CN113210993A - 一种板单元纵缝船位焊接系统及其应用、焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板单元纵缝船位焊接系统及其应用、焊接方法。本申请的板单元纵缝船位焊接系统同时具有内焊装置，内焊装置用于对板单元的钢面板和纵肋形成的内腔的内部纵缝进行焊接；外焊装置，外焊装置用于对板单元的纵肋外部纵缝进行焊接；翻转装置，翻转装置可转动，用于调节待焊板单元与水平面的角度。通过翻转装置的翻转，可以同时对板单元进行翻转内焊和外焊，提高焊接质量和焊接效率。

Description

一种板单元纵缝船位焊接系统及其应用、焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术，具体涉及板单元纵缝船位焊接系统及其应用、焊接方法。

背景技术

现在桥梁采用的钢箱梁桥面板结构包括板单元，板单元包括纵肋和钢面板，板单元制造时，需要将纵肋的两侧腹板与钢面板沿着纵向角缝进行焊接。纵肋一般采用U肋(U型肋板)。U肋细长狭窄，其长度通常超过12m，而截面尺寸一般小于300mm×300mm，难以对U肋内角施焊。现有技术中将U肋焊接在钢面板上可以采取单面焊的方式，该焊接方式多以外角开较大坡口实现80％熔深的CO₂气保焊为主，当外焊电流偏小或枪头偏移，电弧无法到达80％熔深。而当外焊电流偏大则容易击穿熔池，造成焊接缺陷，焊根处存在一条“预制”裂纹，应力集中突出，在车轮交替载荷作用下，疲劳裂纹十分严重，导致桥面板开裂难以修复。

现有技术中也有采取双面焊的方式将U肋焊接在钢面板上，目前主要采用焊接设备比如焊接小车进入U肋内部对U肋内角施焊，该焊接方式虽然对单面焊的焊接方式的缺陷有所改进，减小了焊根处应力，但依然无法完全克服的单面焊的焊接方式所存在的技术问题：内角焊缝无熔深，焊缝金属贴附在钢面板和U肋腹板两侧表面上，无法实现U肋的全熔透焊接。而且，当焊接设备进入U肋内部进行内角焊时，焊接设备需要做来回缓慢的运动，即焊接设备自U肋一端进入行走至U肋另一端后再沿路返回，在返回的过程中对U肋内角焊接，该“空进焊出”的方式降低了U肋板单元的生产效率。

另外，现有技术都是将内外焊分开单独进行，且内焊都是采用平角焊，焊接质量无法得到保障。焊接过程中涉及板单元的多次吊装以及固定和拆卸，设备占地面积大，而且进一步降低了U肋板单元的生产效率和质量稳定性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种板单元纵缝船位焊接系统及其应用、焊接方法，通过该系统和方法，可以同时对板单元进行翻转内焊和外焊，提高焊接质量和焊接效率。

在一个实施例中，所述焊接系统包括：

内焊装置，所述内焊装置用于对板单元的钢面板和纵肋形成的内腔的内部纵缝进行焊接；

外焊装置，所述外焊装置用于对板单元的纵肋外部纵缝进行焊接；

翻转装置，所述翻转装置可转动，用于调节待焊板单元与水平面的角度。

在一个实施例中，板单元纵缝船位焊接系统还包括移动平台，所述移动平台沿焊接方向延伸，所述翻转装置设置在所述移动平台上，所述翻转装置可沿所述移动平台移动。

在一个实施例中，所述焊接系统还包括内焊调节装置，所述内焊调节装置用于调节内焊机的高度和角度，使内焊机的高度与待焊板单元纵缝的高度相适应，使内焊机的角度与待焊板单元的钢面板的角度相适应。

在一个实施例中，所述内焊调节装置包括支撑调节装置，所述内焊装置包括固定装置、内焊机，所述固定装置包括连接臂、固定架，连接臂一端与固定架连接，另一端连接内焊机；所述连接臂设置于所述支撑调节装置上方，所述支撑调节装置可对所述连接臂形成支撑，所述支撑调节装置可转动，用于使连接臂的高度与待焊板单元的纵肋高度相适应。

在一个实施例中，所述支撑调节装置可沿焊接方向移动。

在一个实施例中，所述移动平台具有翻转轨道，翻转轨道沿连接臂延伸方向设置，翻转装置设置在翻转轨道上。

在一个实施例中，所述翻转装置的转动角度范围为-60～+60度。

在一个实施例中，所述外焊装置包括外焊龙门架，所述外焊龙门架可沿焊接方向移动。

另一方面，本申请还提供一种板单元纵缝船位焊接系统的应用，所述焊接系统为根据上述任一项所述的板单元纵缝船位焊接系统，所述板单元的纵肋为U肋，所述焊接系统应用于板单元的钢面板和U肋形成的纵缝的内焊和/或外焊。

另一方面，本申请还提供一种板单元纵缝的焊接方法，所述板单元包括钢面板和纵肋，所述焊接方法包括：

将钢面板固定到翻转装置上；

翻转装置翻转一定角度，使钢面板倾斜一定角度；

内焊装置的内焊枪头对准纵肋；

外焊装置的外焊枪头与内焊枪头相对应；

内焊装置和外焊装置同时从内腔和外部对板单元纵缝进行焊接。

在一个实施例中，所述焊接方法包括：内焊枪头对准纵肋后，翻转装置沿纵向移动，翻转装置移动的同时，内焊枪头对板单元的纵肋的第一侧的内侧纵缝进行焊接，外焊枪头同时对板单元的纵肋的第二侧的外侧纵缝进行焊接，翻转装置带动板单元移动使得内焊装置和外焊装置从板单元端头焊接到板单元端尾。

在一个实施例中，所述焊接方法包括：翻转装置带动板单元移动使得内焊装置和外焊装置从板单元端头焊接到板单元端尾后，内焊枪头对第一侧的内侧纵缝船位焊接完成，外焊枪头同时对第二侧的外侧纵缝船位焊接完成；

然后，翻转装置反向翻转一定角度，使钢面板反向倾斜一定角度；

内焊枪头和外焊枪头相应地调整高度和角度；

翻转装置沿纵向反向移动，外焊枪头对板单元的纵肋的第一侧的外侧纵缝进行焊接，内焊枪头对板单元的纵肋的第二侧的内侧纵缝进行焊接，翻转装置带动板单元反向移动使得内焊装置和外焊装置从板单元端尾焊接到板单元端头，完成板单元纵肋两侧的内外纵缝的焊接。

本申请的板单元纵缝船位焊接系统同时具有内焊装置，内焊装置用于对板单元的钢面板和纵肋形成的内腔的内部纵缝进行焊接；外焊装置，外焊装置用于对板单元的纵肋外部纵缝进行焊接；翻转装置，翻转装置可转动，用于调节待焊板单元与水平面的角度。通过翻转装置的翻转，可以同时对板单元进行翻转内焊和外焊，提高焊接质量和焊接效率。

本申请另一方面，板单元纵缝船位焊接系统还具有移动平台，移动平台沿焊接方向延伸，所述翻转装置设置在所述移动平台上，所述翻转装置可沿所述移动平台移动。通过可移动平台带动翻转装置移动，内焊枪头和外焊枪头可保持不动，进一步提高焊接质量和焊接效率。

附图说明

图1为一个实施例的板单元的整体结构示意图。

图2为板单元的一个U肋装配的截面示意图。

图3为本发明一个实施例的板单元纵缝船位焊接系统的示意图。

图4为本发明一个实施例的板单元纵缝船位焊接系统的侧面示意图。

图5为本发明一个实施例的内焊装置的结构示意图。

图6为本发明一个实施例的内焊装置的支撑调节装置的结构示意图。

图7为本发明一个实施例的支撑调节装置的另一视图。

图8为本发明一个实施例的外焊装置的结构示意图。

图9为本发明一个实施例的外焊装置的外焊焊枪装置的结构示意图。

图10为本发明一个实施例的翻转装置的结构示意图。

图11为本发明一个实施例的焊接方法的流程示意图。

图12为本发明一个实施例的焊接方法和焊接系统对应的板单元示意图。

图13为本发明一个实施例的内焊系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，其为一个实施例的板单元的焊接结构示意图。每个板单元100包括钢面板1和多个纵肋2，在本实施例中，纵肋2为U肋，图示1个板单元具有6条U肋。实际使用时，钢面板1朝上，U肋在下面。图2为板单元一个U肋装配的截面示意图。钢面板1为结构钢，其厚度B1≥12mm，宽度800≤W≤4200mm，长度1500≤L≤24500mm，性能及加工精度应满足国家及交通运输部等相关行业标准。U肋为结构钢，其厚度应4≤b≤16mm，高度240≤H≤320mm，上口宽150≤Wa≤300mm左右，下底宽280≤Wb≤420mm，轧制或冷弯成型，性能及加工精度应满足国家及交通运输部等相关行业标准，U肋下角两侧可开坡口或者采用自然坡口。按设计要求在钢面板上布置U肋，进行焊接，形成板单元。

图3所示为本发明一个实施例的板单元纵缝船位焊接系统的示意图。图4所示为本发明一个实施例的板单元纵缝船位焊接系统的侧面示意图。该焊接系统1000包括：内焊装置102，内焊装置用于对板单元的钢面板和纵肋形成的内腔的内部纵缝进行焊接；外焊装置103，外焊装置用于对板单元的纵肋外部纵缝进行焊接；翻转装置101，翻转装置可转动，用于调节待焊板单元100与水平面的角度。本实施例中，内外焊设备安装在一起，且内外焊设备都可翻转焊接，节省的场地。内外焊可以同时进行，提高了效率。通过翻转焊接，提高焊接质量。

在一个实施例中，焊接系统1000还包括：移动平台106，移动平台沿焊接方向延伸，翻转装置101设置在移动平台上，翻转装置可沿移动平台移动。移动平台在内焊装置下方延伸。通过移动平台，带动待焊板单元移动，在翻转平台上进行外焊、内焊或同时进行内焊和外焊，提高焊接效率还能提高焊接质量。

图5为本发明一个实施例的内焊装置的结构示意图。在该实施例中，内焊装置102包括固定装置、内焊机头1021，固定装置用于固定内焊机头。在一个实施例中，固定装置包括连接臂1022、内焊固定架1023。连接臂1023一端连接内焊机头1021，另一端与内焊固定架1023连接。连接臂1022用于固定连接内焊机头1021，并在内焊工装的固定区和焊接区之间接入连接管线，连接管线包括电缆、信号控制线、焊丝、辅助管道等。通过连接臂1022在固定区和焊接区之间接入连接管线，连接管线固定在连接臂上，连接管线从焊接区延伸到固定区，一端连接内焊机头，另一端连接电源、控制箱、焊丝盘或焊丝桶等。电源、控制箱、焊丝盘或焊丝桶等设置在固定区一端。电缆、信号控制线、焊丝在固定区一端分别与电源、控制箱、焊丝盘或焊丝桶相连，在焊接时，持续的为另一端的内焊机头进行供电、供焊丝，控制内焊机头施焊等。

在焊接U肋和钢面板时，连接管线排放在U肋和钢面板之间的狭小空间内，利用刚性结构的连接臂，使其长度适应U肋的长度，并将该连接臂安装于固定区和焊接区之间，再将各种管线沿着连接臂进行铺设，即可保证各管线始终不动，可以稳定的为内焊机头提供各种焊接时所需的电能、焊剂及焊丝原料等，确保了内焊机头的正常焊接，并且其稳定性和焊接效果可以得到有效的保障。

在一个实施例中，连接臂可以设为可伸缩结构，可以根据U肋的长度进行适应性调节，以满足更多的需求。根据U肋的个数，连接臂可以为多个，一般为4-6个，每个连接臂一端连接的内焊机头具有一对内焊枪头。同时对多个U肋的两侧内角缝进行施焊。内焊机头的各连接管线均通过连接臂固定设置，使得内焊机头能够在U肋内部进行焊接工作。通过在连接臂上设置固定装置，可以将内焊机头所需的各种电缆、管道、焊丝等管线均设置在连接臂中，也可以将部分管线设于连接臂内，部分管线设于连接臂外，或者设置线槽，通过连接臂和线槽设置管线。

在一个实施例中，内焊装置102还包括内焊调节装置，用于调节内焊机头的高度和角度，使内焊机头的高度与待焊板单元纵缝的高度相适应，使内焊机头的角度与待焊板单元的钢面板的角度相适应。

如图5和图3所示，在一个实施例中，内焊调节装置包括支撑调节装置104，支撑调节装置设置在连接臂下方，连接臂位于支撑调节装置上方，支撑调节装置可对连接臂形成支撑，支撑调节装置可转动，用于使连接臂的高度与待焊板单元的纵肋高度相适应。在一个实施例中，支撑调节装置104具有多个，沿着连接臂延伸方向分布，在图4中为2个。在一个实施例中，支撑调节装置104包括支撑基座1041和举升机构1042。支撑基座1041与举升机构1042可以为固定不可拆卸连接结构，也可以为可拆卸式结构。其具体连接方式在本申请不做限定。

图6为举升机构一个实施例的示意图。举升机构1042两个为一组，每组举升机构包括第一举升机构1042a和第二举升机构1042b，第一举升机构1042a和第二举升机构1042b相对布置，可以朝相反方向举升。每个支撑调节装置104包括一组举升机构1042。举升机构通过液压系统驱动油缸进行升降及保持角度定位。第一举升机构1042a在液压系统的驱动下将各连接臂举升到一定的高度(参考图6和图7，第一举升机构1042a举升翻转一定角度，第二举升机构1042b保持水平状态)，内焊机头对板单元一侧的U肋内腔角缝进行焊接，焊接完成后，第一举升机构1042a下降到水平位置，第二举升机构1042b在液压系统的驱动下将各连接臂反向举升到一定的高度，同时，翻转装置101将板单元旋转到另一侧的U肋内腔角缝的焊接位置进行焊接。完成板单元的U肋内腔两侧的焊缝焊接。

图7为一个实施例的举升机构的侧面示意图。每个举升机构具有伸缩结构。伸缩结构包括伸缩油缸1043、拉臂1044和三角固定板1045。三角固定板1045具有第一角、第二角、第三角。伸缩油缸一端与支撑基座1041连接，另一端与三角固定板1045的第一角铰接。拉臂一端与支撑基座连接，另一端与三角固定板1045的第二角铰接。三角固定板1045的第三角与支撑结构1046铰接。支撑结构用于支撑连接臂，支撑结构可以为支撑板。通过具有三角固定板的伸缩结构，能够在有限的空间内将连接臂举升到所需的高度，承重能力强，举升平稳，控制精度高。每个支撑调节装置设置两个相对设置的举升机构，每个举升机构支点在支撑基座一侧，结构紧凑，初始高度低，布置灵活，节省空间，承重大，稳定可靠。两个举升机构为一组，两个举升机构相对设置，分别向两个方向倾斜举升，实现板单元两侧焊缝的焊接，操作更加简便，控制更加方便，焊接效率高，制造与维修成本低。举升机构结构巧妙，在有限空间形成稳定可靠的举升，能根据工件的大小灵活改变一组的两个举升机构的间距和两组举升机构的间距。

在一个实施例中，参考图3和图5所示，内焊调节装置还包括固定调节装置105，连接臂通过固定调节装置与内焊固定架连接。固定调节装置105可以与支撑调节装置104联动。共同调节连接臂和内焊机头的高度和角度。固定调节装置包括旋转机构和高度调节机构，所述旋转机构用于调节连接臂的角度，所述高度调节机构用于调节连接臂的高度。高度调节机构、旋转机构可与举升机构联动，举升机构举升旋转的同时，高度调节机构将各U肋同步垂向移动到相应高度，旋转机构同步旋转，将内焊机头的角度旋转到与举升机构旋转的角度相同。当然，固定调节装置105还可以包括滑动支架，滑动支架可以在内焊固定架的横梁上横向移动，用于调节各连接臂的横向距离。横梁也可以竖直方向移动，用于调节连接臂的初始高度。对于旋转调节机构的具体结构，本申请不做特殊限定，可以为旋转电机与连接臂连接，带动连接臂旋转。对于高度调节机构的具体结构，本申请不做特殊限定，可以在横梁上设置垂向滑轨，连接臂通过滑块与垂向滑轨连接，通过液压动力源或者电动机带动滑块垂向移动，从而带动连接臂调节垂向高度。当然，固定调节装置105也可以为无动力源装置，也可以是旋转机构和/或高度调节机构为无动力源装置。可以理解的是，举升机构对连接臂高度进行调节的同时，旋转机构和/或高度调节机构作为导向机构，无需额外的动力源。

在一个实施例中，支撑调节装置104固定在支撑基座1041上，支撑调节装置104还包括支撑轨道1043，支撑轨道1043沿连接臂延伸方向设置。支撑基座1041设置在支撑轨道1043上，支撑基座1041可在支撑轨道1043上移动。在进行焊接时，支撑调节装置可以随着翻转装置同步移动，完成支撑的同时可以方便焊接。

图8为本发明一个实施例的外焊装置的结构示意图。该外焊装置103主要包括龙门框架1031、翻转座1032、翻转横梁1033、外焊焊枪装置1034。龙门框架1031放置在外焊轨道200上(参考图3)，可在外焊轨道200上移动。翻转座1032固定在龙门框架1031的顶架1031a中间。翻转座1032上安装有转轴1032a和电机1032b，电机用于驱动转轴转动。翻转座1032的转轴的两端各连接一个翻转横梁1033，为第一翻转横梁1033a和第二翻转横梁1033b，第一翻转横梁1033a提供支撑和稳定作用，第二翻转横梁1033b连接外焊焊枪装置1034，外焊焊枪装置为横向并列设置的多个，用于同时对一个板单元的多个U肋进行焊接。在电机驱动下，转轴带动第二翻转横梁1033b转动，进而调节各个外焊焊枪装置1034的高度。在一个实施例中，外焊装置的上述翻转高度调节结构可应用于本申请的内焊调节装置的固定调节装置。

在本发明一个实施例中，如图9所示，其为外焊焊枪装置1034的一种实施例的结构示意图。外焊焊枪装置1034包括横梁电机1134、横梁滑动底板1234、焊枪旋转底板1334、焊枪操作盒1434、外焊枪头1534、跟踪器1634、送丝机1734。横梁滑动底板1234连接在翻转横梁(第二翻转横梁1033b)上；横梁电机1134安装在横梁滑动底板1234背后，可以控制外焊枪头1534整体沿第二翻转横梁1033b方向的移动。焊枪旋转底板1334通过电磁制动器与横梁滑动底板1234连接。跟踪器1634连接在焊枪旋转底板1334下部。跟踪器1634的跟踪球连接在外焊枪头1534后方。跟踪器1634用于跟踪焊缝，根据焊缝状态实时调整焊枪位置。焊枪操作盒1434固定在外焊枪头1534上方，送丝机1734固定在焊枪操作盒1434上方。焊枪操作盒1434用于控制焊枪的移动、起弧和收弧、跟踪器的开关、送丝机开关。

图10为本发明一个实施例的翻转装置的结构示意图。翻转装置101包括反变形平台1011、翻转底座1012、液压锁紧装置1013、手动锁紧装置1014、翻转支座1015。翻转底座1012设置在移动平台106上(参考图3)，反变形平台通过翻转支座与翻转底座连接，反变形平台可绕翻转底座转动。在一个实施例中，移动平台具有翻转轨道106a，翻转轨道具有两条，翻转轨道沿连接臂延伸方向设置。当然，移动平台也可以是其它形式，只要能带动翻转底座移动即可。通过移动平台，带动翻转装置移动，板单元可以在翻转平台上进行内焊和外焊。液压锁紧装置1013和手动锁紧装置1014用于将待焊接板单元固定锁定在反变形平台1011上。翻转底座1012可在翻转轨道上移动，翻转底座1012上具有驱动装置。驱动装置用于驱动翻转底座在翻转轨道上移动。在一个实施例中，翻转底座1012上具有滚动装置。驱动装置与滚动装置连接，驱动装置用于驱动滚动装置滚动。在一个实施例中，滚动装置为轮子1017，轮子至少具有4个，每侧的翻转轨道上各2个，驱动装置为电动机1018，轮子与电动机连接，电动机用于驱动轮子，从而带动翻转底座移动。翻转底座1012上等距固定连接3个翻转支座1015。每个翻转支座上有两个液压缸，液压缸一端固定连接于翻转支座1015，另一端固定连接于反变形平台1011，翻转支座1015顶部与反变形平台1011连接，两个液压缸用于驱动反变形平台1011向两个方向翻转。液压缸驱动翻转装置的转动角度范围为-60～+60度。反变形平台1011两侧分别放置液压锁紧装置1013和手动锁紧装置1014、液压锁紧装置1013底部沿移动方向连接一个液压缸，其另一端固定在反变形平台1011上；手动锁紧装置1014配有插销，与反变形平台1011上开孔配合锁紧板单元。固定板单元时，先调整手动锁紧装置1014到合适位置，插上定位销；然后启动液压锁紧装置1013，液压锁紧装置1013会向着手动锁紧装置1014移动来固定板单元。为了达到翻转效果，液压缸具有适宜的安装尺寸和行程。可以理解的是，翻转装置101的翻转结构也可以采用其它形式，例如，内焊调节装置的支撑调节装置104也可以用于翻转装置101的翻转结构。

在本发明一个实施例中，参考图3，内焊装置的支撑基座1041设置在支撑轨道1043上，外焊装置的龙门框架1031设置在外焊轨道200上，翻转装置101的翻转底座1012放置在移动平台106的翻转轨道106a上。

在一个实施例中，内焊装置的支撑基座1041与翻转装置的翻转底座1012公用一个轨道。即支撑轨道1043和翻转轨道为同一个轨道，为第一轨道。支撑轨道1043和翻转轨道为同一个轨道，可以降低设计难度，简化结构，更易于控制。

在一个实施例中，外焊装置的龙门框架1031设置在外焊轨道200上，外焊轨道200为第二轨道。第一轨道具有两条滑轨，第二轨道具有两条滑轨，第一轨道设置在第二轨道内侧，第一轨道的两条滑轨的间距小于第二轨道的两条滑轨的间距。从而，保证翻转装置可以在外焊装置的龙门框架1031下方穿过。

本发明另一实施例还提供一种板单元纵缝船位焊接系统的应用，该焊接系统为上述任一实施例的板单元纵缝船位焊接系统，板单元的纵肋为U肋，该焊接系统应用于U肋板单元的钢面板和U肋形成的纵缝的内焊和/或外焊。

参考图11，本发明另一实施例还提供一种板单元纵缝的焊接方法，该方法对板单元的钢面板和纵肋形成的纵缝同时进行内焊和外焊。纵肋可以为U肋，所述焊接方法包括：将钢面板固定到翻转装置上；翻转装置翻转一定角度，使钢面板倾斜一定角度；内焊装置的内焊枪头对准纵肋；外焊装置的外焊枪头与内焊枪头相对应；内焊装置和外焊装置同时从内腔和外部对板单元纵缝进行焊接。可以理解的是，将钢面板固定到翻转装置上时，每条纵肋也根据预设的间距和位置定位到钢面板上，具体定位方式，在此不做限定。

在一个实施例中，如图12所示(图中以2个U肋示意)，可以理解的是，板单元纵缝的焊接方法可以同时对一个板单元的多条纵肋2(例如6条)进行焊接。板单元纵缝的焊接方法还包括：内焊枪头对准纵肋后，翻转装置沿纵向移动，翻转装置移动的同时，内焊枪头对板单元的纵肋的第一侧201的内侧纵缝1a进行焊接，外焊枪头同时对板单元的纵肋的第二侧202的外侧纵缝2b进行焊接，翻转装置带动板单元移动使得内焊装置和外焊装置从板单元端头焊接到板单元端尾。

在一个实施例中，板单元纵缝的焊接方法还包括：翻转装置带动板单元移动使得内焊装置和外焊装置从板单元端头焊接到板单元端尾后，内焊枪头对第一侧的内侧纵缝1a焊接完成，外焊枪头同时对第二侧的外侧纵缝2b焊接完成。然后，翻转装置反向翻转一定角度，使钢面板反向倾斜一定角度；内焊枪头和外焊枪头相应地调整高度和/或角度；翻转装置沿纵向反向移动，外焊枪头同时对板单元的纵肋的第一侧的外侧纵缝1b进行焊接，内焊枪头对板单元的纵肋的第二侧的内侧纵缝2a进行焊接，翻转装置带动板单元反向移动使得内焊装置和外焊装置从板单元端尾焊接到板单元端头，完成板单元纵肋两侧(第一侧和第二侧)的内外纵缝的焊接。通过本实施例的焊接方法，内外纵缝都采用翻转焊，且往复一次即可完成板单元纵肋两侧(第一侧和第二侧)的内外纵缝的焊接，节约工序，焊接效率高，质量更好。

本发明另一实施例还单独提供一种板单元纵缝船位焊接的内焊系统，参考图3和图13，板单元100包括钢面板1和纵肋2，该内焊系统包括上述的内焊装置102，用于在钢面板和纵肋形成的板单元的内腔对板单元纵缝进行焊接；翻转装置101，翻转装置可转动，用于调节待焊板单元与水平面的角度。在本实施例中，内焊在翻转装置上进行，可以提高焊接质量，保证熔深。

在一个实施例中，内焊系统还包括移动平台，翻转装置设置在移动平台上，带动待焊板单元移动，在翻转装置上进行内焊，提高焊接效率还能提高焊接质量。

在一个实施例中，内焊系统还包括内焊调节装置，内焊调节装置用于调节内焊机的高度和角度，使内焊机的高度与待焊板单元纵缝的高度相适应，使内焊机的角度与待焊板单元的钢面板的角度相适应。

在一个实施例中，内焊调节装置包括支撑调节装置104，内焊系统还包括固定装置，固定装置包括连接臂1022、内焊固定架1023，连接臂一端与内焊固定架连接，另一端连接内焊机头1021；连接臂设置于支撑调节装置上方，支撑调节装置可对连接臂形成支撑，支撑调节装置可转动，用于使连接臂的高度与待焊板单元的纵肋高度相适应。

在一个实施例中，内焊调节装置还包括固定调节装置105，连接臂通过固定调节装置与内焊固定架连接；固定调节装置包括旋转机构和高度调节机构，旋转机构用于调节连接臂的角度，高度调节机构用于调节连接臂的高度。

在一个实施例中，支撑调节装置104固定在支撑基座1041上，支撑调节装置104还包括支撑轨道1043，支撑轨道1043沿连接臂延伸方向设置。支撑基座1041设置在支撑轨道1043上，支撑基座1041可在支撑轨道1043上移动。在一个实施例中，支撑调节装置104具有多个，沿着连接臂延伸方向分布，在图4中为2个。在一个实施例中，支撑调节装置104包括支撑基座1041和举升机构1042。支撑基座1041与举升机构1042可以为固定不可拆卸连接结构，也可以为可拆卸式结构。其具体连接方式在本申请不做限定。每个支撑调节装置104包括两个相对设置的举升机构。

在一个实施例中，内焊系统包括：移动平台106，移动平台沿焊接方向延伸，翻转装置101设置在移动平台上，翻转装置可沿移动平台移动。翻转装置101包括反变形平台1011、翻转底座1012、液压锁紧装置1013、手动锁紧装置1014、翻转支座1015。翻转底座1012设置在移动平台106上。

在一个实施例中，移动平台具有翻转轨道106a，翻转轨道具有两条，翻转轨道沿连接臂延伸方向设置。液压锁紧装置1013和手动锁紧装置1014用于将待焊接板单元固定锁定在反变形平台1011上。翻转底座1012可在翻转轨道上移动，翻转底座1012上具有驱动装置。驱动装置用于驱动翻转底座在翻转轨道上移动。在一个实施例中，翻转底座1012上具有滚动装置。驱动装置与滚动装置连接，驱动装置用于驱动滚动装置滚动。在一个实施例中，滚动装置为轮子1017，轮子至少具有4个，每侧的翻转轨道上各2个，驱动装置为电动机1018，轮子与电动机连接，电动机用于驱动轮子，从而带动翻转底座移动。

在本发明一个实施例中，内焊装置的支撑基座1041设置在支撑轨道1043上，翻转装置101的翻转底座1012放置在移动平台106的翻转轨道上。在一个实施例中，内焊装置的支撑基座1041与翻转装置的翻转底座1012公用一个轨道。即支撑轨道1043和翻转轨道为同一个轨道。支撑轨道和翻转轨道为同一个轨道，可以降低设计难度，简化结构，更易于控制。

在一个实施例中，内焊系统包括：内焊机支撑装置(图中未标示)，所述内焊机支撑装置设置在所述内焊机下面，用于支撑内焊机头。对于内焊机支撑装置的具体形式，本申请不做限定，只要在内焊机头不工作时，用于支撑，防止内焊机头过重向下倾斜，同时也方便焊接时，内焊机头进入U肋的内腔。

可以理解的是，本申请的内焊系统可以为板单元纵缝船位焊接系统的部分结构，例如，板单元纵缝船位焊接系统的组成部分的结构可以与内焊系统通用，内焊系统可以为不包括外焊装置的剩余部分结构。当然，本申请的板单元纵缝船位焊接系统也可以单独用于板单元的内焊或者外焊，或者同时进行内焊和外焊。

本发明另一实施例还单独提供一种内焊系统的应用，所述内焊系统为上述的板单元纵缝船位焊接的内焊系统，所述板单元的纵肋为U肋，所述内焊系统应用于U肋板单元的钢面板和U肋形成的内腔的内部纵缝的焊接。

本发明另一实施例还提供一种板单元纵缝船位焊接系统，所述焊接系统包括如上所述的板单元纵缝船位焊接的内焊系统，还包括板单元纵缝船位焊接的外焊系统，所述外焊系统包括外焊装置，所述外焊系统用于对板单元的纵肋外部纵缝进行焊接。

本发明另一实施例还单独提供一种板单元纵缝的内焊方法，所述板单元包括钢面板和纵肋，所述内焊方法包括：将钢面板固定到翻转装置上；翻转装置翻转一定角度；内焊枪头对准纵肋；内焊装置对板单元纵缝进行焊接。

在一实施例中，内焊方法还包括：内焊枪头对准纵肋后，翻转装置沿纵向移动，内焊枪头不动，翻转装置带动板单元移动使得内焊枪头从板单元端头进入到板单元端尾，内焊枪头从板单元上述端尾开始对板单元纵缝进行焊接。

在另一实施例中，内焊方法包括：将钢面板固定到翻转装置上后，翻转装置翻转一定角度，使钢面板倾斜一定角度；内焊枪头对准纵肋后，翻转装置沿纵向移动，内焊枪头不动，同时内焊枪头开始对板单元的纵肋的内腔一侧的纵缝进行焊接，翻转装置带动板单元移动使得内焊枪头从板单元端头焊接到板单元端尾；然后，翻转装置反向翻转一定角度，使钢面板反向倾斜一定角度；内焊枪头调整高度和/或角度，翻转装置沿纵向反向移动，内焊枪头开始对板单元的纵肋的内腔另一侧的纵缝进行焊接，翻转装置带动板单元反向移动使得内焊枪头从板单元端尾焊接到板单元端头。

可以理解的是，上述焊接方法均采用焊枪(内焊枪头和外焊枪头)固定不动，翻转装置带动板单元纵向移动进行焊接的方式。通过该方式，能更好地适应翻转焊接，避免焊枪移动影响焊接质量。当然在一个实施例中，也可以将翻转装置固定，移动内焊装置和外焊装置的方式进行焊接。对于具体结构，本申请在此不做限定。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种板单元纵缝船位焊接系统，其特征在于：所述焊接系统包括：

内焊装置，所述内焊装置用于对板单元的钢面板和纵肋形成的内腔的内部纵缝进行焊接；

外焊装置，所述外焊装置用于对板单元的纵肋外部纵缝进行焊接；

翻转装置，所述翻转装置可转动，用于调节待焊板单元与水平面的角度；

移动平台，所述移动平台沿焊接方向延伸，所述翻转装置设置在所述移动平台上，所述翻转装置可沿所述移动平台移动。

2.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，所述焊接系统还包括内焊调节装置，所述内焊调节装置用于调节内焊机的高度和角度，使内焊机的高度与待焊板单元纵缝的高度相适应，使内焊机的角度与待焊板单元的钢面板的角度相适应。

3.根据权利要求2所述的焊接系统，其特征在于，所述内焊调节装置包括支撑调节装置，所述内焊装置包括固定装置、内焊机头，所述固定装置包括连接臂、内焊固定架，连接臂一端与内焊固定架连接，另一端连接内焊机头；所述连接臂设置于所述支撑调节装置上方，所述支撑调节装置可对所述连接臂形成支撑，所述支撑调节装置可转动，用于使连接臂的高度与待焊板单元的纵肋高度相适应。

4.根据权利要求3所述的焊接系统，其特征在于，所述支撑调节装置可沿焊接方向移动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的焊接系统，其特征在于，所述移动平台具有翻转轨道，翻转轨道沿连接臂延伸方向设置，翻转装置设置在翻转轨道上。

6.根据权利要求1-4任一项所述的焊接系统，其特征在于，所述翻转装置的转动角度范围为-60～+60度。

7.根据权利要求1-4任一项所述的焊接系统，其特征在于，所述外焊装置包括外焊龙门架，所述外焊龙门架可沿焊接方向移动。

8.一种板单元纵缝船位焊接系统的应用，其特征在于，所述焊接系统为根据权利要求1-7任一项所述的板单元纵缝船位焊接系统，所述板单元的纵肋为U肋，所述焊接系统应用于板单元的钢面板和U肋形成的纵缝的内焊和/或外焊。

9.一种板单元纵缝的焊接方法，所述板单元包括钢面板和纵肋，其特征在于，所述焊接方法包括：

将钢面板固定到翻转装置上；

翻转装置翻转一定角度，使钢面板倾斜一定角度；

内焊装置的内焊枪头对准纵肋；

外焊装置的外焊枪头与内焊枪头相对应；

内焊装置和外焊装置同时从内腔和外部对板单元纵缝进行焊接。

10.根据权利要求9所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括：内焊枪头对准纵肋后，翻转装置沿纵向移动，翻转装置移动的同时，内焊枪头对板单元的纵肋的第一侧的内侧纵缝进行焊接，外焊枪头同时对板单元的纵肋的第二侧的外侧纵缝进行焊接，翻转装置带动板单元移动使得内焊装置和外焊装置从板单元端头焊接到板单元端尾。

11.根据权利要求10所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括：翻转装置带动板单元移动使得内焊装置和外焊装置从板单元端头焊接到板单元端尾后，内焊枪头对第一侧的内侧纵缝船位焊接完成，外焊枪头同时对第二侧的外侧纵缝船位焊接完成；

然后，翻转装置反向翻转一定角度，使钢面板反向倾斜一定角度；

内焊枪头和外焊枪头相应地调整高度和/或角度；

翻转装置沿纵向反向移动，外焊枪头对板单元的纵肋的第一侧的外侧纵缝进行焊接，内焊枪头对板单元的纵肋的第二侧的内侧纵缝进行焊接，翻转装置带动板单元反向移动使得内焊装置和外焊装置从板单元端尾焊接到板单元端头，完成板单元纵肋两侧的内外纵缝的焊接。

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