CN116944636A - 一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置，涉及焊接技术领域，所述焊接装置包括工装板，工装板上方中部安装有控制箱，工装板上方在控制箱两侧安装有若干垫板，控制箱通过液压管路及导线连接焊接机，顶板放置在垫板上，控制箱上在两个顶板之间的缝隙下方放置有陶瓷衬垫，在经过两道CO2气体保护焊打底后，将焊接机放置在两个顶板上，用焊接机对焊缝进行多道埋弧焊分层填充、盖面，焊接机在对焊缝进行焊接之后，利用负压对焊接产生的烟气以及焊剂进行抽取，使焊剂进入焊接机内部，省去后续人工清理的过程，同时也对收集的烟气集中处理，避免烟气污染工作环境，影响工人工作。

Description

一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体为一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置。

背景技术

钢箱梁又称之为钢板箱形梁，一般用在跨度较大的桥梁上，因其外形像箱子而被叫做钢箱梁，是由顶板、底板、腹板、横隔板及纵隔板等板件通过焊接的方式连接而成。钢箱梁与砼箱梁相比，钢箱梁具有抗震性好、抗拉强度高、易于拆除、钢材可回收利用等优点。在拼装焊接钢箱梁各个板件时，焊接会产生含有有害气体及物质的焊烟，若不及时对焊烟进行处理，则会危害施工人员的身体健康，甚至会污染大气环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置，包括焊接机，焊接机内部安装有焊剂回收装置，焊剂回收装置利用负压汲取焊接后的焊剂，所述焊接装置包括工装板、导向轮，所述工装板的上方安装有控制箱，所述控制箱与焊接机电连接，所述导向轮与焊接机转动连接，导向轮沿焊缝行走，所述工装板上在控制箱的两侧均安装有至少两个垫板，每个所述垫板上均安装有垫座，所述垫板内部安装有管路，所述管路输出端与垫座连接，管路输入端与控制箱连接，所述控制箱通过管路使垫座对顶板产生负压，待焊接的顶板被垫座支撑，焊接机对两个顶板之间的焊缝进行焊接。控制箱内部安装有控制系统和空气系统，空气系统与控制系统电连接，空气系统通过管路往垫座中灌输高压空气或者通过垫座抽取外界空气，当顶板需要放置在垫座上，需要对两个顶板之间的焊缝距离进行调整以及将两个顶板对齐时，由于顶板体积较大，人工搬运并对其进行位置调整，会浪费大量时间。在本发明中，空气系统往垫座中灌输高压空气，使垫座内部顶出滚珠，滚珠在高压空气的挤压下部分露出垫座，并与顶板接触，实现滚动摩擦，顶板与若干滚珠接触，将顶板一端搭在两个垫板的滚珠上之后，只需要施加推力，即可将两个顶板推动到位并实现对齐和焊缝距离调整，节省人力，提高拼装效率；顶板到位后，在控制箱上方安装陶瓷衬垫，陶瓷衬垫位于焊缝的下方，之后，空气系统利用垫座抽取外界空气，使顶板在负压的作用下固定在垫座上，进而防止在焊接过程中，顶板出现位置偏移的问题，从而提高焊接精度。

所述控制箱内部设置有控制系统及空气系统，所述空气系统与控制系统电连接，所述垫板为无端盖的箱体结构且开口朝下，管路包括安装在垫板内部的气管，所述气管与空气系统连接，所述垫座包括传输管以及安装在传输管上方的球座，所述球座为中空的半球体，球座通过传输管连通气管。

所述球座的上端设置有环形的截面为椭圆形的垫圈，所述垫圈为橡胶材质。空气系统通过垫座抽取外界空气时，垫圈与顶板接触，顶板在外界空气压力的作用下，与垫圈之间的接触更加紧密，垫圈填充顶板表面因加工或者运输产生的坑槽，提高密封性，同时起到一定的减震缓冲作用。

所述球座内部设置有上束流筒，所述上束流筒下端安装有下束流筒，所述上束流筒及下束流筒中部位置均加工有圆台形的通道，所述通道在竖直方向上设置有气流槽，所述下束流筒安装在传输管内，所述下束流筒下端往上设置有凹槽，所述凹槽与通道连通，所述球座内放置有滚珠，所述滚珠的直径小于通道上端直径并大于通道下端直径，所述球座上在垫圈的一侧安装有环形的密封层，所述密封层的中部位置安装有卡板，所述卡板中心位置设置有贯通口，所述贯通口的直径小于滚珠的直径。空气系统通过传输管往球座内灌输高压空气，上束流筒及下束流筒对高压空气的流通进行导向，空气系统未往垫座中灌输高压空气时，滚珠位于通道内，当空气系统往垫座中灌输空气时，高压空气将滚珠从通道内顶升，使滚珠在高压空气的携带下往上运动，随着高压空气的不断灌入，滚珠抵在卡板的贯通口处，并部分露出卡板，方便顶板通过滚珠实现与垫座的滚动摩擦。卡板被滚珠顶升时拉直密封层，通过密封层的设置，使顶板在放置时，其下端面所在水平面高于控制箱的上端面所在水平面，方便后续放置陶瓷衬垫。当顶板推动到位后，陶瓷衬垫放置好后，空气系统抽取垫座中的空气，使滚珠往下回落，同时卡板、密封层被顶板压入球座中，顶板与密封层及垫圈接触，通过空气系统抽取空气，实现顶板在竖直方向上的高度调整，使顶板形成焊缝的一端搭在陶瓷衬垫上，同时也使顶板被负压固定在垫座上。

所述焊接机下端安装有下料管、焊丝及回料管，所述下料管连接焊剂箱，所述焊丝位于下料管和回料管之间，所述回料管连接焊剂回收装置，所述下料管及回料管共同连接有“L”型的覆盖板，所述下料管上安装有支撑板，所述支撑板高于覆盖板，支撑板的一端通过支架安装有导向轮；

所述控制系统中的电源模块的正负极分别与焊丝及顶板连接。焊剂通过下料管流到焊缝中，覆盖板对焊剂进行限制，使焊接位于焊缝中，焊丝外侧套设电极环（图中未画出），电极环与电源模块的电极连接，并使焊丝接入电路，焊丝通过焊剂对焊缝进行焊接，导向轮对焊接机的行走方向进行引导，使焊接机沿着焊缝运动。随着焊接面的升高，导向轮的竖直高度也随之上升，进而通过支撑板将焊接机的一端抬升，使焊丝、下料管及回料管与焊接面的距离进行调整，使焊丝、下料管及回料管与焊接面之间的距离保持不变。

所述支架下端安装有双向伸缩杆，所述双向伸缩杆与控制箱内部的液压系统连接，双向伸缩杆的两个输出端分别转动连接有一个导向轮。

所述导向轮数目为二，导向轮包括轮壳，两个所述轮壳的中心位置转动连接双向伸缩杆，所述轮壳中部位置安装有空心的旋转盘，所述旋转盘的输出端安装有清理垫，所述旋转盘与控制系统电连接，所述清理垫的直径大于轮壳的直径，所述控制箱中的液压系统与双向伸缩杆连接的管道中串接有压力阀。双向伸缩杆为液压型伸缩杆，由于焊缝呈“V”型，当焊接面逐渐上升时，两个轮壳之间的距离需要调整，液压系统通过管道往双向伸缩杆中灌输液压油，使两个导向轮之间的距离拉大，使导向轮抵在顶板的坡口斜面上，通过压力阀对压力的反馈，控制系统停止灌输液压油，同时通过对灌输的液压油的量进行计算，得出两个导向轮被拉开的距离长度，进而计算出此时焊缝面的宽度，便于控制系统对焊剂下料速度的调整。导向轮沿着焊缝行走时，旋转盘带动清理垫反向旋转，通过清理垫对切口斜面上的粉尘、焊剂碎屑等进行清理，方便提高焊接效果。

所述轮壳为圆台结构，轮壳的斜面与顶板上坡口的斜面上。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：在经过两道CO2气体保护焊打底后，将焊接机放置在两个顶板上，用焊接机对焊缝进行多道埋弧焊分层填充、盖面，焊接机在对焊缝进行焊接之后，利用负压对焊接产生的烟气以及焊剂进行抽取，使焊剂进入焊接机内部，省去后续人工清理的过程，同时也对收集的烟气集中处理，避免烟气污染工作环境，影响工人工作。

由于顶板体积较大，人工搬运并对其进行位置调整，会浪费大量时间。在本发明中，空气系统往垫座中灌输高压空气，使垫座内部顶出滚珠，滚珠在高压空气的挤压下部分露出垫座，并与顶板接触，实现滚动摩擦，顶板与若干滚珠接触，将顶板一端搭在两个垫板的滚珠上之后，只需要施加推力，即可将两个顶板推动到位并实现对齐和焊缝距离调整，节省人力，提高拼装效率；顶板到位后，在控制箱上方安装陶瓷衬垫，陶瓷衬垫位于焊缝的下方，之后，空气系统利用垫座抽取外界空气，使顶板在负压的作用下固定在垫座上，进而防止在焊接过程中，顶板出现位置偏移的问题，从而提高焊接精度。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构立体图；

图2是本发明的工装板安装垫板及垫座的立体图；

图3是本发明的垫板内部管路与垫座连接的示意图；

图4是本发明的滚珠部分伸出卡板的结构示意图；

图5是本发明的滚珠落在通道中的结构示意图；

图6是本发明的焊接机与导向轮连接立体图；

图7是本发明的导向轮位于顶板坡口处的结构示意图。

图中：1、顶板；2、工装板；3、垫板；31、气管；4、垫座；41、传输管；42、球座；43、滚珠；44、垫圈；45、密封层；46、卡板；47、上束流筒；48、下束流筒；49、气流槽；5、焊接机；51、支撑板；52、下料管；53、焊丝；54、回料管；55、覆盖板；6、导向轮；61、轮壳；62、清理垫；63、旋转盘；64、双向伸缩杆；7、陶瓷衬垫；8、控制箱。

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。

请参阅图1-图7，本发明提供技术方案：一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置，包括焊接机5，焊接机5内部安装有焊剂回收装置，焊剂回收装置利用负压汲取焊接后的焊剂，焊接装置包括工装板2、导向轮6，工装板2的上方安装有控制箱8，控制箱8与焊接机5电连接，导向轮6与焊接机5转动连接，导向轮6沿焊缝行走，工装板2上在控制箱8的两侧均安装有至少两个垫板3，每个垫板3上均安装有垫座4，垫板3内部安装有管路，管路输出端与垫座4连接，管路输入端与控制箱8连接，控制箱8内部设置有控制系统及空气系统，空气系统与控制系统电连接，控制箱8通过管路使垫座4对顶板1产生负压，待焊接的顶板1被垫座4支撑，焊接机5对两个顶板1之间的焊缝进行焊接。

垫板3为无端盖的箱体结构且开口朝下，管路包括安装在垫板3内部的气管31，气管31与空气系统连接，垫座4包括传输管41以及安装在传输管41上方的球座42，球座42为中空的半球体，球座42通过传输管41连通气管31。

球座42内部设置有上束流筒47，上束流筒47下端安装有下束流筒48，上束流筒47及下束流筒48中部位置均加工有圆台形的通道，通道在竖直方向上设置有气流槽49，下束流筒48安装在传输管41内，下束流筒48下端往上设置有凹槽，凹槽与通道连通，球座42内放置有滚珠43，滚珠43的直径小于通道上端直径并大于通道下端直径；

球座42的上端设置有环形的截面为椭圆形的垫圈44，垫圈44为橡胶材质，垫圈44的一侧安装有环形的密封层45，密封层45的中部位置安装有卡板46，卡板46中心位置设置有贯通口，贯通口的直径小于滚珠43的直径。

空气系统通过传输管41往球座42内灌输高压空气，上束流筒47及下束流筒48对高压空气的流通进行导向，空气系统未往垫座4中灌输高压空气时，滚珠43位于通道内，当空气系统往垫座4中灌输空气时，高压空气将滚珠43从通道内顶升，使滚珠43在高压空气的携带下往上运动，随着高压空气的不断灌入，滚珠43抵在卡板46的贯通口处，并部分露出卡板46，方便顶板1通过滚珠43实现与垫座4的滚动摩擦。卡板46被滚珠43顶升时拉直密封层45，通过密封层45的设置，使顶板1在放置时，其下端面所在水平面高于控制箱8的上端面所在水平面，方便后续放置陶瓷衬垫7。当顶板1推动到位后，陶瓷衬垫7放置好后，空气系统抽取垫座4中的空气，使滚珠43往下回落，同时卡板46、密封层45被顶板1压入球座42中，顶板1与密封层45及垫圈44接触，通过空气系统抽取空气，空气通过气流槽49从球座42流入传输管41内，实现顶板1在竖直方向上的高度调整，使顶板1形成焊缝的一端搭在陶瓷衬垫7上，同时也使顶板1被负压固定在垫座4上。

焊接机5下端安装有下料管52、焊丝53及回料管54，控制系统中的电源模块的正负极分别与焊丝53及顶板1连接；

下料管52连接焊剂箱，焊丝53位于下料管52和回料管54之间，回料管54连接焊剂回收装置，下料管52及回料管54共同连接有“L”型的覆盖板55，下料管52上安装有支撑板51，支撑板51高于覆盖板55，支撑板51的一端通过支架安装有导向轮6；

支架下端安装有双向伸缩杆64，双向伸缩杆64与控制箱8内部的液压系统连接，双向伸缩杆64的两个输出端分别转动连接有一个导向轮6，轮壳61为中空的圆台结构，轮壳61的斜面与顶板1上坡口的斜面上。

导向轮6包括轮壳61，两个轮壳61的中心位置转动连接双向伸缩杆64，轮壳61中部位置安装有空心的旋转盘63，旋转盘63的输出端安装有清理垫62，旋转盘63与控制系统电连接，清理垫62的直径大于轮壳61的直径，控制箱8中的液压系统与双向伸缩杆64连接的管道中串接有压力阀。

焊剂通过下料管52流到焊缝中，覆盖板55对焊剂进行限制，使焊接位于焊缝中，焊丝53外侧套设电极环，电极环与电源模块的电极连接，并使焊丝53接入电路，焊丝53通过焊剂对焊缝进行焊接，导向轮6对焊接机5的行走方向进行引导，使焊接机5沿着焊缝运动。随着焊接面的升高，导向轮6的竖直高度也随之上升，进而通过支撑板51将焊接机5的一端抬升，使焊丝53、下料管52及回料管54与焊接面的距离进行调整，使焊丝53、下料管52及回料管54与焊接面之间的距离保持不变。

双向伸缩杆64为液压型伸缩杆，由于焊缝呈“V”型，当焊接面逐渐上升时，两个轮壳61之间的距离需要调整，液压系统通过管道往双向伸缩杆64中灌输液压油，使两个导向轮6之间的距离拉大，使导向轮6抵在顶板1的坡口斜面上，通过压力阀对压力的反馈，控制系统停止灌输液压油，同时通过对灌输的液压油的量进行计算，得出两个导向轮6被拉开的距离长度，进而计算出此时焊缝面的宽度，便于控制系统对焊剂下料速度的调整。导向轮6沿着焊缝行走时，旋转盘63带动清理垫62反向旋转，通过清理垫62对切口斜面上的粉尘、焊剂碎屑等进行清理，方便提高焊接效果。

本发明的工作原理：

需要将顶板1放置在相应位置上时，空气系统往垫座4中灌输空气，高压空气将滚珠43从通道内顶升，使滚珠43在高压空气的携带下往上运动，随着高压空气的不断灌入，滚珠43抵在卡板46的贯通口处，并部分露出卡板46，方便顶板1通过滚珠43实现与垫座4的滚动摩擦，人工通过推动顶板1，实现顶板1的上料及位置调整。

当顶板1推动到位后，陶瓷衬垫7放置好后，空气系统抽取垫座4中的空气，使滚珠43往下回落，同时卡板46、密封层45被顶板1压入球座42中，顶板1与密封层45及垫圈44接触，滚珠43落入通道内之后，空气通过气流槽49从球座42流入传输管41内，通过空气系统抽取空气，实现顶板1在竖直方向上的高度调整，使顶板1形成焊缝的一端搭在陶瓷衬垫7上，同时也使顶板1被负压固定在垫座4上。

在经过两道CO2气体保护焊打底后，将焊接机5放置在两个顶板1上，用焊接机5对焊缝进行多道埋弧焊分层填充、盖面。将焊接机5放置在顶板1上之后，导向轮6位于焊缝中，液压系统通过管道往双向伸缩杆64中灌输液压油，使两个导向轮6之间的距离拉大，使导向轮6抵在顶板1的坡口斜面上，通过压力阀对压力的反馈，控制系统停止灌输液压油，同时通过对灌输的液压油的量进行计算，得出两个导向轮6被拉开的距离长度，进而计算出此时焊缝面的宽度，便于控制系统对焊剂下料速度的调整。

焊接机5通过驱动装置及转轴驱动轮子转动，进而实现整机的前进或后退，焊剂通过下料管52流到焊缝中，覆盖板55对焊剂进行限制，使焊接位于焊缝中，焊丝53外侧套设电极环，电极环与电源模块的电极连接，并使焊丝53接入电路，焊丝53通过焊剂对焊缝进行焊接。

导向轮6对焊接机5的行走方向进行引导，使焊接机5沿着焊缝运动，随着焊接面的升高，导向轮6的竖直高度也随之上升，进而通过支撑板51将焊接机5的一端抬升，使焊丝53、下料管52及回料管54与焊接面的距离进行调整，使焊丝53、下料管52及回料管54与焊接面之间的距离保持不变。

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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置，包括焊接机（5），焊接机（5）内部安装有焊剂回收装置，焊剂回收装置利用负压汲取焊接后的焊剂，其特征在于：所述焊接装置包括工装板（2）、导向轮（6），所述工装板（2）的上方安装有控制箱（8），所述控制箱（8）与焊接机（5）电连接，所述导向轮（6）与焊接机（5）转动连接，导向轮（6）沿焊缝行走，所述工装板（2）上在控制箱（8）的两侧均安装有至少两个垫板（3），每个所述垫板（3）上均安装有垫座（4），所述垫板（3）内部安装有管路，所述管路输出端与垫座（4）连接，管路输入端与控制箱（8）连接，所述控制箱（8）通过管路使垫座（4）对顶板（1）产生负压，待焊接的顶板（1）被垫座（4）支撑，焊接机（5）对两个顶板（1）之间的焊缝进行焊接。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置，其特征在于：所述控制箱（8）内部设置有控制系统及空气系统，所述空气系统与控制系统电连接，所述垫板（3）为无端盖的箱体结构且开口朝下，管路包括安装在垫板（3）内部的气管（31），所述气管（31）与空气系统连接，所述垫座（4）包括传输管（41）以及安装在传输管（41）上方的球座（42），所述球座（42）为中空的半球体，球座（42）通过传输管（41）连通气管（31）。

3.根据权利要求2所述的一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置，其特征在于：所述球座（42）的上端设置有环形的截面为椭圆形的垫圈（44），所述垫圈（44）为橡胶材质。

4.根据权利要求2或3所述的一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置，其特征在于：所述球座（42）内部设置有上束流筒（47），所述上束流筒（47）下端安装有下束流筒（48），所述上束流筒（47）及下束流筒（48）中部位置均加工有圆台形的通道，所述通道在竖直方向上设置有气流槽（49），所述下束流筒（48）安装在传输管（41）内，所述下束流筒（48）下端往上设置有凹槽，所述凹槽与通道连通，所述球座（42）内放置有滚珠（43），所述滚珠（43）的直径小于通道上端直径并大于通道下端直径，所述球座（42）上在垫圈（44）的一侧安装有环形的密封层（45），所述密封层（45）的中部位置安装有卡板（46），所述卡板（46）中心位置设置有贯通口，所述贯通口的直径小于滚珠（43）的直径。

5.根据权利要求1所述的一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置，其特征在于：所述焊接机（5）下端安装有下料管（52）、焊丝（53）及回料管（54），所述下料管（52）连接焊剂箱，所述焊丝（53）位于下料管（52）和回料管（54）之间，所述回料管（54）连接焊剂回收装置，所述下料管（52）及回料管（54）共同连接有“L”型的覆盖板（55），所述下料管（52）上安装有支撑板（51），所述支撑板（51）高于覆盖板（55），支撑板（51）的一端通过支架安装有导向轮（6）；

所述控制系统中的电源模块的正负极分别与焊丝（53）及顶板（1）连接。

6.根据权利要求5所述的一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置，其特征在于：所述支架下端安装有双向伸缩杆（64），所述双向伸缩杆（64）与控制箱（8）内部的液压系统连接，双向伸缩杆（64）的两个输出端分别转动连接有一个导向轮（6）。

7.根据权利要求5或6所述的一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置，其特征在于：所述导向轮（6）数目为二，导向轮（6）包括轮壳（61），两个所述轮壳（61）的中心位置转动连接双向伸缩杆（64），所述轮壳（61）中部位置安装有空心的旋转盘（63），所述旋转盘（63）的输出端安装有清理垫（62），所述旋转盘（63）与控制系统电连接，所述清理垫（62）的直径大于轮壳（61）的直径，所述控制箱（8）中的液压系统与双向伸缩杆（64）连接的管道中串接有压力阀。

8.根据权利要求7所述的一种桥梁钢箱梁拼装焊接装置，其特征在于：所述轮壳（61）为圆台结构，轮壳（61）的斜面与顶板（1）上坡口的斜面上。