CN107081501A - 一种用于窄厚钢板的坡口加工装置及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于窄厚钢板的坡口加工装置及其加工方法，包括用于放置窄厚钢板的立式夹具，在所述的立式夹具的一侧安装有供行走小车前进的轨道，在所述的行走小车上设有联动装置，所述的联动装置连着导向轮和火焰枪头；所述的导向轮随着板材的变形其位置进行变化；所述的火焰枪头随着所述的导向轮的位置变化而变化。在加工坡口的过程中，在热应力的作用下，板材会变形，在加工坡口的过程中利用导向轮让火焰枪头随着板材的变形联动变化，从而保证加工坡口的质量。该装置在使用过程中，除了最开始需要调整合适的火焰气体和火焰枪头高度外，其余过程实现自动加工。等加工坡口完毕后，再利用70卷板机将变形的窄板矫直。

Description

一种用于窄厚钢板的坡口加工装置及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种钢材加工装置及其使用方法，具体的是一种加工焊接坡口的装置及使用方法。

背景技术

在钢材焊接过程中一般达到一定厚度的板材需要加工坡口，以提高焊接质量。目前常用的加工坡口方法是火焰气割法，它是是利用火焰和气流将板材加工出需要的坡口，在加工板材一侧的坡口时板材会因为受热引起热应力变形，对于大型板材来说，这种热应力影响较小，变形量也很小，但是对于窄长条板，热应力的引起的变形会非常大。在试制悬挂式空轨的过程中，有一个厚度为30mm，宽度为80mm，长度30m的加强筋需要加工V型坡口，常用的火焰气割方法是将钢板平放到胎架上，然后用火焰小车切割坡口。对于小于100mm的窄板，钢板平放后几乎无法切割，伸出胎架的部分太窄，无法加工，即使将板材竖立放置可以加工，在加工的过程中也会由于单侧受热，在热应力的作用下变形量非常大，而且在实际加工过程中需要实时的对火焰枪头高度进行调整，不然坡口质量非常差，钝边不均匀，且十分费时费力。目前还未在市面上发现可解决装备。针对这一情况，本发明提出一种加工窄长板坡口的装置和方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种用于窄厚钢板的坡口加工装置及其加工方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于窄厚钢板的坡口加工装置，包括用于放置窄厚钢板的支撑组件，在所述的支撑组件的一侧安装有与其平行的且供行走小车前进的轨道，在所述的行走小车上设有联动装置，联动装置连着导向轮和火焰枪头；所述的火焰枪头随着所述的导向轮的位置变化而变化，所述的导向轮随着板材的变形而变形。

进一步的，所述的联动装置包括螺套Ⅰ、螺套Ⅱ、螺套Ⅲ、螺套Ⅳ、螺套Ⅴ螺套Ⅵ、螺套Ⅶ以及螺纹杆Ⅰ、螺纹杆Ⅱ、螺纹杆Ⅲ、螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ，所述的螺套Ⅰ、螺套Ⅱ套装在所述的螺纹杆Ⅰ上，所述的螺套Ⅰ固定在行走小车上，所述的螺套Ⅱ与螺套Ⅲ固接，所述的螺套Ⅲ、螺套Ⅳ套装在螺纹杆Ⅱ上，所述的螺套Ⅳ与螺套Ⅴ，所述的螺套Ⅴ安装在螺纹杆Ⅲ上。

进一步的，当加工双边坡口时，在所述的螺纹杆Ⅲ的两端安装有螺套Ⅵ、螺套Ⅶ，所述的螺套Ⅵ、Ⅶ各连接一个螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ，在所述的螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ上各安装有一个火焰枪头，螺套Ⅴ的下方通过一个连杆安装有导向轮。

进一步的，当加工单边坡口时，在所述的螺纹杆Ⅲ的一端安装有螺套Ⅵ，所述的螺套Ⅵ连接一个螺纹杆Ⅳ，在所述的螺纹杆Ⅳ上安装有一个火焰枪头，螺套Ⅴ的下方通过一个连杆安装有导向轮。

进一步的，所述的螺纹杆Ⅰ所在的方向与所述轨道所在方向垂直；所述的螺纹杆Ⅱ所在的方向与所述轨道所在方向平行；所述螺纹杆Ⅲ与螺纹杆Ⅰ平行；螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ竖直设置，与螺纹杆Ⅲ垂直。

进一步的，所述窄厚钢板的两侧安装有挡板，使窄厚钢板卡装在立式夹具上。

进一步的，所述的螺纹杆Ⅰ、螺纹杆Ⅱ、螺纹杆Ⅲ、螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ是由不锈钢管制成，在不锈钢管外径方向通过机加工加工出一圈螺纹，使之能在相应的螺套内沿着顺时针和逆时针方向自由旋转；

进一步的，所述的螺套Ⅰ、螺套Ⅱ、螺套Ⅲ、螺套Ⅳ、螺套Ⅴ螺套Ⅵ、螺套Ⅶ也是由不锈钢制成，在不锈钢管内径方向通过机加工加工出一圈螺纹，使之与螺纹杆配套使用；

进一步的，所述的火焰枪头是铜制的，能够耐受高温。

进一步的，所述的火焰枪头的数量根据坡口需要进行设置，当加工单边坡口时，火焰枪头为1个；当加工双边坡口时，火焰枪头为2个。

进一步的，所述的导向轮是由不锈钢制成，导向轮距离火焰枪头的距离不小于50mm，以免温度过高使导向轮变形；

进一步的，所述的小车由电力驱动，可以设定前进速度，只能沿着预设轨道前进。

利用上述装置对窄厚钢板进行加工的方法：

第一步：将窄厚板分成多段；

第二步：将单段窄厚板放到立式夹具上；

第三步：在立式夹具的一侧预设轨道，将行走小车安装在轨道上，调整各个螺杆的位置，使导向轮和火焰枪头的位置符合预先的设定；

第四步，开始加工坡口，导向轮沿着窄厚板的开坡口一边滑动，同时火焰枪头已经调节好所需气体流量并以处于工作状态，随着火焰枪头的工作，窄厚板局部大量受热后会引起上翘，整个窄厚板会形成一个立着的“弓”字形，此时导向轮体现作用，它随着窄厚板的变化而变化，同时带着火焰枪头向上变化，这就避免了开出坡口钝边不均匀的问题，它只需要调节一次火焰枪头的位置，后续随着小车在预设轨道上的滑行，导向轮会带着火焰枪头上下移动，从而保证坡口质量；

第五步：将单段加工完坡口的窄厚板使用卷板机矫正。

第四步：将多个单段窄厚板对接焊接成整体。

进一步的，窄厚板需要在放置在整个支撑组成上，并由交错排列的挡板将其卡在支撑组成上.

本发明提出的加工方法为分为两步：第一步利用专门设计的加工坡口装置进行开设坡口，第二步利用卷板机来矫正变形。其中，加工坡口装置主要包括：电动小车，导向轮，火焰枪头，轨道，联动装置，立式夹具等。

本发明采用的技术方案是：

利用专门设计的加工坡口装置进行坡口加工，先将窄长板放在立式夹具上，在立式夹具旁设有供电动小车前进的轨道，电动小车上设有联动装置，联动装置连着导向轮和火焰枪头。在加工坡口的过程中，在热应力的作用下，板材会变形，在加工坡口的过程中利用导向轮让火焰枪头随着板材的变形联动变化，从而保证加工坡口的质量。该装置在使用过程中，除了最开始需要调整合适的火焰气体和火焰枪头高度外，其余过程实现自动加工。等加工坡口完毕后，再利用70卷板机将变形的窄板矫直。

本发明的有益效果是：利用该方法给窄长板加工坡口，加工坡口时由热应力产生变形引起的偏差就可以最大程度的避免，可以快速高质量的加工出所需坡口，利用卷板机能够将因热应力引起的变形矫正过来。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1本发明的结构图；

图中：1.窄厚钢板；2.挡板；3.螺纹杆Ⅰ；4.火焰枪头；5.预设轨道；6.导向轮；7.小车；8.螺套Ⅰ；9.螺套Ⅱ；10.螺套Ⅲ；11.螺纹杆Ⅱ；12.支撑组件；13 14螺纹杆Ⅲ；15螺套Ⅵ或者螺套Ⅶ；16螺纹杆Ⅳ或者螺纹杆Ⅴ；17螺套Ⅳ。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在对于小于100mm的窄板，钢板平放后几乎无法切割，伸出胎架的部分太窄，无法加工，即使将板材竖立放置可以加工，在加工的过程中也会由于单侧受热，在热应力的作用下变形量非常大，而且在实际加工过程中需要实时的对火焰枪头高度进行调整，不然坡口质量非常差，钝边不均匀，且十分费时费力。目前还未在市面上发现可解决装备。针对这一情况，本发明提出一种加工窄长板坡口的装置和方法。

以加工一段30m长的窄厚板坡口为例进行详细介绍。

第一步：根据装置将30m长的窄厚板分成5段，每段长度为6m左右；之所以分成6m左右，一是装置的加工长度最长为6.5m左右，再长之后效率降低，二是因为在矫正时，6m左右适合单人操作。

第二步：将单段窄厚板放到装置上加工坡口。

该坡口装置中：小车7上设有联动装置，联动装置由螺套Ⅰ8，螺套Ⅱ9，螺套Ⅲ10以及螺纹杆Ⅰ3，螺纹杆Ⅱ11组成，其中螺纹杆Ⅱ11上设有可调节的火焰枪头4，导向轮6.小车7由电驱动，在预设轨道5上滑行，预设轨道5的长度由所需加工的窄厚板1的长度确定。窄厚板1需要在放置在整个支撑组成12上，并由交错排列的挡板2将其卡在支撑组成12上.加工坡口时，导向轮6沿着窄厚板1的开坡口一边滑动，同时火焰枪头4已经调节好所需气体流量并以处于工作状态，随着火焰枪头4的工作，窄厚板1局部大量受热后会引起上翘，整个窄厚板1会形成一个立着的“弓”字形，此时导向轮6体现作用，它随着窄厚板1的变化而变化，同时带着传动装置上的火焰枪头4向上变化，这就避免了开出坡口钝边不均匀的问题，它只需要调节一次火焰枪头4的位置，后续随着小车7在预设轨道5上的滑行，导向轮6会带着火焰枪头4上下移动，从而保证坡口质量。

第三步：将单段加工完坡口的窄厚板使用卷板机矫正。

加工完坡口后随着窄厚板1温度冷却，会逐渐形成一个倒“弓”形，这时需要利用卷板机将80mm宽的窄厚板1进行矫直。

第四步：将单段窄厚板对接焊接成整体30m。

通过上述四步，即可以完成给窄厚板加工坡口，并使之满足使用状态。

具体的加工装置如下：

用于窄厚钢板的坡口加工装置，包括用于放置窄厚钢板的支撑组件12，在所述的支撑组件12的一侧安装有供行走小车前进的轨道5，在所述的行走小车上设有联动装置，联动装置连着导向轮和火焰枪头；所述的火焰枪头随着所述的导向轮的位置变化而变化，所述的导向轮随着板材的变形而变形。

进一步的，所述的联动装置包括螺套Ⅰ8、螺套Ⅱ10、螺套Ⅲ9、螺套Ⅳ、螺套Ⅴ螺套Ⅵ、螺套Ⅶ以及螺纹杆Ⅰ、螺纹杆Ⅱ、螺纹杆Ⅲ、螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ，所述的螺套Ⅰ8、螺套Ⅱ10套装在所述的螺纹杆Ⅰ3上，所述的螺套Ⅰ8与竖直固定在行走小车上的螺套相连；所述的螺套Ⅱ10与螺套Ⅲ9固接，所述的螺套Ⅲ9、螺套Ⅳ17套装在螺纹杆Ⅱ11上。所述的螺套Ⅳ与螺套Ⅴ固定，所述的螺套Ⅴ安装在螺纹杆Ⅲ14上。

当加工双边坡口时，在所述的螺纹杆Ⅲ14的两端安装有螺套Ⅵ、螺套Ⅶ，所述的螺套Ⅵ、Ⅶ各连接一个螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ，在所述的螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ上各安装有一个火焰枪头，螺套Ⅴ的下方通过一个连杆安装有导向轮。

当加工单边坡口时，在所述的螺纹杆Ⅲ的一端安装有螺套Ⅵ或者螺套Ⅶ15，所述的螺套Ⅵ或者螺套Ⅶ15连接一个螺纹杆Ⅳ或者螺纹杆Ⅴ16，在所述的螺纹杆Ⅳ或者螺纹杆Ⅴ16上安装有一个火焰枪头，螺套Ⅴ的下方通过一个连杆安装有导向轮。

进一步的，所述的螺纹杆Ⅰ3所在的方向与所述轨道所在方向垂直；所述的螺纹杆Ⅱ11所在的方向与所述轨道所在方向平行；所述螺纹杆Ⅲ14与螺纹杆Ⅰ平行；螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ竖直设置，与螺纹杆Ⅲ垂直。

进一步的，所述窄厚钢板的两侧安装有挡板，使窄厚钢板卡装在立式夹具上。

进一步的，所述的螺纹杆Ⅰ、螺纹杆Ⅱ、螺纹杆Ⅲ、螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ是由不锈钢管制成，在不锈钢管外径方向通过机加工加工出一圈螺纹，使之能在相应的螺套内沿着顺时针和逆时针方向自由旋转；

进一步的，所述的螺套Ⅰ、螺套Ⅱ、螺套Ⅲ、螺套Ⅳ、螺套Ⅴ、螺套Ⅵ、螺套Ⅶ也是由不锈钢制成，在不锈钢管内径方向通过机加工加工出一圈螺纹，使之与螺纹杆配套使用；

进一步的，所述的窄厚板1是指宽度60mm-100mm左右，厚度20mm以上，长度超过3000mm以上的钢板。

进一步的，所述的挡板2由钢板块制成，材质为Q235B，在加工坡口之前需要将窄厚板1卡在挡板2之间，起到防止窄厚板1左右变形的作用；

进一步的，所述的螺纹杆Ⅰ是由不锈钢管制成，在不锈钢管外径方向通过机加工加工出一圈螺纹，使之能在螺套Ⅰ8内沿着顺时针和逆时针方向自由旋转；

进一步的，所述的螺套Ⅰ也是由不锈钢制成，在不锈钢管内径方向通过机加工加工出一圈螺纹，使之与螺纹杆Ⅰ配套使用；

进一步的，所述的火焰枪头4是铜制的，能够耐受高温，该火焰枪头4根据坡口需要可以是1个(单边坡口)，也可以是2个(双边坡口)；

进一步的，所述的导向轮6是由不锈钢制成，导向轮距离火焰枪头4的距离不小于50mm，以免温度过高使导向轮6变形；

进一步的，所述的小车7由电力驱动，可以设定前进速度，只能沿着预设轨道5前进；

进一步的，所述的螺纹杆Ⅱ11与螺纹杆Ⅰ3类似，只是尺寸不同；

进一步的，所述的螺套Ⅱ9、螺套Ⅲ10与螺套Ⅰ8类似，只是尺寸不同；

进一步的，所述的支撑组成12整体高度约1000mm左右，正好在工人的最佳工作高度上，整个支撑组成材料由Q235B组成。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种用于窄厚钢板的坡口加工装置，其特征在于：包括用于放置窄厚钢板的立式夹具，在所述的支撑组件的一侧安装有与其平行的且供行走小车前进的轨道，在所述的行走小车上设有联动装置，所述的联动装置连着导向轮和火焰枪头；所述的导向轮随着板材的变形其位置进行变化；所述的火焰枪头随着所述的导向轮的位置变化而变化。

2.如权利要求1所述的用于窄厚钢板的坡口加工装置，其特征在于：所述的联动装置包括螺套Ⅰ、螺套Ⅱ、螺套Ⅲ、螺套Ⅳ、螺套Ⅴ螺套Ⅵ、螺套Ⅶ以及螺纹杆Ⅰ、螺纹杆Ⅱ、螺纹杆Ⅲ、螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ，所述的螺套Ⅰ、螺套Ⅱ套装在所述的螺纹杆Ⅰ上，所述的螺套Ⅰ固定在行走小车上，所述的螺套Ⅱ与螺套Ⅲ固接，所述的螺套Ⅲ、螺套Ⅳ套装在螺纹杆Ⅱ上，所述的螺套Ⅳ与螺套Ⅴ固接，所述的螺套Ⅴ安装在螺纹杆Ⅲ上。

3.如权利要求2所述的用于窄厚钢板的坡口加工装置，其特征在于：当加工双边坡口时，在所述的螺纹杆Ⅲ的两端安装有螺套Ⅵ、螺套Ⅶ，所述的螺套Ⅵ、Ⅶ各连接一个螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ，在所述的螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ上各安装有一个火焰枪头，螺套Ⅴ的下方通过一个连杆安装有导向轮；螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ竖直设置，与螺纹杆Ⅲ垂直。

4.如权利要求2所述的用于窄厚钢板的坡口加工装置，其特征在于：当加工单边坡口时，在所述的螺纹杆Ⅲ的一端安装有螺套Ⅵ，所述的螺套Ⅵ连接一个螺纹杆Ⅳ，在所述的螺纹杆Ⅳ上安装有一个火焰枪头，螺套Ⅴ的下方通过一个连杆安装有导向轮。

5.如权利要求2所述的用于窄厚钢板的坡口加工装置，其特征在于：所述的螺纹杆Ⅰ所在的方向与所述轨道所在方向垂直；所述的螺纹杆Ⅱ所在的方向与所述轨道所在方向平行；所述螺纹杆Ⅲ与螺纹杆Ⅰ平行。

6.如权利要求1所述的用于窄厚钢板的坡口加工装置，其特征在于：所述窄厚钢板的两侧安装有挡板，使窄厚钢板卡装在立式夹具上。

7.如权利要求3所述的用于窄厚钢板的坡口加工装置，其特征在于：所述的螺纹杆Ⅰ、螺纹杆Ⅱ、螺纹杆Ⅲ、螺纹杆Ⅳ、螺纹杆Ⅴ是由不锈钢管制成，在不锈钢管外径方向通过机加工加工出一圈螺纹，使之能在相应的螺套内沿着顺时针和逆时针方向自由旋转。

8.如权利要求1所述的用于窄厚钢板的坡口加工装置，其特征在于：所述的火焰枪头是铜制的，能够耐受高温。

9.如权利要求1所述的用于窄厚钢板的坡口加工装置，其特征在于：所述的导向轮是由不锈钢制成，导向轮距离火焰枪头的距离不小于50mm，以免温度过高使导向轮变形。

10.利用权利要求1所述的装置对窄厚钢板进行加工的方法，其特征在于：：

第一步：将窄厚板分成多段；

第二步：将单段窄厚板放到立式夹具上；

第三步：在立式夹具的一侧预设轨道，将行走小车安装在轨道上，调整各个螺杆的位置，使导向轮和火焰枪头的位置符合预先的设定；

第四步，开始加工坡口，导向轮沿着窄厚板的开坡口一边滑动，同时火焰枪头已经调节好所需气体流量并以处于工作状态，随着火焰枪头的工作，窄厚板局部大量受热后会引起上翘，整个窄厚板会形成一个立着的“弓”字形，此时导向轮体现作用，它随着窄厚板的变化而变化，同时带着火焰枪头向上变化，这就避免了开出坡口钝边不均匀的问题，它只需要调节一次火焰枪头的位置，后续随着小车在预设轨道上的滑行，导向轮会带着火焰枪头上下移动，从而保证坡口质量；

第五步：将单段加工完坡口的窄厚板使用卷板机矫正。

第四步：将多个单段窄厚板对接焊接成整体。