CN115635239A - 一种束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置及组装焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置及组装焊接方法，该装置包括设置在纵向导轨上的1组以上的辅助焊接单元；辅助焊接单元包括支架、伸缩底座、液压伸缩杆、夹持装置和环向导轨，环向导轨通过支架连接液压伸缩杆，液压伸缩杆设在伸缩底座上，在环向导轨内设有1个以上夹持装置；夹持装置包括支撑平台、前端模块化端头、伸缩杆、传动轴、电机和滑轮；支撑平台通过滑轮连接在环向导轨上，在支撑平台上设电机通过传动轴驱动滑轮，在支撑平台上设伸缩杆，连接前端模块化端头。本发明利用一套装置解决不同根数、不同角度束状钢管异形柱的组装问题，操作步骤简单，提高施焊质量和生产效率。

Description

一种束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置及组装焊接方法

技术领域

本发明属于建筑施工组装领域，具体涉及一种束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置及组装焊接方法。

背景技术

钢结构雨棚因其具有标准规格化、工厂预制化和现场快速拼接化的特性而在火车站新建和改建中大量应用，逐渐成为我国现阶段铁路客站设计的发展方向。钢结构雨棚一般采用束状钢管异形柱作为刚性柱来对框架结构进行支撑，因为净空和承载能力的要求，所用钢管一般直径和高度均较大，实际工厂加工时，需要频繁移动或者转动单根或者多根钢管，十分耗费人力物力，且生产效率较低；特别是对多根钢管进行组装焊接时，存在弯曲钢管需要保证其按照特定角度进行组装的工况，但是目前并无专门的组装定位装置，所以需要对束状钢管异形柱组装及焊接相关技术进行改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置，节省人力物力，提高生产效率。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种上述束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置的组装焊接方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置，包括设置在纵向导轨上的1组以上的辅助焊接单元；所述的辅助焊接单元包括支架、伸缩底座、液压伸缩杆、夹持装置和环向导轨，所述的环向导轨通过支架连接液压伸缩杆，所述的液压伸缩杆设在伸缩底座上，在所述的环向导轨内设有1个以上夹持装置；所述的夹持装置包括支撑平台、前端模块化端头、伸缩杆、传动轴、电机和滑轮；所述的支撑平台通过滑轮连接在环向导轨上，在支撑平台上设电机通过传动轴驱动滑轮，在支撑平台上设伸缩杆，连接前端模块化端头。

所述的辅助焊接单元有4组，其中连续的3组通过纵向连接杆将环向导轨连接成为一个整体。

所述的夹持装置有4个，均匀布置在环向导轨内。

所述的环向导轨为可开合结构，并通过销栓进行闭合固定。

所述的伸缩底座通过滑轮连接纵向导轨，并在滑轮上附有磁性塑料垫块，用于对伸缩底座的滑轮起到固定作用。

所述的环向导轨上设有360°刻度盘。

所述伸缩杆通过伸缩来配合前端模块化端头贴紧钢管，对钢管施加夹紧作用，并在钢管之间设磁性塑料垫块来配合固定和限位。

所述液压伸缩杆设置有刻度尺。

所述的束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置的组装焊接方法，步骤如下：

步骤1：将支架上部1/4环向导轨打开，先吊装两根钢管至下部1/2环向导轨的夹持装置上，调整位置并放置磁性塑料垫块，再进行点固焊接；

步骤2：然后开始吊装余下钢管，钢管吊入支架后，关闭已打开的各个1/4环向导轨，利用支架上部夹持装置调整并固定位置，调整完毕后松开吊钩进行点固焊接，然后所有夹持装置的液压伸缩杆配合钢管中心位置处磁性塑料垫块，将所有钢管挤紧在一起，最后进行正式焊接；焊接时可利用夹持装置以及伸缩底座下部的滑轮，及时调整钢管的位置、角度等，便于施焊操作；

步骤3：把某一根将和弯曲钢管对接的直钢管转动至支架圆周最高点位置，等待与弯曲钢管的对接；接着将支架上部1/4环向导轨打开，吊入弯曲钢管后关闭1/4环向导轨，夹持装置与吊机相配合，将一根弯曲钢管吊装至圆周中心位置，即保持支架圆环与弯曲钢管圆截面沿纵向呈同心圆的位置关系，并利用夹持装置的转动来调节弯曲钢管所指的方向；

步骤4：利用支架下部的伸缩底座调节弯曲钢管高度，取走对应滑轮的磁性塑料垫块后，支架可以沿纵向导轨移动，并与右边圆周最高点位置的一根钢管对接，然后开始对接头部分进行焊接；焊接完成后支架上部1/4环向导轨打开，再将钢管整体转过指定角度移开，如4根为90°，以便继续进行下一根直钢管加弯曲钢管接头部分的吊装焊接；

步骤5：重复上述步骤3至步骤4，直至完成整个束状钢管异形柱的组装及焊接；

上述步骤中，步骤1到步骤2为直钢管部分的组装及焊接，步骤3到步骤5为弯曲钢管与直钢管接头部分的组装及焊接。

有益效果：与现有技术相比，本发明的束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置及组装焊接方法，具有以下优势：

1)解决以往焊接时直钢管和直钢管、弯曲钢管和直钢管组装时繁琐复杂的移动和旋转操作难题；

2)利用一套装置解决不同根数、不同角度束状钢管异形柱的组装问题，操作步骤程序化、规模化；

3)通过伸缩底座和支架，使得工人在焊接时始终可调整构件至最佳施焊位置，提高施焊质量和生产效率。

附图说明

图1是束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置的结构示意图；

图2是夹持装置及环向导轨的局部结构示意图；

图3是组装焊接过程示意图；(1)吊装前两根钢管，(2)吊装剩余钢管，(3)焊接弯管，(4)焊接完成。

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所示，本发明的束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置，包括设置在纵向导轨2上的多组辅助焊接单元，作为优选，辅助焊接单元可以为4组。

辅助焊接单元包括支架1、夹持装置5和环向导轨13，在环向导轨13内设置多个夹持装置5(优选为4个)，环向导轨13通过两个支架1连接在纵向导轨2上，两个支架1设在伸缩底座3上，支架1为液压伸缩杆4，通过液压伸缩杆4的伸缩使整个环向导轨13升高或者降低至目标高度。在伸缩底座3下部附有滑轮，设置于纵向导轨2上，可以沿纵向导轨滑动，实现整个支架1沿纵向导轨2的移动；伸缩底座3还可以通过与支架的配合，移动或转动钢管至最佳施焊位置，提高施焊质量及精生产效率，达到辅助焊接的目的。其中，伸缩底座3下附滑轮配有磁性塑料垫块15，即每一个滑轮配有两块磁性塑料垫块，滑轮左右两块磁性塑料垫块之间的空间刚好用来容纳滑轮。当需要固定支架1时，将支架一侧两个滑轮所配置的4块磁性塑料垫块分别贴紧两个滑轮放置，因为磁性塑料垫块带有磁性，所以可以很好的吸附在滑轮与底部纵向导轨上，进而起到固定滑轮的作用；当支架1不需要固定时，将各滑轮两侧的磁性塑料垫块取走放置于滑轮上部的支架平台上备用，因为磁性塑料垫块具有磁性，所以可以很好的吸附在支架平台上，以便下次固定滑轮时使用。伸缩底座3上的液压伸缩杆4上设置有刻度尺16，以便在调节伸缩底座高度时可以通过刻度尺实现精确调整，同时便于准确控制不同支架的高度。

夹持装置5包括支撑平台6、前端模块化端头7、伸缩杆8、传动轴11、电机12和滑轮14；支撑平台6通过滑轮14连接在环向导轨13上，在支撑平台6上设电机12通过传动轴11驱动滑轮14，在支撑平台6上设伸缩杆8，连接前端模块化端头7。液压伸缩杆8通过伸缩配合前端模块化端头7贴紧钢管，并在磁性塑料垫块18的配合下，对钢管施加夹紧作用。环向导轨13为可开合结构，包括销栓9和360°刻度盘10，并通过销栓进行闭合固定。夹持装置5在转动时可以按预定角度实现精确转动；夹持装置5通过滑轮14附在环向导轨13上，实现夹持装置5的360°转动；通过纵向连接杆17将若干支架1连接成为一个整体；磁性塑料垫块与夹持装置5配合来固定挤紧钢管。

纵向连接杆17两端分别附在左右两端夹持装置的支撑平台6上，可以随着相邻两个支架1的靠近或远离而缩短或伸长，将若干个支架更好地连接为一个整体，同时便于不同支架上夹持装置的同步转动。

磁性塑料垫块可根据组装钢管的根数和尺寸制作，为可反复利用的模块化构件。磁性塑料垫块放置于若干根钢管的中心位置，通过自身的磁性来辅助夹持装置对钢管进行定位和固定，并作为受力点；以上所述磁性塑料材料具有以下特点：密度小、耐冲击强度大，可进行切割、切削、钻孔、焊接、层压和压花纹等加工，使用时不会发生碎裂，它还可采用一般塑料通用的加工方法(如注射、模压、挤出等)进行加工，可加工成尺寸精度高、薄壁、复杂形状的制品。

一种束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置及组装焊接方法，以工程中常见的4根钢管所组成的束状钢管异形柱的组装与焊接为例，包括如下步骤：

步骤1：将支架上部1/4环向导轨打开，先吊装两根钢管至下部1/2环向导轨的夹持装置上，调整位置并放置磁性塑料垫块，再进行点固焊接；在步骤1之前已将所有支架通过磁性塑料垫块a进行固定，待需要移动支架时再将对应滑轮的磁性塑料垫块a取走，并吸附于支架平台上以备下次使用；

步骤2：然后开始吊装余下两根钢管，钢管吊入支架后，关闭已打开的各个1/4环向导轨，利用支架上部夹持装置调整并固定位置，调整完毕后松开吊钩进行点固焊接，然后所有夹持装置的液压伸缩杆配合钢管中心位置处磁性塑料垫块b，将所有钢管挤紧在一起，最后进行正式焊接；焊接时可利用夹持装置以及伸缩底座下部的滑轮，及时调整钢管的位置、角度等，便于施焊操作；

步骤3：把某一根将和弯曲钢管对接的直钢管转动至支架圆周最高点位置，等待与弯曲钢管的对接；接着将支架上部1/4环向导轨打开，吊入弯曲钢管后关闭1/4环向导轨，夹持装置与吊机相配合，将一根弯曲钢管吊装至圆周中心位置，即保持支架圆环与弯曲钢管圆截面沿纵向呈同心圆的位置关系，并利用夹持装置的转动来调节弯曲钢管所指的方向；

步骤4：利用支架下部的伸缩底座调节弯曲钢管高度，取走对应滑轮的磁性塑料垫块a后，支架可以沿纵向导轨移动，并与右边圆周最高点位置的一根钢管对接，然后开始对接头部分进行焊接；焊接完成后支架上部1/4环向导轨打开，再将钢管整体转过指定角度移开，如4根为90°，以便继续进行下一根直钢管加弯曲钢管接头部分的吊装焊接；

步骤5：重复上述步骤3至步骤4，直至完成整个束状钢管异形柱的组装及焊接。

以上步骤1到步骤2为直钢管部分的组装及焊接，步骤3到步骤5为弯曲钢管与直钢管接头部分的组装及焊接，过程示意见图3。

本发明的束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置及组装焊接方法，利用一套装置解决不同根数、不同角度束状钢管异形柱的组装问题，操作步骤程序化、规模化；通过伸缩底座和支架，使得工人在焊接时始终可调整构件至最佳施焊位置，提高施焊质量和生产效率。有效解决以往焊接时直钢管和直钢管、弯曲钢管和直钢管组装时繁琐复杂的移动和旋转操作难题。

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 (9)

1.一种束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置，其特征在于：包括设置在纵向导轨(2)上的1组以上的辅助焊接单元；所述的辅助焊接单元包括支架(1)、伸缩底座(3)、液压伸缩杆(4)、夹持装置(5)和环向导轨(13)，所述的环向导轨(13)通过支架(1)连接液压伸缩杆(4)，所述的液压伸缩杆(4)设在伸缩底座(3)上，在所述的环向导轨(13)内设有1个以上夹持装置(5)；所述的夹持装置(5)包括支撑平台(6)、前端模块化端头(7)、伸缩杆(8)、传动轴(11)、电机(12)和滑轮(14)；所述的支撑平台(6)通过滑轮(14)连接在环向导轨(13)上，在支撑平台(6)上设电机(12)通过传动轴(11)驱动滑轮(14)，在支撑平台(6)上设伸缩杆(8)，连接前端模块化端头(7)。

2.根据权利要求1所述的束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置，其特征在于：所述的辅助焊接单元有4组，其中连续的3组通过纵向连接杆(17)将环向导轨(13)连接成为一个整体。

3.根据权利要求1所述的束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置，其特征在于：所述的夹持装置(5)有4个，均匀布置在环向导轨(13)内。

4.根据权利要求1所述的束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置，其特征在于：所述的环向导轨(13)为可开合结构，并通过销栓(9)进行闭合固定。

5.根据权利要求1所述的束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置，其特征在于：所述的伸缩底座(3)通过滑轮连接纵向导轨(2)，并在滑轮上附有磁性塑料垫块，用于对伸缩底座的滑轮起到固定作用。

6.根据权利要求1所述的束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置，其特征在于：所述的环向导轨(13)上设有360°刻度盘(10)。

7.根据权利要求1所述的束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置，其特征在于：所述伸缩杆(8)通过伸缩来配合前端模块化端头(7)贴紧钢管，对钢管施加夹紧作用，并在钢管之间设磁性塑料垫块来配合固定和限位。

8.根据权利要求1所述的束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置，其特征在于：所述液压伸缩杆(4)设置有刻度尺(16)。

9.权利要求1所述的束状钢管异形柱组装和辅助焊接装置的组装焊接方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1：将支架上部1/4环向导轨打开，先吊装两根钢管至下部1/2环向导轨的夹持装置上，调整位置并放置磁性塑料垫块，再进行点固焊接；

步骤2：然后开始吊装余下钢管，钢管吊入支架后，关闭已打开的各个1/4环向导轨，利用支架上部夹持装置调整并固定位置，调整完毕后松开吊钩进行点固焊接，然后所有夹持装置的液压伸缩杆配合钢管中心位置处磁性塑料垫块，将所有钢管挤紧在一起，最后进行正式焊接；焊接时可利用夹持装置以及伸缩底座下部的滑轮，及时调整钢管的位置、角度等，便于施焊操作；

步骤3：把某一根将和弯曲钢管对接的直钢管转动至支架圆周最高点位置，等待与弯曲钢管的对接；接着将支架上部1/4环向导轨打开，吊入弯曲钢管后关闭1/4环向导轨，夹持装置与吊机相配合，将一根弯曲钢管吊装至圆周中心位置，即保持支架圆环与弯曲钢管圆截面沿纵向呈同心圆的位置关系，并利用夹持装置的转动来调节弯曲钢管所指的方向；

步骤4：利用支架下部的伸缩底座调节弯曲钢管高度，取走对应滑轮的磁性塑料垫块后，支架可以沿纵向导轨移动，并与右边圆周最高点位置的一根钢管对接，然后开始对接头部分进行焊接；焊接完成后支架上部1/4环向导轨打开，再将钢管整体转过指定角度移开，如4根为90°，以便继续进行下一根直钢管加弯曲钢管接头部分的吊装焊接；

步骤5：重复上述步骤3至步骤4，直至完成整个束状钢管异形柱的组装及焊接；

上述步骤中，步骤1到步骤2为直钢管部分的组装及焊接，步骤3到步骤5为弯曲钢管与直钢管接头部分的组装及焊接。

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