CN113145954B - 一种桥梁焊接装置及桥梁焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁焊接装置及桥梁焊接方法，属于桥梁焊接领域，一种桥梁焊接装置及桥梁焊接方法，本方案在正常工作时，利用握把部和工作部进行焊接工作，同时将保护球从出料帽内射向高温的焊料，而保护球在接触高温焊料时，表面的橡胶球壳会迅速烧蚀，失去对金属强化网的约束，同时撞击产生的冲击会造成金属强化网产生局部断裂，金属强化网向外爆炸摊开包覆在高温焊料表面，一方面，降低固化焊料热量向外界辐射的速度，另一方面，也可以隔绝固化焊料与外界空气的接触，使得高温状态的固化焊料不易被污染失效，可以实现大幅降低高空作业环境温度对焊接强度的影响，增加桥梁焊接的强度，减小对桥梁整体的影响。

Description

一种桥梁焊接装置及桥梁焊接方法

技术领域

本发明涉及桥梁焊接领域，更具体地说，涉及一种桥梁焊接装置及桥梁焊接方法。

背景技术

桥梁，一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物，而随着材料技术的发展，桥梁的材料也逐渐发生变化，现阶段桥梁的主要结构为钢结构骨架配合混凝土结构。

焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术，现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等，除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空。无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。

虽然随着一体式装配技术的发展，各类的建筑都逐渐采用了预装配后在再安装的工艺，但是桥梁作为跨度大，结构强度高的建筑，通常需要焊接工人在装配初步完成的高空钢结构骨架上进行焊接工作，相较于传统的地面焊接，在高空中进行桥梁焊接工作主要面临操作难度高，环境温度低，焊料冷却过快，进而导致焊接强度降低等问题，影响桥梁整体的强度。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种桥梁焊接装置及桥梁焊接方法，可以实现大幅降低高空作业环境温度对焊接强度的影响，增加桥梁焊接的强度，减小对桥梁整体的影响。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种桥梁焊接装置，包括相互固定连接的握把部和工作部，所述工作部的侧壁上开凿有活动槽，所述活动槽上固定连接有转动轴，所述转动轴位于活动槽远离握把部的一侧，所述转动轴上转动连接有投射装置，所述投射装置包括投射装置主体，所述投射装置主体内开凿有填充腔和过渡室，所述填充腔位于投射装置主体远离转动轴的一侧，所述填充腔内填充有保护球，所述填充腔远离转动轴的一端开凿安装槽，所述安装槽内插接有出料帽，所述出料帽靠近填充腔的一端贯穿填充腔的侧壁并延伸至填充腔内，所述安装槽的槽底板上固定连接有电磁块，所述电磁块与出料帽之间固定连接有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧套设在出料帽的外侧，所述出料帽的侧壁上开凿有出料孔，所述过渡室的侧壁上开凿有一对进风通孔，两个所述进风通孔均连通过渡室与外界，所述进风通孔内固定连接有与自身相匹配的进风装置和第二筛网，所述进风装置位于进风通孔靠近过渡室的一侧，所述第二筛网位于进风通孔远离过渡室的一侧，所述填充腔内插设有通气管，所述通气管的一端贯穿填充腔并与过渡室相连通，所述通气管的另一端则贯穿出料帽的顶端，与外界相连通，所述通气管内存在一段波纹部，所述填充腔内填充有保护球，所述保护球包括橡胶球壳，所述橡胶球壳内壁固定连接有金属强化网，所述金属强化网始终具有向外膨胀的趋势，所述金属强化网内固定连接有弹性骨架，所述弹性骨架由多个耐热弹性纤维相互搭接在一起形成三维立体空间结构；

一种桥梁焊接方法，将焊接条装配到工作部内，并调节转动投射装置，使得投射装置主体与焊接条方向平行，在进行焊接的过程中，利用投射装置射出保护球，保护球在接触高温焊料时，表面的橡胶球壳会迅速烧蚀，失去对金属强化网的约束，同时撞击产生的冲击会造成金属强化网产生局部断裂，金属强化网向外爆炸摊开包覆在高温焊料表面，对高温焊料进行保护，而在焊接工作结束后，经过2天的固化期后，可以将金属强化网撕去，完成焊接工作，可以实现大幅降低高空作业环境温度对焊接强度的影响，增加桥梁焊接的强度，减小对桥梁整体的影响。

进一步的，所述投射装置主体靠近活动槽侧壁的一端固定连接有吸附磁块，所述吸附磁块镶嵌在投射装置主体内，可以在不使用投射装置时，将投射装置固定在活动槽内。

进一步的，所述投射装置主体远离活动槽底板的一端开凿有转动槽，方便焊接工人将投射装置从活动槽内拉出。

进一步的，所述转动轴与投射装置主体之间连接有耐磨环，所述耐磨环与投射装置主体固定连接，所述转动轴与耐磨环的接触面均为磨砂面，增加转动轴与耐磨环之间的摩擦力，使得投射装置主体易于固定。

进一步的，所述填充腔远离吸附磁块的一端开凿有加料孔，所述加料孔内螺纹连接有与自身相配匹配的密封塞，所述密封塞远离填充腔的一端开凿有隐形把手槽，方便焊接工人对填充腔内进行保护球加料。

进一步的，所述填充腔远离吸附磁块的一端侧壁上开凿有观望窗，所述观望窗内固定连接有与自身相匹配的透明亚克力板，方便焊接工人观测填充腔内保护球剩余量。

进一步的，所述过渡室内填充有活性炭颗粒，所述通气管靠近密封塞的一端固定连接有与自身想相匹配的第一筛网，可以将吸入过渡室内的空气进行净化，使得喷射出的保护球不易粘附焊接烟气，同时可以在一定程度上降低焊接过程中产生的有毒烟气对焊接工人的影响。

进一步的，所述橡胶球壳选用脱硫橡胶，降低橡胶球壳烧蚀过程中产生的硫化物，减小对高温焊料的侵蚀。

进一步的，所述橡胶球壳内埋设有石墨烯层，所述石墨烯层位于金属强化网的外侧，在橡胶球壳被烧蚀过程中，石墨烯层也会被点燃，生产大量的二氧化碳，并在呈三维空间结构的弹性骨架的存储下，在高温焊料表面形成保护气氛，增加对高温焊料的保护。

进一步的，所述橡胶球壳的外壁上固定连接有多个纠缠纤维，所述纠缠纤维的一端贯穿橡胶球壳并与金属强化网固定连接，所述纠缠纤维的另一端则呈三维螺旋状，并与相邻的纠缠纤维缠绕在一起，纠缠纤维形成的纤维簇具保护作用，使得保护球相互之间不易挤压，不易造成保护球破裂失效。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本方案在正常工作时，利用握把部和工作部进行焊接工作，同时将保护球从出料帽内射向高温的焊料，而保护球在接触高温焊料时，表面的橡胶球壳会迅速烧蚀，失去对金属强化网的约束，同时撞击产生的冲击会造成金属强化网产生局部断裂，金属强化网向外爆炸摊开包覆在高温焊料表面，一方面，降低固化焊料热量向外界辐射的速度，另一方面，也可以隔绝固化焊料与外界空气的接触，使得高温状态的固化焊料不易被污染失效。

而且埋设在橡胶球壳内的石墨烯层在燃烧过程中会产生大量的二氧化碳，并在弹性骨架的存储下，在较长时间内形成保护气氛，可以实现大幅降低高空作业环境温度对焊接强度的影响，增加桥梁焊接的强度，减小对桥梁整体的影响。

最后在焊接过程中，利用活性炭颗粒对焊接环境中的空气进行净化，使得保护球不易粘附焊接烟气，同时可以在一定程度上降低焊接过程中产生的有毒烟气对焊接工人的影。

附图说明

图1为本发明的桥梁焊接装置的主要结构示意图；

图2为本发明的桥梁焊接装置的工作状态的结构示意图；

图3为图2中A处的结构示意图；

图4为本发明的保护球的投射装置的结构示意图；

图5为本发明的保护球投射装置的正面剖视图；

图6为图5中B处的结构示意图；

图7为图5中C处的结构示意图；

图8为本发明的保护球的剖面结构示意图；

图9为传统焊接技术的焊缝处的截面示意图；

图10为本发明的焊接技术的焊缝处的截面示意图。

图中标号说明：

1握把部、2工作部、3活动槽、4转动轴、5投射装置主体、6耐磨环、7吸附磁块、8转动槽、9填充腔、10安装槽、11出料帽、12电磁块、13拉伸弹簧、14通气管、15透明亚克力板、16密封塞、17第一筛网、18过渡室、19进风通孔、20进风装置、21第二筛网、22活性炭颗粒、23橡胶球壳、24石墨烯层、25金属强化网、26纠缠纤维、27弹性骨架、28桥梁钢件、29固化焊料。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以是适配型号元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-8，一种桥梁焊接装置，包括相互固定连接的握把部1和工作部2，工作部2的侧壁上开凿有活动槽3，活动槽3上固定连接有转动轴4，转动轴4位于活动槽3远离握把部1的一侧，转动轴4上转动连接有投射装置，投射装置包括投射装置主体5，投射装置主体5内开凿有填充腔9和过渡室18，填充腔9位于投射装置主体5远离转动轴4的一侧，填充腔9内填充有保护球，填充腔9远离转动轴4的一端开凿安装槽10，安装槽10内插接有出料帽11，出料帽11靠近填充腔9的一端贯穿填充腔9的侧壁并延伸至填充腔9内，安装槽10的槽底板上固定连接有电磁块12，电磁块12与出料帽11之间固定连接有拉伸弹簧13，拉伸弹簧13套设在出料帽11的外侧，出料帽11的侧壁上开凿有出料孔，过渡室18的侧壁上开凿有一对进风通孔19，两个进风通孔19均连通过渡室18与外界，进风通孔19内固定连接有与自身相匹配的进风装置20和第二筛网21，进风装置20位于进风通孔19靠近过渡室18的一侧，第二筛网21位于进风通孔19远离过渡室18的一侧，填充腔9内插设有通气管14，通气管14的一端贯穿填充腔9并与过渡室18相连通，通气管14的另一端则贯穿出料帽11的顶端，与外界相连通，通气管14内存在一段波纹部，填充腔9内填充有保护球，保护球包括橡胶球壳23，橡胶球壳23内壁固定连接有金属强化网25，金属强化网25始终具有向外膨胀的趋势，金属强化网25内固定连接有弹性骨架27，弹性骨架27由多个耐热弹性纤维相互搭接在一起形成三维立体空间结构。

一种桥梁焊接方法，将焊接条装配到工作部2内，并调节转动投射装置，使得投射装置主体5与焊接条方向平行，在进行焊接的过程中，利用投射装置射出保护球，保护球在接触高温焊料时，表面的橡胶球壳23会迅速烧蚀，失去对金属强化网25的约束，同时撞击产生的冲击会造成金属强化网25产生局部断裂，金属强化网25向外爆炸摊开包覆在高温焊料表面，对高温焊料进行保护，而在焊接工作结束后，经过2天的固化期后，可以将金属强化网25撕去，完成焊接工作。

特别的，本方案中握把部1内搭载有控制终端，用于焊接工人控制电磁块12和进风装置20的正常工作，而控制终端及上述用电器均有电焊用的蓄电池进行供电。

本方案在正常工作过程中，由工作部2夹持电焊条进行焊接工作，其中投射装置位于焊接方向相反的一侧，即焊接方向为自右向左时，投射装置位于工作部2的左侧，而焊接方向为自左向右时，投射装置位于工作部2的右侧，而本方案中仅展示了工作部2位于左侧的装置，本领域技术人员可以根据本申请已公开的资料，快速设计安装出投射装置位于工作部2右侧的或同时左右两侧均设置投射装置的装置，焊接工人可以根据实际情况进行选择。

本方案在正常工作时，利用握把部1和工作部2进行焊接工作，焊接工人需要将转动轴4调节至与焊接条平行的位置，焊接进行过程中，会在焊接行进中留下高温的焊料，焊接工人通过控制终端控制电磁块12和进风装置20工作，电磁块12通电后生磁，将出料帽11朝填充腔9的方向吸去，直至出料帽11侧壁上的出料口进入填充腔9内，填充腔9内的填充的保护球会通过出料口滚出，同时进风装置20吸入过渡室18内的空气会通过通气管14进入出料帽11内，将保护球从出料帽11内射向高温的焊料，而保护球在接触高温焊料时，表面的橡胶球壳23会迅速烧蚀，失去对金属强化网25的约束，同时撞击产生的冲击会造成金属强化网25产生局部断裂，金属强化网25向外爆炸摊开包覆在高温焊料表面，请参阅图9-10，传统焊接过程中，固化焊料29会位于在两个相邻桥梁钢件28的表面，由于固化焊料29外侧没有保护，在桥梁焊接的高空作作业环境下会快速冷却，导致焊接强度形成一定程度的下降，进而造成桥梁整体强度下降，而本方案中焊接工艺则会在高温固化焊料29表面形成弹性骨架27的保护层，一方面，降低固化焊料29热量向外界辐射的速度，另一方面，也可以隔绝固化焊料29与外界空气的接触，使得高温状态的固化焊料29不易被污染失效。

可以实现大幅降低高空作业环境温度对焊接强度的影响，增加桥梁焊接的强度，减小对桥梁整体的影响。

请参阅图4-5，投射装置主体5靠近活动槽3侧壁的一端固定连接有吸附磁块7，吸附磁块7镶嵌在投射装置主体5内，可以在不使用投射装置时，将投射装置固定在活动槽3内，投射装置主体5远离活动槽3底板的一端开凿有转动槽8，方便焊接工人将投射装置从活动槽3内拉出，转动轴4与投射装置主体5之间连接有耐磨环6，耐磨环6与投射装置主体5固定连接，转动轴4与耐磨环6的接触面均为磨砂面，增加转动轴4与耐磨环6之间的摩擦力，使得投射装置主体5易于固定，填充腔9远离吸附磁块7的一端开凿有加料孔，加料孔内螺纹连接有与自身相配匹配的密封塞16，密封塞16远离填充腔9的一端开凿有隐形把手槽，方便焊接工人对填充腔9内进行保护球加料，填充腔9远离吸附磁块7的一端侧壁上开凿有观望窗，观望窗内固定连接有与自身相匹配的透明亚克力板15，方便焊接工人观测填充腔9内保护球剩余量。

请参阅图7，过渡室18内填充有活性炭颗粒22，通气管14靠近密封塞16的一端固定连接有与自身想相匹配的第一筛网17，可以将吸入过渡室18内的空气进行净化，使得喷射出的保护球不易粘附焊接烟气，同时可以在一定程度上降低焊接过程中产生的有毒烟气对焊接工人的影响。

请参阅图8，橡胶球壳23选用脱硫橡胶，降低橡胶球壳23烧蚀过程中产生的硫化物，减小对高温焊料的侵蚀，橡胶球壳23内埋设有石墨烯层24，石墨烯层24位于金属强化网25的外侧，在橡胶球壳23被烧蚀过程中，石墨烯层24也会被点燃，生产大量的二氧化碳，并在呈三维空间结构的弹性骨架27的存储下，在高温焊料表面形成保护气氛，增加对高温焊料的保护，橡胶球壳23的外壁上固定连接有多个纠缠纤维26，纠缠纤维26的一端贯穿橡胶球壳23并与金属强化网25固定连接，纠缠纤维26的另一端则呈三维螺旋状，并与相邻的纠缠纤维26缠绕在一起，纠缠纤维26形成的纤维簇具保护作用，使得保护球相互之间不易挤压，不易造成保护球破裂失效。

本方案在正常工作时，利用握把部1和工作部2进行焊接工作，同时将保护球从出料帽11内射向高温的焊料，而保护球在接触高温焊料时，表面的橡胶球壳23会迅速烧蚀，失去对金属强化网25的约束，同时撞击产生的冲击会造成金属强化网25产生局部断裂，金属强化网25向外爆炸摊开包覆在高温焊料表面，一方面，降低固化焊料29热量向外界辐射的速度，另一方面，也可以隔绝固化焊料29与外界空气的接触，使得高温状态的固化焊料29不易被污染失效，而且埋设在橡胶球壳23内的石墨烯层24在燃烧过程中会产生大量的二氧化碳，并在弹性骨架27的存储下，在较长时间内形成保护气氛，可以实现大幅降低高空作业环境温度对焊接强度的影响，增加桥梁焊接的强度，减小对桥梁整体的影响，最后在焊接过程中，利用活性炭颗粒22对焊接环境中的空气进行净化，使得保护球不易粘附焊接烟气，同时可以在一定程度上降低焊接过程中产生的有毒烟气对焊接工人的影响。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限的于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种桥梁焊接装置，包括相互固定连接的握把部（1）和工作部（2），其特征在于：所述工作部（2）的侧壁上开凿有活动槽（3），所述活动槽（3）上固定连接有转动轴（4），所述转动轴（4）位于活动槽（3）远离握把部（1）的一侧，所述转动轴（4）上转动连接有投射装置，所述投射装置包括投射装置主体（5），所述投射装置主体（5）内开凿有填充腔（9）和过渡室（18），所述填充腔（9）位于投射装置主体（5）远离转动轴（4）的一侧，所述填充腔（9）内填充有保护球，所述填充腔（9）远离转动轴（4）的一端开凿安装槽（10），所述安装槽（10）内插接有出料帽（11），所述出料帽（11）靠近填充腔（9）的一端贯穿填充腔（9）的侧壁并延伸至填充腔（9）内，所述安装槽（10）的槽底板上固定连接有电磁块（12），所述电磁块（12）与出料帽（11）之间固定连接有拉伸弹簧（13），所述拉伸弹簧（13）套设在出料帽（11）的外侧，所述出料帽（11）的侧壁上开凿有出料孔，所述过渡室（18）的侧壁上开凿有一对进风通孔（19），两个所述进风通孔（19）均连通过渡室（18）与外界，所述进风通孔（19）内固定连接有与自身相匹配的进风装置（20）和第二筛网（21），所述进风装置（20）位于进风通孔（19）靠近过渡室（18）的一侧，所述第二筛网（21）位于进风通孔（19）远离过渡室（18）的一侧，所述填充腔（9）内插设有通气管（14），所述通气管（14）的一端贯穿填充腔（9）并与过渡室（18）相连通，所述通气管（14）的另一端则贯穿出料帽（11）的顶端，与外界相连通，所述通气管（14）内存在一段波纹部，所述保护球包括橡胶球壳（23），所述橡胶球壳（23）内壁固定连接有金属强化网（25），所述金属强化网（25）始终具有向外膨胀的趋势，所述金属强化网（25）内固定连接有弹性骨架（27），所述弹性骨架（27）由多个耐热弹性纤维相互搭接在一起形成三维立体空间结构；

一种桥梁焊接方法，将焊接条装配到工作部（2）内，并调节转动投射装置，使得投射装置主体（5）与焊接条方向平行，由工作部（2）夹持电焊条进行焊接工作，其中投射装置位于焊接方向相反的一侧，即焊接方向为自右向左时，投射装置位于工作部（2）的左侧，而焊接方向为自左向右时，投射装置位于工作部（2）的右侧，在进行焊接的过程中，利用投射装置射出保护球，保护球在接触高温焊料时，表面的橡胶球壳（23）会迅速烧蚀，失去对金属强化网（25）的约束，同时撞击产生的冲击会造成金属强化网（25）产生局部断裂，金属强化网（25）向外爆炸摊开包覆在高温焊料表面，对高温焊料进行保护，而在焊接工作结束后，经过2天的固化期后，可以将金属强化网（25）撕去，完成焊接工作。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁焊接装置，其特征在于：所述投射装置主体（5）靠近活动槽（3）侧壁的一端固定连接有吸附磁块（7），所述吸附磁块（7）镶嵌在投射装置主体（5）内。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁焊接装置，其特征在于：所述投射装置主体（5）远离活动槽（3）底板的一端开凿有转动槽（8）。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁焊接装置，其特征在于：所述转动轴（4）与投射装置主体（5）之间连接有耐磨环（6），所述耐磨环（6）与投射装置主体（5）固定连接，所述转动轴（4）与耐磨环（6）的接触面均为磨砂面。

5.根据权利要求1所述的一种桥梁焊接装置，其特征在于：所述填充腔（9）远离吸附磁块（7）的一端开凿有加料孔，所述加料孔内螺纹连接有与自身相配匹配的密封塞（16），所述密封塞（16）远离填充腔（9）的一端开凿有隐形把手槽。

6.根据权利要求1所述的一种桥梁焊接装置，其特征在于：所述填充腔（9）远离吸附磁块（7）的一端侧壁上开凿有观望窗，所述观望窗内固定连接有与自身相匹配的透明亚克力板（15）。

7.根据权利要求1所述的一种桥梁焊接装置，其特征在于：所述过渡室（18）内填充有活性炭颗粒（22），所述通气管（14）靠近密封塞（16）的一端固定连接有与自身相匹配的第一筛网（17）。

8.根据权利要求1所述的一种桥梁焊接装置，其特征在于：所述橡胶球壳（23）选用脱硫橡胶。

9.根据权利要求1所述的一种桥梁焊接装置，其特征在于：所述橡胶球壳（23）内埋设有石墨烯层（24），所述石墨烯层（24）位于金属强化网（25）的外侧。

10.根据权利要求1所述的一种桥梁焊接装置，其特征在于：所述橡胶球壳（23）的外壁上固定连接有多个纠缠纤维（26），所述纠缠纤维（26）的一端贯穿橡胶球壳（23）并与金属强化网（25）固定连接，所述纠缠纤维（26）的另一端则呈三维螺旋状，并与相邻的纠缠纤维（26）缠绕在一起。

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