CN111390341A - Glama机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置，其特征是，它包括门字形结构件框架、U形钢架、吊运装置和底部钢板；所述门字形结构件框架的底部两端分别设置有所述底部钢板，其中部下表面设置有所述U形钢架；所述吊运装置活动连接在所述U型钢板上。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机械手大臂连杆焊缝断裂处进行在线焊接修复，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
技术领域
本发明涉及一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置及工艺。
背景技术
马钢交材公司经过几轮技术改造后，现有各种GLAMA机械手三十五台，分别分布在各种机床、炉群、环件生产线、车轮二、三生产线等。其结构形式可大致分为固定关节式、固定桥式、轮胎移动式等，无论何种形式，本体运动大臂上四连杆机构的连杆都采用焊接结构。对于机械手而言，运动杆件的稳定性是决定机械手运行精度的主要因素，由于这些机械手在生产线上都处于满负荷运转状态，长期的运行冲击载荷和疲劳作业会造成部分大臂连杆连接焊缝失效，从而导致结构件变形、撕裂，不仅导致运动失稳，主要承载件大臂连杆的断裂还会直接造成生产中断的严重后果。甚至可能导致机械手运动机架直接报废。如果采购备件更换不但周期长，成本高而且更换难度大，耗时长。因此，为尽快恢复生产，需要设计一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置及相配套的修复工艺来解决该问题。
目前，各种机械手结构件焊接修复应用较为普遍，不少文献中都有叙述，但针对一种火车车轮专用GLAMA机械手焊接修复还没有，火车车轮GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂的在线焊接修复主要难点：在线焊缝断裂复位(因此处厂矿环境无法采用行车以及其它起重设备吊运来完成大型机械手大臂连杆焊缝恢复原样)、焊缝位置复杂难以操作、难以完成单面焊双面成形焊接操作技术、局部补强等工艺，难以确保大臂连杆修复焊接后不会发生结构性变形，难以不影响整体GLAMA机械手其它组合件配合大臂连杆的精度安装以及运动杆件的稳定性产生各种不达标性能。
发明内容
针对上述背景技术中存在的GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂修复困难的问题，本发明提供一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置及工艺并加以实施，本发明能够实现对GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂处进行在线焊接修复，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机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置，其特点是，它包括门字形结构件框架、U形钢架、吊运装置和底部钢板；所述门字形结构件框架的底部两端分别设置有所述底部钢板，其中部下表面设置有所述U形钢架；所述吊运装置活动连接在所述U型钢板上，并可在该U型钢架上左右移动。
作为本发明技术方案的进一步改进，每块所述底部钢板上还对称设置有两个移动万向轮。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述门字形结构件框架的两侧与底部钢板之间分别对称设置有固定斜拉杆。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述吊运装置为手拉葫芦。
本发明一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接工艺，所述的机械手大臂的底部设置有连杆结构，连杆结构中各连杆经过长期运行后，其上的焊缝处出现断裂、撕裂的情况，现利用上述技术方案中所述的GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置对出现断裂的焊缝处进行焊接修复，修复工艺如下：
步骤一、在线焊接装置的设置；根据GLAMA机械手大臂连杆规格制作好所述在线焊接装置，然后将该在线焊接装置移动到GLAMA机械手大臂的上方，然后把悬挂设置在U形钢架上的吊运装置移动至出现断裂的焊缝的上方并吊运起该断裂的焊缝位置处；
步骤二、焊接工艺制订和实施；该步骤包括焊前准备和焊接及焊后补强两个步骤；
2.1)、焊前准备：
2.1.1)、焊接设备为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)、本体材质：连杆结构材质；加强筋板材质：45#钢；
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、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品等；
2.1.7)、根据焊接需求确定焊接工艺参数；
2.2)、焊接和焊后补强；
待所述在线焊接装置吊运起连杆结构上的断裂的焊缝位置处后，采用手工角向磨光机沿着断裂焊缝把原有的焊缝进行加工切割，然后原有焊缝处再利用手工直磨机和角向磨光机加工焊接V型坡口，第一道工序完成后验收组对尺寸，满足技术要求后进行对称点焊固定；焊接前使用H01-20烤枪采用中心焰进行对坡口以及坡口的周围区域预热，预热完成后，打底层的焊接方法采用断续灭弧，电流不宜过大以保证熔孔穿透本体达到单面焊双面成形效果，打底层焊接后采用手工角向磨光机清理焊缝表面，把修磨平整的焊缝进行目测和仪器检测，确认无任何焊接缺陷后再进行填充层焊接，如果发现有焊接缺陷进行返修；二层以上填充层焊接必须保证层间温度，电流比打底层增加20-30％，短弧在线或月牙形焊接操作，焊缝两侧熔合好母材，层层焊接完成进行检测，盖面层等待整体的焊缝温度降低，焊缝必须填满坡口，可以略高于母材，确认整条焊缝无任何焊接缺陷后，再利用H01-20烤枪采用中心焰对整体焊缝以及周围加热，然后保温后再冷却到室温，冷却后的焊缝再采用手工角向磨光机把高于本体母材的部分加工切割修磨，然后在连杆焊缝上组对焊接加强筋板，加强筋板只沿着连杆两侧进行堆焊，焊脚尺寸大于加强筋板厚度的1/3即可，加强筋板的上下不允许焊接，以避免整体焊接后焊接应力无法释放直接导致裂纹产生；最后进行检验，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。
相对于现有技术，本发明所述的一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置及工艺，其能够实现对GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂处进行在线焊接修复，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.大臂 2.连杆结构 3.焊缝 4.加强筋板 5.门字形结构件框架 6.U形钢架7.吊运装置 8.固定斜拉杆 9.底部钢板 10.移动万向轮。
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机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置，其特征是，它包括门字形结构件框架5、U形钢架6、吊运装置7和底部钢板9；所述门字形结构件框架5的底部两端分别设置有所述底部钢板9，其中部下表面设置有所述U形钢架6；所述吊运装置7活动连接在所述U型钢架6上，并可在该所述U型钢架6上左右移动，以便调整吊运位置。
本实施例中，每块所述底部钢板9上还对称设置有两个移动万向轮10，以便于所述在线修复装置的移动。
本实施例中，所述门字形结构件框架5的两侧与底部钢板9之间分别对称设置有固定斜拉杆8，以增加所述在线修复装置的稳固性。
本实施例中，所述吊运装置7为手拉葫芦，简单实用。
实施例2：
本发明一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接工艺，所述的机械手大臂1的底部设置有连杆结构2，连杆结构2中的各连杆为长方体空芯钢管，连杆结构2经过长期运行后，其上的焊缝3处一般会出现断裂或撕裂的情况，本实施例的创新点是，利用实施例1中所述的GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置对出现断裂的焊缝3处进行焊接修复，修复工艺如下：
步骤一、在线焊接装置的设置；根据GLAMA机械手大臂连杆的规格制作好所述在线焊接装置，然后将该在线焊接装置移动到GLAMA机械手大臂1的上方，然后把悬挂设置在U形钢架6上的吊运装置7移动至出现断裂的焊缝3的上方并吊运起该断裂的焊缝3位置处；
步骤二、焊接工艺制订和实施；该步骤包括焊前准备和焊接及焊后补强两个步骤；
2.1)、焊前准备：
2.1.1)、焊接设备为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)、本体材质：连杆结构材质，相当于国标Q345；加强筋板材质：45# 钢；
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、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)等；
7、根据焊接需求确定焊接工艺参数；
手工焊条电弧焊
2.2)、焊接和焊后补强；
待所述在线焊接装置吊运起连杆结构2上的断裂的焊缝3位置处后，采用手工角向磨光机沿着断裂焊缝把原有的焊缝3进行加工切割，然后在原有焊缝3 处再利用手工直磨机和角向磨光机加工焊接V型坡口，第一道工序完成后验收组对尺寸，满足技术要求后进行对称点焊固定；焊接前使用H01-20烤枪采用中心焰进行对坡口以及坡口的周围区域(坡口两侧50mm左右区域)预热，预热完成后，打底层的焊接方法采用断续灭弧，电流不宜过大以保证熔孔穿透本体达到单面焊双面成形效果，打底层焊接后采用手工角向磨光机清理焊缝表面，把修磨平整的焊缝进行目测和仪器检测，确认无任何焊接缺陷后再进行填充层焊接，如果发现有焊接缺陷进行返修；二层以上填充层焊接必须保证层间温度，电流比打底层增加20-30％，短弧在线或月牙形焊接操作，焊缝两侧熔合好母材，层层焊接完成进行检测，合格后才能进行下一层焊接，盖面层焊接时，先等待整体的焊缝温度降低，焊接时，焊缝必须填满坡口，可以略高于母材，确认整条焊缝无任何焊接缺陷后，再利用H01-20烤枪采用中心焰对整体焊缝以及周围加热，先保温然1～2h后再冷却到室温，冷却后的焊缝再采用手工角向磨光机把高于本体母材的部分加工切割修磨，然后在连杆焊缝上组对焊接加强筋板4，加强筋板4只沿着连杆两侧进行堆焊，焊脚尺寸大于加强筋板厚度的1/3即可，筋板的上下不允许焊接，以避免整体焊接后焊接应力无法释放直接导致裂纹产生；最后进行检验，合格后交付使用。
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Q345 材质的钢材的常规焊接要求以及焊条的焊接要求进行。
Claims (6)
1.一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置，其特征是，它包括门字形结构件框架(5)、U形钢架(6)、吊运装置(7)和底部钢板(9)；所述门字形结构件框架(5)的底部两端分别设置有所述底部钢板(9)，其中部下表面设置有所述U形钢架(6)；所述吊运装置(7)活动连接在所述U型钢架(6)上。
2.根据权利要求1所述的一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置，其特征是，每块所述底部钢板(9)上还对称设置有两个移动万向轮(10)。
3.根据权利要求1或2所述的一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置，其特征是，所述门字形结构件框架(5)的两侧与底部钢板(9)之间分别对称设置有固定斜拉杆(8)。
4.根据权利要求1所述的一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置，其特征是，所述吊运装置(7)为手拉葫芦。
5.一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接工艺，所述的机械手大臂(1)的底部设置有连杆结构(2)，连杆结构(2)经过长期运行后，其上的焊缝(3)处出现断裂情况，其特征是，利用权利要求1-4所述的GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置对出现断裂的焊缝(3)处进行焊接修复，修复工艺如下：
步骤一、在线焊接装置的设置；根据GLAMA机械手大臂连杆规格制作好所述在线焊接装置，然后将该在线焊接装置移动到GLAMA机械手大臂(1)的上方，然后把悬挂设置在U形钢架(6)上的吊运装置(7)移动至出现断裂的焊缝(3)的上方并吊运起该断裂的焊缝(3)位置处；
步骤二、焊接工艺制订和实施；该步骤包括焊前准备和焊接及焊后补强两个步骤；
2.1)、焊前准备：
2.1.1)、焊接设备为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)、本体材质：连杆结构材质；加强筋板材质：45#钢；
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、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品等；
2.1.7)、根据焊接需求确定焊接工艺参数；
2.2)、焊接和焊后补强；
待所述在线焊接装置吊运起连杆结构(2)上的断裂的焊缝(3)位置处后，采用手工角向磨光机沿着断裂焊缝把原有的焊缝(3)进行加工切割，然后原有焊缝(3)处再利用手工直磨机和角向磨光机加工V型坡口，第一道工序完成后验收组对尺寸，满足技术要求后进行对称点焊固定；焊接前使用H01-20烤枪采用中心焰进行对坡口以及坡口的周围区域预热，预热完成后，打底层的焊接方法采用断续灭弧，电流不宜过大以保证熔孔穿透本体达到单面焊双面成形效果，打底层焊接后采用手工角向磨光机清理焊缝表面，把修磨平整的焊缝进行目测和仪器检测，确认无任何焊接缺陷后再进行填充层焊接，如果发现有焊接缺陷进行返修；二层以上填充层焊接必须保证层间温度，电流比打底层增加20-30％，短弧在线或月牙形焊接操作，焊缝两侧熔合好母材，层层焊接完成进行检测，盖面层等待整体的焊缝温度降低后进行焊接，焊缝必须填满坡口，可以略高于母材，确认整条焊缝无任何焊接缺陷后，再利用H01-20烤枪采用中心焰对整体焊缝以及周围加热，先保温再冷却到室温，冷却后的焊缝再采用手工角向磨光机把高于本体母材的部分加工切割修磨，然后在连杆焊缝上组对焊接加强筋板4，加强筋板只沿着连杆两侧进行堆焊，焊脚尺寸大于加强筋板厚度的1/3即可，加强筋板的上下不允许焊接，以避免整体焊接后焊接应力无法释放直接导致裂纹产生；最后进行检验，合格后交付使用。
6.根据权利要求5所述的一种GLAMA机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接工艺其特征是，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。
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2020
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