成钢管上多个环形钢板的安装，⑼对环形钢板与钢管的角焊缝进行自动焊接。

2.如权利要求1所述的环形钢板组焊方法，其特征在于，所述的角焊缝自动焊接包括环形钢板自动点焊固定和双面对称自动焊接，所述的环形钢板双面对称自动焊接为埋弧自动焊或气体保护焊接中的一种。

3.如权利要求1所述的环形钢板组焊方法，其特征在于，用途是大型钢管、压力容器、其它圆形的钢结构制造。

4.一种采用权利要求1所述方法的环形钢板组焊装置，其特征在于，所述的组焊装置包括移动小车、定位装置、环形钢板轴向移动机构、径向移动机构、底横梁和装料支架。

5.如权利要求4所述的环形钢板组焊装置，其特征在于，所述的钢管与环形钢板定位的基准为限位板、钢管管口和外壁。

6.如权利要求4所述的环形钢板组焊装置，其特征在于，所述的移动小车由手动或电机减速驱动装置、行走轮及支架组成，所述的电机减速驱动装置采用电气操作方式控制其行走速度和位移量。

7.如权利要求4所述的环形钢板组焊装置，其特征在于，所述的轴向移动机构采用定量进给方式，每次行程为一个板厚，所述的轴向移动机构采用电动丝杆螺母传动或液压油缸传动。

8.如权利要求4所述的环形钢板组焊装置，其特征在于，所述的径向移动机构，由手动或电机减速驱动装置、支撑杆或拨叉组成，所述的电机减速驱动装置采用电动丝杆螺母传动或液压油缸传动。

9.如权利要求4或7或8所述的环形钢板组焊装置，其特征在于，所述的轴向移动机构、径向移动机构和装料支架为单个或多个，采用数字控制方式，用电气控制系统显示和操作，根据制造工艺设计的不同需要对单组或多组环形钢板同时安装和焊接。

10.如权利要求4所述的环形钢板组焊装置，其特征在于，用途是大型钢管、压力容器、其它圆形的钢结构制造。

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