CN113600980A

CN113600980A - 一种焊接工装

Info

Publication number: CN113600980A
Application number: CN202110873387.1A
Authority: CN
Inventors: 陈庆城; 徐晓凯; 周天武; 李国安; 潘抓易; 吴有尧; 胡可岗; 陈建辉; 邓传增
Original assignee: Guangzhou Shipyard International Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Shipyard International Co Ltd
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2021-11-05

Abstract

本发明涉及船舶建造技术领域，公开了一种焊接工装。焊接工装包括支撑架和路轨，支撑架包括架体和第一磁体，架体包括相连的竖梁和横梁，竖梁上固定设置有第一磁体，并通过第一磁体吸附于外板上。多个支撑架沿外板上焊缝的延伸方向间隔设置，以使多个架体的横梁共同形成行走平台。路轨设置于行走平台上，并能够与焊机滑动配合。通过第一磁体的吸附力将路轨安装于船舶的外板上，拆装方便，提高了焊接工装的组装效率。同时，磁吸方式改善了焊接工装的组装工艺，无需对外板的安装位置进行打磨、焊接以及后续的油漆修复，减少了焊接工装的组装工作量，进一步提高了焊接效率，有利于缩短船舶的建造周期。

Description

一种焊接工装

技术领域

本发明属于船舶建造技术领域，尤其涉及一种焊接工装。

背景技术

埋弧自动焊具有熔敷率高、焊接质量好等优点，为提高船舶外板上大合拢横缝焊接质量,应用埋弧横焊进行焊接作业。

埋弧横焊设备根据不同的路轨安装方式分为正装型和倒装型，目前常规埋弧横焊采用上挂式倒装型路轨。一般路轨采用扁铁，并通过脚手码焊接于船体的外板上。

由于路轨安装前需要勘划轨道的安装线，同时需要对船体的外板安装位置处的油漆进行打磨，以便焊接脚手码。脚手码焊接的过程会破坏外板油漆的保护涂层。焊接完成后，还需要进行切割脚手码处的焊缝、外板补漆等工作，增加了工作量与材料成本，延长了船舶的建造周期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊接工装，以快速、便捷地安装路轨，同时避免对船舶外板的油漆造成损伤，省去焊接后的补漆复原作业，提高焊接效率，缩短船舶的建造周期。

为达此目的，本发明所采用的技术方案是：

一种焊接工装，可拆卸地安装于船体的外板上，所述焊接工装包括：

支撑架，包括架体和第一磁体，所述架体包括相连的竖梁和横梁，所述竖梁上固定设置有所述第一磁体，并通过所述第一磁体吸附于所述外板上；多个所述支撑架沿所述外板上焊缝的延伸方向间隔设置，以使多个所述架体的所述横梁共同形成行走平台；

路轨，设置于所述行走平台上，并能够与焊机滑动配合。

进一步地，所述支撑架还包括连接板，所述连接板固定设置于所述竖梁上，所述连接板的两端分别设置有所述第一磁体。

进一步地，所述连接板围设形成有凹槽，所述凹槽的开口端分别向外延伸有两个安装段，所述安装段对应安装有所述第一磁体。

进一步地，所述焊接工装还包括平台连接架，所述平台连接架设置于所述行走平台上，并与多个所述横梁依次相连；所述路轨铺设于所述平台连接架上。

进一步地，所述横梁沿水平方向延伸，以使所述行走平台保持水平。

进一步地，所述焊接工装还包括沿所述焊缝的延伸方向延伸的回收盒，所述回收盒设置于所述外板上焊缝的下方，用于容纳所述焊缝的位置处掉落的焊剂。

进一步地，所述回收盒包括L型的盒体，所述盒体的一端与所述外板相连，以围成开口朝上的容纳槽。

进一步地，所述回收盒还包括第二磁体，所述第二磁体设置于所述盒体上，所述盒体通过所述第二磁体吸附于所述外板上。

进一步地，所述焊接工装还包括角度调节组件，所述角度调节组件包括：

壳体，用于安装在所述焊机上；

蜗轮与蜗杆，所述蜗轮与所述蜗杆均转动设置于所述壳体内，并啮合连接；

连杆，其一端与所述蜗轮相连，并与所述蜗轮同步转动，所述连杆的另一端能够与所述焊机的焊枪相连。

进一步地，所述壳体在所述焊机上沿Y方向与Z方向的位置均可调。

本发明的有益效果为：

本发明提出的一种焊接工装包括支撑架与路轨，将多个架体通过第一磁体吸附于船舶的外板上，以使支撑架的横梁共同形成行走平台，并将路轨设置于行走平台上，实现了路轨的铺设安装。通过第一磁体的吸附力将路轨安装于船船舶的外板上，拆装方便，提高焊接工装的组装效率，从而提高了焊接效率。同时，磁吸方式改善了焊接工装的组装工艺，无需对外板的安装位置进行打磨、焊接以及后续的油漆修复，减少了焊接工装的组装工作量，进一步提高了焊接效率，有利于缩短船舶的建造周期。

附图说明

图1是本发明实施例提供的部分焊接工装安装于外板的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的连接板与第一磁体的安装结构的端面视图；

图3是本发明实施例提供的平台连接架的端面视图；

图4是本发明实施例提供的角度调节组件与位置调节组件的结构示意图。

图中部件名称和标号如下：

10、外板；20、焊枪；

1、支撑架；11、架体；111、竖梁；112、横梁；113、倾斜梁；12、第一磁体；13、连接板；131、凹槽；132、安装段；133、加强板；2、平台连接架； 21、竖板；22、横板；3、路轨；4、回收盒；41、盒体；42、第二磁体；

5、角度调节组件；51、壳体；52、蜗轮；53、蜗杆；531、第三旋钮；54、连杆；

6、位置调节组件；61、第一滑块；62、第一丝杠螺母；63、第一丝杠；631、第一旋钮；64、第一支架；65、第二滑块；66、第二丝杠螺母；67、第二丝杠； 671、第二旋钮；68、第二支架。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在船舶建造过程中，应用埋弧横焊对船舶外板10上大合拢横缝进行焊接作业，以保证良好的焊接质量。

常规的埋弧横焊的路轨3通过脚手码焊接于船体的外板10上。因此，在焊接前需要在外板10上勘划路轨3的安装线，同时对外板10安装位置处的油漆进行打磨，以便焊接脚手码。由于焊接脚手码会破坏外板10的油漆的保护涂层。焊接完成后，还需要进行脚手码处的焊缝切割拆除、外板10补漆等工作，焊接工作量较大，降低了焊接效率，提高了焊接成本。

为解决上述问题，如图1所示，本实施例提出了一种焊接工装，该焊接工装包括支撑架1与路轨3，支撑架1通过吸附的方式将路轨3铺设于外板10上横缝的正下方，以使焊机的行走小车带动焊机本体在路轨3上行走并完成焊接。

具体地，支撑架1包括架体11和第一磁体12，架体11包括相连的竖梁111 和横梁112，竖梁111上固定设置有第一磁体12，并通过第一磁体12吸附于外板10上。多个支撑架1沿外板10焊缝的延伸方向间隔设置，以使多个架体11 的横梁112共同形成行走平台。路轨3设置于行走平台上，并与焊机的行走小车滑动配合。

本实施例通过第一磁体12的吸附力将路轨3安装于船舶的外板10上，拆装方便，提高焊接工装的组装效率，从而提高了焊接效率。同时，磁吸方式改善了焊接工装的组装工艺，无需对外板10的安装位置进行打磨、焊接以及后续的油漆修复，减少了焊接工装的组装工作量，进一步提高了焊接效率，有利于缩短船舶的建造周期。

此外，该焊接工装通过吸附方式可拆卸地安装于船体的外板10上，使得焊接工装可以重复利用。同时，焊接工装还可以安装于舱室内，扩大了焊接工装的使用范围，有一定的通用性。

如图1所示，本实施例的架体11包括横梁112、竖梁111以及倾斜梁113，横梁112、竖梁111与倾斜梁113依次首尾连接，并通过焊接或螺栓连接为一体，以形成三角架。由于架体11为三角架，具有结构简单，稳定性好以及便于搭建的优点。

具体地，横梁112、竖梁111以及倾斜梁113可以为等边角钢。等边角钢的强度高，而且可以通过船舶建造过程中的废料或余料中获得，廉价易得。

为了保证路轨3始终保持水平方向，本实施例的横梁112沿水平方向延伸，以使行走平台保持水平，从而使焊机的行走小车沿水平方向行走。

外板10在船体的高度方向具有竖直段和弧形段。如图1所示，本实施例的焊缝位于外板10的竖直段，三角架为直角三角架。当焊缝位于外板10的弧形段时，通过改变竖梁111与倾斜梁113之间的夹角保持横梁112始终沿水平方向延伸。此时，三角架可以为锐角三角架或钝角三角架。

为了提高支撑架1的稳定安装，支撑架1还包括连接板13，连接板13固定设置于竖梁111上，连接板13的两端分别设置有第一磁体12。具体地，在每个支撑架1的连接板13的数量为两个，第一磁体12的数量为四个。两个连接板 13分别安装于竖梁111的上下两端，使得四个第一磁体12呈阵列分布，从而使支撑架1与外板10之间的吸附力均匀分布，提高了支撑架1与外板10之间的连接强度和稳定性。

本实施例的第一磁体12为永磁体，具体可以为磁石或人造磁钢，廉价易得。每个第一磁体12的吸附力为90kg～110kg之间。当然，第一磁体12的数量、结构以及吸附力均可以根据焊接工装的安装需求进行适应性地调整，在此不作具体限定。

如图2所示，连接板13围设形成有凹槽131，凹槽131的开口端分别向外延伸有两个安装段132，安装段132对应安装有第一磁体12。连接板13经过折弯一体成型，便于加工，制造成本低。

具体地，凹槽131为V型槽，连接板13的中间部分折弯形成V型槽，两个安装段132与V型槽的开口端平齐。凹槽131具有水平的底壁，便于将连接板13与竖梁111通过螺栓固定连接。同时，凹槽131增加了支撑架1与外板10 之间的间距，避免了焊机在路轨3上行走时与外板10发生干涉。

此外，凹槽131内形成了避让空间，方便安装人员在连接板13与竖梁111 之间安装螺栓。在其他实施例中，凹槽131还可以为U型槽等其他结构。

优选地，为了防止连接板13发生变形，连接板13还包括加强板133，该加强板133的两端分别与两个安装段132相连，并位于第一磁体12与对应的安装段132之间。通过安装加强板133，提高了连接板13的结构稳定性以及承载能力，有利于提高支撑架1的结构强度。

在本实施例中，当多个支撑架1的架体11通过第一磁体12吸附安装于外板10的焊缝下方时，多个横梁112的水平高度保持一致，并形成有水平的行走平台。若将路轨3直接铺设于行走平台上，当某一个或几个支撑架1发生偏移或掉落时，可能改变路轨3的水平状态，使得路轨3所在的平面与水平面呈夹角设置，导致焊机的行走轨迹发生改变，从而出现焊接不完整，甚至焊接失败的情况。

为解上述问题，如图1和图3所示，焊接工装还包括平台连接架2。平台连接架2设置于行走平台上，并与多个横梁112依次相连。通过在行走平台上加装平台连接架2，使得多个支撑架1连接为一体，增强了行走平台的结构强度和稳定性，有利于保障行走平台始终保持水平状态。

如图3所示，本实施例的平台连接架2包括竖板21和横板22，两个竖板 21相对设置，多个横板22等间隔设置于两个竖板21之间，且每个横板22的两端分别与两个竖板21通过焊接连接。具体地，竖板21可以为平板状的扁铁，横板22可以为槽型扁铁，将两个竖板21与多个横板22焊接连接，扁铁的成本低，便于加工和焊接，降低了平台连接架2的成本。

优选地，竖板21与横板22上均开设有减重孔，以减轻平台连接架2的重量，实现焊接工装的轻量化设计。

在安装焊接工装时，通过螺栓将横板22与对应的横梁112固定连接，以使平台连接架2稳固安装于行走平台上。螺栓连接为可拆卸连接，便于平台连接架2的拆装操作。最后，将路轨3铺设于平台连接架2上，使得焊机的行走小车平稳地沿路轨3滑动。需要注意的是，路轨3直接铺设于平台连接架2即可，无需使用螺栓等紧固件，操作方便，安装效率高。

本实施例的焊接工装用于埋弧横焊，在焊接前会在焊缝位置处预埋焊剂。在焊接过程中或者焊接完成后，焊剂会大量掉落，不仅污染周围的工作环境，而且增加了后续的清理工作。为此，如图1所示，焊接工装还包括沿焊缝的延伸方向延伸的回收盒4，回收盒4设置于外板10上焊缝的下方，用于容纳焊缝的位置处掉落的焊剂。

具体地，回收盒4包括L型的盒体41，该盒体41由薄铁皮经过折弯形成，加工工艺简单，制造成本低。盒体41的一端与外板10相连，以围成开口朝上的容纳槽。盒体41与外板10共同围成容纳槽，简化了盒体41的结构，减轻了盒体41的重量。

本实施例的回收盒4同样通过吸附的方式安装于外板10上。具体地，回收盒4还包括第二磁体42，第二磁体42设置于盒体41上，盒体41通过第二磁体42吸附于外板10上。第二磁体42的数量为多个，多个第二磁体42等间隔设置于盒体41的底部，并将盒体41吸附于外板10上。通过第二磁体42实现了盒体41的可拆卸安装，简化了连接结构，提高了盒体41的拆装效率，方便收集或清理盒体41内的焊剂。

需要说明的是，第二磁体42与第一磁体12相同，均为永磁体，具体可以为磁石或人造磁钢，廉价易得。每个第二磁体42的吸附力为8kg～12kg之间。当然，第二磁体42的数量、结构以及吸附力可以根据焊接工装的安装需求进行适应性调整，在此不作具体限定。

进一步地，该盒体41安装于焊缝下方间距15mm～25mm的位置，以缩短焊剂的掉落高度，避免焊剂飘散到盒体41的容纳槽的外边。

在常用的埋弧焊的焊机中，焊机的焊枪20的调节角度一般仅有45°与90°两档可调，无法实现不同角度焊缝的自动埋弧焊作业。

为解决上述问题，本实施例的焊接工装还包括角度调节组件5，该角度调节组件5安装于焊机的行走小车上，并将焊枪20与角度调节组件5组装到一起，通过角度调节组件5能够实现焊枪20多角度的档位调节，提高焊机的适用范围。

如图4所示，角度调节组件5包括壳体51、连杆54以及安装于壳体51内的蜗轮52和蜗杆53。具体地，壳体51为方形壳，用于安装在焊机的行走小车上。进一步地，将壳体51加装于行走小车上靠近焊枪20的一侧，便于将焊枪 20与连杆54相连。蜗轮52与蜗杆53的转轴均转动安装于壳体51的侧壁上，且蜗轮52与蜗杆53的轴向垂直，并啮合连接。连杆54位于壳体51的外部，其一端与蜗轮52的转轴相连，并与蜗轮52同步转动，连杆54的另一端与焊机的焊枪20相连。

为了便于手动调节焊枪20的角度，蜗杆53转轴的一端伸出壳体51的外部并连接有第三旋钮531。当需要调节焊枪20的角度时，顺时针或逆时针旋转第三旋钮531，通过蜗轮52和蜗杆53的啮合传动，使得连杆54带动焊枪20沿顺时针方向或逆时针方向转动，以调节焊枪20的倾斜角度，从而使焊枪20能够正对不同角度的角焊缝，提高了焊机的适用范围，使其具有一定的通用性。

如图4所示，定义图4中Y轴所在的方向为Y方向，图4中Z轴所在的方向为Z方向，同时垂直于Y方向与Z方向的方向为X方向。

本实施例的焊接工装还包括位置调节组件6，该位置调节组件6包括Y方向调节组件和Z方向调节组件。Y方向调节组件包括第一滑块61、第一丝杠63、第一丝杠螺母62以及第一支架64，Z方向调节组件包括第二滑块65、第二丝杠 67、第二丝杠螺母66以及第二支架68。

具体地，第一滑块61的顶端与壳体51相连，以支撑壳体51。第一滑块61 与第一丝杠螺母62通过螺栓固定连接，第一丝杠63沿Y方向延伸，并转动设置于第一支架64上，第一丝杠63的一端伸出第一支架64并连接有第一旋钮631。第一丝杠63与第一丝杠螺母62配合，通过顺时针或逆时针旋转第一旋钮631，第一丝杠螺母62沿第一丝杠63滑动，以使第一滑块61带动壳体51沿Y方向移动，以调节焊枪20沿Y方向的位移。同样地，第二滑块65的顶端与第一支架64相连，第二滑块65与第二丝杠螺母66通过螺栓固定连接，第二丝杠67 沿Z方向延伸，并转动设置于第二支架68上，第二丝杠67的一端伸出第二支架68并连接有第二旋钮671。第二丝杠67与第二丝杠螺母66配合，通过顺时针或逆时针旋转第二旋钮671，第二丝杠螺母66沿第二丝杠67滑动，壳体51 沿Z方向移动，以调节焊枪20沿Z方向的位移。

需要说明的是，本实施例的路轨3的铺设方向与X轴方向平行，通过焊机的行走小车在路轨3上移动，以调节焊枪20在X方向的位移。通过位置调节组件6和行走小车能够共同实现焊枪20沿X、Y和Z三个方向进行位置调整，以灵活调节焊枪20与焊缝之间的间距，便于焊枪20进行焊接作业，有利于提高了焊接质量和焊接效率。

本实施例通过手动调节焊枪20的角度和位置，方便快捷，减少了能耗。当然，还可以通过旋转电机等电动机构实现焊枪20的角度和位置的自动调节。例如，将多个旋转电机的输出轴分别与对应的蜗轮52转轴、第一丝杠63以及第二丝杠67传动连接，通过驱动旋转电机的转动，实现焊枪20位置的自动调节。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种焊接工装，可拆卸地安装于船体的外板(10)上，其特征在于，所述焊接工装包括：

支撑架(1)，包括架体(11)和第一磁体(12)，所述架体(11)包括相连的竖梁(111)和横梁(112)，所述竖梁(111)上固定设置有所述第一磁体(12)，并通过所述第一磁体(12)吸附于所述外板(10)上；多个所述支撑架(1)沿所述外板(10)上焊缝的延伸方向间隔设置，以使多个所述架体(11)的所述横梁(112)共同形成行走平台；

路轨(3)，设置于所述行走平台上，并能够与焊机滑动配合。

2.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述支撑架(1)还包括连接板(13)，所述连接板(13)固定设置于所述竖梁(111)上，所述连接板(13)的两端分别设置有所述第一磁体(12)。

3.根据权利要求2所述的焊接工装，其特征在于，所述连接板(13)围设形成有凹槽(131)，所述凹槽(131)的开口端分别向外延伸有两个安装段(132)，所述安装段(132)对应安装有所述第一磁体(12)。

4.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述焊接工装还包括平台连接架(2)，所述平台连接架(2)设置于所述行走平台上，并与多个所述横梁(112)依次相连；所述路轨(3)铺设于所述平台连接架(2)上。

5.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述横梁(112)沿水平方向延伸，以使所述行走平台保持水平。

6.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述焊接工装还包括沿所述焊缝的延伸方向延伸的回收盒(4)，所述回收盒(4)设置于所述外板(10)上焊缝的下方，用于容纳所述焊缝的位置处掉落的焊剂。

7.根据权利要求6所述的焊接工装，其特征在于，所述回收盒(4)包括L型的盒体(41)，所述盒体(41)的一端与所述外板(10)相连，以围成开口朝上的容纳槽。

8.根据权利要求7所述的焊接工装，其特征在于，所述回收盒(4)还包括第二磁体(42)，所述第二磁体(42)设置于所述盒体(41)上，所述盒体(41)通过所述第二磁体(42)吸附于所述外板(10)上。

9.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述焊接工装还包括角度调节组件(5)，所述角度调节组件(5)包括：

壳体(51)，用于安装在所述焊机上；

蜗轮(52)与蜗杆(53)，所述蜗轮(52)与所述蜗杆(53)均转动设置于所述壳体(51)内，并啮合连接；

连杆(54)，其一端与所述蜗轮(52)相连，并与所述蜗轮(52)同步转动，所述连杆(54)的另一端能够与所述焊机的焊枪(20)相连。

10.根据权利要求9所述的焊接工装，其特征在于，所述壳体(51)在所述焊机上沿Y方向与Z方向的位置均可调。