CN103949765A - 一种用于巷道支护钢筋梯形梁的生产焊接方法 - Google Patents

Abstract

一种用于巷道支护钢筋梯形梁的生产焊接方法是将圆型直钢筋长梁由长梁上料装置于送料导轨中，并将圆型直钢筋短筋置于送料导轨定位槽中；送料导轨在伺服电机的作用下位移，当焊点到达左侧电极和右侧电极间，送料导轨停止，上侧压块将圆型直钢筋短筋压紧，后左侧气压缸和右侧气压缸伸出的左侧电极和右侧电极压紧圆型直钢筋长梁两侧；当接通电极时，左右两侧电极间产生强大的瞬时电流在钢筋电阻的作用下产生电阻热，从而融化焊接点形成熔池，断开电路后，待焊接点冷却凝结后，左右两侧气压缸依次收回，上侧压紧块收起，完成圆型直钢筋短筋焊接；然后依次完成未焊接的圆型直钢筋短筋的焊接。本发明方法简单，焊接质量可靠，极大地提高了生产效率。

Description

一种用于巷道支护钢筋梯形梁的生产焊接方法

技术领域

本发明涉及一种巷道支护钢筋梯形梁电焊方法，具体来说是一种煤矿巷道支护钢筋梯形梁的电阻对焊生产方法。

背景技术

现有煤矿巷道支护用钢筋梯形梁，由于加工简单，成本低廉，在煤矿采煤巷道支护中大量使用。但是，由于在焊接生产过程中，大多是采用人工手动电弧焊，设备简单，焊接时产生裂纹、气孔、夹渣、未融合和未焊透的缺陷，焊接质量存在严重的安全隐患，大大地降低了梯形梁的强度和塑形，而且生产效率极低，特别是在用于煤矿采煤巷道支护时，由于钢筋梯形梁焊接处的强度和塑形不足，焊接点脱落，致使在煤矿巷道采煤过程中，巷道顶部垮塌，给煤矿开采带来了重大生命财产损失，因此，迫切需要设计一种节能、环保、高效的用于巷道支护钢筋梯形梁的焊接设备用于巷道支护梯形梁的生产焊接方法，使得煤矿巷道支护用钢筋生产焊接梯形梁满足开采过程中的支护要求。

发明内容

基于上述现有煤矿巷道支护用钢筋梯形梁在生产焊接的不足，本发明提供一种用于巷道支护钢筋梯形梁的生产焊接方法。

本发明的上述目的是通过如下技术方案来实现的：

一种用于巷道支护钢筋梯形梁的生产焊接方法，其所述生产焊接方法是在两根长度为2～6m的圆型直钢筋长梁中间焊接有长度为的圆型直钢筋短筋构成梯形梁结构；其具体生产焊接方法是将用于巷道支护的圆型直钢筋长梁由长梁上料装置置于送料导轨中，并将圆型直钢筋短筋置于送料导轨的定位槽中；送料导轨在伺服电机的作用下位移，当焊点到达左侧电极和右侧电极间，送料导轨停止；上侧压块将圆型直钢筋短筋压紧固定，后左侧气压缸和右侧气压缸伸出的左侧电极和右侧电极压紧圆型直钢筋长梁两侧；当左侧电极和右侧电极被接通，此时焊接电路被导通，在变压器的作用下，左侧电极和右侧电极之间产生强大的瞬时电流，瞬时电流在钢筋电阻的作用下产生电阻热，从而融化焊接点形成熔池，后断开电路，待焊接点冷却凝结后，左侧气压缸和右侧气压缸依次收回，上侧压紧块收起，完成一个圆型直钢筋短筋的焊接；然后依次完成未焊接的圆型直钢筋短筋的焊接；

所述钢筋梯形梁自动焊接装置是导轨架对称连接在电阻焊机前后两侧；送料导轨铺设在导轨架上，并将送料导轨底部的齿条与电阻焊机的齿轮啮合在一起；电阻焊机的进料一侧设置有长梁上料装置，另一侧设置有梯形梁卸料装置；

所述电阻焊机是在焊机机箱中设置有变压器、伺服电机、PLC和冷却系统，在焊机机箱左右侧设置有左侧气压缸及其端头的左侧电极与右侧气压缸及其右侧电极，中间设置有上侧气压缸及其端头的上侧压块，以及相应的待焊接钢筋；在焊机机箱右侧还设置有PLC触摸屏；在焊机机箱右侧面设置有焊接接电流控制器。

其中，所述生产焊接方法是由PLC触摸屏自动控制钢筋梯形梁自动焊接装置实现的；所述钢筋梯形梁自动焊接装置的焊接处设置有焊点质量检测传感器。

上述本发明所提供的一种用于巷道支护钢筋梯形梁的生产焊接方法，解决了背景技术中存在的缺陷，其优点是电阻焊不需要使用焊丝和焊条填充物来做焊接，而是将被焊工件压紧于两电极之间通以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加工到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。相比于钢筋梯形梁电弧焊生产工艺，电阻焊节省了成本，提高了焊接效率，而且整个焊接过程中未产生有害性烟尘，不仅节能环保，而且在生产效率、焊接质量上也有很大的提高，更重要的是及时焊接，及时支护，满足了煤矿井下巷道用梯形梁焊接的需求。

附图说明

图1是本发明的一种整体结构示意图。

图2是本发明的电阻对焊机结构示意图。

图3是本发明的所要焊接工件结构示意图。

图中： 1：送料导轨架；2：送料导轨；3：待焊接钢筋；4：长梁上料装置；5：电阻焊机；6：梯形梁卸载装置；7：左侧气压缸；8：左侧电极；9：上侧气压缸；10：上侧压块；11：右侧电极；12：右侧气压缸；13：PLC触摸屏；14：焊机机箱；15：焊接电流控制器；16：变压器；17：伺服电机；18：圆型直钢筋短筋；19：圆型直钢筋长梁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。

本发明根据现有煤矿井下巷道支护梁的实用情况，结合现有煤矿井下巷道支护梁的焊接方法，再结合现有焊接技术，通过对现有巷道支护梁现有焊接技术的改进，利用电阻对焊的特性，设计出了一种焊接设备，并提出了一种新的焊接方法，克服了现有梯形梁焊接方法不能及时满足煤矿井下巷道及时支护的不足，从而提高了梯形梁的焊接生产效率，提高了焊接接头质量，降低了梯形梁焊接成本。具体生产焊接方法如下；

一种用于巷道支护钢筋梯形梁的生产焊接方法，在焊接前先根据所要焊接梯形梁的尺寸规格，在PLC触摸屏13中选择相应的焊接配方，然后再通过PLC触摸屏13完成梯形梁的零点对位。然后将待焊接圆型直钢筋长梁19放进长梁上料装置4，长梁上料装置4利用的是上推式棒料输送器将圆型直钢筋长梁19放入送料轨道2中，送料轨道2上的定位夹具会将长梁对齐顶在定位板上。焊接人员在对应的短筋定位槽中手动放入短筋，然后夹紧夹具。焊件装载好后。按下PLC触摸屏13运行键，送料轨道2在伺服电机17的带动下，会将待焊接钢筋3对应的焊点运送至电阻焊机5的左侧电极8、右侧电极11之间。当待焊接钢筋3指定焊点运送到左侧电极8、右侧电极11之间，电阻焊机5上的传感器接收到信号并传递至电阻焊机5内部的PLC。电阻焊机5内部的PLC将控制气动回路使得上侧气缸9伸出，通过上侧压紧块10压紧待焊接钢筋3中间圆型直钢筋短筋18；左侧气缸7伸出,左侧电极8钳口靠在焊件左侧，右侧气缸12伸出，右侧电极11钳口顶住焊件右侧，当左右侧电极都接触到待焊接钢筋3时电阻焊机5焊接电路导通开始焊接。焊点焊接时间达到预设值时电阻焊机5焊接电路断开；右侧气缸12收回，右侧电极11离开焊件，左侧气缸7收缩，左侧电极8离开焊件；上侧气缸9收缩，上侧压块10收回；自动进给轨道2向前移动将焊接钢筋3下一个待焊点运送至电阻焊机5焊接平台上进行焊接；当待焊接钢筋3上所有焊点都完成焊接时伺服电机17将送料轨道2运回卸料位置；梯形梁卸料装置6的卸料爪转动，将焊接好的梯形梁卸下放入成品槽里。操作人员按下PLC触摸屏13退回键，电阻焊机5内部的伺服电机17将送料轨道2退回到装料位置进行下一次焊接，直到焊接所有焊接的钢筋梯形梁。

一种用于巷道支护钢筋梯形梁的生产焊接方法所采用的钢筋梯形梁焊接设备，该设备的具体实施方式如下。

如图1所示，焊接设备主要包括送料导轨架1，送料导轨2，待焊接钢筋3，长梁上料装置4，电阻焊机5，梯形梁卸载装置6。导轨架1对称连接在电阻焊机5前后两侧；为了让送料导轨2前后移动顺畅在导轨架1上布置了导向轮；送料导轨2放在导轨架1上，并将送料导轨2底部的齿条与电阻焊机5齿轮啮合在一起。送料轨道2进料的一端布置有长梁上料装置，送料轨道2卸料一端设置有梯子梁卸料装置。

如图2所示，焊接设备的电阻焊机5，主要包括左侧气缸7，左侧电极8，上侧气缸9，上侧压紧块10，右侧电极11，右侧气缸12，PLC触摸屏13，焊机机箱14，焊接电流控制器15。左侧气缸7、上侧气缸8、右侧气缸13通过气动控制回路接入空气压缩泵，气缸的伸出顺序由电磁阀控制，而电磁阀的通断与换向则是由电阻焊机5内部的PLC控制。左侧气缸7伸出杆与焊机左侧电极8连接，上侧气缸9伸出杆与上侧压紧块10连接，右侧气缸12伸出杆与焊机右侧电极11连接。焊接电流控制器15控制左侧电极8、右侧电极11的焊接电流和焊接时间。PLC触摸屏13控制电阻对焊机5内部的伺服电动机17转速、转向，从而控制送料导轨导2进给方向和速度。

本发明上述焊接方法采用的焊接设备，通过PLC触摸屏进行焊接参数配的设置，只要调用相应的配方可以完成多种规格梯形梁的焊接。

本发明焊接设备中PLC触摸屏具备手动焊接和自动焊接两种操作方式。在大批量生产时候可以进入自动焊接界面，在焊接配方中输入要焊接梯形梁的尺寸参数，完成第一个焊点的零点校核，就可以大批量生产。当需要焊接某一个特殊尺寸的梯形梁或者需要补焊一个焊点时就可以进入手动焊接界面完成焊接，而无需进入自动界面进行配方设置与零点校核。

本发明焊接设备安装有位置检测传感器，对每一次的焊点是否到达电极处以及出现短筋漏放现象进行检测。若送料轨道无法将焊点准确的运送至电极处焊机将会发出警报要求操作人员重新零点校核，若焊件出现短筋漏放焊机也会发出警报。并在PLC触摸屏上以不同信号灯提示，实现了自动焊接巷道支护钢筋梯形梁的目的。

本发明焊接设备安装有冷却水温度变送器，对不断循环的冷却水的温度进行实时检测，并将温度转化为4~20mA电流信号传输给焊机内部的PLC。冷却水温度达到PLC程序预先设置好的数值时，PLC会自动停止焊接，并发出警报提示操作人员更换冷却水。

Claims (3)

1.一种用于巷道支护钢筋梯形梁的生产焊接方法，其所述生产焊接方法是在两根长度为2～6m的圆型直钢筋长梁（19）中间焊接有长度为0.02～0.06m的圆型直钢筋短筋（18）构成梯形梁结构；其具体生产焊接方法是将用于巷道支护的圆型直钢筋长梁（19）由长梁上料装置（4）置于送料导轨（2）中，并将圆型直钢筋短筋（18）置于送料导轨（2）的定位槽中；送料导轨（2）在伺服电机（17）的作用下位移，当焊点到达左侧电极（8）和右侧电极（11）间，送料导轨（2）停止；上侧压块（10）将圆型直钢筋短筋（18）压紧固定，后左侧气压缸（7）和右侧气压缸（12）伸出的左侧电极（8）和右侧电极（11）压紧圆型直钢筋长梁（19）两侧；当左侧电极（8）和右侧电极（11）被接通，此时焊接电路被导通，在变压器（16）的作用下，左侧电极（8）和右侧电极（11）之间产生强大的瞬时电流，瞬时电流在钢筋电阻的作用下产生电阻热，从而融化焊接点形成熔池，后断开电路，待焊接点冷却凝结后，左侧气压缸（7）和右侧气压缸（12）依次收回，上侧压紧块（10）收起，完成一个圆型直钢筋短筋（18）的焊接；然后依次完成未焊接的圆型直钢筋短筋（18）的焊接；

所述钢筋梯形梁自动焊接装置是导轨架（1）对称连接在电阻焊机（5）前后两侧；送料导轨（2）铺设在导轨架（1）上，并将送料导轨（2）底部的齿条与电阻焊机（5）的齿轮啮合在一起；电阻焊机（5）的进料一侧设置有长梁上料装置（4），另一侧设置有梯形梁卸料装置（6）；

所述电阻焊机（5）是在焊机机箱（14）中设置有变压器（16）、伺服电机(17)、PLC和冷却系统，在焊机机箱（14）左右侧设置有左侧气压缸（7）及其端头的左侧电极（8）与右侧气压缸（12）及其右侧电极（11），中间设置有上侧气压缸（9）及其端头的上侧压块（10），以及相应的待焊接钢筋（3）；在焊机机箱（14）右侧还设置有PLC触摸屏（13）；在焊机机箱（14）右侧面设置有焊接接电流控制器（15）。

2.如权利要求1所述的一种用于巷道支护钢筋梯形梁的生产焊接方法，其所述生产焊接方法是由PLC触摸屏（13）自动控制钢筋梯形梁自动焊接装置实现的。

3.如权利要求1所述的一种用于巷道支护钢筋梯形梁的生产焊接方法，其所述钢筋梯形梁自动焊接装置的焊接处设置有焊点质量检测传感器。