CN113146081A - 一种钢结构桥梁桁架焊接工装及焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢结构桥梁桁架焊接工装及焊接方法，属于焊接领域，它通过设置隔离保温罩来将焊缝与外界隔离起来，一方面：可以防止焊接时产生的飞溅对工人造成伤害，也阻止有害气体扩散到外界空气中去，保护了工人的健康和空气环境，另一方面：由于隔离保温罩的隔离作用，使得焊接产生的高温热量在内部聚集，从而降低焊缝的冷却速度，有效减少裂缝的产生，它通过连接层将隔离保温罩吸附在钢架上，弹性基体和填充体可让隔离保温罩与钢架紧密的接触，它利用热空气上升的原理让有害气体通过气体通道，并用净化球对有害气体进行过滤后再排放出去，避免被工人大量吸入，通过散热件将内部的热量缓慢释放到外界中去，以减缓焊缝的冷却速度。
Description
技术领域
本发明涉及焊接领域，更具体地说，涉及一种钢结构桥梁桁架焊接工装及焊接方法。
背景技术
桁架桥指的是以桁架作为上部结构主要承重构件的桥梁。桁架桥一般由主桥架、上下水平纵向联结系、桥门架和中间横撑架以及桥面系组成。在桁架中，弦杆是组成桁架外围的杆件，包括上弦杆和下弦杆，连接上、下弦杆的杆件叫腹杆，按腹杆方向之不同又区分为斜杆和竖杆。弦杆与腹杆所在的平面就叫主桁平面。大跨度桥架的桥高沿跨径方向变化，形成曲弦桁架；中、小跨度采用不变的桁高，即所谓平弦桁架或直弦桁架。
钢结构的桁架需要焊接，焊接是一种以加热、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。
桥梁桁架的焊接都是将两个钢架焊接起来，目前的焊接设备都很简单，主要包括焊接设备、保护罩以及一些辅助设备，但保护罩只能保护头部，对于焊接过程中产生的有害气体并不能阻止被人吸附，而且现有的焊接都是暴露在外界中，焊缝的过快冷却容易导致出现裂缝，影响桁架的安全性。
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钢结构桥梁桁架焊接工装及焊接方法，它通过设置隔离保温罩来将焊缝与外界隔离起来，一方面：可以防止焊接时产生的飞溅对工人造成伤害，也阻止焊接产生的有害气体扩散到外界空气中去，有效保护了工人的健康和空气环境，另一方面：由于隔离保温罩的隔离作用，使得焊接产生的高温热量在内部聚集，从而一定限度的降低焊缝的冷却速度，有效减少裂缝的产生，提高焊接质量，它通过连接层将隔离保温罩吸附在钢架上，弹性基体的弹性和填充体的良好密封性可让隔离保温罩与钢架紧密的接触，它利用热空气上升的原理让有害气体通过气体通道，并用净化球对有害气体进行过滤后再排放出去，避免被工人大量吸入，通过散热件将内部的热量缓慢释放到外界中去，以减缓焊缝的冷却速度。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种钢结构桥梁桁架焊接工装，包括隔离保温罩，所述隔离保温罩由中部的透明观察体和上下两侧的上隔离体和下隔离体组成，所述上隔离体和下隔离体同材质，所述上隔离体的侧壁开设有多个气体通道，且每个气体通道中均放置有净化球，所述上隔离体和下隔离体靠近钢架的侧壁均固定连接有连接层，所述下隔离体位于连接层上方的内壁开设有操作口，所述下隔离体的内壁固定镶嵌有多个等间距设置的散热件，且散热件贯穿下隔离体，所述上隔离体和下隔离体的内壁均固定连接有与气体通道和散热件匹配的防溅板。它通过设置隔离保温罩来将焊缝与外界隔离起来，一方面：可以防止焊接时产生的飞溅对工人造成伤害，也阻止焊接产生的有害气体扩散到外界空气中去，有效保护了工人的健康和空气环境，另一方面：由于隔离保温罩的隔离作用，使得焊接产生的高温热量在内部聚集，从而一定限度的降低焊缝的冷却速度，有效减少裂缝的产生，提高焊接质量，它通过连接层将隔离保温罩吸附在钢架上，弹性基体的弹性和填充体的良好密封性可让隔离保温罩与钢架紧密的接触，它利用热空气上升的原理让有害气体通过气体通道，并用净化球对有害气体进行过滤后再排放出去，避免被工人大量吸入，通过散热件将内部的热量缓慢释放到外界中去，以减缓焊缝的冷却速度。
进一步的，所述连接层由弹性基体和填充体相互渗透连接组成，所述弹性基体为软质弹性材料制成，弹性基体的弹性让连接层能紧密贴合钢架的表面，从而提高密封性，所述填充体为硅胶材料制成，硅胶具有很好的接触密封性，可提高连接处的密封性。
进一步的，所述连接层的内壁开设有与外部连通的开口腔，且开口腔中放置有磁铁球，磁铁球对钢架的吸力使得隔离保温罩贴在钢架上，起到固定的作用，这样方便拆卸。
进一步的，所述气体通道由上通道和下通道组成，所述上通道的内径大于净化球的直径，所述下通道的内径小于净化球的直径，这样是为了更换净化球。
进一步的，所述净化球包括多孔结构的空心球壳，所述空心球壳中填充有活性炭填料，活性炭填料对有害气体进行过滤净化，保护环境和工人健康。
进一步的，所述防溅板为耐高温的材料制成，是为了防止被飞溅损坏，所述防溅板的侧壁开设有多个透气孔，且透气孔与气体通道交错设置，通过采用上下错位的方式来防止飞溅进入到气体通道中而造成堵塞。
进一步的，所述散热件包括吸热球，位于隔离保温罩内部的所述吸热球的一端固定连接有导热杆，位于隔离保温罩外部的所述吸热球一端固定连接有散热翅片，导热杆与内部的热量进行热交换，通过吸热球传递到散热翅片上以进行散热，这样可降低焊缝的冷却速度，有效减少裂缝的产生，所述防溅板上的透气孔与导热杆交错设置，通过错位设置来防止飞溅喷到吸热球上而影响热交换效率。
进一步的，所述下隔离体的内壁固定镶嵌有反射层，且散热件贯穿反射层设置，反射层具有反射热量的作用，当热量传递到反射层上可被反射回来，从而避免热量的损失。
进一步的，所述透明观察体为耐高温玻璃材料制成，所述上隔离体和下隔离体为不导热材料制成。
一种钢结构桥梁桁架焊接工装的焊接方法，包括以下步骤：
S1，在焊接两个相互垂直的钢架时，确定好焊接部位的位置后，先对焊接部位进行清理，然后将隔离保温罩吸附在两个钢架上，并稍加用力压实以确保连接处的密封性；
S2，隔离保温罩先放在焊接部位的中间位置，由中间位置向两侧焊接，焊接前先把烤枪由操作口伸入到内部对焊接部位进行预热，同时也是为了加热内部的空气，使得热空气由隔离保温罩的顶部向外排出，从而有效降低空气对焊接的影响；
S3，预热完成后抽出烤枪，接着把净化球由上方投入到气体通道中，根据需求每个气体通道中可投放至少一个净化球，然后开始焊接工作；
S4，将焊条由操作口伸入到内部以对钢架进行焊接，工人透过透明观察体可观察内部的焊接情况，焊接完成后用橡胶条将操作口塞住，静置20-30分钟待内部的温度降下来后再取下隔离保温罩。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过设置隔离保温罩来将焊缝与外界隔离起来，一方面：可以防止焊接时产生的飞溅对工人造成伤害，也阻止焊接产生的有害气体扩散到外界空气中去，有效保护了工人的健康和空气环境，另一方面：由于隔离保温罩的隔离作用，使得焊接产生的高温热量在内部聚集，从而一定限度的降低焊缝的冷却速度，有效减少裂缝的产生，提高焊接质量，它通过连接层将隔离保温罩吸附在钢架上，弹性基体的弹性和填充体的良好密封性可让隔离保温罩与钢架紧密的接触，它利用热空气上升的原理让有害气体通过气体通道，并用净化球对有害气体进行过滤后再排放出去，避免被工人大量吸入，通过散热件将内部的热量缓慢释放到外界中去，以减缓焊缝的冷却速度。
(2)连接层由弹性基体和填充体相互渗透连接组成，弹性基体为软质弹性材料制成，弹性基体的弹性让连接层能紧密贴合钢架的表面，从而提高密封性，填充体为硅胶材料制成，硅胶具有很好的接触密封性，可提高连接处的密封性。
(3)连接层的内壁开设有与外部连通的开口腔，且开口腔中放置有磁铁球，磁铁球对钢架的吸力使得隔离保温罩贴在钢架上，起到固定的作用，这样方便拆卸。
(4)气体通道由上通道和下通道组成，上通道的内径大于净化球的直径，下通道的内径小于净化球的直径，这样是为了更换净化球。
(5)净化球包括多孔结构的空心球壳，空心球壳中填充有活性炭填料，活性炭填料对有害气体进行过滤净化，保护环境和工人健康。
(6)防溅板为耐高温的材料制成，是为了防止被飞溅损坏，防溅板的侧壁开设有多个透气孔，且透气孔与气体通道交错设置，通过采用上下错位的方式来防止飞溅进入到气体通道中而造成堵塞。
(7)散热件包括吸热球，位于隔离保温罩内部的吸热球的一端固定连接有导热杆，位于隔离保温罩外部的吸热球一端固定连接有散热翅片，导热杆与内部的热量进行热交换，通过吸热球传递到散热翅片上以进行散热，这样可降低焊缝的冷却速度，有效减少裂缝的产生，防溅板上的透气孔与导热杆交错设置，通过错位设置来防止飞溅喷到吸热球上而影响热交换效率。
(8)下隔离体的内壁固定镶嵌有反射层，且散热件贯穿反射层设置，反射层具有反射热量的作用，当热量传递到反射层上可被反射回来，从而避免热量的损失。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的安装示意图；
图3为本发明的主视结构示意图；
图4为本发明的隔离保温罩组成示意图；
图5为本发明的上隔离体剖面结构示意图；
图6为本发明的净化球剖面结构示意图；
图7为本发明的下隔离体剖面结构示意图；
图8为本发明的连接层剖面结构示意图；
图9为本发明的连接层组成示意图；
图10为本发明的散热件主视结构示意图。
图中附图标记说明：
1隔离保温罩、101透明观察体、102上隔离体、103下隔离体、2气体通道、3净化球、301空心球壳、302活性炭填料、4连接层、401弹性基体、402填充体、5操作口、6散热件、601吸热球、602导热杆、603散热翅片、7防溅板、8开口腔、9磁铁球、10反射层。
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，可以是两个元件内部的连通。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：
请参阅图1-10，一种钢结构桥梁桁架焊接工装，包括隔离保温罩1，请参阅图4，隔离保温罩1由中部的透明观察体101和上下两侧的上隔离体102和下隔离体103组成，透明观察体101为耐高温玻璃材料制成，上隔离体102和下隔离体103为不导热材料制成，上隔离体102和下隔离体103同材质，请参阅图5，上隔离体102的侧壁开设有多个气体通道2，且每个气体通道2中均放置有净化球3，气体通道2由上通道和下通道组成，上通道的内径大于净化球3的直径，下通道的内径小于净化球3的直径，这样是为了更换净化球3，请参阅图6，净化球3包括多孔结构的空心球壳301，空心球壳301中填充有活性炭填料302，活性炭填料302对有害气体进行过滤净化，保护环境和工人健康，上隔离体102和下隔离体103靠近钢架的侧壁均固定连接有连接层4；
请参阅图8-9，连接层4的内壁开设有与外部连通的开口腔8，且开口腔8中放置有磁铁球9，磁铁球9对钢架的吸力使得隔离保温罩1贴在钢架上，起到固定的作用，这样方便拆卸，连接层4由弹性基体401和填充体402相互渗透连接组成，弹性基体401为软质弹性材料制成，弹性基体401的弹性让连接层4能紧密贴合钢架的表面，从而提高密封性，填充体402为硅胶材料制成，硅胶具有很好的接触密封性，可提高连接处的密封性；
请参阅图7和图10，下隔离体103位于连接层4上方的内壁开设有操作口5，下隔离体103的内壁固定镶嵌有多个等间距设置的散热件6，且散热件6贯穿下隔离体103，散热件6包括吸热球601，位于隔离保温罩1内部的吸热球601的一端固定连接有导热杆602，位于隔离保温罩1外部的吸热球601一端固定连接有散热翅片603，导热杆602与内部的热量进行热交换，通过吸热球601传递到散热翅片603上以进行散热，这样可降低焊缝的冷却速度，有效减少裂缝的产生，防溅板7上的透气孔与导热杆602交错设置，通过错位设置来防止飞溅喷到吸热球601上而影响热交换效率，下隔离体103的内壁固定镶嵌有反射层10，且散热件6贯穿反射层10设置，反射层10具有反射热量的作用，当热量传递到反射层10上可被反射回来，从而避免热量的损失，上隔离体102和下隔离体103的内壁均固定连接有与气体通道2和散热件6匹配的防溅板7，防溅板7为耐高温的材料制成，是为了防止被飞溅损坏，防溅板7的侧壁开设有多个透气孔，且透气孔与气体通道2交错设置，通过采用上下错位的方式来防止飞溅进入到气体通道2中而造成堵塞。
本方案的焊接方法，包括以下步骤：
S1，在焊接两个相互垂直的钢架时，确定好焊接部位的位置后，先对焊接部位进行清理，然后将隔离保温罩1吸附在两个钢架上，并稍加用力压实以确保连接处的密封性；
S2，隔离保温罩1先放在焊接部位的中间位置，由中间位置向两侧焊接，焊接前先把烤枪由操作口5伸入到内部对焊接部位进行预热，同时也是为了加热内部的空气，使得热空气由隔离保温罩1的顶部向外排出，从而有效降低空气对焊接的影响；
S3，预热完成后抽出烤枪，接着把净化球3由上方投入到气体通道2中，根据需求每个气体通道2中可投放至少一个净化球3，然后开始焊接工作；
S4，将焊条由操作口5伸入到内部以对钢架进行焊接，工人透过透明观察体101可观察内部的焊接情况，焊接完成后用橡胶条将操作口5塞住，静置20-30分钟待内部的温度降下来后再取下隔离保温罩1。
它通过设置隔离保温罩来将焊缝与外界隔离起来，一方面：可以防止焊接时产生的飞溅对工人造成伤害，也阻止焊接产生的有害气体扩散到外界空气中去，有效保护了工人的健康和空气环境，另一方面：由于隔离保温罩的隔离作用，使得焊接产生的高温热量在内部聚集，从而一定限度的降低焊缝的冷却速度，有效减少裂缝的产生，提高焊接质量，它通过连接层将隔离保温罩吸附在钢架上，弹性基体的弹性和填充体的良好密封性可让隔离保温罩与钢架紧密的接触，它利用热空气上升的原理让有害气体通过气体通道，并用净化球对有害气体进行过滤后再排放出去，避免被工人大量吸入，通过散热件将内部的热量缓慢释放到外界中去，以减缓焊缝的冷却速度。
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)
1.一种钢结构桥梁桁架焊接工装，包括隔离保温罩(1)，其特征在于：所述隔离保温罩(1)由中部的透明观察体(101)和上下两侧的上隔离体(102)和下隔离体(103)组成，所述上隔离体(102)和下隔离体(103)同材质，所述上隔离体(102)的侧壁开设有多个气体通道(2)，且每个气体通道(2)中均放置有净化球(3)，所述上隔离体(102)和下隔离体(103)靠近钢架的侧壁均固定连接有连接层(4)，所述下隔离体(103)位于连接层(4)上方的内壁开设有操作口(5)，所述下隔离体(103)的内壁固定镶嵌有多个等间距设置的散热件(6)，且散热件(6)贯穿下隔离体(103)，所述上隔离体(102)和下隔离体(103)的内壁均固定连接有与气体通道(2)和散热件(6)匹配的防溅板(7)。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁桁架焊接工装，其特征在于：所述连接层(4)由弹性基体(401)和填充体(402)相互渗透连接组成，所述弹性基体(401)为软质弹性材料制成，所述填充体(402)为硅胶材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁桁架焊接工装，其特征在于：所述连接层(4)的内壁开设有与外部连通的开口腔(8)，且开口腔(8)中放置有磁铁球(9)。
4.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁桁架焊接工装，其特征在于：所述气体通道(2)由上通道和下通道组成，所述上通道的内径大于净化球(3)的直径，所述下通道的内径小于净化球(3)的直径。
5.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁桁架焊接工装，其特征在于：所述净化球(3)包括多孔结构的空心球壳(301)，所述空心球壳(301)中填充有活性炭填料(302)。
6.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁桁架焊接工装，其特征在于：所述防溅板(7)为耐高温的材料制成，所述防溅板(7)的侧壁开设有多个透气孔，且透气孔与气体通道(2)交错设置。
7.根据权利要求6所述的一种钢结构桥梁桁架焊接工装，其特征在于：所述散热件(6)包括吸热球(601)，位于隔离保温罩(1)内部的所述吸热球(601)的一端固定连接有导热杆(602)，位于隔离保温罩(1)外部的所述吸热球(601)一端固定连接有散热翅片(603)，所述防溅板(7)上的透气孔与导热杆(602)交错设置。
8.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁桁架焊接工装，其特征在于：所述下隔离体(103)的内壁固定镶嵌有反射层(10)，且散热件(6)贯穿反射层(10)设置。
9.根据权利要求1所述的一种钢结构桥梁桁架焊接工装，其特征在于：所述透明观察体(101)为耐高温玻璃材料制成，所述上隔离体(102)和下隔离体(103)为不导热材料制成。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种钢结构桥梁桁架焊接工装的焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，在焊接两个相互垂直的钢架时，确定好焊接部位的位置后，先对焊接部位进行清理，然后将隔离保温罩(1)吸附在两个钢架上，并稍加用力压实以确保连接处的密封性；
S2，隔离保温罩(1)先放在焊接部位的中间位置，由中间位置向两侧焊接，焊接前先把烤枪由操作口(5)伸入到内部对焊接部位进行预热，同时也是为了加热内部的空气，使得热空气由隔离保温罩(1)的顶部向外排出，从而有效降低空气对焊接的影响；
S3，预热完成后抽出烤枪，接着把净化球(3)由上方投入到气体通道(2)中，根据需求每个气体通道(2)中可投放至少一个净化球(3)，然后开始焊接工作；
S4，将焊条由操作口(5)伸入到内部以对钢架进行焊接，工人透过透明观察体(101)可观察内部的焊接情况，焊接完成后用橡胶条将操作口(5)塞住，静置20-30分钟待内部的温度降下来后再取下隔离保温罩(1)。
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