CN111360368A - Glama桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置，所述箱体横梁的上、下侧分别通过若干轨道固定件固定设置有横梁上、下侧连体轨道，该横梁上、下侧连体轨道的左右两侧分别设置有一个机械手，它的特点是，所述在线修复装置包括固定底座、顶升装置、支撑柱和U型卡板；所述顶升装置设置在固定底座的上表面，其上端设置有支撑柱；所述支撑柱的上端与U型卡板的底部固定连接；所述U型卡板的上表面设置有与箱体横梁的底部相适配U型槽。本发明还公开了该装置的修复工艺，应用本发明能够实现对GLAMA桥式机械手箱体横梁的开裂裂纹的在线焊接修复，节约维修时间，降低维修成本，减少停机损失，为合理组产提供保障。

Description

GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置及工艺

技术领域

本发明涉及一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置及工艺。

背景技术

马钢轨道交材公司车轮二线主要生产工艺流程：钢锭进入加热炉加热--移动式机械手夹持加热后的钢锭---进行钢锭表面除磷--再有固定式机械手夹持除磷后的钢锭--运送到9000T油压机模座上面压制车轮预成品--车轮预成品由GLAMA桥式横梁上两台机械手分别夹持--立式轧机、5000T油压机精轧冲孔成形--车轮成品再由固定式机械手输送冷床上吊运到下道工序。固定的GLAMA桥式机械手横梁横跨在9000T油压机、立式轧机、5000T油压机之间，正常生产过程中悬挂的两台机械手不断在大型结构件箱体横梁上来回夹持半成品车轮准确定位输送到指定的各种轧机上，由于长时间的疲劳周期运转以及超负荷车轮生产，因GLAMA桥式机械手横梁是长方体大型箱体结构件焊接而成，容易出现大型结构件箱体横梁悬挂两台机械手的一侧沿着连体轨道直线方向中间部位内外开裂的现象，其存在的问题：1、如果不进行处理可能直接导致裂纹扩展，产生设备以及人身安全。2、无备件运到厂家修复，时间也不短。3、定制新备件不但周期长而且成本费用很高。为尽快恢复生产，需要在现场对GLAMA桥式机械手箱体横梁的开裂从断裂处进行焊接修复。故需要设计一种在线对GLAMA桥式机械手箱体横梁的开裂焊接装置及修复工艺，确保GLAMA桥式机械手箱体横梁能够经济性、安全性、可靠性地重复使用，另外，该GLAMA桥式机械手箱体横梁的开裂焊接修复后不会发生结构性变形，不影响GLAMA桥式机械手箱体横梁的其它组合件配合精度安装以及内部组织产生各种不达标性能，焊接的内外不能有任何焊接缺陷避免后续影响运转周期质量。

发明内容

针对上述背景技术中存在的GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂修复困难的问题，本发明提供一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置及工艺并加以实施，本发明能够实现对GLAMA桥式机械手箱体横梁的开裂裂纹的在线焊接修复，节约维修时间，降低维修成本，减少停机损失，为合理组产提供保障。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

本发明一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置，所述箱体横梁的上、下侧分别通过若干轨道固定件固定设置有横梁上、下侧连体轨道，该横梁上、下侧连体轨道的左右两侧分别设置有一个机械手，它的特点是，所述在线修复装置包括固定底座、顶升装置、支撑柱和U型卡板；所述顶升装置设置在固定底座的上表面，其上端设置有支撑柱；所述支撑柱的上端与U型卡板的底部固定连接；所述U型卡板的上表面设置有与箱体横梁的底部相适配U型槽。

作为本发明技术方案的进一步改进，所要这顶升装置为液压千斤顶，其活塞的顶部与支撑柱固定连接。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述固定底座、顶升装置、支撑柱及U型卡板之间通过焊连接固定。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述支撑柱为无缝钢管，其顶端与U型卡板焊接固定，其底端采用中厚钢板焊接封底，该中厚钢板与顶升装置的顶端连接固定。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述固定底座为正方形状钢板。

本发明一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复工艺，采用上述技术方案中所述的一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置，所述箱体横梁长期使用后，其上沿横梁上侧连体轨道直线方向在中间位置处出现裂纹，其修复步骤如下：

步骤一、在线修复装置的设置；将切割的正方形状的固定底座放置在待焊接修复的箱体横梁的裂纹正下方的地面上，在该固定底座上安装顶升装置，在该顶升装置的活塞上固定支撑柱，在支撑柱的上端焊接固定U型卡板，将U型卡板底板的U型槽托起箱体横梁的下部，确保U型槽两侧钢板卡紧箱体横梁的两侧，以形成一个整体装置，在线焊接修复前启动顶升装置，该顶升装置的底座压紧固定底座，顶升装置的活塞顶起支撑柱，支撑柱上端的U型卡板把整体的箱体横梁调整至焊接需求位置；

步骤二、焊接修复；

2.1、焊前准备：

2.1.1、焊接设备采用HT400D数字化控制逆变式手工直流焊机，采用反接法；

2.1.2、加热以及热处理设备：H01-20烤枪、3#焊嘴、喉箍、氧·乙炔瓶、氧·乙炔风带；

2.1.3、焊接技术要求：堆焊层熔合母材，焊接缝不得有任何焊接缺陷；

2.1.4、材质：横梁箱体材质；

2.1.5、焊接材料：E5015焊条；

2.1.6、辅助设施：放大镜、钢丝刷、砂纸、活动板手、手枪钻、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品；

2.1.7、根据焊接修复要求确定相关的焊接工艺参数；

2.2焊接修复；

待所述在线修复装置将整体的箱体横梁调整至焊接需求位置后，拆分箱体横梁上裂纹位置处分段的横梁上侧连体轨道，再采用手枪钻在箱体横梁外侧裂纹的两头钻止裂孔，以防止原有裂纹在焊前加热或焊接过程中继续扩展，将裂纹及其周围区域使用H01-20烤枪进行加热清理，完成后使用手工角向磨光机和直磨机对裂纹加工V型坡口；接着进行打底层的焊接，采用灭弧运条法，焊接时用H01-20烤枪对V型坡口以及其周围进行预热；待打底层焊接完成并通过检测确认无任何焊接缺陷时，进行填充层焊接，二层以上焊接电流稍大一点，电弧压低，采用三角运条方法，两边多停顿，保持层间温度，确认每一层焊接后检测无焊接缺陷，直到焊接高度比母材低于2mm后，在稍微等待焊接层整体焊缝的温度降低后进行盖面层的焊接，焊缝盖面时焊接电流比填充层焊接电流小，采用月牙形运条方法，确保盖面焊缝要跟母材两侧熔合好而且不能高于母材本体，以防止分段的横梁上侧连体轨道无法安装；箱体横梁外侧裂纹焊接修复完成后，通过检测确认盖面焊缝无任何焊接缺陷，再使用H01-20烤枪进行焊缝以及周围区域的局部热处理，等待冷却室温后，然后在箱体横梁的裂纹的里侧把焊缝的根部采用手工角向磨光机加工修理平整，制作一个L型补强筋板并将该L型补强筋板一面紧贴在箱体横梁的上盖板底部，另外一面紧贴在箱体横梁上的横梁上侧连体轨道处的侧立板内侧上，将L型补强筋板两侧与箱体横梁内侧进行焊接，上下两头不焊接，在线全部焊接完成并经检测合格后，交付使用。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述打底层焊接时，焊条采用直径3.2mm的E5015焊条，焊接电流为90～120A，电弧电压为24±1V，焊接速度为17±1cm/min；所述填充及盖面层焊接时，焊条采用直径4.0mm的E5015焊条，焊接电流为130～180A，电弧电压为24±1V，焊接速度为17±1cm/min。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述盖面层焊接时，其焊接电流比填充层焊接电流小10～20％。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述L型补强筋板11的厚度大于箱体横梁1钢板的厚度。

相对于现有技术，本发明所述的一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置及工艺，其能够实现对GLAMA桥式机械手箱体横梁的开裂裂纹的在线焊接修复，节约维修时间，降低维修成本，减少停机损失，为合理组产提供保障。

附图说明

图1为本发明所述GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置的正面结构示意图；

图2为本发明所述GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置侧面结构示意图；

图3为本发明所述U型卡板的示意图；

图中：1.箱体横梁2.横梁上侧连体轨道3.横梁下侧连体轨道4.U型卡板5.支撑柱6.活塞7.顶升装置8.固定底座9.机械手10.轨道固定件11.L型补强筋板12.裂纹。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变；“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

实施例1：

如图1至图3所示，本发明一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置，所述箱体横梁1的上、下侧分别通过若干轨道固定件10固定设置有横梁上侧连体轨道2和横梁下侧连体轨道3，该横梁上、下侧连体轨道2、3的左右两侧分别设置有一个机械手9，它的特点是，所述在线修复装置包括固定底座8、顶升装置7、支撑柱5和U型卡板4；所述顶升装置7设置在固定底座8的上表面，其上端设置有支撑柱5；所述支撑柱5的上端与U型卡板4的底部固定连接；所述U型卡板4的上表面设置有与箱体横梁1的底部相适配U型槽。本实施例中，所述的U型卡板4采用中厚板焊接加工而成，其U型槽两侧钢板的高度不得影响裂纹在线焊接修复。

本实施例中，所要这顶升装置7为液压千斤顶，其活塞6的顶部与支撑柱5固定连接，该顶升装置还包括工作液压缸、液压泵、液体、手柄以及回液阀等。

本实施例中，所述固定底座8、顶升装置7、支撑柱5及U型卡板4之间通过焊连接固定。

本实施例中，所述支撑柱5采用厚壁无缝钢管根据箱体横梁1与地面的高度切割而成，其顶端与U型卡板4焊接固定，其底端采用中厚钢板焊接封便于连接，该中厚钢板与顶升装置7的活塞6的顶端连接固定。

本实施例中，所述固定底座8为正方形状钢板。

实施例2：

本发明一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复工艺，所述箱体横梁1长期使用后，其上沿横梁上侧连体轨道2直线方向在中间位置处一般会出现裂纹12，现采用实施例1所述的一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置对裂纹12处进行修复，修复步骤如下：

步骤一、在线修复装置的设置；将切割的正方形状的固定底座8放置在待焊接修复的箱体横梁1的裂纹12正下方的地面上，在该固定底座8上安装顶升装置7，在该顶升装置7的活塞6上固定支撑柱5，在支撑柱5的上端焊接固定U型卡板4，将U型卡板底板4的U型槽托起箱体横梁1的下部，确保U型槽两侧钢板卡紧箱体横梁1的两侧，以形成一个整体装置，在线焊接修复前启动顶升装置7，该顶升装置7的底座压紧固定底座8，顶升装置7的活塞6顶起支撑柱5，支撑柱5上端的U型卡板4把整体的箱体横梁1调整至焊接需求位置，以确保焊接修复后的箱体横梁1符合原有的技术规范和要求，另外，此在线修复装置可以有效防止在焊接时开裂的焊缝扩展和整体的箱体横梁1焊接时的热胀冷缩变形，全部在线焊接修复完成后才能拆除该在线修复装置；

步骤二、焊接修复；

2.1)、焊前准备：

2.1.1)、焊接设备采用HT400D数字化控制逆变式手工直流焊机，采用反接法；

2.1.2)、加热以及热处理设备：H01-20烤枪、3#焊嘴、喉箍、氧·乙炔瓶、氧·乙炔风带；

2.1.3)、焊接技术要求：堆焊层熔合母材，焊接缝不得有任何焊接缺陷；

2.1.4)、材质：横梁箱体材质，本实施例中，箱体横梁1的材质相当于Q345，厚度为12mm～20mm；

2.1.5)、焊接材料：E5015焊条；

2.1.6)、辅助设施：放大镜、钢丝刷、砂纸、活动板手、手枪钻、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品(工作服、手套、鞋、帽、平光镜)；

2.1.7)、焊接工艺参数；

手工焊条电弧焊

2.2)、焊接修复；

待所述在线修复装置将整体的箱体横梁1调整至焊接需求位置后，拆分箱体横梁1上裂纹12位置处分段的横梁上侧连体轨道2，因箱体横梁1的裂纹12是沿着横梁上侧连体轨道2直线方向并里外贯穿，故采用手枪钻在箱体横梁1外侧裂纹12的两头钻止裂孔，以防止原有裂纹12在焊前加热或焊接过程中继续扩展，将裂纹12及其周围区域(裂纹12两侧50mm左右范围)使用H01-20烤枪进行加热清理，完成后使用手工角向磨光机和直磨机对裂纹12加工V型坡口，必须保证打底层焊接时，打底焊条能够熔透；接着进行打底层的焊接，因箱体横梁1的材质相当于Q345且壁厚为12～20mm，故第一层焊接时用H01-20烤枪对V型坡口以及周围进行预热，采用灭弧运条法，因为焊接修复的裂纹12本身不规则，再利用手工角向磨光机加工V型坡口时中间间隙大小不等，所以灭弧运条法不仅能够控制V型坡口的焊接间隙大小，而且焊接熔孔穿透裂纹12底部，保证单面焊双面成形质量；待打底层焊接完成并通过检测确认无任何焊接缺陷时，进行填充层焊接，二层以上焊接电流稍大一点，电弧压低，采用三角运条方法，两边多停顿，保持层间温度，确认每一层焊接后检测无焊接缺陷，直到焊接高度比母材低于2mm后，在稍微等待焊接层整体焊缝的温度降低后进行盖面层的焊接，焊缝盖面时焊接电流比填充层焊接电流小10～20％，采用月牙形运条方法，确保盖面焊缝要跟母材两侧熔合好而且不能高于母材本体，以防止分段的横梁上侧连体轨道2无法安装；箱体横梁1外侧裂纹12焊接修复完成后，通过检测确认盖面焊缝无任何焊接缺陷，再使用H01-20烤枪进行焊缝以及周围区域的局部热处理，等待冷却室温后，然后在箱体横梁1的裂纹12的里侧把焊缝的根部采用手工角向磨光机加工修理平整，制作一个L型补强筋板11并将该L型补强筋板11一面紧贴在箱体横梁1的上盖板底部，另外一面紧贴在箱体横梁1上横梁上侧连体轨道2处的侧立板内侧上，将L型补强筋板11两侧与箱体横梁1内侧进行焊接，上下两头不焊接以防止焊接应力无法释放，在线全部焊接完成并经检测合格后，交付使用。

本实施例中，所述的L型补强筋板11采用大于箱体横梁1钢板厚度的钢板焊接加工而成。

本实施例中，对焊缝及其周围区域进行预热、加热及保温等，均按照常规Q345材质的钢材的焊接要求进行。

Claims (9)

1.一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置，所述箱体横梁(1)的上、下侧分别通过若干轨道固定件(10)固定设置有横梁上、下侧连体轨道(2、3)，该横梁上、下侧连体轨道(2、3)的左右两侧分别设置有一个机械手(9)，其特征是，所述在线修复装置包括固定底座(8)、顶升装置(7)、支撑柱(5)和U型卡板(4)；所述顶升装置(7)设置在固定底座(8)的上表面，其上端设置有支撑柱(5)；所述支撑柱(5)的上端与U型卡板(4)的底部固定连接；所述U型卡板(4)的上表面设置有与箱体横梁(1)的底部相适配U型槽。

2.根据权利要求1所述的一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置，其特征是，所要这顶升装置(7)为液压千斤顶，其活塞(6)的顶部与支撑柱(5)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置，其特征是，所述固定底座(8)、顶升装置(7)、支撑柱(5)及U型卡板(4)之间通过焊连接固定。

4.根据权利要求1所述的一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置，其特征是，所述支撑柱(5)为无缝钢管，其顶端与U型卡板(4)焊接固定，其底端采用中厚钢板焊接封底，该中厚钢板与顶升装置(7)的顶端连接固定。

5.根据权利要求1所述的一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置，其特征是，所述固定底座(8)为正方形状钢板。

6.一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复工艺，采用权利要求1-5任一项所述的一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复装置，所述箱体横梁(1)长期使用后，其上沿横梁上侧连体轨道(2)直线方向在中间位置处出现裂纹(12)，其特征是，修复步骤如下：

步骤一、在线修复装置的设置；将切割的正方形状的固定底座(8)放置在待焊接修复的箱体横梁(1)的裂纹(12)正下方的地面上，在该固定底座(8)上安装顶升装置(7)，在该顶升装置(7)的活塞(6)上固定支撑柱(5)，在支撑柱(5)的上端焊接固定U型卡板(4)，将U型卡板底板(4)的U型槽托起箱体横梁(1)的下部，确保U型槽两侧钢板卡紧箱体横梁(1)的两侧，以形成一个整体装置，在线焊接修复前启动顶升装置(7)，该顶升装置(7)的底座压紧固定底座(8)，顶升装置(7)的活塞(6)顶起支撑柱(5)，支撑柱(5)上端的U型卡板(4)把整体的箱体横梁(1)调整至焊接需求位置；

步骤二、焊接修复；

2.1)、焊前准备：

2.1.1)、焊接设备采用HT400D数字化控制逆变式手工直流焊机，采用反接法；

2.1.2)、加热以及热处理设备：H01-20烤枪、3#焊嘴、喉箍、氧·乙炔瓶、氧·乙炔风带；

2.1.3)、焊接技术要求：堆焊层熔合母材，焊接缝不得有任何焊接缺陷；

2.1.4)、材质：横梁箱体材质；

2.1.5)、焊接材料：E5015焊条；

2.1.6)、辅助设施：放大镜、钢丝刷、砂纸、活动板手、手枪钻、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品；

2.1.7)、根据焊接修复要求确定相关的焊接工艺参数；

2.2)焊接修复；

待所述在线修复装置将整体的箱体横梁(1)调整至焊接需求位置后，拆分箱体横梁(1)上裂纹(12)位置处分段的横梁上侧连体轨道(2)，再采用手枪钻在箱体横梁(1)外侧裂纹(12)的两头钻止裂孔，以防止原有裂纹(12)在焊前加热或焊接过程中继续扩展，将裂纹(12)及其周围区域使用H01-20烤枪进行加热清理，完成后使用手工角向磨光机和直磨机对裂纹(12)加工V型坡口；接着进行打底层的焊接，采用灭弧运条法，焊接时用H01-20烤枪对V型坡口以及周围进行预热；待打底层焊接完成并通过检测确认无任何焊接缺陷时，进行填充层焊接，二层以上焊接电流稍大一点，电弧压低，采用三角运条方法，两边多停顿，保持层间温度，确认每一层焊接后检测无焊接缺陷，直到焊接高度比母材低于2mm后，在稍微等待焊接层整体焊缝的温度降低后进行盖面层的焊接，焊缝盖面时焊接电流比填充层焊接电流小，采用月牙形运条方法，确保盖面焊缝要跟母材两侧熔合好而且不能高于母材本体，以防止分段的横梁上侧连体轨道(2)无法安装；箱体横梁(1)外侧裂纹(12)焊接修复完成后，通过检测确认盖面焊缝无任何焊接缺陷，再使用H01-20烤枪进行焊缝以及周围区域的局部热处理，等待冷却室温后，然后在箱体横梁(1)的裂纹(12)的里侧把焊缝的根部采用手工角向磨光机加工修理平整，制作一个L型补强筋板(11)并将该L型补强筋板(11)一面紧贴在箱体横梁(1)的上盖板底部，另外一面紧贴在箱体横梁(1)上横梁上侧连体轨道(2)处的侧立板内侧上，将L型补强筋板(11)两侧与箱体横梁(1)内侧进行焊接，上下两头不焊接，在线全部焊接完成并经检测合格后，交付使用。

7.根据权利要求1所述的一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复工艺，其特征是，所述打底层焊接时，焊条采用直径3.2mm的E5015焊条，焊接电流为90～120A，电弧电压为24±1V，焊接速度为17±1cm/min；所述填充及盖面层焊接时，焊条采用直径4.0mm的E5015焊条，焊接电流为130～180A，电弧电压为24±1V，焊接速度为17±1cm/min。

8.根据权利要求6或7所述的一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复工艺，其特征是，所述盖面层焊接时，其焊接电流比填充层焊接电流小10～20％。

9.根据权利要求6或7所述的一种GLAMA桥式机械手箱体横梁开裂在线修复工艺，其特征是，所述L型补强筋板(11)的厚度大于箱体横梁(1)钢板的厚度。

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