CN110421287B - 一种t型梁焊接成形的感应加热校直装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种T型梁焊接成形的感应加热校直装置及工艺，该装置包括感应加热电源、水冷铜管感应装置、移动车和工作台；所述移动车包括底盘，立柱，横梁，立柱固定在底盘上，横梁通过传动机构安装在立柱上，螺栓安装在横梁上，用于连接横梁和水冷铜管感应装置；所述感应加热电源放置在移动工装车的底盘上；通过传动机构横梁能实现水冷铜管感应装置横向和纵向移动；本发明解决了现有技术中都是对焊后变形后的T型梁进行校直，增加了生产工时和工艺复杂性，造成制造成本提高的的技术问题，极大地节省了工时和人工成本，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种T型梁焊接的感应加热校直工艺，具体地说就是采用感应加热方式，在T型梁成形焊接时对其腹板顶端进行感应加热，利用腹板顶端和底端同时受热对称变形的原理对T型梁进行校直。
背景技术
在造船、桥梁、海洋工程、钢结构等领域，T型梁是一种重要的组件。通常T型梁是由一条腹板和一条翼板通过焊接成形，焊接时翼板平放在工作台或生产线上，腹板垂直放在翼板的中心线上，采用埋弧焊或其它保护焊等工艺从腹板底端两侧同时进行焊接生产。
T型梁的长度大都远超过其宽度和高度，呈细长杆状。在进行焊接成形时，腹板的中心和翼板的底端相接处，也就是焊接接头处，受焊接过程中的热作用先受热膨胀，随后冷却收缩，导致T型梁焊后变形。一般焊后的T型梁在其长度方向上沿腹板平面呈现中间凸两头凹的情况，严重影响了T型梁的使用。
工程上采用了很多方法来对焊后变形的T型梁进行校直，目前常用机械校直法和水火矫正法来对T型梁进行校直。机械校直就是利用机械压力减少T型梁的焊接变形，即用滚轮固定腹板的侧面，在腹板的顶部用滚轮对T型梁进行挤压，强制T型梁反向变形，从而对变形的T型梁焊件进行校直。水火校直法是用火焰对变形后的T型梁腹板的顶端进行加热，加热到一定温度后喷水冷却，利用腹板顶部快速加热冷却形成的热胀冷缩反向变形，实现对T型梁的校直。
CN106216829A公开了一种预防焊接角变形的焊接装置及方法，该装置主要包括焊接平台、导轨、加热装置、控制箱、反馈屏、焊接面具、控制器和焊钳；所述控制箱分别与加热装置、反馈屏、控制器和焊钳电连接；所述加热装置安装在导轨上；所述导轨位于焊接工位的下方；所述反馈屏安装在焊接面具上；所述控制器设置为带状，安装在焊钳上。该方法主要包括以下步骤：将焊接件固定在焊接平台上；调节焊钳上的控制器，使加热装置到达焊接点下方，反馈屏实时显示加热装置的位置信息；第一微控制器和第二微控制器驱动第一磁条和第二磁条产生相应磁场，使加热头的端面对焊接点背面进行加热；对焊接点进行焊接。本发明的结构简单、使用方便、工作效率高、生产成本低。
CN109128453A涉及装备制造业中的焊接领域，具体是一种实时监控并控制焊接变形的温度补偿装置，温度补偿装置包括高效加热装置冷却装置；独立微机通过抓取焊接设备的主要热输入参数，焊接速度，计算出焊接过程中产生的线能量，并通过高温测温装置测量熔池的温度，根据金属的膨胀系数模拟得出焊接产生变形量的基数数值；温度补偿装置通过高效加热方式，在焊接部位的对称侧面进行温度补偿；达到受热平衡状态，减少焊接变形的目的。通过温度补偿与调节，平衡焊接过程中的热输入量，使焊接结构受热区域接近平衡。同时通过热量的疏导控制非熔化区域温度以减少焊接过程中所产生的变形。
CN201420038549.5公开了一种T型梁、H型梁的组对装置，包括前支座和后支座，前支座和后支座之间焊接有横梁，横梁上设有前托辊、中托辊和滚轮，前、后支座上分别设有一对腹板夹紧轮，每对腹板夹紧轮的中心线重合，其高度可调，每对腹板夹紧轮之间的距离调节结构为丝杠-螺母调节结构；横梁上还设有一底盘，底盘上设有左右对称的旋转盘，后支座上设有门字形的后导向架，旋转盘和后导向架的横梁上分别设有一对翼缘板压紧轮；横梁上设有一驱动用滚轮，前托辊、中托辊和滚轮三者的顶面高度一致。本实用新型大大提高了工作效率，组对效率比传统方式提高了3倍，并减小了焊接变形，节省了焊后对型材调直和矫正的时间。
但现有技术有很多的缺点和不足，都是对焊后变形后的T型梁进行校直，增加了生产工时和工艺复杂性，造成制造成本提高。使用机械校直法需要购置进行机械校直的大型设备，设备成本增加；使用水火校直法，需要大量人工进行火焰加热和喷水冷却的操作，工作环境较差，存在安全隐患，而且变形尺寸难以控制，往往需要多次加热和冷却，人工成本较高。
发明内容
本发明为解决T型梁焊接后变形的校直问题，利用对称加热使变形抵消原理，发明一种在T型梁焊接成形的同时进行感应加热的校直装置及工艺；其目的也就是在T型梁焊接的过程中，同时对T型梁的腹板顶部边缘进行加热，利用腹板的底端(焊接加热)和顶端(感应加热)形成对称的受热变形，从而将焊接变形抵消掉,达到矫正焊接变形的技术效果；采用这种工艺制造T型梁，节约制造工时和加工成本。
本发明采用以下技术方案：一种T型梁焊接成形的感应加热校直装置，包括感应加热电源、水冷铜管感应装置、移动车和工作台；
所述移动车包括底盘、立柱、横梁，立柱固定在底盘上，横梁通过传动机构安装在立柱上，螺栓安装在横梁上，用于连接横梁和水冷铜管感应装置；所述感应加热电源放置在移动工装车的底盘上；通过传动机构横梁能实现水冷铜管感应装置横向和纵向移动。
所述水冷铜管感应装置包括座插、云母板骨架、保温毯、水冷铜管、限位滚轮；两个座插在云母板骨架顶部横梁上对称安装，用于连接水冷铜管和延长电缆；水冷铜管被固定在云母板骨架上，水冷铜管上面覆盖一层保温毯，水冷铜管感应装置通过螺栓固定在横梁上；限位滚轮固定在云母板骨架外侧。
优选的，所述云母板骨架使用的材料是云母板；云母板具有耐高温的性能，可避免高温对骨架的热损伤；
优选的，所述云母板骨架包括两根横梁骨架和三个U型骨架，一根横梁骨架在顶部，另一根横梁骨架在内部，两根横梁平行且长度相等，两个U型骨架分别位于两根横梁骨架的两端，另一根位于两根横梁的中点；
进一步的，所述云母板骨架的横梁骨架为横梁；
进一步的，云母板骨架内部横梁设有固定水冷铜管的槽，水冷铜管固定在云母板骨架上；
优选的，在云母板骨架横梁两侧的U型骨架的外侧用螺钉各固定三个滚轮，即限位滚轮；U型骨架底部两侧分别安装两个滚轮，分别为滚轮a、滚轮b，U型骨架顶部安装一个滚轮c，限位滚轮与U型骨架用螺钉连接；
进一步的，所述限位滚轮为三个以上；
优选的，所述水冷铜管外部是铜材料，内部有冷却水流循环流动。循环水流起到降温的作用，防止温度过高，使得铜管变形；水冷铜管先按一个方向缠绕成长方形，然后将整个长方形弯曲成U型框架，构成是水冷铜管感应装置最重要的一部分。
优选的，所述水冷铜管的进线和出线分别与云母板骨架顶部横梁上的两个座插连接，延长电缆与座插连接，延长电缆与感应加热电源的两个端子连接，通过座插与延长电缆使水冷铜管与感应加热电源连接；
优选的，能通过调节横梁的高度来调整水冷铜管感应器对于T型梁的加热高度。
本发明与现有校直生产设备相比，具有如下显而易见的实质性特点和显著优点：
1.本发明把焊接校直跟焊接同时进行，极大地节省了工时和人工成本，提高了生产效率；
2.本发明是小型设备，省去了机械校正所使用的大型压力设备；
3.本发明清洁、安全、无污染，避免因为水火校直时产生的明火、烟尘和蒸汽，改善了车间工作环境。
附图说明
图1是本发明的装配示意图；
图2是本发明水冷钢管感应装置主视图；
图3是本发明水冷铜管感应装置斜二测结构示意图；
图4是本发明水冷铜管感应装置结构右视图；
附图中的附图标记如下：1.底盘、2.感应加热电源、3.延长电缆、4.立柱、5.横梁、6.螺栓、7.座插、8.云母板骨架、9.保温毯、10.水冷铜管、11.限位滚轮、12.焊枪、13.T型梁、14.工作台、滚轮a 110、滚轮b 111、滚轮c 112。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“背面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-4所示，一种T型梁焊接成形的感应加热校直装置，包括移动车、水冷铜管感应装置、感应加热电源2和工作台14；移动车包括底盘1、立柱4、横梁5；
进一步的，所述感应加热电源2为电磁感应加热电源；
如图2所示，水冷铜管感应装置包括座插7、云母板骨架8、保温毯9、水冷铜管10、限位滚轮11；
所述云母板骨架8是由两根横梁和三根U型框架组合而成，云母板骨架8内部横梁设有固定水铜管10的槽，可将水冷铜管10固定在云母板骨架8上，云母板骨架8顶部横梁对称安装有两个座插7，用于连接水冷铜管10和延长电缆；
作为本发明一个优选的实施例，水冷铜管感应装置的进线和出线分别通过延长电缆3接到感应加热电源2的两个端子上；水冷铜管10上面覆盖一层保温毯9，用于防护水冷铜管10高温对云母板骨架8的热损伤，同时进行保温；
作为本发明一个优选的实施例，位于云母板骨架8横梁骨架的两端的U型骨架外壁的两侧底部和顶部上分别设置三个限位滚轮11，限位滚轮11与U型骨架用螺钉连接，用于减少T型梁13对云母板骨架8的摩擦；在云母板骨架8的顶部横梁5中间设置螺栓6，用于连接水冷铜管感应装置和横梁5。
进一步的，所述云母板骨架8的横梁骨架为横梁；
如图2所示，移动车包括底盘1、立柱4、横梁5，横梁5通过传动机构安装在立柱4上，螺栓6固定在横梁5上；所述感应加热电源2放置在移动工装车的底盘1上，通过传动机构横梁5可实现水冷铜管感应装置横向和纵向移动。
作为本发明一个优选的实施例，水冷铜管通过云母板骨架8顶部的座插7与延长电缆连接。所述水冷铜管10外部是铜材料，内部有冷却水流循环流动，铜材料与水流绝缘；循环水流起到降温的作用，防止温度过高，使得铜管变形。
作为本发明一个优选的实施例，通过调节横梁5的高度来调整水冷铜管感应器对于T型梁的加热高度。
作为本发明一个优选的实施例，所述限位滚轮11为三个以上；
作为本发明一个优选的实施例的实施方式，一种T型梁焊接成形的感应加热校直工艺，包括以下步骤：
1)将T型梁放在工作台14上，移动整个装置，并通过横梁5调整水冷铜管感应装置的空间位置；
2)将水冷铜管感应装置移动到T型梁13腹板的顶端，使U型骨架的顶部的滚轮c112与T型梁腹板顶部接触，U型骨架内壁两侧底部的滚轮a 110、滚轮b 111分别与T型梁11对应的两侧接触，水冷铜管感应装置应与焊枪12保持在同一竖直线上；
3)接通感应加热电源，达到预定温度以后，T型梁13开始焊接，水冷铜管感应装置开始对腹板进行加热，水冷铜管感应装置与焊枪保持同步；
4)打开水冷铜管感应装置，得到相应的校直后的T型梁。
作为本发明一个优选的实施例的实施方式，在步骤3)中，所述水冷铜管感应装置与焊枪保持同步，利用腹板的底端焊接加热和顶端感应加热形成对称的受热变形，从而将焊接变形抵消掉,达到矫正焊接变形的目的。
进一步的，在步骤3)中，所述T型梁的焊接与在其腹板的电磁感应加热同时进行,电磁感应加热的位置在焊接点正上方的腹板顶端，与焊接位置相对于腹板中线对称；
以上实施方案仅用于说明而非限制本发明的技术方案。不脱离本发明精神的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种T型梁焊接成形的感应加热校直工艺，其特征在于，在一种T型梁焊接成形的感应加热校直装置中实现，包括以下步骤：
1)将T型梁放在工作台(14)上，移动整个装置，并通过横梁(5)调整水冷铜管感应装置的空间位置；
2)将水冷铜管感应装置移动到T型梁(13)腹板的顶端，使U型骨架的顶部的滚轮c(112)与T型梁腹板顶部接触，U型骨架内壁两侧底部的滚轮a(110)、滚轮b(111)分别与T型梁(13)对应的两侧接触，水冷铜管感应装置应与焊枪(12)保持在同一竖直线上；
3)接通感应加热电源，达到预定温度以后，T型梁(13)开始焊接，水冷铜管感应装置开始对腹板进行加热，水冷铜管感应装置与焊枪保持同步；
4)打开水冷铜管感应装置，得到相应的校直后的T型梁；
在步骤3)中，所述水冷铜管感应装置与焊枪保持同步，所述T型梁的焊接与在其腹板的电磁感应加热同时进行，电磁感应加热的位置在焊接点正上方的腹板顶端，与焊接位置相对于腹板中线对称；
所述一种T型梁焊接成形的感应加热校直装置，包括感应加热电源(2)、水冷铜管感应装置、移动车和工作台(14)；
所述移动车包括底盘(1)，立柱(4)，横梁(5)，立柱(4)固定在底盘(1)上，横梁(5)通过传动机构安装在立柱(4)上，螺栓(6)安装在横梁(5)上，用于连接横梁(5)和水冷铜管感应装置；所述感应加热电源(2)放置在移动工装车的底盘(1)上；通过传动机构，横梁(5)能实现水冷铜管感应装置横向和纵向移动；
所述水冷铜管感应装置包括座插(7)、云母板骨架(8)、保温毯(9)、水冷铜管(10)、限位滚轮(11)；两个座插(7)在云母板骨架(8)顶部横梁上对称安装，用于连接水冷铜管(10)和延长电缆；水冷铜管(10)被固定在云母板骨架(8)上，水冷铜管(10)上面覆盖一层保温毯(9)，水冷铜管感应装置通过螺栓(6)固定在横梁(5)上；限位滚轮(11)固定在云母板骨架(8)外侧；
所述云母板骨架(8)使用的材料是云母板；
所述云母板骨架(8)包括两根横梁骨架和三个U型骨架，一根横梁骨架在顶部，另一根横梁骨架在内部，两根横梁平行且长度相等，两个U型骨架分别位于横梁骨架的两端，另一根位于两根横梁的中点；
所述云母板骨架(8)内部横梁设有固定水冷铜管(10)的槽，水冷铜管(10)固定在云母板骨架(8)上；在云母板骨架(8)横梁两侧的U型骨架的外侧用螺钉各固定三个限位滚轮(11)；U型骨架底部两侧分别安装两个滚轮，分别为滚轮a(110)、滚轮b(111)，U型骨架顶部安装一个滚轮c(112)，限位滚轮(11)与U型骨架用螺钉连接；
所述水冷铜管(10)外部是铜材料，内部有冷却水流循环流动；水冷铜管(10)先按一个方向缠绕成长方形，然后将整个长方形弯曲成U型框架；
所述水冷铜管(10)的进线和出线分别与云母板骨架(8)顶部横梁上的两个座插(7)连接，延长电缆(3)与座插(7)连接，延长电缆(3)与感应加热电源(2)的两个端子连接，通过座插(7)与延长电缆(3)使水冷铜管(10)与感应加热电源(2)连接；
能通过调节横梁(5)的高度来调整水冷铜管感应器对于T型梁的加热高度。
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