CN110961813B - 一种钢结构桁架焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢结构桁架焊接工艺，主要包括以下步骤：螺纹钢排布定位、Z型钢筋搭建、逐点焊接、焊接后处理与防腐防锈处理。上述步骤中使用到的焊接定位夹具包括基座、调位机构与定位机构，所述基座左侧安装有调位机构，调位机构侧壁与定位机构侧壁相连接，调位机构包括安装圆盘、工作环、滑动块、导引螺杆、转动齿轮、传动齿条、连接环与伸缩杆，定位机构包括夹紧筒、连接板、调节架、支撑板、滑动板与定位架。本发明采用机械方式代替多名工作人员对钢材进行位置固定，通过调位机构同时对三根螺纹钢进行位置调整，节省了操作步骤，避免了误差的累积，并通过定位机构对Z型钢进行临时固定，以保证焊接工作稳定进行。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构生产技术领域，具体的说是一种钢结构桁架焊接工艺。
背景技术
钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域，许多桁架也多为钢结构类型。
在钢结构桁架的制作过程中，需要工作人员对螺纹钢以及Z型钢筋进行焊接，焊接过程中存在诸多不便：
（1）由于钢结构桁架结构较为复杂，使用到的螺纹钢与Z型钢筋数量较多，在焊接时，往往需要多名工人进行配合，工作效率低，人工成本高，且焊接时温度较高，容易对工人带来安全隐患；
（2）在使用人工方式对焊接过程中的钢材进行扶正、临时固定时，需要根据实际需要将各个钢材位置分别调整适当，操作步骤繁琐，且由于人工操作固有的不稳定性，对钢材的位置调节存在误差，多次调节后的误差累积，会对成型后钢结构桁架的稳固性造成影响。
为了解决上述问题，本发明提供了一种钢结构桁架焊接工艺。
发明内容
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：
一种钢结构桁架焊接工艺，主要包括以下步骤：
S1. 螺纹钢排布定位：工作人员将三根螺纹钢一一放入焊接定位夹具对应位置，并将螺纹钢位置锁紧；
S2. Z型钢筋搭建：将Z型钢筋与螺纹钢进行搭接，并通过焊接定位夹具对Z型钢筋位置进行临时固定；
S3. 逐点焊接：使用焊接设备对Z型钢筋与螺纹钢接触位置进行逐点焊接，制得钢结构桁架；
S4. 焊接后处理：使用砂纸对焊接处进行打磨，去除焊渣、焊点、毛刺，并对钢筋表面的锈蚀部分和杂质进行清理；
S5. 防腐防锈处理：在经过S4后的钢结构桁架表面涂刷环氧树脂，以起到防腐防锈作用；
上述步骤中使用到的焊接定位夹具包括基座、调位机构与定位机构，所述基座左侧安装有调位机构，调位机构侧壁与定位机构侧壁相连接；其中：
所述调位机构包括安装圆盘、工作环、滑动块、导引螺杆、转动齿轮、传动齿条、连接环与伸缩杆，安装圆盘安装在基座侧壁上，安装圆盘外侧安装有工作环，工作环侧壁上沿其周向方向均匀开设有导引孔，导引孔数量为三，安装圆盘上端沿其周向方向均匀开设有滑动槽，滑动槽位置与导引孔位置一一对应，滑动槽内通过滑动配合方式安装有滑动块，滑动块侧壁与导引螺杆一端相连接，导引螺杆另一端伸出导引孔外并通过螺纹连接方式与转动齿轮内壁相连接，转动齿轮通过轴承安装在工作环侧壁上，转动齿轮外侧与传动齿条相啮合，传动齿条上端与连接环下端相连接，连接环下端与安装圆盘上端连接有伸缩杆，伸缩杆为上下可伸缩结构；通过手动方式转动转动齿轮，转动齿轮相对导引螺杆进行螺旋运动，导引螺杆位于导引孔外侧的长度改变，从而带动滑动块在滑动槽内进行移动，同时转动齿轮转动时，传动齿条能够继续上下直线运动，在连接环的连接作用下，其余传动齿条也随之进行同步直线运动，进而便能够带动剩余转动齿轮转动，因此仅转动一个转动齿轮便可达到对三个滑动块位置同时进行调节的目的，节省了操作时间，滑动块位置不同，固定在夹紧筒内的螺纹钢之间的位置也随之改变，能够满足多种工作需要，加工出多种形状的钢结构桁架。
所述定位机构包括夹紧筒、连接板、调节架、支撑板、滑动板与定位架，夹紧筒数量为三，夹紧筒安装在滑动块左端，夹紧筒内侧与连接板一端相连接，连接板另一端与调节架侧壁相连接，调节架安装在安装圆盘中部，夹紧筒外侧安装有支撑板，支撑板为L型结构，支撑板上通过滑动配合方式安装有滑动板，滑动板上端开设有定位滑槽，定位滑槽内安装有定位架；将螺纹钢一一放置在对应的夹紧筒内后，通过调节架对夹紧板位置进行调节，使得螺纹钢能够被仅仅压在主筒体内壁与夹紧板内壁之间，之后对支撑板与滑动板、滑动板与定位架之间的相对位置进行调节，以对搭接在螺纹钢上的Z型钢筋进行临时固定。
优选的，所述夹紧筒包括主筒体、夹紧板与伸缩板，主筒体安装在滑动块左端，主筒体内侧开设有条形通槽，条形通槽内设置有夹紧板，夹紧板与主筒体内壁之间通过伸缩板相连接，伸缩板与主筒体之间为滑动配合方式，且夹紧板内侧为圆弧面结构，夹紧板内侧设置有螺纹型凸起；在伸缩板的连接作用以及调节架的调节作用下，夹紧板与主筒体的间距可发生改变，以将不同直径的螺纹钢牢牢固定在主筒体内。
优选的，所述调节架包括固定螺杆、转动块与调节板，固定螺杆安装在安装圆盘中部，固定螺杆外壁上通过螺纹连接方式安装有转动块，转动块外侧沿其周向方向均匀设置有调节板，调节板外壁与连接板相连接，转动块为直径从左往右逐渐减小的圆台型结构，调节板内壁与转动块外壁相紧贴；通过人工方式转动转动块后，转动块便可在固定螺杆上进行螺旋运动，当转动块相对调节板从左往右运动时，转动块对调节板产生向外的挤压力，在连接板的连接作用下，推动夹紧板向外运动，夹紧板与主筒体内壁的间距减小，反之，转动块相对调节板从右往左运动时，夹紧板与主筒体内壁的间距增大。
优选的，所述定位架包括一号滑块、二号滑块、调距气缸、固定板与夹紧环，一号滑块与二号滑块通过滑动配合方式从左往右依次安装在定位滑槽内，一号滑块与二号滑块之间连接有调距气缸，且一号滑块与二号滑块上端均安装有固定板，固定板上端安装有夹紧环，一号滑块侧壁中部开设有定位通孔，定位通孔后端安装有固定压环，固定压环内壁上设置有橡胶条；通过调节气缸对一号滑块与二号滑块的间距进行调节，以适应Z型钢实际形状尺寸，使得夹紧环在Z型钢折角处对其进行固定。
优选的，所述连接板为可伸缩结构，连接板包括伸缩端与固定端，固定端为空心结构，固定端内通过滑动配合方式安装有伸缩端，固定端与伸缩端侧壁上均开设有定位孔，固定端与伸缩端上位置重叠的定位孔之间通过螺钉相连接；滑动块位置调节过程中，连接板长度同时发生改变，当滑动块位置调节适当后，通过螺钉对固定端与伸缩端相对位置进行锁定。
优选的，所述夹紧环包括固定半环、转动半环与卡扣，固定半环安装在固定板上端，固定半环底端通过铰链与转动半环底端相连接，固定半环上端安装有卡扣，转动半环上端开设有卡孔，卡扣前端卡接在卡孔内，且卡扣前端为弹性橡胶材质；将卡扣卡接在卡孔内后，夹紧环便能够将Z型钢与螺纹钢进行临时固定，防止Z型钢发生晃动，以便工作人员对未固定处进行焊接工作，或对焊接后的焊接位置进行加固，以免出现松脱，当需要对Z型钢夹紧处进行焊接时，转动转动半环直至卡扣从卡孔内脱出，此时夹紧环便不会妨碍焊接工作的进行。
优选的，所述支撑板与滑动板上均从左往右等间距开设有圆形孔，支撑板与滑动板上位置重叠的圆形孔之间放置有限位销钉，滑动板侧壁上从左往右等间距开设有定位孔，与一号滑块上定位通孔位置重叠的定位孔内放置有定位销钉，定位销钉后端紧贴在固定压环内；在位置调节适当后，能够对该位置进行锁定，保证后续工作的稳定进行。
优选的，所述支撑板为分段拼接式结构，支撑板各部分之间通过螺钉固定；能够根据螺纹钢的长度缩短或增加支撑板长度。
本发明的有益效果是：
1.本发明提供的一种钢结构桁架焊接工艺，采用机械方式代替多名工作人员对钢材进行位置固定，通过调位机构同时对三根螺纹钢进行位置调整，节省了操作步骤，避免了误差的累积，并通过定位机构对Z型钢进行临时固定，以保证焊接工作稳定进行；
2.本发明通过设置的调位机构，仅转动一个转动齿轮便可达到对三个滑动块位置同时进行调节的目的，节省了操作时间，滑动块位置不同，固定在夹紧筒内的螺纹钢之间的位置也随之改变，能够满足多种工作需要，加工出多种形状的钢结构桁架；
3.本发明通过设置的定位机构，能够对搭接在螺纹钢上的Z型钢筋进行临时固定，在调节架的调节作用下，夹紧板与主筒体的间距可发生改变，以将不同直径的螺纹钢牢牢固定在主筒体内。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明焊接定位夹具的立体结构示意图；
图3是本发明焊接定位夹具的平面结构示意图；
图4是本发明安装圆盘、连接板与调节架之间的平面结构示意图；
图5是本发明支撑板、滑动板与定位架之间的部分平面结构示意图；
图6是本发明夹紧筒的剖视图；
图7是本发明支撑板的剖视图；
图8是本发明夹紧板的平面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1到图8所示，一种钢结构桁架焊接工艺，主要包括以下步骤：
S1. 螺纹钢排布定位：工作人员将三根螺纹钢一一放入焊接定位夹具对应位置，并将螺纹钢位置锁紧；
S2. Z型钢筋搭建：将Z型钢筋与螺纹钢进行搭接，并通过焊接定位夹具对Z型钢筋位置进行临时固定；
S3. 逐点焊接：使用焊接设备对Z型钢筋与螺纹钢接触位置进行逐点焊接，制得钢结构桁架；
S4. 焊接后处理：使用砂纸对焊接处进行打磨，去除焊渣、焊点、毛刺，并对钢筋表面的锈蚀部分和杂质进行清理；
S5. 防腐防锈处理：在经过S4后的钢结构桁架表面涂刷环氧树脂，以起到防腐防锈作用；
上述步骤中使用到的焊接定位夹具包括基座1、调位机构2与定位机构3，所述基座1左侧安装有调位机构2，调位机构2侧壁与定位机构3侧壁相连接；其中：
所述调位机构2包括安装圆盘21、工作环22、滑动块23、导引螺杆24、转动齿轮25、传动齿条26、连接环27与伸缩杆28，安装圆盘21安装在基座1侧壁上，安装圆盘21外侧安装有工作环22，工作环22侧壁上沿其周向方向均匀开设有导引孔，导引孔数量为三，安装圆盘21上端沿其周向方向均匀开设有滑动槽，滑动槽位置与导引孔位置一一对应，滑动槽内通过滑动配合方式安装有滑动块23，滑动块23侧壁与导引螺杆24一端相连接，导引螺杆24另一端伸出导引孔外并通过螺纹连接方式与转动齿轮25内壁相连接，转动齿轮25通过轴承安装在工作环22侧壁上，转动齿轮25外侧与传动齿条26相啮合，传动齿条26上端与连接环27下端相连接，连接环27下端与安装圆盘21上端连接有伸缩杆28，伸缩杆28为上下可伸缩结构；通过手动方式转动转动齿轮25，转动齿轮25相对导引螺杆24进行螺旋运动，导引螺杆24位于导引孔外侧的长度改变，从而带动滑动块23在滑动槽内进行移动，同时转动齿轮25转动时，传动齿条26能够继续上下直线运动，在连接环27的连接作用下，其余传动齿条26也随之进行同步直线运动，进而便能够带动剩余转动齿轮25转动，因此仅转动一个转动齿轮25便可达到对三个滑动块23位置同时进行调节的目的，节省了操作时间，滑动块23位置不同，固定在夹紧筒31内的螺纹钢之间的位置也随之改变，能够满足多种工作需要，加工出多种形状的钢结构桁架。
所述定位机构3包括夹紧筒31、连接板32、调节架33、支撑板34、滑动板35与定位架36，夹紧筒31数量为三，夹紧筒31安装在滑动块23左端，夹紧筒31内侧与连接板32一端相连接，连接板32另一端与调节架33侧壁相连接，调节架33安装在安装圆盘21中部，夹紧筒31外侧安装有支撑板34，支撑板34为L型结构，支撑板34上通过滑动配合方式安装有滑动板35，滑动板35上端开设有定位滑槽，定位滑槽内安装有定位架36，支撑板34为分段拼接式结构，支撑板34各部分之间通过螺钉固定；能够根据螺纹钢的长度缩短或增加支撑板34长度；将螺纹钢一一放置在对应的夹紧筒31内后，通过调节架33对夹紧板312位置进行调节，使得螺纹钢能够被仅仅压在主筒体311内壁与夹紧板312内壁之间，之后对支撑板34与滑动板35、滑动板35与定位架36之间的相对位置进行调节，以对搭接在螺纹钢上的Z型钢筋进行临时固定。
所述夹紧筒31包括主筒体311、夹紧板312与伸缩板313，主筒体311安装在滑动块23左端，主筒体311内侧开设有条形通槽，条形通槽内设置有夹紧板312，夹紧板312与主筒体311内壁之间通过伸缩板313相连接，伸缩板313与主筒体311之间为滑动配合方式，且夹紧板312内侧为圆弧面结构，夹紧板312内侧设置有螺纹型凸起；在伸缩板313的连接作用以及调节架33的调节作用下，夹紧板312与主筒体311的间距可发生改变，以将不同直径的螺纹钢牢牢固定在主筒体311内。
所述连接板32为可伸缩结构，连接板32包括伸缩端321与固定端322，固定端322为空心结构，固定端322内通过滑动配合方式安装有伸缩端321，固定端322与伸缩端321侧壁上均开设有定位孔，固定端322与伸缩端321上位置重叠的定位孔之间通过螺钉相连接；滑动块23位置调节过程中，连接板32长度同时发生改变，当滑动块23位置调节适当后，通过螺钉对固定端322与伸缩端321相对位置进行锁定。
所述调节架33包括固定螺杆331、转动块332与调节板333，固定螺杆331安装在安装圆盘21中部，固定螺杆331外壁上通过螺纹连接方式安装有转动块332，转动块332外侧沿其周向方向均匀设置有调节板333，调节板333外壁与连接板32相连接，转动块332为直径从左往右逐渐减小的圆台型结构，调节板333内壁与转动块332外壁相紧贴；通过人工方式转动转动块332后，转动块332便可在固定螺杆331上进行螺旋运动，当转动块332相对调节板333从左往右运动时，转动块332对调节板333产生向外的挤压力，在连接板32的连接作用下，推动夹紧板312向外运动，夹紧板312与主筒体311内壁的间距减小，反之，转动块332相对调节板333从右往左运动时，夹紧板312与主筒体311内壁的间距增大。
所述支撑板34与滑动板35上均从左往右等间距开设有圆形孔，支撑板34与滑动板35上位置重叠的圆形孔之间放置有限位销钉34a，滑动板35侧壁上从左往右等间距开设有定位孔，与一号滑块361上定位通孔位置重叠的定位孔内放置有定位销钉35a，定位销钉35a后端紧贴在固定压环内；在位置调节适当后，能够对该位置进行锁定，保证后续工作的稳定进行。
所述定位架36包括一号滑块361、二号滑块362、调距气缸363、固定板364与夹紧环365，一号滑块361与二号滑块362通过滑动配合方式从左往右依次安装在定位滑槽内，一号滑块361与二号滑块362之间连接有调距气缸363，且一号滑块361与二号滑块362上端均安装有固定板364，固定板364上端安装有夹紧环365，一号滑块361侧壁中部开设有定位通孔，定位通孔后端安装有固定压环，固定压环内壁上设置有橡胶条；通过调节气缸对一号滑块361与二号滑块362的间距进行调节，以适应Z型钢实际形状尺寸，使得夹紧环365在Z型钢折角处对其进行固定。
所述夹紧环365包括固定半环365a、转动半环365b与卡扣365c，固定半环365a安装在固定板364上端，固定半环365a底端通过铰链与转动半环365b底端相连接，固定半环365a上端安装有卡扣365c，转动半环365b上端开设有卡孔，卡扣365c前端卡接在卡孔内，且卡扣365c前端为弹性橡胶材质；将卡扣365c卡接在卡孔内后，夹紧环365便能够将Z型钢与螺纹钢进行临时固定，防止Z型钢发生晃动，以便工作人员对未固定处进行焊接工作，或对焊接后的焊接位置进行加固，以免出现松脱，当需要对Z型钢夹紧处进行焊接时，转动转动半环365b直至卡扣365c从卡孔内脱出，此时夹紧环365便不会妨碍焊接工作的进行。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种钢结构桁架焊接工艺，其特征在于：主要包括以下步骤：
S1. 螺纹钢排布定位：工作人员将三根螺纹钢一一放入焊接定位夹具对应位置，并将螺纹钢位置锁紧；
S2. Z型钢筋搭建：将Z型钢筋与螺纹钢进行搭接，并通过焊接定位夹具对Z型钢筋位置进行临时固定；
S3. 逐点焊接：使用焊接设备对Z型钢筋与螺纹钢接触位置进行逐点焊接，制得钢结构桁架；
S4. 焊接后处理：使用砂纸对焊接处进行打磨，去除焊渣、焊点、毛刺，并对钢筋表面的锈蚀部分和杂质进行清理；
S5. 防腐防锈处理：在经过S4后的钢结构桁架表面涂刷环氧树脂，以起到防腐防锈作用；
上述步骤中使用到的焊接定位夹具包括基座(1)、调位机构(2)与定位机构(3)，所述基座(1)左侧安装有调位机构(2)，调位机构(2)侧壁与定位机构(3)侧壁相连接；其中：
所述调位机构(2)包括安装圆盘(21)、工作环(22)、滑动块(23)、导引螺杆(24)、转动齿轮(25)、传动齿条(26)、连接环(27)与伸缩杆(28)，安装圆盘(21)安装在基座(1)侧壁上，安装圆盘(21)外侧安装有工作环(22)，工作环(22)侧壁上沿其周向方向均匀开设有导引孔，导引孔数量为三，安装圆盘(21)上端沿其周向方向均匀开设有滑动槽，滑动槽位置与导引孔位置一一对应，滑动槽内通过滑动配合方式安装有滑动块(23)，滑动块(23)侧壁与导引螺杆(24)一端相连接，导引螺杆(24)另一端伸出导引孔外并通过螺纹连接方式与转动齿轮(25)内壁相连接，转动齿轮(25)通过轴承安装在工作环(22)侧壁上，转动齿轮(25)外侧与传动齿条(26)相啮合，传动齿条(26)上端与连接环(27)下端相连接，连接环(27)下端与安装圆盘(21)上端连接有伸缩杆(28)，伸缩杆(28)为上下可伸缩结构；
所述定位机构(3)包括夹紧筒(31)、连接板(32)、调节架(33)、支撑板(34)、滑动板(35)与定位架(36)，夹紧筒(31)数量为三，夹紧筒(31)安装在滑动块(23)左端，夹紧筒(31)内侧与连接板(32)一端相连接，连接板(32)另一端与调节架(33)侧壁相连接，调节架(33)安装在安装圆盘(21)中部，夹紧筒(31)外侧安装有支撑板(34)，支撑板(34)为L型结构，支撑板(34)上通过滑动配合方式安装有滑动板(35)，滑动板(35)上端开设有定位滑槽，定位滑槽内安装有定位架(36)。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构桁架焊接工艺，其特征在于：所述夹紧筒(31)包括主筒体(311)、夹紧板(312)与伸缩板(313)，主筒体(311)安装在滑动块(23)左端，主筒体(311)内侧开设有条形通槽，条形通槽内设置有夹紧板(312)，夹紧板(312)与主筒体(311)内壁之间通过伸缩板(313)相连接，伸缩板(313)与主筒体(311)之间为滑动配合方式，且夹紧板(312)内侧为圆弧面结构，夹紧板(312)内侧设置有螺纹型凸起。
3.根据权利要求1所述的一种钢结构桁架焊接工艺，其特征在于：所述调节架(33)包括固定螺杆(331)、转动块(332)与调节板(333)，固定螺杆(331)安装在安装圆盘(21)中部，固定螺杆(331)外壁上通过螺纹连接方式安装有转动块(332)，转动块(332)外侧沿其周向方向均匀设置有调节板(333)，调节板(333)外壁与连接板(32)相连接，转动块(332)为直径从左往右逐渐减小的圆台型结构，调节板(333)内壁与转动块(332)外壁相紧贴。
4.根据权利要求1所述的一种钢结构桁架焊接工艺，其特征在于：所述定位架(36)包括一号滑块(361)、二号滑块(362)、调距气缸(363)、固定板(364)与夹紧环(365)，一号滑块(361)与二号滑块(362)通过滑动配合方式从左往右依次安装在定位滑槽内，一号滑块(361)与二号滑块(362)之间连接有调距气缸(363)，且一号滑块(361)与二号滑块(362)上端均安装有固定板(364)，固定板(364)上端安装有夹紧环(365)，一号滑块(361)侧壁中部开设有定位通孔，定位通孔后端安装有固定压环，固定压环内壁上设置有橡胶条。
5.根据权利要求1所述的一种钢结构桁架焊接工艺，其特征在于：所述连接板(32)为可伸缩结构，连接板(32)包括伸缩端(321)与固定端(322)，固定端(322)为空心结构，固定端(322)内通过滑动配合方式安装有伸缩端(321)，固定端(322)与伸缩端(321)侧壁上均开设有定位孔，固定端(322)与伸缩端(321)上位置重叠的定位孔之间通过螺钉相连接。
6.根据权利要求4所述的一种钢结构桁架焊接工艺，其特征在于：所述夹紧环(365)包括固定半环(365a)、转动半环(365b)与卡扣(365c)，固定半环(365a)安装在固定板(364)上端，固定半环(365a)底端通过铰链与转动半环(365b)底端相连接，固定半环(365a)上端安装有卡扣(365c)，转动半环(365b)上端开设有卡孔，卡扣(365c)前端卡接在卡孔内，且卡扣(365c)前端为弹性橡胶材质。
7.根据权利要求1所述的一种钢结构桁架焊接工艺，其特征在于：所述支撑板(34)与滑动板(35)上均从左往右等间距开设有圆形孔，支撑板(34)与滑动板(35)上位置重叠的圆形孔之间放置有限位销钉(34a)，滑动板(35)侧壁上从左往右等间距开设有定位孔，与一号滑块(361)上定位通孔位置重叠的定位孔内放置有定位销钉(35a)，定位销钉(35a)后端紧贴在固定压环内。
8.根据权利要求1所述的一种钢结构桁架焊接工艺，其特征在于：所述支撑板(34)为分段拼接式结构，支撑板(34)各部分之间通过螺钉固定。
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