CN115255786A - 一种格栅拱架自动焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种格栅拱架自动焊接方法，包括焊接装置，将格栅拱架整体平放于若干垫块之上，垫块位于格栅拱架相邻两箍筋之间，垫块的宽度不超过格栅拱架平放时的宽度；所有待焊八字节通过定位工装布设在待焊接位置处；将焊接装置的门型架从格栅拱架的一端套入其中，四根导向滑块外套于格栅拱架上，每根导向滑块与对应主筋接触；将悬臂梁水平旋转，使其带动导向滑块沿着格栅拱架主筋的延伸方向滑动，同时带动焊接总成沿着悬臂梁的延伸方向滑动，滑动过程中焊枪焊丝触碰到八字节与主筋之间的缝隙时，焊枪放电工作形成焊缝，焊枪离开八字节与主筋之间的缝隙时，焊接自动停止。本发明有效提高了格栅拱架八字节的焊接效率，降低了工人的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及格栅拱架加工技术领域，特别涉及一种格栅拱架自动焊接方法。
背景技术
隧道开挖后，会使原有的围岩平衡状态被打破，周边围岩和拱顶产生了变化和松弛，为了阻止被开挖扰动后的围岩的过度位移和变形，减少下沉和收敛，必须有合理的支架结构来约束承受围岩的压力，钢拱架是隧道初期支架结构中重要的组成部分，也是隧道混凝土施工前支护的重要内容。但隧道开挖后围岩千变万化，为了及时快速满足隧道开挖后支护成环施工要求，防止隧道坍塌，必须抓住最佳时间完成与围岩相适配的钢拱架，通常采用格栅拱架进行支撑，格栅拱架抗震性能强，同时还能提高钢筋混凝土构件的受剪承载力，并节约钢材。如图2和3所示，格栅拱架7主要由主筋71、八字节72、箍筋73焊接组成。格栅拱架的侧视图与俯视图相同，由图可知，四根主筋71围成的矩形框架空间内，每两个八字节成对焊接在一起后，再与主筋焊接。相邻的每对八字节相互呈90°布置，即当两个成对的八字节左右布置时，与其相邻的两对八字节上下布置。对于八字节本身与主筋焊接时，传统做法是采用人工进行焊接，操作过程中费时费力，严重影响施工效率，而且施工人员的劳动强度较大，同时焊接精度无法保证，严重影响格栅拱架的整体质量。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种格栅拱架自动焊接方法，以解决现有格栅拱架八字节焊接方法效率低，操作人员劳动强度大，焊接质量不稳定的问题。
为了实现上述目的，本发明提出了一种格栅拱架自动焊接方法，包括焊接装置，所述焊接装置包括悬臂立柱、悬臂旋转机构、悬臂梁和焊接总成，所述悬臂立柱的底端固定在地面或底座上，所述悬臂梁通过悬臂旋转机构能360°水平转动地安装在悬臂立柱的上端，悬臂梁和悬臂立柱整体呈“7”字形，所述焊接总成左右滑动安装在悬臂梁上，所述焊接总成包括门型架，所述门型架的内腔尺寸大于格栅拱架的横截面尺寸，在门型架的左右内侧各自设有上下两个向内延伸的导向滑块，四根导向滑块呈矩形布置，且同侧两导向滑块之间的间隔距离与格栅拱架平放时上下两主筋的间隔距离匹配，每个导向滑块上均配备有焊枪；
基于该焊接装置的焊接方法包括以下步骤：
S1、将格栅拱架整体平放于若干垫块之上，所述垫块位于格栅拱架相邻两箍筋之间，垫块的宽度不超过格栅拱架平放时的宽度；
S2、将所有待焊八字节通过定位工装布设在待焊接位置处；
S3、将焊接装置的门型架从格栅拱架的一端套入其中，四根导向滑块整体外套于格栅拱架上，且每根导向滑块与对应的主筋接触；
S4、将悬臂梁水平旋转，使其带动导向滑块沿着格栅拱架的主筋的延伸方向滑动，同时带动焊接总成沿着悬臂梁的延伸方向滑动，在滑动过程中，焊枪焊丝触碰到八字节与主筋之间的缝隙时，焊枪形成电流回路开始放电工作形成焊缝，焊枪离开八字节与主筋之间的缝隙时，焊接自动停止。
上述方案中：所述定位工装包括4根与主筋平行的型钢，通过4根与主筋平行的型钢将所有八字节串接起来，4根型钢上下左右布设，1根型钢对应串接同一个朝向的八字节，各型钢均穿设在对应八字节扭曲形成的内圈中，4根型钢再通过型钢箍筋绑扎在一起，然后通过支架将型钢支撑固定在对应位置，使所有八字节均位于待焊接位置处。该定位工装能将所有待焊八字节稳定固定在待焊位置处，且结构简单，加工方便，成本低。
上述方案中：所述支架包括十字底座和焊接在十字底座上方的“Y”型夹持部，所述支架共三个，分别布设在型钢长度方向的两端及中部，支架通过夹持在对应的型钢箍筋下方从而将4根型钢支撑固定。支架结构简单，能与型钢箍筋配合使用，使用方便。
上述方案中：所述垫块共三个，分别布设在格栅拱架长度方向的两端及中部。布设简单有效，三个垫块即能将格栅拱架整体稳定支撑。
上述方案中：在呈矩形布置的四根导向滑块中，位于上方的两导向滑块分别通过丝杆螺母机构固定在门型架上，位于下方的两导向滑块分别焊接在门型架上，通过丝杆螺母机构能调节上方的导向滑块的上下位置，从而调节同侧两导向滑块的间隔距离。格栅拱架的规格不同，平放时上下两主筋的间隔距离就不同，通过丝杆螺母机构可调节同侧两导向滑块的间隔距离，使其适用于不同规格的格栅拱架，有效增大了本焊接装置的适用范围。
上述方案中：所述丝杆螺母机构包括电机、连接在电机输出轴上的丝杆，螺接在丝杆上的螺母，所述电机固定在门型架上，丝杆上下延伸，所述导向滑块靠近门型架的一端固定在螺母上，电机驱动丝杆转动时，所述螺母能沿丝杆作直线运动，从而带动导向滑块上下移动，结构简单，设置方便。
上述方案中：所述焊枪枪头配备有位移装置，焊枪枪头通过位移装置能进行旋转及位置调节。预先调节好焊枪的枪头，以便焊枪精确寻找焊缝位置。
上述方案中：所述悬臂立柱的底端固定在底座上，所述底座配备有行走轮，使得焊接装置移动方便，实用性强。
本发明的有益效果是：垫块垫设于格栅拱架相邻两箍筋之间，其宽度不超过格栅拱架平放时的宽度，因此垫块既能将格栅拱架支撑于地面之上，又不影响后续门型架的穿入；悬臂梁水平旋转能带动导向滑块沿着格栅拱架的主筋的延伸方向滑动，同时能带动焊接总成沿着悬臂梁的延伸方向滑动，两个动作联动使导向滑块能顺利从格栅拱架主筋的一端滑动至另一端，滑动过程中焊枪依次进行焊接，且能同时进行四个焊点的焊接，有效提高了格栅拱架八字节的焊接效率，降低了工人的劳动强度；自动焊接装置相比人工焊接可靠性更好，更能保证焊接质量，且系统性的机械焊接有利于降低施工成本。
附图说明
图1是焊接装置的结构示意图。
图2是格栅拱架的局部示意图及八字节左右成对布设、上下成对布设的示意图。
图3是格栅拱架的侧视图。
具体实施方式
如图1—3所示，一种格栅拱架自动焊接方法，包括焊接装置，焊接装置主要由悬臂立柱1、悬臂旋转机构2、悬臂梁3和焊接总成4组成。
悬臂立柱1的底端固定在地面或底座上，悬臂梁3通过悬臂旋转机构2能360°水平转动地安装在悬臂立柱1的上端，悬臂梁3和悬臂立柱1整体呈“7”字形。焊接总成4左右滑动安装在悬臂梁3上，焊接总成4包括门型架5，门型架5的内腔尺寸大于格栅拱架7的横截面尺寸，在门型架5的左右内侧各自设有上下两个向内延伸的导向滑块6。四根导向滑块6呈矩形布置，且同侧两导向滑块6之间的间隔距离与格栅拱架7平放时上下两主筋71的间隔距离匹配，每个导向滑块6上均配备有焊枪。基于该焊接装置的焊接方法主要由以下步骤组成：
S1、将格栅拱架7整体平放于若干垫块之上，垫块位于格栅拱架7相邻两箍筋73之间，垫块的宽度不超过格栅拱架7平放时的宽度。
格栅拱架7呈拱形，格栅拱架7平放是指将格栅拱架7由直立状态偏转90°倒放下去，使其侧面与地面方向接触，这里为使其侧面与垫块接触。
S2、将所有待焊八字节72通过定位工装布设在待焊接位置处。
S3、将焊接装置的门型架5从格栅拱架7的一端套入其中，四根导向滑块6整体外套于格栅拱架7上，且每根导向滑块6与对应的主筋71接触。
S4、将悬臂梁3水平旋转，使其带动导向滑块6沿着格栅拱架7的主筋71的延伸方向滑动，同时带动焊接总成4沿着悬臂梁3的延伸方向滑动。在滑动过程中，焊枪焊丝触碰到八字节72与主筋71之间的缝隙时，焊枪形成电流回路开始放电工作形成焊缝，焊枪离开八字节72与主筋71之间的缝隙时，焊接自动停止。
最好是，定位工装包括4根与主筋71平行的型钢，通过4根与主筋71平行的型钢将所有八字节72串接起来，4根型钢上下左右布设，1根型钢对应串接同一个朝向的八字节72，各型钢均穿设在对应八字节72扭曲形成的内圈中，4根型钢再通过型钢箍筋绑扎在一起，然后通过支架将型钢支撑固定在对应位置，使所有八字节72均位于待焊接位置处。该定位工装能将所有待焊八字节72稳定固定在待焊位置处，且结构简单，加工方便，成本低。
最好是，支架包括十字底座和焊接在十字底座上方的“Y”型夹持部，支架共三个，分别布设在型钢长度方向的两端及中部，支架通过夹持在对应的型钢箍筋下方从而将4根型钢支撑固定。支架结构简单，能与型钢箍筋配合使用，使用方便。
最好是，垫块共三个，分别布设在格栅拱架7长度方向的两端及中部。布设简单有效，三个垫块即能将格栅拱架7整体稳定支撑。
最好是，在呈矩形布置的四根导向滑块6中，位于上方的两导向滑块6分别通过丝杆螺母机构固定在门型架5上，位于下方的两导向滑块6分别焊接在门型架5上，通过丝杆螺母机构能调节上方的导向滑块6的上下位置，从而调节同侧两导向滑块6的间隔距离。格栅拱架7的规格不同，平放时上下两主筋71的间隔距离就不同，通过丝杆螺母机构可调节同侧两导向滑块6的间隔距离，使其适用于不同规格的格栅拱架7，有效增大了本焊接装置的适用范围。
最好是，丝杆螺母机构包括电机、连接在电机输出轴上的丝杆，螺接在丝杆上的螺母，电机固定在门型架5上，丝杆上下延伸，导向滑块6靠近门型架的一端固定在螺母上，电机驱动丝杆转动时，螺母能沿丝杆作直线运动，从而带动导向滑块6上下移动，结构简单，设置方便。
最好是，焊枪枪头配备有位移装置，焊枪枪头通过位移装置能进行旋转及位置调节。预先调节好焊枪的枪头，以便焊枪精确寻找焊缝位置。若左右布设的八字节72与主筋71的焊缝、上下布设的八字节72与主筋71的焊缝存在少许高度差时，可将焊枪枪头设置为自动控制式，当焊枪枪头由上一对八字节72切换到下一对八字节72时(相邻两对八字节相互呈90°布置)，焊枪枪头可自动偏转调位，继续进入后一对八字节72时又可自动回位，通过自动调节枪头位置以使枪头焊丝更容易精确对准焊缝，确保焊接精度。
最好是，悬臂立柱1的底端固定在底座上，底座配备有行走轮，使得焊接装置移动方便，实用性强。
Claims (8)
1.一种格栅拱架自动焊接方法，其特征在于：包括焊接装置，所述焊接装置包括悬臂立柱(1)、悬臂旋转机构(2)、悬臂梁(3)和焊接总成(4)，所述悬臂立柱(1)的底端固定在地面或底座上，所述悬臂梁(3)通过悬臂旋转机构(2)能360°水平转动地安装在悬臂立柱(1)的上端，悬臂梁(3)和悬臂立柱(1)整体呈“7”字形，所述焊接总成(4)左右滑动安装在悬臂梁(3)上，所述焊接总成(4)包括门型架(5)，所述门型架(5)的内腔尺寸大于格栅拱架(7)的横截面尺寸，在门型架(5)的左右内侧各自设有上下两个向内延伸的导向滑块(6)，四根导向滑块(6)呈矩形布置，且同侧两导向滑块(6)之间的间隔距离与格栅拱架(7)平放时上下两主筋(71)的间隔距离匹配，每个导向滑块(6)上均配备有焊枪；
基于该焊接装置的焊接方法包括以下步骤：
S1、将格栅拱架(7)整体平放于若干垫块之上，所述垫块位于格栅拱架(7)相邻两箍筋(73)之间，垫块的宽度不超过格栅拱架(7)平放时的宽度；
S2、将所有待焊八字节(72)通过定位工装布设在待焊接位置处；
S3、将焊接装置的门型架(5)从格栅拱架(7)的一端套入其中，四根导向滑块(6)整体外套于格栅拱架(7)上，且每根导向滑块(6)与对应的主筋(71)接触；
S4、将悬臂梁(3)水平旋转，使其带动导向滑块(6)沿着格栅拱架(7)的主筋(71)的延伸方向滑动，同时带动焊接总成(4)沿着悬臂梁(3)的延伸方向滑动，在滑动过程中，焊枪焊丝触碰到八字节(72)与主筋(71)之间的缝隙时，焊枪形成电流回路开始放电工作形成焊缝，焊枪离开八字节(72)与主筋(71)之间的缝隙时，焊接自动停止。
2.根据权利要求1所述的格栅拱架自动焊接方法，其特征在于：所述定位工装包括4根与主筋(71)平行的型钢，通过4根与主筋(71)平行的型钢将所有八字节(72)串接起来，4根型钢上下左右布设，1根型钢对应串接同一个朝向的八字节(72)，各型钢均穿设在对应八字节(72)扭曲形成的内圈中，4根型钢再通过型钢箍筋绑扎在一起，然后通过支架将型钢支撑固定在对应位置，使所有八字节(72)均位于待焊接位置处。
3.根据权利要求2所述的格栅拱架自动焊接方法，其特征在于：所述支架包括十字底座和焊接在十字底座上方的“Y”型夹持部，所述支架共三个，分别布设在型钢长度方向的两端及中部，支架通过夹持在对应的型钢箍筋下方从而将4根型钢支撑固定。
4.根据权利要求1所述的格栅拱架自动焊接方法，其特征在于：所述垫块共三个，分别布设在格栅拱架(7)长度方向的两端及中部。
5.根据权利要求1所述的格栅拱架自动焊接方法，其特征在于：在呈矩形布置的四根导向滑块(6)中，位于上方的两导向滑块(6)分别通过丝杆螺母机构固定在门型架(5)上，位于下方的两导向滑块(6)分别焊接在门型架(5)上，通过丝杆螺母机构能调节上方的导向滑块(6)的上下位置，从而调节同侧两导向滑块(6)的间隔距离。
6.根据权利要求5所述的格栅拱架自动焊接方法，其特征在于：所述丝杆螺母机构包括电机、连接在电机输出轴上的丝杆，螺接在丝杆上的螺母，所述电机固定在门型架(5)上，丝杆上下延伸，所述导向滑块(6)靠近门型架的一端固定在螺母上，电机驱动丝杆转动时，所述螺母能沿丝杆作直线运动，从而带动导向滑块(6)上下移动。
7.根据权利要求1所述的格栅拱架自动焊接方法，其特征在于：所述焊枪枪头配备有位移装置，焊枪枪头通过位移装置能进行旋转及位置调节。
8.根据权利要求1所述的格栅拱架自动焊接方法，其特征在于：所述悬臂立柱(1)的底端固定在底座上，所述底座配备有行走轮。
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