CN113399797B - 一种钢衬里加腋区过渡段焊接成型装置及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢衬里加腋区过渡段焊接成型装置及其成型方法，通过焊接工装焊接组装角板，通过成型模具成型为圆弧结构的组装角板，焊接工装包括定位板，定位板包括第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板倾斜对称设置，第一侧板和第二侧板之间留有间隙，定位板两端与第一翻转座和第二翻转座转动连接，第一翻转座上设有第一电机，第一电机与定位板连接，还设有龙门架，定位板设在龙门架一侧，龙门架与地轨滑动连接，埋弧焊机设置在龙门架上。提高了焊接效率，降低了施工成本。焊接时参数可以通过自动调节保持稳定，并且对焊工技术水平要求不高,焊缝成分稳定，机械性能比较好，焊缝质量高。适于批量较大和较厚较长的直线焊接。

Description

一种钢衬里加腋区过渡段焊接成型装置及其成型方法

技术领域

本发明涉及钢衬成型领域，尤其是涉及一种钢衬里加腋区过渡段焊接成型装置及其成型方法。

背景技术

钢衬里加腋区过渡段成型工艺主要有两种方式；一是采用传统的成型技术，即按图纸要求先加工加腋区过渡段弧形板，控制弧形板角度和坡口加工质量，而后焊接成型，利用配套的工装控制焊接变形。另外一种成型技术为，先焊接T型板，而后利用配套工装将T型板成型为钢衬里加腋区过渡段。

目前主要是先弯后焊成型法，先加工弯曲成型，然后再焊接。由于工件不是笔直的，而是带有弧度的，焊缝就不会很规则的分布，一般多采用焊条电弧焊，不适合采用自动焊方法进行焊接。

中国专利CN208033890U“一种核电钢衬里的焊接结构” 一种核电钢衬里的焊接结构，两块待拼焊的钢板4焊接坡口5相对，在焊缝背侧设置陶瓷衬垫1，通过铝箔纸3粘贴与两侧的钢板4上，在陶瓷衬垫1与焊缝相对处设置有弧形凹槽2，弧形凹槽2的宽度略大于钢板4间隙。仅限于平面焊接，不能进行直角焊接。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种钢衬里加腋区过渡段焊接成型装置及其成型方法，解决先弯后焊成型法，工件不是笔直的，而是带有弧度的，焊缝就不会很规则的分布的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： 一种钢衬里加腋区过渡段焊接成型装置，通过焊接工装焊接组装角板，通过成型模具成型为圆弧结构的组装角板，焊接工装包括定位板，定位板包括第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板倾斜对称设置，第一侧板和第二侧板之间留有间隙，定位板两端与第一翻转座和第二翻转座转动连接，第一翻转座上设有第一电机，第一电机与定位板连接；

还设有龙门架，定位板设在龙门架一侧，龙门架与地轨滑动连接，埋弧焊机设置在龙门架上。

优选方案中，第二侧板一侧设有垂直于第二侧板的定位挡板，定位挡板用于定位平面板。

优选方案中，还设有多个固定夹，固定夹包括横板，横板上设有第一夹板，第一夹板一侧设有第二夹板，第一夹板上设有滑动柱，滑动柱穿过第二夹板且与第二夹板滑动连接，把手端部与横板铰接，滑动柱端部通过连杆与把手铰接；

定位板上还设有多个夹槽，固定夹的滑动柱设在夹槽内部，且第一夹板和第二夹板设在侧板两侧，第一夹板端面设在组装角板的板体上，第二夹板抵靠在侧板上。

优选方案中，定位板两端卡在安装座上，安装座通过第二转动盘与第一翻转座和第二翻转座转动连接，第二转动盘轴体一端设有第一蜗轮，第一电机输出端设有第一蜗杆，第一蜗杆与第一蜗轮啮合。

优选方案中，龙门架多个支脚上设有滚轮，滚轮设在地轨上，支脚一侧设有第二电机，第二电机与滚轮转动轴连接。

优选方案中，龙门架上设有第一转动盘，龙门架底部设有第三电机，第三电机与第一转动盘连接，第一转动盘上设有第二液压缸，埋弧焊机设在第二液压缸上。

优选方案中，第一转动盘轴体与龙门架转动连接，龙门架轴体端部设有第二蜗轮，第三电机端部设有第二蜗杆，第二蜗杆与第二蜗轮啮合。

优选方案中，成型模具包括成型模具包括底板，底板上设有弧形的成型模，成型模通过两块弧形板拼接而成，两块弧形板之间互相垂直，成型模一侧设有多个压紧头，底板上设有多个第一液压缸，第一液压缸伸缩端与压紧头连接；

组装角板设在成型模上，压紧头使组装角板成型为弧形组装角板。

优选方案中，成型模一侧还设有多个限位座，成型模后侧面抵靠在限位座上；

压紧头端面设有圆弧面，圆弧面底部设有避让槽，压紧头底部还设有压紧台，压紧台抵靠在组装角板的平面板一侧。

该方法包括：

S1、对竖板的坡口进行加工，对坡口进行打磨或清洗处理；

S2、平面板放置在第二侧板上，且平面板侧边抵靠在定位挡板上定位，固定夹卡在第二侧板的夹槽上将平面板压紧定位在第二侧板上；

S3、竖板放置在第一侧板上，竖板焊接侧边抵靠在平面板上，再固定夹卡在第一侧板将竖板压紧定位在第一侧板上；

S4、控制柜控制第二电机使整个龙门架移动，使埋弧焊机的焊枪移动到竖板和平面板的端部上方，第二液压缸控制埋弧焊机下降，使焊枪移动到焊接位置，第二电机带动龙门架移动，同时埋弧焊机开始移动焊接；

S5、焊接完毕后，第二液压缸带动埋弧焊机上升，焊枪上升到安全平面，第一电机带动整个定位板旋转180°，竖板和平面板后侧角朝上；

S6、重复S4步骤，对竖板和平面板后侧角进行焊接，焊接完毕后，第二液压缸带动埋弧焊机上升，龙门架移动到初始位置，拆卸固定夹，卸下焊接完成的组装角板；

S7、组装角板放置在成型模上，底板上中部的第一液压缸伸长，压紧头抵靠在组装角板中部进行压弯；

S8、第一液压缸两侧的液压缸顶推压紧头对组装角板两端进行压弯曲校正；

S9、多个第一液压缸缩回，取下弯曲后的组装角板，对弯曲后的组装角板焊缝进行无损检测，检验焊缝质量。

本发明提供了一种钢衬里加腋区过渡段焊接成型装置及其成型方法，先焊后弯成型法是先焊接角板，而后利用配套工装将角板成型为钢衬里加腋区组装角板。一组采用埋弧焊，一组采用焊条电弧焊+埋弧焊。因为先焊接后成型，焊缝位置较利于焊接，采用埋弧焊利用焊接装置的自动焊接，从而完成自动化焊接的一种高效智能焊接技术。焊接时参数可以通过自动调节保持稳定，并且对焊工技术水平要求不高,焊缝成分稳定，机械性能比较好，焊缝质量高。适于批量较大，较厚较长的直线及较大直径的环形焊缝的焊接。提高了焊接效率，降低了施工成本。焊接时参数可以通过自动调节保持稳定，并且对焊工技术水平要求不高,焊缝成分稳定，机械性能比较好，焊缝质量高。适于批量较大和较厚较长的直线焊接。相比传统成型方法焊接效率高、焊接质量稳定、弧形能够控制，不需要投入大量的高级焊工和高级铆工对钢衬里加腋区过渡段成型施工，施工成本低、周期较短，给企业带来了巨大的经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明加腋区过渡段总体结构图；

图2是本发明弯曲后组装角板结构图；

图3是本发明直角组装角板结构图；

图4是本发明成型模具结构图；

图5是本发明成型模具与组装角板安装结构图；

图6是本发明焊接工装总体结构图；

图7是本发明翻转夹具总体结构图；

图8是本发明定位板与埋弧焊机结构图；

图9是本发明定位板与埋弧焊机焊枪主视位置结构图；

图10是本发明固定夹安装位置结构图；

图11是本发明固定夹安装结构图；

图12是本发明龙门架总体结构图；

图13是本发明龙门架底部总体结构图；

图中：加腋区过渡段1；组装角板2；竖板201；平面板202；第一液压缸3；限位座4；压紧头5；避让槽501；压紧台502；底板6；成型模7；地轨8；第一电机9；第一翻转座10；定位板11；第一侧板1101；第二侧板1102；定位挡板1103；夹槽1104；固定夹12；第一夹板1201；第二夹板1202；滑动柱1203；横板1204；把手1205；连杆1206；龙门架13；滚轮14；第二电机15；埋弧焊机16；焊枪1601；第一转动盘17；第二液压缸18；控制柜19；第三电机20；第二翻转座21；第二转动盘22；安装座23；第一蜗轮24；第一蜗杆25；第二蜗杆26；第二蜗轮27。

具体实施方式

实施例1

如图1~13示，一种钢衬里加腋区过渡段焊接成型装置，通过焊接工装焊接组装角板2，通过成型模具成型为圆弧结构的组装角板2，焊接工装包括定位板11，定位板11包括第一侧板1101和第二侧板1102，第一侧板1101和第二侧板1102倾斜对称设置，第一侧板1101和第二侧板1102之间留有间隙，定位板11两端与第一翻转座10和第二翻转座21转动连接，第一翻转座10上设有第一电机9，第一电机9与定位板11连接，还设有龙门架13，定位板11设在龙门架13一侧，龙门架13与地轨8滑动连接，埋弧焊机16设置在龙门架13上。如图6-9所示结构，第一侧板1101和第二侧板1102用于放置定位竖板201和平面板202，龙门架13在地轨8滑动，带动埋弧焊机16将定位竖板201和平面板202焊接为组装角板2，实现批量化焊接。

优选方案中，第二侧板1102一侧设有垂直于第二侧板1102的定位挡板1103，定位挡板1103用于定位平面板202。定位挡板1103用于定位平面板202的侧边。

优选方案中，还设有多个固定夹12，固定夹12包括横板1204，横板1204上设有第一夹板1201，第一夹板1201一侧设有第二夹板1202，第一夹板1201上设有滑动柱1203，滑动柱1203穿过第二夹板1202且与第二夹板1202滑动连接，把手1205端部与横板1204铰接，滑动柱1203端部通过连杆1206与把手1205铰接，定位板11上还设有多个夹槽1104，固定夹12的滑动柱1203设在夹槽1104内部，且第一夹板1201和第二夹板1202设在侧板两侧，第一夹板1201端面设在组装角板2的板体上，第二夹板1202抵靠在侧板上。如图10-11所示结构，通过滑动柱1203卡在夹槽1104上，拔动把手1205，是第一夹板1201夹住竖板201和/或平面板202，夹具快速且方便取下整个固定夹12，方便卸下和安装住竖板201和/或平面板202。

优选方案中，定位板11两端卡在安装座23上，安装座23通过第二转动盘22与第一翻转座10和第二翻转座21转动连接，第二转动盘22轴体一端设有第一蜗轮24，第一电机9输出端设有第一蜗杆25，第一蜗杆25与第一蜗轮24啮合。第一电机9通过第一蜗杆25与第一蜗轮24啮合，带动定位板11实现翻转焊接。

优选方案中，龙门架13多个支脚上设有滚轮14，滚轮14设在地轨8上，支脚一侧设有第二电机15，第二电机15与滚轮14转动轴连接。龙门架13通过滚轮14在地轨8上滑动。

优选方案中，龙门架13上设有第一转动盘17，龙门架13底部设有第三电机20，第三电机20与第一转动盘17连接，第一转动盘17上设有第二液压缸18，埋弧焊机16设在第二液压缸18上。第三电机20带动埋弧焊机16实现转动，埋弧焊机16可以实现多角度焊接工作。

优选方案中，第一转动盘17轴体与龙门架13转动连接，龙门架13轴体端部设有第二蜗轮27，第三电机20端部设有第二蜗杆26，第二蜗杆26与第二蜗轮27啮合。第三电机20通过第二蜗杆26与第二蜗轮27啮合带动第一转动盘17转动。

优选方案中，成型模具包括成型模具包括底板6，底板6上设有弧形的成型模7，成型模7通过两块弧形板拼接而成，两块弧形板之间互相垂直，成型模7一侧设有多个压紧头5，底板6上设有多个第一液压缸3，第一液压缸3伸缩端与压紧头5连接，组装角板2设在成型模7上，压紧头5使组装角板2成型为弧形组装角板2。一般在先焊后弯成型过程中，焊条电弧焊被用来打底，自动埋弧焊进行填充。埋弧焊时，被焊工件与焊丝分别接在焊接电源的两极。焊丝通过与导电嘴的滑动接触与电源连接。焊丝端部在电弧热作用下不断熔化，因而焊丝应连续不断地送进，以保持焊接过程的稳定进行。焊接结束后，利用配套工装将组装角板2成型组装为钢衬里加腋区过渡段1。

竖板201和平面板202焊接成直条形状的组装角板2，组装角板2放置在成型模7上，通过第一液压缸3的压紧头5压在组装角板2，使组装角板2成型为成型模7的弯曲结构，弯曲后的组装角板2组成加腋区过渡段1。

优选方案中，成型模7一侧还设有多个限位座4，成型模7后侧面抵靠在限位座4上。限位座4起到限位成型模7的作用，固定了成型模7的作用。

优选方案中，压紧头5端面设有圆弧面，圆弧面底部设有避让槽501。避让槽501用于避让竖板201和平面板202之间的焊缝和焊堆。

优选方案中，压紧头5底部还设有压紧台502，压紧台502抵靠在组装角板2的平面板202一侧。压紧台502用于抵靠在平面板202的侧边上，用于弯曲平面板202的作用。

实施例2

结合实施例1进一步说明，如图1-13所示结构，对竖板201的坡口进行加工，对坡口进行打磨或清洗处理。

平面板202放置在第二侧板1102上，且平面板202侧边抵靠在定位挡板1103上定位，固定夹12卡在第二侧板1102的夹槽1104上将平面板202压紧定位在第二侧板1102上。

竖板201放置在第一侧板1101上，竖板201焊接侧边抵靠在平面板202上，再固定夹12卡在第一侧板1101将竖板201压紧定位在第一侧板1101上。

控制柜19控制第二电机15使整个龙门架13移动，使埋弧焊机16的焊枪1601移动到竖板201和平面板202的端部上方，第二液压缸18控制埋弧焊机16下降，使焊枪1601移动到焊接位置，第二电机15带动龙门架13移动，同时埋弧焊机16开始移动焊接。

焊接完毕后，第二液压缸18带动埋弧焊机16上升，焊枪1601上升到安全平面，第一电机9带动整个定位板11旋转180°，竖板201和平面板202后侧角朝上。

重复上述步骤，对竖板201和平面板202后侧角进行焊接，焊接完毕后，第二液压缸18带动埋弧焊机16上升，龙门架13移动到初始位置，拆卸固定夹12，卸下焊接完成的组装角板2。

组装角板2放置在成型模7上，底板6上中部的第一液压缸3伸长，压紧头5抵靠在组装角板2中部进行压弯。

第一液压缸3两侧的液压缸顶推压紧头对组装角板2两端进行压弯曲校正。

多个第一液压缸3缩回，取下弯曲后的组装角板，对弯曲后的组装角板焊缝进行无损检测，检验焊缝质量。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种钢衬里加腋区过渡段焊接成型装置的成型方法，其特征是：通过焊接工装焊接组装角板（2），通过成型模具成型为圆弧结构的组装角板（2），焊接工装包括定位板（11），定位板（11）包括第一侧板（1101）和第二侧板（1102），第一侧板（1101）和第二侧板（1102）倾斜对称设置，第一侧板（1101）和第二侧板（1102）之间留有间隙，定位板（11）两端与第一翻转座（10）和第二翻转座（21）转动连接，第一翻转座（10）上设有第一电机（9），第一电机（9）与定位板（11）连接；

还设有龙门架（13），定位板（11）设在龙门架（13）一侧，龙门架（13）与地轨（8）滑动连接，埋弧焊机（16）设置在龙门架（13）上；

第二侧板（1102）一侧设有垂直于第二侧板（1102）的定位挡板（1103），定位挡板（1103）用于定位平面板（202）；

还设有多个固定夹（12），固定夹（12）包括横板（1204），横板（1204）上设有第一夹板（1201），第一夹板（1201）一侧设有第二夹板（1202），第一夹板（1201）上设有滑动柱（1203），滑动柱（1203）穿过第二夹板（1202）且与第二夹板（1202）滑动连接，把手（1205）端部与横板（1204）铰接，滑动柱（1203）端部通过连杆（1206）与把手（1205）铰接；

定位板（11）上还设有多个夹槽（1104），固定夹（12）的滑动柱（1203）设在夹槽（1104）内部，且第一夹板（1201）和第二夹板（1202）设在侧板两侧，第一夹板（1201）端面设在组装角板（2）的板体上，第二夹板（1202）抵靠在侧板上；

定位板（11）两端卡在安装座（23）上，安装座（23）通过第二转动盘（22）与第一翻转座（10）和第二翻转座（21）转动连接，第二转动盘（22）轴体一端设有第一蜗轮（24），第一电机（9）输出端设有第一蜗杆（25），第一蜗杆（25）与第一蜗轮（24）啮合；

成型模具包括成型模具包括底板（6），底板（6）上设有弧形的成型模（7），成型模（7）通过两块弧形板拼接而成，两块弧形板之间互相垂直，成型模（7）一侧设有多个压紧头（5），底板（6）上设有多个第一液压缸（3），第一液压缸（3）伸缩端与压紧头（5）连接；

组装角板（2）设在成型模（7）上，压紧头（5）使组装角板（2）成型为弧形组装角板（2）；

成型模（7）一侧还设有多个限位座（4），成型模（7）后侧面抵靠在限位座（4）上；

压紧头（5）端面设有圆弧面，圆弧面底部设有避让槽（501），压紧头（5）底部还设有压紧台（502），压紧台（502）抵靠在组装角板（2）的平面板（202）一侧；

该方法包括：

S1、对竖板（201）的坡口进行加工，对坡口进行打磨或清洗处理；

S2、平面板（202）放置在第二侧板（1102）上，且平面板（202）侧边抵靠在定位挡板（1103）上定位，固定夹（12）卡在第二侧板（1102）的夹槽（1104）上将平面板（202）压紧定位在第二侧板（1102）上；

S3、竖板（201）放置在第一侧板（1101）上，竖板（201）焊接侧边抵靠在平面板（202）上，再固定夹（12）卡在第一侧板（1101）将竖板（201）压紧定位在第一侧板（1101）上；

S4、控制柜（19）控制第二电机（15）使整个龙门架（13）移动，使埋弧焊机（16）的焊枪（1601）移动到竖板（201）和平面板（202）的端部上方，第二液压缸（18）控制埋弧焊机（16）下降，使焊枪（1601）移动到焊接位置，第二电机（15）带动龙门架（13）移动，同时埋弧焊机（16）开始移动焊接；

S5、焊接完毕后，第二液压缸（18）带动埋弧焊机（16）上升，焊枪（1601）上升到安全平面，第一电机（9）带动整个定位板（11）旋转180°，竖板（201）和平面板（202）后侧角朝上；

S6、重复S4步骤，对竖板（201）和平面板（202）后侧角进行焊接，焊接完毕后，第二液压缸（18）带动埋弧焊机（16）上升，龙门架（13）移动到初始位置，拆卸固定夹（12），卸下焊接完成的组装角板（2）；

S7、组装角板（2）放置在成型模（7）上，底板（6）上中部的第一液压缸（3）伸长，压紧头（5）抵靠在组装角板（2）中部进行压弯；

S8、第一液压缸（3）两侧的液压缸顶推压紧头对组装角板（2）两端进行压弯曲校正；

S9、多个第一液压缸（3）缩回，取下弯曲后的组装角板，对弯曲后的组装角板焊缝进行无损检测，检验焊缝质量。

2.根据权利要求1所述一种钢衬里加腋区过渡段焊接成型装置的成型方法，其特征是：龙门架（13）多个支脚上设有滚轮（14），滚轮（14）设在地轨（8）上，支脚一侧设有第二电机（15），第二电机（15）与滚轮（14）转动轴连接。

3.根据权利要求1所述一种钢衬里加腋区过渡段焊接成型装置的成型方法，其特征是：龙门架（13）上设有第一转动盘（17），龙门架（13）底部设有第三电机（20），第三电机（20）与第一转动盘（17）连接，第一转动盘（17）上设有第二液压缸（18），埋弧焊机（16）设在第二液压缸（18）上。

4.根据权利要求3所述一种钢衬里加腋区过渡段焊接成型装置的成型方法，其特征是：第一转动盘（17）轴体与龙门架（13）转动连接，龙门架（13）轴体端部设有第二蜗轮（27），第三电机（20）端部设有第二蜗杆（26），第二蜗杆（26）与第二蜗轮（27）啮合。

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