CN117066831B - 一种红绿灯支撑钢管的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，包括S0、焊前装夹处理；S1、焊前检测处理；S2、管道端口处理；S3、焊前预热处理；S4、定位焊接处理；S5、盖面焊接处理；S6、焊缝检测处理；S7、焊缝防腐处理，利用V字槽以及钢筋条的设计，在焊接钢管时，能够实现定点焊接的同时，还能够实现纵向焊接，加强焊接稳定性，利用电动伸缩推杆带动齿条板在滑槽内水平往复移动，进而实现对钢管的分段旋转，降低钢管不同直径需求下对齿条板的长度要求，通过将钢管的圆周运动分割成数个弧形运动，降低对齿条板的长度要求，也使得现场焊接对空间的要求降低。

Description

一种红绿灯支撑钢管的焊接方法

技术领域

本发明涉及的一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，特别是涉及应用于钢管焊接领域的一种红绿灯支撑钢管的焊接方法。

背景技术

为满足不同高度车辆的指示需求，车道红绿灯钢管的高度通常不低于5.5m，通常是采用现场焊接的方式来将多个方便运输的短钢管连接成满足需要的长钢管，在焊接时普遍采用人工手持焊接的方式操作，导致焊接效率较低。

为解决焊接效率低的问题，市场中的某钢管焊接设备采用自动焊接的设计，具有一定的市场占比。

中国发明专利CN202310279300.7说明书公开了一种可摆角式焊接专机，包括：固定组件，其包括转盘，转盘上转动设有第一螺杆，第一螺杆上依次设有第二圆盘、两个中间板和第一圆盘，中间板上均转动设有若干连杆，第一圆盘和第二圆盘上均设有直齿条；焊接组件，其包括设于壳体内的第二螺杆，第二螺杆转动连接第一齿轮和第二齿轮，壳体上设有第一弧齿条和第二弧齿条，第二螺杆上穿设安装座，安装座内转动设有螺纹管，螺纹管两端转动连接第三齿轮和第四齿轮，壳体上设有第三弧齿条和第四弧齿条。借此，本发明既能够自动实现钢管的支撑、定心和抵接，又能调整焊接头的水平位置和竖直高度，而且能够自动旋转钢管，提高了焊接效率。

上述设备在焊接时，利用可转动的焊接组件来实现自动焊接，但是该设备在转动焊接组件时，需要占据的空间高度较大，导致钢管的装夹高度同步提升，提升装夹困难程度。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是简化装夹钢管的高度，降低装夹操作难度的同时，还能够实现分段旋转焊接，降低因焊接件转动导致的焊接位频繁调整，进而保证焊接精度。

为解决上述问题，本发明提供了一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，包括有以下工作步骤：

S0、焊前装夹处理，在待焊接钢管的表面包覆一层长度小于钢管长度的导电隔离材料，随后使用装夹单元对待焊接处理的钢管予以装夹处理；

S1、焊前检测处理，测量焊接的钢管壁厚以及待焊接处理的钢管长度；

S2、管道端口处理，在钢管的焊接端口予以清理并进行V字槽的裁切，之后在对齐V字槽后，将钢筋条放进V字槽内，并压弯凿孔；

S3、焊前预热处理；

S4、定位焊接处理，在V字槽处沿钢管轴向方向利用焊接件进行定位焊接处理；

S5、盖面焊接处理，利用分段驱动单元逐段转动钢管，沿钢管缝隙进行盖面焊接处理；

S6、焊缝检测处理，利用超声波设备检测焊缝有无裂缝；

S7、焊缝防腐处理，在检测焊缝质量合格后对焊缝表面进行打磨处理，后续在焊缝处涂抹防腐涂层。

在上述红绿灯支撑钢管的焊接方法中，利用卧式的设计，降低装夹钢管的高度，降低装夹操作难度，还能够借助V字槽与钢筋条在钢管的端部进行定位焊接，并与钢管端部的盖面焊接配合，形成十字式的焊接处理，加强焊接处的连接稳定性。

作为本申请的进一步改进，焊接件的前方安装有内部设有通孔的底台，底台的上方安装有装夹单元，装夹单元包括有均套接于钢管外侧的磁性齿轮环和磁动套环，磁性齿轮环和磁动套环之间连接有伸缩架，底台的底部固定有定磁板，底台的底部滑动连接有滑动磁板。

作为本申请的再进一步改进，定磁板与滑动磁板均为电磁器，且定磁板与滑动磁板分别与磁性齿轮环和磁动套环之间具有磁斥作用力。

作为本申请的更进一步改进，分段驱动单元包括有设于底台内部且截面为U型的滑槽，且定磁板固定安装于滑槽的底部，滑槽的内部滑动安装有与磁性齿轮环相互啮合的齿条板，滑槽靠近齿条板的内壁设有一号延伸槽，齿条板的侧壁设有二号延伸槽，一号延伸槽的内壁安装有一号电磁板，二号延伸槽的内壁安装有二号电磁板，一号延伸槽的内部滑动连接有卡合条，齿条板的端部活动安装有连接架，定磁板的底部连接有电动伸缩推杆，且电动伸缩推杆的输出端与连接架的底端固定连接。

作为本申请的更进一步改进，一号延伸槽的深度值小于二号延伸槽的深度值，一号延伸槽与二号延伸槽端部之间的水平间距值为L，卡合条的长度值小于L与二号延伸槽深度值之和。

作为本申请的更进一步改进，一号电磁板和二号电磁板均与卡合条之间存在磁吸作用力，且一号电磁板以及二号电磁板均与电动伸缩推杆电性连接，滑槽的底部一端连接有对称布置的电动顶升杆，且电动顶升杆与电动伸缩推杆电性连接。

作为本申请的更进一步改进，滑槽以及定磁板的内部均设有活动槽，且连接架滑动连接于活动槽的内部，齿条板的端部设有直径大于连接架端部直径的容纳槽，连接架的端部表面连接有短杆，且短杆的长度值小于连接架与容纳槽的半径值之差。

作为本申请的更进一步改进，钢管的端部设有V字槽，V字槽的厚度值小于钢管的壁厚值，且V字槽的长度值不超过钢管长度值的十分之一，V字槽的内部铺放有钢筋条。

作为本申请的又一种改进，短杆的端部连接有弹性条，容纳槽的内壁安装有对称布置的限位板，且限位板的间隙值大于连接架端部的直径值。

综上所述，利用V字槽以及钢筋条的设计，在焊接钢管时，能够实现定点焊接的同时，还能够实现纵向焊接，加强焊接稳定性，利用电动伸缩推杆带动齿条板在滑槽内水平往复移动，进而实现对钢管的分段旋转，降低钢管不同直径需求下对齿条板的长度要求，通过将钢管的圆周运动分割成数个弧形运动，降低对齿条板的长度要求，也使得现场焊接对空间的要求降低。

附图说明

图1为本申请的流程图；

图2为本申请实施例一的整体结构示意图；

图3为本申请实施例一的仰视图；

图4为本申请实施例一的钢管、V字槽和钢筋条结构图；

图5为本申请实施例一的分段驱动单元结构图；

图6为本申请实施例一的一号电磁板启动状态示意图；

图7为本申请实施例一的二号电磁板启动状态示意图；

图8为本申请实施例一的连接件、容纳槽和短杆结构示意图；

图9为本申请实施例一的工作状态示意图；

图10为本申请实施例二的结构示意图；

图11为本申请实施例二的齿条板下落时的状态图；

图12为本申请实施例二的齿条板顶升时的状态图。

图中标号说明：

1、焊接件；2、钢管；21、V字槽；22、钢筋条；3、装夹单元；31、磁性齿轮环；32、磁动套环；33、伸缩架；4、底台；5、分段驱动单元；51、一号电磁板；52、一号延伸槽；53、二号电磁板；54、二号延伸槽；55、卡合条；56、齿条板；6、滑动磁板；7、定磁板；8、电动伸缩推杆；9、连接架；91、短杆；92、容纳槽；93、弹性条；94、限位板；10、活动槽；11、电动顶升杆。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的2种实施例作详细说明。

实施例一

图1和图4示出一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，包括有以下工作步骤：

S0、焊前装夹处理，在待焊接钢管2的表面包覆一层长度小于钢管2长度的导电隔离材料，随后使用装夹单元3对待焊接处理的钢管2予以装夹处理；

S1、焊前检测处理，测量焊接的钢管2壁厚以及待焊接处理的钢管2长度；

S2、管道端口处理，在钢管2的焊接端口予以清理并进行V字槽21的裁切，之后在对齐V字槽21后，将钢筋条22放进V字槽21内，并压弯凿孔；

S3、焊前预热处理；

S4、定位焊接处理，在V字槽21处沿钢管2轴向方向利用焊接件1进行定位焊接处理；

S5、盖面焊接处理，利用分段驱动单元5逐段转动钢管2，沿钢管2缝隙进行盖面焊接处理；

S6、焊缝检测处理，利用超声波设备检测焊缝有无裂缝；

S7、焊缝防腐处理，在检测焊缝质量合格后对焊缝表面进行打磨处理，后续在焊缝处涂抹防腐涂层。

具体的，利用V字槽21以及钢筋条22的设计，在焊接钢管2时，能够实现定点焊接的同时，还能够实现纵向焊接，加强焊接稳定性，同时钢筋条22表面下弯并设孔，能够降低后续焊接件1对钢管2进行径向盖面焊接处理时的阻碍，同时还能够用于吸收多余的焊接铁水，加强焊接稳固性；

此外利用分段驱动单元5，可辅助钢管2焊接实现卧式焊接处理，降低焊接装夹时钢管2的装夹高度，以此降低装夹操作难度；

补充，导电隔离材料为导电橡胶或者导电泡棉，均具有电磁屏蔽作用，能在定磁板7和滑动磁板6对磁性齿轮环31和磁动套环32起托举作用时，避免磁力作用影响钢管2在磁性齿轮环31和磁动套环32内的稳定托举，同时导电隔离材料的长度小于钢管2的长度，为钢管2端部开设V字槽21提供操作空间；

为加强导电隔离材料与磁性齿轮环31和磁动套环32表面之间的摩擦力，可在磁性齿轮环31和磁动套环32设孔并实现镶嵌遇水膨胀条，在穿过包覆有导电隔离材料的钢管2，注水使得遇水膨胀条膨胀，加强二者之间的摩擦接触稳定性。

图2-3示出，焊接件1的前方安装有内部设有通孔的底台4，底台4的上方安装有装夹单元3，装夹单元3包括有均套接于钢管2外侧的磁性齿轮环31和磁动套环32，磁性齿轮环31和磁动套环32之间连接有伸缩架33，底台4的底部固定有定磁板7，底台4的底部滑动连接有滑动磁板6。

定磁板7与滑动磁板6均为电磁器，且定磁板7与滑动磁板6分别与磁性齿轮环31和磁动套环32之间具有磁斥作用力。

具体的，利用定磁板7与滑动磁板6分别与磁性齿轮环31和磁动套环32之间的磁斥作用力，使得套接有导电隔离材料的钢管2得以顺利穿过磁性齿轮环31和磁动套环32内部，为保证钢管2托举水平稳定性，可移动磁动套环32至靠近钢管2设有V字槽21的一端，并同步移动滑动磁板6至磁动套环32的正下方，确保钢管2的稳定托举。

图5-7和图9示出，分段驱动单元5包括有设于底台4内部且截面为U型的滑槽，且定磁板7固定安装于滑槽的底部，滑槽的内部滑动安装有与磁性齿轮环31相互啮合的齿条板56，滑槽靠近齿条板56的内壁设有一号延伸槽52，齿条板56的侧壁设有二号延伸槽54，一号延伸槽52的内壁安装有一号电磁板51，二号延伸槽54的内壁安装有二号电磁板53，一号延伸槽52的内部滑动连接有卡合条55，齿条板56的端部活动安装有连接架9，定磁板7的底部连接有电动伸缩推杆8，且电动伸缩推杆8的输出端与连接架9的底端固定连接。

具体的，为保证钢管2实现单周旋转，需要确保齿条板56的长度大于钢管2的周长，在钢管2直径较大时，使得齿条板56的长度伸长，导致整个焊接设备占据的空间横向延伸，不利于现场焊接操作时现场要求的便捷化，利用电动伸缩推杆8带动齿条板56在滑槽内水平往复移动，进而实现对钢管2的分段旋转，降低钢管2不同直径需求下对齿条板56的长度要求；

启动一号电磁板51，此时卡合条55的端部分别位于一号延伸槽52和二号延伸槽54中，如此可维持齿条板56在滑槽内的滑动高度并维持与磁性齿轮环31的啮合状态，如此在电动伸缩推杆8伸长时，可带动钢管2完成部分圆周运动；

之后关闭一号电磁板51启动二号电磁板53，此时卡合条55的一端吸附至二号电磁板53的表面，且另一端脱离一号延伸槽52的内部，随后在自重作用下，齿条板56脱离磁性齿轮环31，同时电动伸缩推杆8回缩带动齿条板56重新返回至原先的位置，后续在电动顶升杆11的帮助下恢复原先的高度，并启动一号电磁板51，电动伸缩推杆8伸长，得以继续进行圆周运动；

通过将钢管2的圆周运动分割成数个弧形运动，降低对齿条板56的长度要求，也使得现场焊接对空间的要求降低。

一号延伸槽52的深度值小于二号延伸槽54的深度值，一号延伸槽52与二号延伸槽54端部之间的水平间距值为L，卡合条55的长度值小于L与二号延伸槽54深度值之和。

具体的，一号延伸槽52和二号延伸槽54的深度值尺寸之差，使得二号电磁板53在启动时，卡合条55得以与一号延伸槽52脱离，方便齿条板56后续的下降脱离，在一号电磁板51启动时，卡合条55不会与二号延伸槽54脱离，进而保证相应高度处的齿条板56依旧保持在与磁性齿轮环31啮合的状态，起到相应的分段驱动效果。

一号电磁板51和二号电磁板53均与卡合条55之间存在磁吸作用力，且一号电磁板51以及二号电磁板53均与电动伸缩推杆8电性连接，滑槽的底部一端连接有对称布置的电动顶升杆11，且电动顶升杆11与电动伸缩推杆8电性连接。

具体的，一号电磁板51启动时，二号电磁板53关闭，反之亦然，如此可通过切换一号电磁板51和二号电磁板53的开启状态，判断电动伸缩推杆8的伸长或者回缩状态，此外电动顶升杆11用于电动伸缩推杆8在回缩切换伸长状态的时机开启，以此顶升齿条板56至与一号延伸槽52相持平的高度（在此高度下齿条板56与磁性齿轮环31啮合连接），随后开启一号电磁板51，维持齿条板56的滑动高度。

图8示出，滑槽以及定磁板7的内部均设有活动槽10，且连接架9滑动连接于活动槽10的内部，齿条板56的端部设有直径大于连接架9端部直径的容纳槽92，连接架9的端部表面连接有短杆91，且短杆91的长度值小于连接架9与容纳槽92的半径值之差。

具体的，活动槽10的长度小于滑槽以及定磁板7的长度，且活动槽10的设置使得电动伸缩推杆8带动连接架9回缩时，连接架9得以在活动槽10内部移动，进而保证与连接架9连接的齿条板56得以复位，以便等待下一轮的顶升啮合处理；

容纳槽92的表面设有盖板，盖板的内部设有条形槽，且条形槽的宽度值与连接架9端部的直径值相同，如此可使得连接有短杆91的连接架9能够带动齿条板56移动，同时还能够在齿条板56与连接架9发生相对位移时，连接架9不会产生干扰，以此保证齿条板56能够顺利下落至一号延伸槽52的下方以及后续能够顺利顶升至一号延伸槽52的高度位置处。

钢管2的端部设有V字槽21，V字槽21的厚度值小于钢管2的壁厚值，且V字槽21的长度值不超过钢管2长度值的十分之一，V字槽21的内部铺放有钢筋条22。

具体的，钢筋条22在下弯后，其下弯的深度大于钢管2的壁厚，如此在完成钢筋条22与V字槽21的焊接后，两个钢管2端部的缝隙处在进行盖面焊接时不会形成拦截，进而降低焊接件1焊接位置改变的可能；

此外钢筋条22的设置，在焊接件1完成与V字槽21的焊接后，既能够实现点焊定位的效果，还能够实现轴向加强的目的，在焊接完成后，利用混凝土或者橡胶条将V字槽21予以封堵填平处理，以保证钢管2在后续使用时表面的平整度。

实施例二

请参阅图10-12，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：短杆91的端部连接有弹性条93，容纳槽92的内壁安装有对称布置的限位板94，且限位板94的间隙值大于连接架9端部的直径值。

具体的，弹性条93的设置，使得齿条板56在下降时与容纳槽92的内壁发生挤压接触进而发生弯曲变形，进而延伸齿条板56的下降空间，以保证与一号延伸槽52的完全错开；

限位板94的设置，使得齿条板56在顶升复位时，短杆91的回落距离有限，进而避免齿条板56顶升过度位于一号延伸槽52的上方，不便实现齿条板56的顺利复位啮合。

结合当前实际需求，本申请采用的上述实施例，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，其特征在于，包括有以下工作步骤：

S0、焊前装夹处理，在待焊接钢管（2）的表面包覆一层长度小于钢管（2）长度的导电隔离材料，随后使用装夹单元（3）对待焊接处理的钢管（2）予以装夹处理；

S1、焊前检测处理，测量焊接的钢管（2）壁厚以及待焊接处理的钢管（2）长度；

S2、管道端口处理，在钢管（2）的焊接端口予以清理并进行V字槽（21）的裁切，之后在对齐V字槽（21）后，将钢筋条（22）放进V字槽（21）内，并压弯凿孔；

S3、焊前预热处理；

S4、定位焊接处理，在V字槽（21）处沿钢管（2）轴向方向利用焊接件（1）进行定位焊接处理；

S5、盖面焊接处理，利用分段驱动单元（5）逐段转动钢管（2），沿钢管（2）缝隙进行盖面焊接处理；

S6、焊缝检测处理，利用超声波设备检测焊缝有无裂缝；

S7、焊缝防腐处理，在检测焊缝质量合格后对焊缝表面进行打磨处理，后续在焊缝处涂抹防腐涂层。

2.根据权利要求1所述的一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，其特征在于：所述焊接件（1）的前方安装有内部设有通孔的底台（4），所述底台（4）的上方安装有装夹单元（3），所述装夹单元（3）包括有均套接于钢管（2）外侧的磁性齿轮环（31）和磁动套环（32），所述磁性齿轮环（31）和磁动套环（32）之间连接有伸缩架（33），所述底台（4）的底部固定有定磁板（7），所述底台（4）的底部滑动连接有滑动磁板（6）。

3.根据权利要求2所述的一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，其特征在于：所述定磁板（7）与滑动磁板（6）均为电磁器，且定磁板（7）与滑动磁板（6）分别与磁性齿轮环（31）和磁动套环（32）之间具有磁斥作用力。

4.根据权利要求2所述的一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，其特征在于：所述分段驱动单元（5）包括有设于底台（4）内部且截面为U型的滑槽，且定磁板（7）固定安装于滑槽的底部，所述滑槽的内部滑动安装有与磁性齿轮环（31）相互啮合的齿条板（56），滑槽靠近所述齿条板（56）的内壁设有一号延伸槽（52），所述齿条板（56）的侧壁设有二号延伸槽（54），所述一号延伸槽（52）的内壁安装有一号电磁板（51），所述二号延伸槽（54）的内壁安装有二号电磁板（53），所述一号延伸槽（52）的内部滑动连接有卡合条（55），所述齿条板（56）的端部活动安装有连接架（9），所述定磁板（7）的底部连接有电动伸缩推杆（8），且电动伸缩推杆（8）的输出端与连接架（9）的底端固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，其特征在于：所述一号延伸槽（52）的深度值小于二号延伸槽（54）的深度值，所述一号延伸槽（52）与二号延伸槽（54）端部之间的水平间距值为L，所述卡合条（55）的长度值小于L与二号延伸槽（54）深度值之和。

6.根据权利要求4所述的一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，其特征在于：所述一号电磁板（51）和二号电磁板（53）均与卡合条（55）之间存在磁吸作用力，且一号电磁板（51）以及二号电磁板（53）均与电动伸缩推杆（8）电性连接，所述滑槽的底部一端连接有对称布置的电动顶升杆（11），且电动顶升杆（11）与电动伸缩推杆（8）电性连接。

7.根据权利要求4所述的一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，其特征在于：所述滑槽以及定磁板（7）的内部均设有活动槽（10），且连接架（9）滑动连接于活动槽（10）的内部，所述齿条板（56）的端部设有直径大于连接架（9）端部直径的容纳槽（92），所述连接架（9）的端部表面连接有短杆（91），且短杆（91）的长度值小于连接架（9）与容纳槽（92）的半径值之差。

8.根据权利要求1所述的一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，其特征在于：所述钢管（2）的端部设有V字槽（21），所述V字槽（21）的厚度值小于钢管（2）的壁厚值，且V字槽（21）的长度值不超过钢管（2）长度值的十分之一，所述V字槽（21）的内部铺放有钢筋条（22）。

9.根据权利要求7所述的一种红绿灯支撑钢管的焊接方法，其特征在于：所述短杆（91）的端部连接有弹性条（93），所述容纳槽（92）的内壁安装有对称布置的限位板（94），且限位板（94）的间隙值大于连接架（9）端部的直径值。