CN113927258B - 一种垂直角焊机的过桥工装及其过桥方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于船舶建造技术领域，且公开了一种垂直角焊机的过桥工装，包括工装件主板,所述工装件主板为半圆状，所述工装件主板的正面等角度固定安装有固定柱，所述固定柱的内部开设有限位槽，所述限位槽的上下两端均开设有活动槽。本发明通过设计了过桥工装，通过焊接小车与过桥工装之间进行固定，使用时调节焊接小车的安装位置并对其进行调试后，保证了焊接小车的垂直运行，同时保证工装件主板的端面与跨越式开孔的端面处于平齐，并可根据预定行走方向进行行走，并实现焊接，提高焊接质量，加快施工速度。通过垂直角焊机的过桥，角焊机的使用范围得到进一步扩大，提高分段焊接自动化程度，高效焊接得到进一步的推广。

Description

一种垂直角焊机的过桥工装及其过桥方法

技术领域

本发明属于船舶建造技术领域，具体为一种垂直角焊机的过桥工装及其过桥方法。

背景技术

角焊是指将两块金属垂直连接在一起的过程,这些焊缝通常被称为Tee接头--两个相互垂直的金属片，或Lap接头--两片重叠并在边缘焊接的金属片，焊缝的形状是美观的三角形，根据焊工的技术，焊缝可以有凹面，平面或凸面，焊接人员在将法兰盘连接到管道上时使用角焊缝，焊接基础结构的横截面，并且当用螺栓紧固金属时不够牢固并且容易磨损。

角焊机是一种船舶自动焊接设备，主要应用于平角焊和立角焊等各类角焊缝的焊接；近年来，造船技术快速发展，各类型船舶相继出现，焊接质量以及焊接效率已经演变为影响造船质量和造船速度的关键因素，传统的造船模式，一般是以牺牲速度来换取质量，已经不能快速造船的目标，焊机作为船舶建造的核心设备，为了实现焊接质量和焊接速度的双向突破，各大造船企业开始引进各种焊接设备，但是各类焊接设备都存在一定的使用局限性，而传统的垂直角焊机在特殊工况下的焊接质量较差，且施工速度较慢，为了解决垂直角焊机在特殊工况下的使用需求，本发明针对垂直角焊机跨越开孔的实际情况出发，提出一种垂直角焊机的过桥方法，此方法不仅限于垂直角焊缝，也适用于各类角焊缝的施工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垂直角焊机的过桥工装及其过桥方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种垂直角焊机的过桥工装，包括工装件主板，所述工装件主板为半圆状，所述工装件主板的正面等角度固定安装有固定柱，所述固定柱的内部开设有限位槽，所述限位槽的上下两端均开设有活动槽，所述限位槽的内部活动安装有延长柱，所述延长柱与限位槽之间活动卡接，位于顶端和外侧面中部所述延长柱的一端均固定安装有固定紧固件，位于底端所述延长柱的一端均固定安装有活动紧固件。

优选的，所述延长柱靠近底端的内部均开设有安装槽，所述安装槽的内部均活动安装有滚轮，所述滚轮的外侧面与活动槽的内侧面相接触，所述延长柱的底端均固定安装有位于限位槽内部的限位弹簧，所述限位弹簧的底端与限位槽内腔的底端固定连接，针对不规则的跨越开孔且工装件主板与跨越开孔的直径不匹配时，可通过拉动固定紧固件或活动紧固件一端的延长柱，此时延长柱受到一定的拉力会拉伸位于限位槽内部的限位弹簧，带动延长柱相对限位槽位移，并带动固定紧固件和活动紧固件的位移来补偿跨越开孔与工装件主板之间的缝隙，并使用固定紧固件和活动紧固件来对工装件主板进行固定，完成过桥工装的安装。

优选的，所述固定紧固件包括固定架，所述固定架的顶端开设有第一螺纹槽，所述第一螺纹槽的内部螺纹连接有第一螺纹杆，所述第一螺纹杆的顶端均固定安装有第一手轮，所述第一螺纹杆的底端均固定安装有位于固定架内部的第一缓冲座，所述固定架内侧面的一端与工装件主板的一端处于同一水平面上，先将上活动拨片和下活动拨片旋转与工装件主板内，工装件主板靠近开孔，工装件主板圆弧边与开孔圆弧边相对接，小车行走面装平，固定紧固件卡在结构开孔处，紧固第一手轮，完成两点定位。

优选的，所述活动紧固件包括固定板，所述固定板的中部活动安装有转轴，所述转轴的上下两端分别固定安装有位于固定板顶端的上活动拨片和下活动拨片，所述下活动拨片内侧面的一端与工装件主板的一端处于同一水平面上。

优选的，所述上活动拨片的内部开设有第二螺纹槽，所述第二螺纹槽的内部均螺纹连接有第二螺纹杆，所述第二螺纹杆的顶端固定安装有第二手轮，所述第二螺纹杆的底端固定安装有位于上活动拨片和下活动拨片之间的第二缓冲座，工装件主板与结构对接完成后，将上活动拨片和下活动拨片旋转出来，卡在开孔边上，拧紧第二手轮，完成第三点定位，将工装件主板牢固固定于开孔内，沿板厚方向，错边量控制在±0.5mm内，结构板与工装板接缝部位顺畅过渡，对接间隙控制在1mm内。

优选的，所述工装件主板正面靠近外侧面的位置上对称开设有固定孔，所述工装件主板的外侧面设有橡胶环，所述橡胶环中部外侧面的两侧均固定安装有耳板，所述耳板的内部开设有限位孔，所述固定孔的内部设有固定螺栓，所述耳板通过固定螺栓与固定孔之间活动连接，所述固定螺栓的上下两端均螺纹连接有固定螺母，使用时，可将橡胶环放置在工装件主板的外侧面，并使得耳板的限位孔与工装件主板上的固定孔进行对应，对应完成后，插入固定螺栓，并通过固定螺母锁紧即可进行固定，且橡胶环由于其弹力作用，使得橡胶环可与跨越式开孔的内侧面进行紧密接触，补偿工装件主板和开孔之间的缝隙，减小缝隙的存在，使得过渡更加自然。

一种垂直角焊机的过桥工装其过桥方法，包含以下步骤：

S1、工装制作：按照跨越开孔的大小，制作数控切割程序，切割工装件主板，按图纸要求，工装件主板钻孔，安装紧固件；

S2、安装调试：工装件主板安装就位，紧固件固定牢固，固定角焊机，检查工装件主板平整度，工装件主板与结构开孔间隙，工装件主板与结构错边量；

S3、试运行：焊机不点火状态下试运行，检查焊机行走轨迹，焊机经过开孔与工装件主板交接处不得有明显抖动；

S4、焊接：试运行正常，方可进行正式焊接，焊接过程经常检查焊机轨迹，焊脚大小和融合状态，发现异常分析原因及时处理。

优选的，所述工装件主板切割必须采用激光切割机，零件切割面光顺无毛刺缺口等缺陷，如有缺陷必须处理光顺，严格控制零件尺寸偏差，长边尺寸误差控制在1mm内，短边尺寸误差控制在1mm内，对角线误差控制在2mm内，工装件主板厚度控制在2-3mm内，要求工装件主板有一定的硬度，小车行走全过程弹性变形控制1mm内，工装件主板安装牢固稳定，工装件主板安装于结构开孔内，沿板厚方向，错边量控制在±0.5mm内，结构板与工装板接缝部位顺畅过渡，对接间隙控制在1mm内，工装件主板上三个紧固件必须与结构连接牢固，紧固件手轮远离焊接小车，防止手轮与小车碰撞，紧固件内缘与角焊缝距离L必须大于角焊缝与小车行走轮外缘距离L1，且L>L1不少于20mm。

优选的，过桥工装安装，焊接小车安装，焊机关闭点火功能，沿铺设轨道空跑，核对行走轨迹，符合预定行走路线方可正式焊接。

优选的，垂直角焊机开启点火功能，调整电流电压，开始焊接，特别注意初始焊接500mm范围内的焊缝质量，根据实际成型状况，微调焊接参数，直至焊缝质量满足要求。

优选的，结构开孔主要有800X600，600X400，1000X700以及其他尺寸，使用该方法进行垂直角焊缝施工，需换用不同规格的过桥工装件，结构形式完全一致，仅存在尺寸规格上的差异，该方法不仅限于垂直角焊缝的施工，平角焊缝及其他位置焊缝均可适用。

基于上述技术方案，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过针对角焊机跨越开孔，并规定了角焊机在特殊工况下的施工流程，并设计了过桥工装，通过过桥工装与跨越开孔之间的固定，并通过焊接小车与过桥工装之间进行固定，使用时调节焊接小车的安装位置并对其进行调试后，保证了焊接小车的垂直运行，同时保证工装件主板的端面与跨越式开孔的端面处于平齐，并可根据预定行走方向进行行走，并实现焊接，提高焊接质量，加快施工速度,通过垂直角焊机的过桥，角焊机的使用范围得到进一步扩大，提高分段焊接自动化程度，高效焊接得到进一步的推广。

2、本发明通过在工装件主板的顶端等角度安装有固定柱，并在固定柱的内部开设有限位槽，并在限位槽的两端开设有活动槽，同时在限位槽的内部活动安装有延长柱，且延长柱的内部开设有安装槽，并活动安装有滚轮，且延长柱的另一端与固定紧固件和活动紧固件之间进行连接，针对不规则的跨越开孔且工装件主板与跨越开孔的直径不匹配时，可通过拉动固定紧固件或活动紧固件一端的延长柱，此时延长柱受到一定的拉力会拉伸位于限位槽内部的限位弹簧，带动延长柱相对限位槽位移，并带动固定紧固件和活动紧固件的位移来补偿跨越开孔与工装件主板之间的缝隙，并使用固定紧固件和活动紧固件来对工装件主板进行固定，完成过桥工装的安装，从而实现了可适应不同工况下过桥工装安装的优点。

3、本发明通过在工装件主板的外侧面设有橡胶环，并在工装件主板对应位置开设有固定孔，且橡胶环中部外侧面固定有耳板，并耳板上开设有与固定孔相同的限位孔，实际使用时，可将橡胶环放置在工装件主板的外侧面，并使得耳板的限位孔与工装件主板上的固定孔进行对应，对应完成后，插入固定螺栓，并通过固定螺母锁紧即可进行固定，且橡胶环由于其弹力作用，使得橡胶环可与跨越式开孔的内侧面进行紧密接触，补偿工装件主板和开孔之间的缝隙，减小缝隙的存在，使得过渡更加自然，从而实现了可减小缝隙的优点。

附图说明

图1为本发明过桥工装结构的示意图；

图2为本发明固定紧固件结构的分解示意图；

图3为本发明固定柱和延长柱结构的分解示意图；

图4为本发明活动紧固件结构的示意图；

图5为图2中A处结构的放大示意图；

图6为本发明橡胶环结构的分解示意图；

图7为图6中B处结构的放大示意图；

图8为本发明焊接小车安装示意图；

图9为本发明焊接小车与工装板主板配合示意图。

图中：1、工装件主板；2、固定柱；3、延长柱；4、限位槽；5、活动槽；6、限位弹簧；7、安装槽；8、滚轮；9、固定紧固件；901、固定架；902、第一螺纹槽；903、第一螺纹杆；904、第一手轮；905、第一缓冲座；10、活动紧固件；101、固定板；102、上活动拨片；103、下活动拨片；104、转轴；105、第二手轮；106、第二螺纹杆；107、第二螺纹槽；108、第二缓冲座；11、橡胶环；12、耳板；13、限位孔；14、固定孔；15、固定螺栓；16、固定螺母。

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。

如图1和图3所示，本发明实施例中，关键是设计制作了一种垂直角焊机的过桥工装，包括工装件主板1，该工装件主板1为半圆状，工装件主板1的正面等角度固定安装有固定柱2，固定柱2的内部开设有限位槽4，限位槽4的上下两端均开设有活动槽5，限位槽4的内部活动安装有延长柱3，延长柱3与限位槽4之间活动卡接，位于顶端和外侧面中部延长柱3的一端均固定安装有固定紧固件9，位于底端延长柱3的一端均固定安装有活动紧固件10，延长柱3靠近底端的内部均开设有安装槽7，安装槽7的内部均活动安装有滚轮8，滚轮8的外侧面与活动槽5的内侧面相接触，延长柱3的底端均固定安装有位于限位槽4内部的限位弹簧6，限位弹簧6的底端与限位槽4内腔的底端固定连接，针对不规则的跨越开孔且工装件主板1与跨越开孔的直径不匹配时，可通过拉动固定紧固件9或活动紧固件10一端的延长柱3，此时延长柱3受到一定的拉力会拉伸位于限位槽4内部的限位弹簧6，带动延长柱3相对限位槽4位移，并带动固定紧固件9和活动紧固件10的位移来补偿跨越开孔与工装件主板1之间的缝隙，并使用固定紧固件9和活动紧固件10来对工装件主板1进行固定，完成过桥工装的安装。

如图2和图3以及图5所示，固定紧固件9包括固定架901，固定架901的顶端开设有第一螺纹槽902，第一螺纹槽902的内部螺纹连接有第一螺纹杆903，第一螺纹杆903的顶端均固定安装有第一手轮904，第一螺纹杆903的底端均固定安装有位于固定架901内部的第一缓冲座905，固定架901内侧面的一端与工装件主板1的一端处于同一水平面上，先将上活动拨片102和下活动拨片103旋转与工装件主板1内，工装件主板1靠近开孔，工装件主板1圆弧边与开孔圆弧边相对接，小车行走面装平，固定紧固件9卡在结构开孔处，紧固第一手轮904，完成两点定位。

如图4所示，活动紧固件10包括固定板101，固定板101的中部活动安装有转轴104，转轴104的上下两端分别固定安装有位于固定板101顶端的上活动拨片102和下活动拨片103，下活动拨片103内侧面的一端与工装件主板1的一端处于同一水平面上，上活动拨片102的内部开设有第二螺纹槽107，第二螺纹槽107的内部均螺纹连接有第二螺纹杆106，第二螺纹杆106的顶端固定安装有第二手轮105，第二螺纹杆106的底端固定安装有位于上活动拨片102和下活动拨片103之间的第二缓冲座108，工装件主板1与结构对接完成后，将上活动拨片102和下活动拨片103旋转出来，卡在开孔边上，拧紧第二手轮105，完成第三点定位，将工装件主板牢固固定于开孔内，沿板厚方向，错边量控制在±0.5mm内，结构板与工装板接缝部位顺畅过渡，对接间隙控制在1mm内。

如图6和图7所示，工装件主板1正面靠近外侧面的位置上对称开设有固定孔14，工装件主板1的外侧面设有橡胶环11，橡胶环11中部外侧面的两侧均固定安装有耳板12，耳板12的内部开设有限位孔13，固定孔14的内部设有固定螺栓15，耳板12通过固定螺栓15与固定孔14之间活动连接，固定螺栓15的上下两端均螺纹连接有固定螺母16，使用时，可将橡胶环11放置在工装件主板1的外侧面，并使得耳板12的限位孔13与工装件主板1上的固定孔14进行对应，对应完成后，插入固定螺栓15，并通过固定螺母16锁紧即可进行固定，且橡胶环11由于其弹力作用，使得橡胶环11可与跨越式开孔的内侧面进行紧密接触，补偿工装件主板1和开孔之间的缝隙，减小缝隙的存在，使得过渡更加自然。

如图8和图9所示，焊接小车A在安装时位于工装件主板1的前后两侧，来实现双面快速焊接，同时焊接小车A的导向轮18可与工件的侧面进行接触实现导向，而行走轮17则与工装件主板1进行接触实现行走。

一种垂直角焊机的过桥工装其过桥方法，包含以下步骤：

S1、工装制作：按照跨越开孔的大小，制作数控切割程序，切割工装件主板1，按图纸要求，工装件主板1钻孔，安装紧固件；

S2、安装调试：工装件主板1安装就位，紧固件固定牢固，固定角焊机，检查工装件平整度，工装件主板1与结构开孔间隙，工装件主板1与结构错边量；

S3、试运行：焊机不点火状态下试运行，检查焊机行走轨迹，焊机经过开孔与工装件主板1交接处不得有明显抖动；

S4、焊接：试运行正常，方可进行正式焊接，焊接过程经常检查焊机轨迹，焊脚大小和融合状态，发现异常分析原因及时处理。

进一步的，工装件主板1切割必须采用激光切割机，零件切割面光顺无毛刺缺口等缺陷，如有缺陷必须处理光顺，严格控制零件尺寸偏差，长边尺寸误差控制在1mm内，短边尺寸误差控制在1mm内，对角线误差控制在2mm内，工装件主板1厚度控制在2-3mm内，要求工装件主板1有一定的硬度，焊接小车行走全过程弹性变形控制1mm内，工装件主板1安装牢固稳定，工装件主板1安装于结构开孔内，沿板厚方向，错边量控制在±0.5mm内，结构板与工装板接缝部位顺畅过渡，对接间隙控制在1mm内，工装件主板1上三个紧固件必须与结构连接牢固，紧固件手轮远离焊接小车，防止手轮与小车碰撞，紧固件内缘与角焊缝距离L必须大于角焊缝与小车行走轮外缘距离L1，且L>L1不少于20mm。

进一步的，过桥工装安装，焊接小车安装，焊机关闭点火功能，沿铺设轨道空跑，核对行走轨迹，符合预定行走路线方可正式焊接。

进一步的，垂直角焊机开启点火功能，调整电流电压，开始焊接，特别注意初始焊接500mm范围内的焊缝质量，根据实际成型状况，微调焊接参数，直至焊缝质量满足要求。

进一步的，结构开孔主要有800X600，600X400，1000X700以及其他尺寸，使用该方法进行垂直角焊缝施工，需换用不同规格的过桥工装件，结构形式完全一致，仅存在尺寸规格上的差异，该方法不仅限于垂直角焊缝的施工，平角焊缝及其他位置焊缝均可适用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种垂直角焊机的过桥工装，包括工装件主板（1），其特征在于：所述工装件主板（1）为半圆状，所述工装件主板（1）的正面等角度固定安装有固定柱（2），所述固定柱（2）的内部开设有限位槽（4），所述限位槽（4）的上下两端均开设有活动槽（5），所述限位槽（4）的内部活动安装有延长柱（3），所述延长柱（3）与限位槽（4）之间活动卡接，位于顶端和外侧面中部所述延长柱（3）的一端均固定安装有固定紧固件（9），位于底端所述延长柱（3）的一端均固定安装有活动紧固件（10）；

所述延长柱（3）靠近底端的内部均开设有安装槽（7），所述安装槽（7）的内部均活动安装有滚轮（8），所述滚轮（8）的外侧面与活动槽（5）的内侧面相接触，所述延长柱（3）的底端均固定安装有位于限位槽（4）内部的限位弹簧（6），所述限位弹簧（6）的底端与限位槽（4）内腔的底端固定连接；

所述固定紧固件（9）包括固定架（901），所述固定架（901）的顶端开设有第一螺纹槽（902），所述第一螺纹槽（902）的内部螺纹连接有第一螺纹杆（903），所述第一螺纹杆（903）的顶端均固定安装有第一手轮（904），所述第一螺纹杆（903）的底端均固定安装有位于固定架（901）内部的第一缓冲座（905），所述固定架（901）内侧面的一端与工装件主板（1）的一端处于同一水平面上；

所述活动紧固件（10）包括固定板（101），所述固定板（101）的中部活动安装有转轴（104），所述转轴（104）的上下两端分别固定安装有位于固定板（101）顶端的上活动拨片（102）和下活动拨片（103），所述下活动拨片（103）内侧面的一端与工装件主板（1）的一端处于同一水平面上；

所述上活动拨片（102）的内部开设有第二螺纹槽（107），所述第二螺纹槽（107）的内部均螺纹连接有第二螺纹杆（106），所述第二螺纹杆（106）的顶端固定安装有第二手轮（105），所述第二螺纹杆（106）的底端固定安装有位于上活动拨片（102）和下活动拨片（103）之间的第二缓冲座（108）；

所述工装件主板（1）正面靠近外侧面的位置上对称开设有固定孔（14），所述工装件主板（1）的外侧面设有橡胶环（11），所述橡胶环（11）中部外侧面的两侧均固定安装有耳板（12），所述耳板（12）的内部开设有限位孔（13），所述固定孔（14）的内部设有固定螺栓（15），所述耳板（12）通过固定螺栓（15）与固定孔（14）之间活动连接，所述固定螺栓（15）的上下两端均螺纹连接有固定螺母（16）。

2.根据权利要求1所述的一种垂直角焊机的过桥工装其过桥方法，其特征在于：包含以下步骤：

S1、工装制作：按照跨越开孔的大小，制作数控切割程序，切割工装件主板（1），按图纸要求，工装件主板（1）钻孔，安装紧固件；

S2、安装调试：工装件主板（1）安装就位，紧固件固定牢固，固定角焊机，检查工装件主板（1）平整度，工装件主板（1）与结构开孔间隙，工装件主板（1）与结构错边量；

S3、试运行：焊机不点火状态下试运行，检查焊机行走轨迹，焊机经过开孔与工装件主板（1）交接处不得有明显抖动；

S4、焊接：试运行正常，方可进行正式焊接，焊接过程经常检查焊机轨迹，焊脚大小和融合状态，发现异常分析原因及时处理。

3.根据权利要求2所述的一种垂直角焊机的过桥工装其过桥方法，其特征在于：所述工装件主板（1）切割必须采用激光切割机，零件切割面光顺无毛刺缺口等缺陷，如有缺陷必须处理光顺，严格控制零件尺寸偏差，长边尺寸误差控制在1mm内，短边尺寸误差控制在1mm内，对角线误差控制在2mm内，工装件主板（1）厚度控制在2-3mm内，要求工装件主板（1）有一定的硬度，小车行走全过程弹性变形控制1mm内，工装件主板（1）安装牢固稳定，工装件主板（1）安装于结构开孔内，沿板厚方向，错边量控制在±0.5mm内，结构板与工装板接缝部位顺畅过渡，对接间隙控制在1mm内，工装件主板（1）上三个紧固件必须与结构连接牢固，紧固件手轮远离焊接小车，防止手轮与小车碰撞，紧固件内缘与角焊缝距离L必须大于角焊缝与小车行走轮外缘距离L1，且L>L1不少于20mm。

4.根据权利要求2所述的一种垂直角焊机的过桥工装其过桥方法，其特征在于：过桥工装安装，焊接小车安装，焊机关闭点火功能，沿铺设轨道空跑，核对行走轨迹，符合预定行走路线方可正式焊接。

5.根据权利要求2所述的一种垂直角焊机的过桥工装其过桥方法，其特征在于：垂直角焊机开启点火功能，调整电流电压，开始焊接，特别注意初始焊接500mm范围内的焊缝质量，根据实际成型状况，微调焊接参数，直至焊缝质量满足要求。

6.根据权利要求2所述的一种垂直角焊机的过桥工装其过桥方法，其特征在于：结构开孔主要有800X600，600X400，1000X700，使用该方法进行垂直角焊缝施工，需换用不同规格的过桥工装件，结构形式完全一致，仅存在尺寸规格上的差异，该方法不仅限于垂直角焊缝的施工，平角焊缝及其他位置焊缝均可适用。