CN104014971B - 带式烧结机钢带焊接装置、钢带焊接支承机构及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于在烧结机钢带焊接过程中夹紧钢带的钢带焊接夹具，同时提供了一种在钢带焊接工艺过程中用于支撑待焊接钢带、固定焊口端面的钢带焊接支承机构，还提供了一种利用上述钢带焊接夹具与钢带焊接支承机构的钢带焊接方法。与现有技术相比，通过夹具夹紧钢带，保证了在焊接过程中钢带被拉紧，使钢带和焊口端面保持平整，焊接支承机构支撑焊口端面，且可以通过高度调节螺杆调整焊口端面在垂直方向上的高度，在不损坏钢带的前提下，提高了焊接质量的同时，大大降低了劳动强度，提高了焊接的精确度。

Description

带式烧结机钢带焊接装置、钢带焊接支承机构及焊接方法

技术领域

本发明涉及带式烧结机领域，尤其涉及一种带式烧结机钢带的焊接装置、钢带焊接支承机构以及焊接方法。

背景技术

带式烧结机加烧结炉是当下有别于台车烧结、回转窑烧结、竖炉烧结的主要冶炼工艺方法之一，而带式烧结机又是烧结的主体设备。

带式烧结机上使用的钢带是若干块特定材质的宽薄带孔不锈钢板焊接而成，若干块不锈钢板首尾相接，钢带穿放完毕后，钢带对接口在现场通过特定的措施方法进行调整，使用氩弧焊完成对接口的焊接。最终形成钢带本体。在生产工艺中，大部分钢板的首尾焊接工作在工厂里就已经完成，但是最后一道焊接拼接工作需要在安装现场完成。由于施工安装现场骨架已安装完毕，现场空间收到骨架限制，使得焊接难度增加。

现场焊口的焊接质量至关重要，直接关系到烧结机的运转。现有技术下的工艺过程中，对切割和焊接的位置都有较为严格的要求，所以需要耗费大量的劳动力，大大增加了定位的工时；另一方面，焊接过程中使用到大量的铜板，铜板在一次焊接过程完成后就无法继续使用，增加了成本。

需要指出的是，现有焊接过程中，很难保证钢带两面平整。钢带一侧表面不平整，在运转时，容易造成钢带运转不畅，对钢带和烧结机自身造成损伤，影响了设备的使用寿命。

有鉴于此，应当对带式烧结机钢带焊接的现有设备和现有工艺进行改进，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种焊接定位更加准确，降低操作人员劳动强度，在保证不损害钢带的情况下，使钢带焊接更加便捷，焊接后保证钢带两面平整，且焊接用铜板可反复使用的带式烧结机焊接装置，钢带焊接支承机构及焊接方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种烧结机钢带焊接夹具，其包括夹紧本体，在夹紧本体的一端凸设有索具，索具表面设有索具挂口，在夹紧本体的远离索具的一侧端面上设置有用于夹设钢带的凹口。

此外，优选的结构是，在夹紧本体的表面设置有至少一个第一螺孔，第一螺孔内穿设有压紧螺钉，压紧螺钉穿过第一螺孔和钢带上的通孔。L形焊接夹具对称设置在待焊钢带的两侧，再通过拉紧工具，例如手动葫芦，可以方便的将待焊钢带表面拉紧拉平，多个螺孔内设置有压紧螺钉，一方面使焊接表面更加平整，另一方面也提高了焊接质量。

此外，本发明还提供一种烧结机钢带焊接支承机构，其包括箱形的支撑梁本体，在支撑梁本体的上端表面开设有多个均匀分布的保护气出孔，在支撑梁本体的底面开设有保护气进孔。从底部的保护气进孔通入纯氩气，氩气经过支撑梁本体内部从支撑梁本体另一侧表面的保护气出孔不断排出，可以有效的在焊接过程中使纯氩气作为保护气体，保护焊接钢带的底面和铜垫板的底面不受到焊接过程的影响，在使钢带底面平整光滑的同时，保证了焊接过程中的铜垫板可以在焊接完成后回收，方便下次使用，铜垫板的重复利用降低了生产成本。

在一些实施方式中，钢带焊接支承还包括设置于支撑梁本体两端的定位机构和高度调节机构，定位机构中空并套设于高度调节机构上，且定位机构可以高度调节机构为中心，在垂直方向上移动。切割和焊接过程中对焊口端面的高度提出了要求，则在切割和焊接的准备过程中，定位工作显得尤为重要，在现有技术中，焊口端面不平整加上较宽钢板的应力，造成了焊口端面的高度不一，在本发明中提出的焊接支承，当焊接钢带的焊口端面设置于支撑梁本体上时没通过高度调节机构可以整体调整支撑梁在垂直方向上的高度，在确定高度后位置插销锁定，则焊口端面可以固定保持在一个既定的高度上。

在一些实施方式中，定位机构表面设置有多个第二定位孔，高度调节机构包括套设于定位机构内的高度调节螺杆，高度调节螺杆远离定位机构的一端设置有角钢件，角钢件的横面上固定设置有U形抱箍，U形抱箍与烧结机框架连接，高度调节螺杆上开设有多个与所述第二定位孔相对应的第三定位孔。在本发明中，通过两个U形抱箍与角钢件连接，支撑梁本体可与烧结机框架固定连接，并确定支撑梁本体在水平方向上的位置。且当需要拆卸时，也可方便的取出U形抱箍，方便的实现焊接支承与烧结机框架的分离。

另外，本发明还提供利用上述烧结机钢带焊接夹具和烧结机钢带焊接支承机构的烧结机钢带焊接方法，该方法包括：

S1、利用钢带焊接夹具与拉紧装置压紧钢带，并将钢带牵引至焊接位置；

S2、将钢带焊接支承机构与烧结机框架连接，而后调整位置，保证焊接端面处于焊接支承表面上方；

S3、依据焊口端面切割；

S4、切割完成后，调整焊口间隙为1.5毫米至3毫米，并在间隙内设置多个塞板，再于相邻两塞板间的间隙内进行定位焊；

S5、去除塞板，于焊接坡口两侧钢带设置临时梁，再于临时梁上设置千斤顶，并将临时梁压紧；

S6、采用钨极氩弧焊对钢带接头处进行焊接，最终完成焊接工作。

在一些实施方式中，步骤S1中，钢带设置于烧结机头轮与尾轮之间，拉紧装置为手动葫芦，拉紧装置设置于所述钢带焊接夹具之间。

在一些实施方式中，步骤S2中，拉紧装置拉紧钢带，使得在垂直方向上，位于头轮和尾轮上方的钢带底面与烧结机铸铁滑台板表面贴合，位于头轮和尾轮下方的钢带底面与烧结机底部粉尘漏斗表面贴合。

在一些实施方式中，在步骤S3和步骤S6中，焊接过程中，使用纯氩气作为保护气体。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于，焊接夹具与焊接支承相配合，解决了现有技术中焊接定位难，焊口端面难以平整，焊口端面高度不一的技术问题，提高了焊接质量，大大降低了劳动强度。在焊接工艺中，一方面，在切割完成后通过塞板将焊口间隙固定在1.5至3毫米，可以保证焊接的坡口宽度始终一致，进一步提高了焊接的质量，较好的满足了钨极弧焊工艺的要求。

附图说明

图1为本发明一实施方式中的带式烧结机钢带焊接方法的流程示意图；

图2为本发明一实施方式中的烧结机钢带焊接夹具的结构示意图；

图3为图2中A-A方向的截面示意图；

图4为图2中B-B方向的截面示意图；

图5为图2所示的烧结机钢带焊接夹使用状态下，连接拉紧装置的示意图；

图6为本发明一实施方式中的烧结机钢带焊接支承的结构示意图；

图7为图6中C部分的放大示意图；

图8为图6中D部分的放大示意图；

图9为图6所示烧结机钢带焊接支承中支撑梁本体的截面示意图；

图10为图6中E部分的放大示意图；

图11为本发明一实施方式中的烧结机钢带焊接工艺步骤S4中加装塞板时焊口端面示意图；

图12为本发明一实施方式中的烧结机钢带焊接工艺步骤S5中，支撑梁本体上设置有千斤顶的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述说明。

图1适宜性地显示了根据本发明一种实施方式中的钢带焊接方法。如图所示，方法包括：

S1、通过钢带焊接夹具10与拉紧装置压紧钢带100，并将钢带100牵引至焊接位置；

S2、将钢带焊接支承机构20与烧结机框架30连接，而后调整位置，保证焊接端面处于钢带焊接支承机构20表面上方；

S3、依据焊口端面切割；

S4、切割完成后，调整焊口间隙为1.5毫米至3毫米，并在间隙内设置多个塞板40，再于相邻两塞板40间的间隙内进行定位焊；

S5、去除塞板40，于焊接坡口50两侧钢带设置临时梁60，再于临时梁60上设置千斤顶，并将临时梁60压紧；

S6、采用钨极氩弧焊对钢带接头处进行焊接，最终完成焊接工作。

如图2所示，在步骤S1中，对接的两块钢带上都设置有钢带焊接夹具10。两钢带焊接夹具10为“L”字形，焊接夹具10整体材质为碳素钢材。每一钢带焊接夹具10包括夹紧本体101，夹紧本体101一端凸设有一索具103，索具103表面中心位置开设有索具挂口105。

如图3和图4所示，夹紧本体101远离索具103的一侧端面上设置有凹口107，钢带夹设于凹口107内。夹紧本体101表面上均匀分布有多个第一螺孔(图未示)，第一螺孔(图未示)内穿设有压紧螺钉109，当待焊接的钢带100夹设于凹口107内后，压紧螺钉109先后穿过第一螺孔(图未示)与钢带100表面设置的通孔，并旋紧压紧螺钉109，使钢带焊接夹具10与钢带100夹紧。

如图5所示，在本发明的该实施方式中，步骤S1中提及的拉紧装置通常为手动葫芦70，手动葫芦70设置于两夹紧本体101之间，然后拉紧手动葫芦70以使得待焊接的钢带重叠。

当安装现场完成了带式烧结机的骨架、头尾轮、风箱、炉罩以及液压系统的安装后，进行钢带的焊接安装过程，将多个钢板首尾拼接。钢带上设置牵引钢丝绳，并与钢带焊接夹具10以及拉紧装置配合，将拼接好的待焊接钢带100从头轮处卷入，拉伸至尾轮处后绕回头轮处。卷绕完成后，钢带100最终，钢带100首尾两端于头轮处形成一焊接端面。

如图6至图10所示，在步骤S2中，钢带焊接支承机构20包括一支撑梁本体201以及对称设置于支撑梁本体201两端与烧结机框架30连接的高度调节机构203。

如图7和图8所示，支撑梁本体201为一封闭箱形支撑梁，支撑梁本体201上端表面上开设有多个保护气出孔205，多个保护气出孔205均匀等间隔分布。支撑梁本体201底面中心位置上开设有一保护气进口207，焊接过程中，保护性气体从保护气进口207内进入支撑梁本体201内部。

如图9所示，在支撑梁本体201的截面示意图中，支撑梁本体201开设有保护气出孔205的一侧表面上附着有铜垫板209，铜垫板209表面中心位置开设有第一定位孔211，第一定位孔211与保护气出孔205口径一致。

如图10所示支撑梁本体201与高度调节机构203连接的一端设置有定位机构213，定位机构213中空，且定位机构套设于高度调节机构203上。定位机构213表面设置有多个第二定位孔215。

高度调节机构203包括套设于定位机构213内的高度调节螺杆217，高度调节螺杆217远离定位机构213的一端设置一角钢件219，角钢件219的横面上通过螺栓固定有U形抱箍221，U形抱箍221用以与烧结机框架30连接。高度调节螺杆217呈柱状，套设于定位机构213的中空部分，使支撑梁本体201可沿高度调节螺杆217在垂直方向上滑动。高度调节螺杆217表面开设有多个第三定位孔223，第三定位孔223与第二定位孔215口径一致。定位过程中，高度调节机构203调整高度，使支撑梁本体201在垂直方向上上升，当支撑梁本体201上的焊口端面80在水平方向上位于返程支承辊(图未示)上方5毫米的位置处，一位置锁定插轴(图未示)先后穿过第二定位孔215和高度调节螺杆217上的第三定位孔223，将高度调节螺杆217和支撑梁本体201锁死，完成焊接定位工作。在本发明的该实施方式中，位置锁定插轴(图未示)未插入第二定位孔215和第三定位孔223的一端与支撑梁本体201通过锁链固定。

而后使用拉紧装置将钢带拉紧到合适的松紧度，即，在垂直方向上位于头轮和尾轮上方的钢带100底面与烧结机铸滑台板上表面贴合，位于头轮和尾轮下方的钢带100底面与烧结机底部粉尘漏斗表面贴合。另一方面，保证重叠钢带100两侧边是否位于同一直线上，当出现歪斜等现象时，需要通过拉紧装置和夹具对重叠钢带位置进行重新调整，这样可以保证切割过程中割口处平整对齐。

值得一提的是，在本发明的该实施方式中，钢带100的宽度为4米，则在钢带100两端采用3吨的手拉葫芦作为拉紧装置，在本发明的其他实施方式中，可根据钢带宽度的不同，选择其他的拉紧装置和拉紧装置的规格，在此不再赘述。

在步骤S2中，当重叠钢带位置调整完毕后，沿钢带焊口端面80进行点焊，点焊的目的是为了在切割过程中，无需继续不断的调准切口位置是否准确，只需要按照事先点焊过程中留下的焊点切割，就能保证切割后切口平整。

在步骤S3中，当定位工作完成以后，沿着重叠钢带焊口端面80进行切割。在本发明的该实施方式中，对于宽度为4米的钢板使用Φ125手持切割机。切割过程完成后，对切割后形成的切面进行研磨，将上述步骤S2中，可能存留的定位点焊的焊疤打磨平滑。

如图11所示，在步骤S4中，切割过程完成后，调整焊口间的间隙为1.5毫米至3毫米，当焊口间隙小于1.5毫米时，会由于焊层过小，造成焊接面强度不够，在后续的生产使用过程中出现断裂现象；当焊口间隙大于3毫米时，会由于焊口间隙过大，造成焊接不匀，焊面难以平整。焊口间隙调整完成后，在焊口之间等距地放置多个临时塞板40。在本发明的该实施方式中，对于宽度为4米的钢带，当焊口间的距离调整在1.5毫米至3毫米时，使用规格为2.5*60*100(单位毫米)的塞板，且相邻两塞板之间的距离为150毫米到至50毫米。多个塞板40放置于焊口端面80内，再通过夹紧工具将焊口端面80夹紧，使焊口端面80间的间距始终为预先设定的距离，也即塞板40的厚度，解决了在现有的烧结机钢带焊接工艺过程中，焊口端面80的距离无法保持一致的问题，提高了焊接的精度。

塞板40放置完成后，使用丙酮清洗焊口端面80的缝隙，而后再于每两相邻塞板40间进行定位点焊。点焊过程中，向保护气进口207内通入纯氩气作为保护气体，氩气从保护气进口207内通入，从保护气出孔205内通出，在焊接过程中，始终焊口端面80中钢带的另一侧表面受到氩气保护，不会在焊接过程中出现不平整现象。

在步骤S5中，定位点焊完成后冷却，待所有定位焊接的焊缝处冷却完毕后，去除塞板40。

松开U形抱箍221，将支撑梁本体201移动至焊接坡口50的中间，后再锁紧U形抱箍221，将焊接坡口50固定。在将支撑梁本体201移动至焊接坡口50的过程中，由于钢带100的底面与支撑梁本体201间存在缝隙，采用胶带将间隙密封，防止在接下来的坡口焊接过程中，将钢带100底部与支撑梁本体201表面焊接起来。同样的，使用胶带将焊接坡口50顶部密封，防止在接下来的坡口焊接过程中，焊接部分溢出坡口至钢带100上表面。

如图12所示，胶带密封完成后，在焊接坡口50两侧的钢带上都架设临时梁60，临时梁60将焊接坡口50两侧的钢带压平，且使钢带100底面与支撑梁本体201紧密贴合。在本发明的该实施方式中，临时梁60可采用H形钢，两H形钢上，与钢带100压紧一侧相对的一侧上方设置千斤顶601，在本发明的该实施方式中，宽度为4米的钢带上，每一临时梁60上方每隔1500毫米至2000毫米处设置一千斤顶601。千斤顶601一端抵设在H形钢上表面上，另一端与烧结机灰斗【图未示】相抵。

在步骤S6中，向支撑梁本体201上的保护气进口207内持续通入氩气作为保护气体，钢带100底面与铜垫板209通过密封胶带形成密闭空间。则在焊接过程中，钢带100表面氩弧焊接，底面氩气保护。

最后拆下U形抱箍221，拆除钢带焊接支承机构20，检查焊口修复焊接时可能出现的微小瑕疵，当有缺口出现，缺口可能损坏钢带的边限位开关，则需要对缺口进行研磨。最终完成钢带的焊接。

与现有相比，本发明的有益技术效果在于，通过钢带夹具，使烧结机钢带焊接时的焊接定位更加准确，克服了现有工艺中，钢带牵引和定位难的技术问题，另一方面，通过焊接支承机构，在不损害钢带的情况下，将待焊接钢带压平，同时通过塞板控制焊口端面间距固定，极大的提高了焊接质量，解决了现有技术中焊口端面间距不一造成的焊接质量得不到保证，而在使用中出现的钢带受损甚至断裂的现象。本发明的另一项改进点在于，在焊接过程中，在焊接支承机构上开设有通孔，焊接时通过向通孔持续通入氩气作为保护气体，保护了钢带与支承贴合的底面不会在焊接过程中受损，同时焊接过程中使用的铜垫板也由于得到氩气的保护而可以重复利用，在提到焊接质量的同时，降低了劳动强度，降低了生产成本。

应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种烧结机钢带焊接支承机构，用于支承待焊接的钢带，其特征在于，包括箱形的支撑梁本体(201)、以及设置于所述支撑梁本体(201)两端的定位机构(213)和高度调节机构(203)，其中，

在所述支撑梁本体(201)的上端表面开设有多个均匀分布的保护气出孔(205)，在所述支撑梁本体(201)的底面开设有保护气进口(207)；

所述定位机构(213)中空并套设于所述高度调节机构(203)上，所述定位机构(213)可以以所述高度调节机构(203)为中心在垂直方向上移动；并且，

在所述定位机构(213)的表面设置有多个第二定位孔(215)，所述高度调节机构(203)包括套设于所述定位机构(213)内的高度调节螺杆(217)，在所述高度调节螺杆(217)的远离所述定位机构(213)的一端设置有角钢件(219)，在所述角钢件(219)的横面上固定设置有U形抱箍(221)，所述U形抱箍(221)与烧结机框架连接，在所述高度调节螺杆(217)上开设有多个与所述第二定位孔(215)相对应的第三定位孔(223)。

2.一种烧结机钢带焊接方法，利用烧结机钢带焊接夹具和如权利要求1所述的烧结机钢带焊接支承机构进行钢带焊接，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用所述钢带焊接夹具(10)与拉紧装置压紧钢带(100)，并将所述钢带(100)牵引至焊接位置；

S2、将所述钢带焊接支承机构(20)与烧结机框架(30)连接，而后调整位置，保证焊接端面处于所述钢带焊接支承机构(20)表面上方；

S3、依据焊口端面切割；

S4、切割完成后，调整焊口间隙为1.5毫米至3毫米，并在间隙内设置多个塞板(40)，再于相邻两所述塞板(40)间的间隙内进行定位焊；

S5、去除塞板(40)，于焊接坡口两侧钢带设置临时梁(60)，再于临时梁(60)上设置千斤顶，并将临时梁(60)压紧；

S6、采用钨极氩弧焊对钢带接头处进行焊接，最终完成焊接工作；

其中，所述夹具包括夹紧本体(101)，在所述夹紧本体(101)的一端凸设有索具(103)，在所述索具(103)的表面设有索具挂口(105)，在所述夹紧本体(101)的远离所述索具(103)的一侧端面上设置有用于夹设待焊接的钢带(100)；

在所述夹紧本体(101)的表面设置有至少一个第一螺孔，所述第一螺孔内穿设有压紧螺钉(109)，所述压紧螺钉(109)穿过所述第一螺孔和待焊接的钢带(100)上的通孔。

3.根据权利要求2所述的烧结机钢带焊接方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述钢带(100)设置于烧结机头轮与尾轮之间，所述拉紧装置为手动葫芦，所述拉紧装置设置于所述钢带焊接夹具(10)之间。

4.根据权利要求3所述的烧结机钢带焊接方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述拉紧装置拉紧所述钢带(100)，使得在垂直方向上，位于头轮和尾轮上方的所述钢带(100)底面与烧结机铸铁滑台板表面贴合，位于头轮和尾轮下方的所述钢带(100)底面与烧结机底部粉尘漏斗表面贴合。

5.根据权利要求2所述的烧结机钢带焊接方法，其特征在于，在所述步骤S3和步骤S6中，焊接过程中使用纯氩气作为保护气体。