CN114193067A - 固定焊接一体化装置及其焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了固定焊接一体化装置及其焊接方法，属于建筑施工技术领域，包括两个圆柱形套筒和两个半球形套筒，半球形套筒组合后形成球形框架，在每个半球形套筒的半球形底部设置一个圆柱形套筒，配合后，两个圆柱形套筒分别与球形框架连通，形成贯穿球形框架的连通区域；在半球形套筒的连通区域内设置圆柱形框架；在圆柱形框架内设置两个内嵌装置，两个内嵌装置按上下结构设置，形成用于待焊接的钢柱穿过的区域；在两个内嵌装置之间设置轨道，在轨道上设置焊头。本发明通过形成贯穿球形框架的连通区域，完成对上下两根钢柱的焊缝。本发明实现了建筑工程中钢柱的固定焊接固定，并能满足多种截面形状钢柱的焊接需要，极大地提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及固定焊接一体化装置及其焊接方法。
背景技术
建筑施工作业中的钢柱吊装固定焊接是施工现场频繁性的工作内容，现有的钢柱固定焊接操作是在两根钢柱交界上下处各安装四块耳板，通过螺栓及钢板的焊缝实现固定。当工人对钢柱焊接完成后，再切除多余的耳板。
这种方式不仅浪费材料，同时，对于进行高空吊装的物体，人工焊缝作业极其不便。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明提供固定焊接一体化装置，实现上下两根钢柱在焊接过程中的固定和调节；本发明的另一目的是提供其焊接方法。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明的固定焊接一体化装置，包括两个圆柱形套筒和两个半球形套筒，所述半球形套筒组合后形成球形框架，在每个半球形套筒的半球形底部设置一个圆柱形套筒，配合后，两个所述圆柱形套筒分别与所述球形框架连通，形成贯穿球形框架的连通区域；在所述半球形套筒的连通区域内设置圆柱形框架；在所述圆柱形框架内设置两个内嵌装置，所述两个内嵌装置按上下结构设置，形成用于待焊接的钢柱穿过的区域；在所述两个内嵌装置之间设置轨道，在所述轨道上设置焊头。
在一些实施例中，在所述圆柱形框架的外周设置圆柱形通道，所述圆柱形通道和圆柱形框架之间通过抱紧杆连接。
在一些实施例中，所述两个半球形套筒之间通过螺栓进行组装固定。
在一些实施例中，在所述球形框架表面设置预留孔。
在一些实施例中，所述抱紧杆为四根且均布在所述圆柱形通道和圆柱形框架之间。
在一些实施例中，所述焊头通过直杆与外设的电焊机相连。所述电焊机放置在传送带上。
在一些实施例中，所述伸缩杆通过外接的驱动装置驱动伸缩，所述内嵌装置通过外接的驱动装置旋开或者旋紧，所述伸缩杆和内嵌装置配合后实现钢柱的定位焊接。
在一些实施例中，在所述钢柱上设有第一感应器，在所述圆柱形套筒内设置伸缩杆，在所述伸缩杆上设置第二感应器和PLC控制器，所述PLC控制器包括信号处理模块和控制模块，信号处理模块通过采集第一感应器输送过来的距离感应信号、第二感应器输送过来的距离感应信号，经过信号处理模块的处理，输送信号处理结果给控制模块，当输送过来的距离感应信号达到设定的阈值，控制模块发送指令给伸缩杆，通过伸缩杆驱动按钮，驱动外接的伸缩驱动装置动作，进而带动伸缩杆动作。
在一些实施例中，所述的固定焊接一体化装置的焊接方法，包括如下步骤：
1)通过PLC控制器设定焊接的参数和阈值，从两侧的半球形套筒的圆柱形套筒分别放入两根待焊接钢柱，启动PLC控制器，通过PLC控制器控制第一感应器和第二感应器，控制外接的驱动装置驱动伸缩杆，在所述圆柱形套筒与伸缩杆的约束作用下，实现对钢柱的初步固定；
2)使两根钢柱在交界附近位置牢靠固定，再启动外设电流开关，使焊机和传送带工作，焊头与电焊机沿着轨道保持同步转动，完成对钢柱的焊接。
在一些实施例中，在所述内嵌装置上设置第三感应器，所述的PLC控制器-的信号处理模块通过采集第三感应器输送过来的距离感应信号，驱动内嵌装置的外接驱动装置旋开或者旋紧。
有益效果：与现有技术相比，本发明的固定焊接一体化装置及其焊接方法，两个圆柱形套筒和两个半球形套筒，半球形套筒组合后形成球形框架，在每个半球形套筒的半球形底部设置一个圆柱形套筒，配合后，两个圆柱形套筒分别与球形框架连通，形成贯穿球形框架的连通区域，实现对钢柱的固定，保障了钢柱固定焊接过程的安全。本发明的焊接方法实现了建筑工程过程中对钢柱的固定与焊接，解决了钢柱焊接过程中材料浪费的问题，解放劳动力，保障工人焊接安全，提高作业效率。
附图说明
图1是适用于钢柱固定焊接装置结构示意图；
图2是抱紧杆的结构示意图；
图3是内嵌装置结构示意图；
图4是轨道结构示意图；
图5是PLC控制器的原理图；
附图标记：1-钢柱、2-圆柱形套筒、3-半球形套筒、4-伸缩杆、5-抱紧杆、6-螺栓、7-圆柱形框架、8-预留孔、9-内嵌装置、10-圆柱形通道、11-电焊机、12-直杆、13-焊头、14-轨道、15-传送带。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构及性能做进一步说明。
如图1-4所示，固定焊接一体化装置，包括两个圆柱形套筒2和两个半球形套筒3所组成的球形框架。圆柱形框架7内部放置上下两个相同状内嵌装置9，装置之间的焊头13与一旁的电焊机11通过直杆12相连。两个圆柱形套筒2和两个半球形套筒3在内部设备安装调试完毕之后，通过螺栓6进行组装固定。在球形框架表面设置多个预留孔8。
在半球形套筒3内部设置圆柱形通道10和中间镂空的圆柱形框架7，镂空的尺寸能保证钢柱1的插入，圆柱形通道10和圆柱形框架7由四根抱紧杆5固定连接。
在中间镂空圆柱形框架7内部放置上下两个相同状内嵌装置9，保证钢柱1能穿过中间镂空部分，装置中间的轨道14位于中央水平面处。上下内嵌装置9之间形成焊头13移动的轨道14，焊头13放置在轨道14上能平稳转动。
焊头13与一旁的小型的电焊机11通过直杆12相连，启动电流开关后，电焊机11和传送带15开始工作，焊头13随着电焊机11可绕着钢柱之间的轨道14保持转动，从而实现焊接。
在一些实施例中，启动电流开关后，电焊机11和传送带15开始工作，焊头13可绕着钢柱之间的轨道14保持同步转动，电焊机11通过直杆12和焊头13相连；通过焊头13与电焊机11保持同步转动，实现对钢柱1的焊接。
在轨道14上设置可绕轨道14平稳转动的焊头13。在半球形套筒3内部放置小型电焊机11，与焊头13直杆连接，调试能让小型电焊机11与焊头13保持同步转动。在圆柱形框架7四周设置抱紧杆5，与四周圆柱形通道10紧凑连接。用螺栓6将上下半球形套筒3牢牢固定，构成一个整体。
在离顶部2m和5m，以及离底部2m和5m处，圆柱形套筒2四周设置带有距离传感系统的伸缩杆4。根据计算好的长度，在准备插入装置的钢柱1表面放置第一感应器。吊装规则截面形状的钢柱1，缓慢放入装置中，使钢柱1焊接截面位于半球形套筒3中心水平面处。
在一些实施例中，PLC控制器设置在伸缩杆4上，在插入钢柱1后，伸缩杆4的第二感应器与钢柱1的表面第一感应器之间达到设计距离，遥控启动伸缩杆4上PLC控制器，与放有第一感应器的钢柱1紧密相连。控制内嵌装置9中小端头沿内圈表面实现顺时针或逆时针旋转，完成相应的收缩扩展过程。
在一些实施例中，伸缩杆4的第二感应器与钢柱1的表面第一感应器一一对应设置，二者之间的感应距离设置好并输入到PLC控制器中，对二者之间的感应距离设置距离感应阈值，当第一感应器和第二感应器检测到的数据到达不同的设定阈值，伸缩杆4采取不同的动作。
在一些实施例中，根据市场调研情况，设计长度6m的圆柱形套筒2和高度1m的半球形套筒3。
在一些实施例中，在离顶部2m和5m处，圆柱形套筒2四周设置带有用于感应距离的第二感应器的伸缩杆4，根据计算，插入的钢柱1与伸缩杆4的对应位置处，在钢柱1内表面放置第一感应器，离底部2m和5m处有相同设置。
在一些实施例中，钢柱1截面形式可包括多种规则形状，在放入一体化装置前根据计算好的感应距离，在内表面放置第一感应器；待内部的圆柱形框架7、内嵌装置9放置完成后，半球形套筒3在中心水平面处用螺栓6固定连接；圆柱形框架7与圆柱形通道10之间用四根抱紧杆5连接；焊头13放置在轨道14上，并与电焊机11用直杆12连接，电焊机11放置在传送带15上，可伴随传送带围绕钢柱转动。
在一些实施例中，钢柱1能满足多种规则截面形状，包括方形、圆形、正多边形等，在吊入一体化装置前根据计算好的感应距离，在内表面放置第一感应器，当钢柱1在装置中初步固定后，启动PLC控制器，吊放时，注意将钢柱1焊缝界面置于半球形套筒3的中央水平面处。
在一些实施例中，圆柱形套筒2与半球形套筒3为预制组合构件，在内部的圆柱形框架7、内嵌装置9等设备放置完成后，半球形套筒3在中心水平面处用螺栓6固定连接，构成一个整体。同时在离顶部2m和5m，以及离底部2m和5m处，圆柱形套筒2四周设置带有第二感应器的伸缩杆4。启动PLC控制器后，收缩的伸缩杆4自动伸长，抱紧钢柱1。
在一些实施例中，伸缩杆4通过外接的驱动装置驱动伸缩，例如该驱动装置为液压杆或者伸缩式液压缸。伸缩杆4与外接的驱动装置相连，完成伸长和收缩。
如图5所示，PLC控制器包括信号处理模块和控制模块，通过采集第一感应器输送过来的距离感应信号、第二感应器输送过来的距离感应信号和第三感应器输送过来的距离感应信号，经过信号处理模块的处理，输送控制指令给控制模块，当输送过来的距离感应信号超过或者低于设定的阈值，控制模块输送伸长或者收缩指令，通过伸缩杆驱动按钮，驱动外接的伸缩驱动装置动作，进而带动伸缩杆4动作。
在一些实施例中，预留孔8为圆孔，主要起到装置内部散热及空气流通的功能。
在一些实施例中，内嵌装置9为一端大，一端小的可收缩立体结构，其宽度由大端头向小端头均匀递减，同时在小端头上下处安装第三感应器，通过按钮控制小端头能围绕着接触面顺逆时针转动。
在一些实施例中，通过控制PLC控制器启动第三感应器，两个内嵌装置9实现完全同步的顺时针旋转，完成相应的收缩过程(该过程也可以通过手动旋转实现)。
在一些实施例中，当钢柱1由抱紧杆5、圆柱形套筒2以及半球形套筒3的约束作用固定后，通过按钮控制两个内嵌装置9实现完全同步的顺时针旋转，完成相应的收缩过程，牢靠的固定住钢柱1。
在一些实施例中，焊头13放置在轨道14上，轨道14由两个内嵌装置9中间的间隙形成，焊头13能在轨道14上进行平稳转动。
在一些实施例中，电焊机11平稳置于半球形套筒3中心水平面处，由直杆12与焊头13连接，在放置前可调试，保证电焊机11能随焊头13绕着轨道14实现同步转动。当内嵌装置9完成对钢柱1的最终固定后，启动开关，电焊机和传送带开始工作，让焊头13在中心水平面处围绕轨道14规律转动，此时形成的焊接面刚好是两个钢柱1的交界面，从而实现焊接。
固定焊接一体化装置的焊接方法，包括如下步骤：
1)调试焊头13与电焊机11的同步转动性能，保证正常工作；
2)按照标准组装半球形套筒3，通过螺栓球形套筒3形成一个整体；
3)在待焊接的钢柱1上设置第一感应装置，在伸缩杆4上对应设置第二感应装置，在内嵌装置9上设置第三感应器；同时在伸缩杆4上设置PLC控制器，伸缩杆4与外接的驱动装置相连，PLC控制器的控制模块与外接的驱动装置的伸缩杆驱动按钮相连；
4)设定焊接的参数和阈值，包括插入的距离与吊入深度后，从两侧的半球形套筒3的圆柱形套筒2分别放入两根待焊接钢柱1，启动PLC控制器，通过PLC控制器控制第一感应器、第二感应器、第三感应器，圆柱形套筒2内壁伸出伸缩杆4，由圆柱形套筒2与伸缩杆4的约束作用下，实现对钢柱1的初步固定，使钢柱1在交界附近位置牢靠固定，再启动外设电流开关，使焊机11和传送带15开始工作，焊头13与电焊机11沿着轨道14保持同步转动，完成对钢柱1的焊接。
在一些实施例中，通过在每个内嵌装置9中设置第三感应器，进一步实现钢柱1的加固。在通过PLC控制器控制第三感应器，感应到上下两个内嵌装置9之间的距离，通过将内嵌装置9与外接的驱动装置相连，完成内嵌装置9之间的相对转动。内嵌装置9的动作过程和控制过程和伸缩杆4类似。
工作过程：在半球形套筒3组装之前，调试焊头13与电焊机11的同步转动性能，保证正常工作之后，通过螺栓球形套筒3形成一个整体。当计算好距离与吊入深度后，放入两根钢柱1，启动PLC控制器，通过PLC控制器控制第一感应器、第二感应器、第三感应器，圆柱形套筒2内壁伸出伸缩杆4，由圆柱形套筒2与伸缩杆4的约束作用下，实现对钢柱1的初步固定，使钢柱1在交界附近位置牢靠固定，再启动电流开关，使焊机11和传送带15工作，焊头13与电焊机11沿着轨道14保持同步转动，完成对钢柱1的焊接。
固定焊接一体化装置及其焊接方法，实现固定焊接目的；整套装置包括固定装置与焊接装置，通过平稳放置在地面上直接使用；吊入钢柱1后，由圆柱形套筒2和半球形套筒3实现初步固定作用，再通过遥控PLC控制器，驱动伸缩杆4驱动装置，伸出圆柱形套筒2内壁的伸缩杆4，加强对钢柱1的固定约束，最后由内嵌装置9的定向转动，沿着规则截面如蟒蛇般缠绕，实现对钢柱1交界附近位置的牢牢固定。
焊接装置包括放置在轨道14上的焊头13以及与直杆12连接的电焊机11。
在一些实施例中，当钢柱1彻底固定完毕后，启动电流开关，使传送带15和放置在传送带15上的电焊机11开始工作，电焊机11伴随传送带15围绕钢柱转动，同时焊头13沿着轨道14与电焊机11保持同步转动，完成对钢柱1的焊接。
在一些实施例中，通过对钢柱1施加外力，使得钢柱1转动，电焊机11本身并不动，焊头13沿着轨道14上滑动，也能实现对钢柱1的焊接。
本发明实现了建筑工程过程中对钢柱1的固定与焊接，解决了钢柱1焊接过程中材料浪费的问题，解放劳动力，保障工人焊接安全，提高作业效率。
应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (10)
1.固定焊接一体化装置，其特征在于：包括两个圆柱形套筒(2)和两个半球形套筒(3)，所述半球形套筒(3)组合后形成球形框架，在每个半球形套筒(3)的半球形底部设置一个圆柱形套筒(2)，配合后，两个所述圆柱形套筒(2)分别与所述球形框架连通，形成贯穿球形框架的连通区域；在所述半球形套筒(3)的连通区域内设置圆柱形框架(7)；在所述圆柱形框架(7)内设置两个内嵌装置(9)，所述两个内嵌装置(9)按上下结构设置，形成用于待焊接的钢柱(1)穿过的区域；在所述两个内嵌装置(9)之间设置轨道(14)，在所述轨道(14)上设置焊头(13)。
2.根据权利要求1所述的固定焊接一体化装置，其特征在于：在所述圆柱形框架(7)的外周设置圆柱形通道(10)，所述圆柱形通道(10)和圆柱形框架(7)之间通过抱紧杆(5)连接。
3.根据权利要求1所述的固定焊接一体化装置，其特征在于：所述两个半球形套筒(3)之间通过螺栓(6)进行组装固定。
4.根据权利要求1所述的固定焊接一体化装置，其特征在于：在所述球形框架表面设置预留孔(8)。
5.根据权利要求2所述的固定焊接一体化装置，其特征在于：所述抱紧杆(5)为四根且均布在所述圆柱形通道(10)和圆柱形框架(7)之间。
6.根据权利要求1所述的固定焊接一体化装置，其特征在于：所述焊头(13)通过直杆(12)与电焊机(11)相连。
7.根据权利要求1所述的固定焊接一体化装置，其特征在于：所述伸缩杆(4)通过外接的驱动装置驱动伸缩，所述内嵌装置(9)通过外接的驱动装置旋开或者旋紧，所述伸缩杆(4)和内嵌装置(9)配合后实现钢柱(1)的定位焊接。
8.根据权利要求7所述的固定焊接一体化装置，其特征在于：在所述钢柱(1)上设有第一感应器，在所述圆柱形套筒(2)内设置伸缩杆(4)，在所述伸缩杆(4)上设置第二感应器和PLC控制器，所述PLC控制器包括信号处理模块和控制模块，信号处理模块通过采集第一感应器输送过来的距离感应信号、第二感应器输送过来的距离感应信号，经过信号处理模块的处理，输送信号处理结果给控制模块，当输送过来的距离感应信号达到设定的阈值，控制模块发送指令给伸缩杆(4)，通过伸缩杆驱动按钮，驱动外接的伸缩驱动装置动作，进而带动伸缩杆(4)动作。
9.权利要求8所述的固定焊接一体化装置的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)通过PLC控制器设定焊接的参数和阈值，从两侧的半球形套筒(3)的圆柱形套筒(2)分别放入两根待焊接钢柱(1)，启动PLC控制器，通过PLC控制器控制第一感应器和第二感应器，控制外接的驱动装置驱动伸缩杆(4)，在所述圆柱形套筒(2)与伸缩杆(4)的约束作用下，实现对钢柱(1)的初步固定；
2)使两根钢柱(1)在交界附近位置牢靠固定，再启动外设的电流开关，使焊头(13)沿着轨道(14)保持同步转动，完成对钢柱(1)的焊接。
10.根据权利要求9所述的固定焊接一体化装置的焊接方法，其特征在于，在所述内嵌装置(9)上设置第三感应器，所述的PLC控制器的信号处理模块通过采集第三感应器输送过来的距离感应信号，驱动内嵌装置(9)的外接驱动装置旋开或者旋紧。
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2021
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