TW201414568A - 鋼構對接式焊接之導焊裝置 - Google Patents

Abstract

一種鋼構對接式焊接之導焊裝置，用於設置在鋼骨結構體當中對接式焊接的兩個被焊件的坡口端部以進行導焊，其包含一銅基合金構成的導焊塊，導焊塊具有一抵靠面，抵靠面設有對應於坡口端部的第一凹弧曲面，第一凹弧曲面的面積大於坡口端部的面積；以及導焊塊的任意一端設有用於安裝在被焊件或背襯板的固定部。藉此，透過固定部使導焊塊安裝在被焊件兩側邊，使第一凹弧曲面覆蓋於坡口的端部，提供焊接時從導焊塊起焊，能夠設定出最適當的電流、電壓及焊速，並能獲得較佳的焊材表面，提升焊接品質、簡化焊接工序及重覆利用導焊塊等目的。

Description

鋼構對接式焊接之導焊裝置

本發明係有關一種鋼構對接式焊接之導焊裝置，尤指應用在鋼骨結構中對接式焊接的兩個被焊件的坡口兩端，使焊接後能夠形成較佳的焊材表面，並確保焊接品質的導焊裝置設計。

一般鋼骨結構體經常實施焊接結構，而習知樑對樑或板對板的焊接型式都會採用到對接(Butt joint)式焊接構造，為了確保其焊接度及焊接品質，會在被焊接件的板面加工出斜面狀或曲面狀的坡口(Groove face)及鈍邊(Root face)，以形成一道梯形、V形(等邊三角形或直角三角形)、U形、K形或其他幾何形狀的溝槽。然後，在進行焊接之前，會在兩個被焊接件坡口的背面設置一片寬度超過的背襯板，並在被焊件的坡口兩端分別設置一前導塊，透過背襯板將鈍邊的縫隙封閉，而前導塊將坡口兩端封閉。接著，使用電焊把焊料分次填入坡口內以形成多數的焊道，進而將兩個被焊件焊接在一起，其後，完成焊接再拆除前導塊，並切割掉多餘的背襯板。

但是，一般鋼骨結構體的電焊作業，係由焊接工人以手作方式進行，因此其起焊時的電流、電壓及焊速經常不容易控制到達穩定，相對的影響到起焊部位的焊接品質，因而發生焊道表面不佳及應力集中等問題，而且在焊接之後還必須使用切割、研磨等修補方式加工焊道表面，因此 造成焊接工序複雜及品質不良等情況。再者，雖然有使用前導塊進行導焊的技術，但是前導塊所塑造出來的焊道，仍然會在角落處形成應力集中的狀況，一旦地震搖晃時將從焊道的角落處開始裂開。另外，習知焊接用的前導塊係採用陶瓷材質所構成，不能重覆利用，因此使用一次以後就被廢棄，造成焊接成本不能降低，以及資源浪費與不夠環保等問題。

本發明之目的在提供一種鋼構對接式焊接之導焊裝置，其透過用於設置在兩個對接式被焊件坡口端部的導焊塊結構設計，使導焊塊能夠在焊接時設置在兩個被焊件的坡口端部，使得焊接作業容易進行，並能夠提升焊道的品質。

為達到上述目的，本發明鋼構對接式焊接之導焊裝置，係用於設置在鋼骨結構體的對接式焊接結構的兩個被焊件的坡口端部，用以引導在該坡口進行焊接，其較佳的實施方式包含：一導焊塊，該導焊塊具有用於靠合在該兩個被焊件的一抵靠面，設置於該抵靠面並對應於該坡口端部的一第一凹弧曲面，使該第一凹弧曲面的面積大於該坡口端部的面積，及設置於該導焊塊一端用於安裝在該被焊件或一背襯板的一固定部。

依上述較佳實施內容所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該導焊塊相對的兩面分別設有該抵靠面，各該抵靠面設有該第一凹弧曲面；及該導焊塊的兩端分別設有用於安裝在該被焊件或該背襯板的固定部。

依上述較佳實施內容所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該第一凹弧曲面連接於該抵靠面的一邊形成一第二凹弧曲面；及該第一凹弧曲面連接於該抵靠面的相反的另一邊形成一第三凹弧曲面。

依上述較佳實施內容所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該第一凹弧曲面的邊緣係為對應於該坡口的梯形。

依上述較佳實施內容所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該第一凹弧曲面的邊緣係為對應於該坡口的三角形。

依上述較佳實施內容所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該第一凹弧曲面的邊緣係為對應於該坡口的U形。

依上述較佳實施內容所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該導焊塊係矩形的銅基合金塊體。

依上述較佳實施內容所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該固定部係用於套設在一背襯板的凹槽。

依上述較佳實施內容所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該固定部包含一連通到該凹槽的螺孔，及一鎖合在該螺孔中的固定元件。

藉此，本發明之鋼構對接式焊接之導焊裝置設計，能夠透過固定部將導焊塊安裝在被焊件背面的一背襯板，使第一凹弧曲面對應覆蓋於坡口的端部，將坡口的兩端封閉並形成一容納空間，提供焊接時從導焊塊起焊，如此能夠設定出最適當的電流、電壓及焊速，並能獲得較佳的焊材 表面，而不需要再進行切割、研磨等修補加工，達到提升焊接品質及簡化焊接工序等效益。

茲依附圖實施例將本發明之結構特徵及其他之作用、目的詳細說明如下：

參閱第五圖所示，本發明鋼構對接式焊接之導焊裝置，係一種用於係用於設置在建築物或營造物鋼骨結構體的對接式焊接結構的兩個被焊件10的坡口101端部，用以引導在該坡口101進行焊接作業者。

參閱第一圖及第二圖所示，本發明導焊裝置較佳的實施例係包含：一導焊塊1，該導焊塊1係為銅基合金所構成的矩形塊體或其他形狀，於導焊塊1的一面具有用於靠合在該兩個被焊件10的一抵靠面11，及設置於抵靠面11並對應於坡口101端部形狀的一第一凹弧曲面12。該抵靠面11係為平面，使抵靠面11能緊密地靠合於兩個被焊件10上；而該第一凹弧曲面12的面積係大於坡口101端部的面積，其曲面的曲率可以實際需求而改變，而且第一凹弧曲面12的邊緣形狀可以形成為對應於坡口101的梯形、三角形、U形或其他幾何形狀，視坡口101的形狀而定，因此使得第一凹弧曲面12能夠完全覆蓋住坡口101的端部，進而形成一用於實施起焊的導焊空間。再者，本發明該導焊塊1的一端可以設有用於安裝在被焊件10或背襯板20(如第五圖所示)的一固定部13，該固定部13具體的較佳實施例係為用於套設在背襯板20上的凹槽131，固定部13還可以設有一連通到凹槽131的螺孔132，及一鎖合在螺孔132中的固定元件133， 固定元件133較佳的實施例係為一般螺栓或快轉螺栓，藉此構成本發明鋼構對接式焊接之導焊裝置。

再參閱第三圖及第四圖所示，為了達到重覆利用導焊塊1或適用不同坡口101形狀之目的，本發明該導焊塊1相對的兩面分別形成有一抵靠面11，且各抵靠面11設有上述的第一凹弧曲面12，兩個抵靠面11上的第一凹弧曲面12可以是相同的形狀或不同形狀。而且該導焊塊1的兩端分別設有用於安裝在被焊件10或背襯板20的一固定部13，固定部13的結構與上述相同。

參閱第五圖及第六圖所示，本發明使用在鋼骨結構體的對接式焊接結構時，能夠透過導焊塊1的固定部13的凹槽131套設在一背襯板20上，該背襯板20係設置在兩個被焊件10的坡口101背面將鈍邊封閉的板塊，因此使導焊塊1安裝在被焊件10的坡口101兩端，使導焊塊1的第一凹弧曲面12覆蓋於坡口101端部，將坡口101的兩端封閉並形成一導焊空間。同時，本發明能夠利用鎖緊固定元件133(一般螺栓或快轉螺栓)的方式，使固定元件133端部抵靠在背襯板20，俾在焊接作業中防止導焊塊1鬆動脫離。

藉此，參閱第七圖及第八圖所示，進行焊接作業時，由導焊塊1的第一凹弧曲面12開使起焊，在此調整設定出最適當的電流、電壓及焊速，然後逐次在坡口101進行焊接，如此能在坡口101兩端獲得較佳的焊材30表面，而不需要再進行切割、研磨等修補加工，達到提升焊接品質及簡化焊接工序等功效。再者，本發明導焊塊1係採用銅基合金材質所構成，銅與鋼材基本上不會焊接在一起，而且銅基 合金材質的耐熱性高於鋼材，因此只要完成焊接後，就能鬆開固定元件133(一般螺栓或快轉螺栓)將導焊塊1拆下，留下焊材30表面品質優良的結構(如第九圖所示)，並能夠重覆利用已拆下的導焊塊1，達到節約資源及環保的效益。

再者，由於最後形成在坡口101兩端的焊材30表面鄰接於被焊件10的部位，可能發生應力集中的夾角301(如第九圖所示)，可能導致地震發生時從夾角301處裂開，為此，參閱第十圖所示，本發明更可以在該第一凹弧曲面12連接於該抵靠面11的一邊形成一第二凹弧曲面14，而該第一凹弧曲面12連接於抵靠面11的相反的另一邊形成一第三凹弧曲面15，透過這樣的結構設計，使第一、第二及第三凹弧曲面12、14、15的斷面形成類似W字形結構，因此當用來導焊完成時(如第十一圖所示)，可以利用第二及第三凹弧曲面14、15的結構，致使焊材30的兩邊原本的角落處分別形成有填充部302，用以消除角落處的應力集中現像，預防焊材30裂開等情況，並能夠增進焊接結構的穩固效果。

綜上所述，本發明鋼構對接式焊接之導焊裝置，已確具實用性與創作性，其技術手段之運用亦出於新穎無疑，且功效與設計目的誠然符合，已稱合理進步至明。為此，依法提出發明專利申請，惟懇請 鈞局惠予詳審，並賜准專利為禱，至感德便。

1‧‧‧導焊塊

12‧‧‧第一凹弧曲面

13‧‧‧固定部

131‧‧‧凹槽

132‧‧‧螺孔

133‧‧‧固定元件

14‧‧‧第二凹弧曲面

15‧‧‧第三凹弧曲面

10‧‧‧被焊件

101‧‧‧坡口

20‧‧‧背襯板

30‧‧‧焊材

301‧‧‧夾角

302‧‧‧填充部

第一圖為本發明導焊裝置第一較佳實施例之立體圖。

第二圖為本發明導焊裝置第一較佳實施例之前視圖。

第三圖為本發明導焊裝置第二較佳實施例之立體圖。

第四圖為本發明導焊裝置第二較佳實施例之前視圖。

第五圖為本發明導焊裝置較佳實施例之使用狀態立體圖。

第六圖為本發明導焊裝置較佳實施例之使用狀態剖面圖。

第七圖為本發明導焊裝置較佳實施例之焊接狀態立體圖。

第八圖為本發明導焊裝置較佳實施例之焊接狀態剖面圖。

第九圖為本發明板對板對接較佳實施例之焊接狀態立體圖。

第十圖為本發明第二及第三凹弧曲面之立體示意圖。

第十一圖為本發明第二及第三凹弧曲面導焊完成狀態之參考圖。

1‧‧‧導焊塊

11‧‧‧抵靠面

12‧‧‧第一凹弧曲面

13‧‧‧固定部

131‧‧‧凹槽

132‧‧‧螺孔

133‧‧‧固定元件

Claims (9)

1. 一種鋼構對接式焊接之導焊裝置，係用於設置在鋼骨結構體的對接式焊接結構的兩個被焊件的坡口端部，用以引導在該坡口進行焊接，其包含：一導焊塊，該導焊塊具有用於靠合在該兩個被焊件的一抵靠面，設置於該抵靠面並對應於該坡口端部的一第一凹弧曲面，使該第一凹弧曲面的面積大於該坡口端部的面積，及設置於該導焊塊一端用於安裝在該被焊件或一背襯板的一固定部。
2. 如申請專利範圍第1項所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該導焊塊相對的兩面分別設有該抵靠面，各該抵靠面設有該第一凹弧曲面；及該導焊塊的兩端分別設有用於安裝在該被焊件或該背襯板的固定部。
3. 如申請專利範圍第1項或2項所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該第一凹弧曲面連接於該抵靠面的一邊形成一第二凹弧曲面；及該第一凹弧曲面連接於該抵靠面的相反的另一邊形成一第三凹弧曲面。
4. 如申請專利範圍第1項或2項所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該第一凹弧曲面的邊緣係為對應於該坡口的梯形。
5. 如申請專利範圍第1項或2項所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該第一凹弧曲面的邊緣係為對應於該坡口的三角形。
6. 如申請專利範圍第1項或2項所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該第一凹弧曲面的邊緣係為對應於 該坡口的U形。
7. 如申請專利範圍第1項或2項所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該導焊塊係矩形的銅基合金塊體。
8. 如申請專利範圍第1項或2項所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該固定部係用於套設在一背襯板的凹槽。
9. 如申請專利範圍第8項所述鋼構對接式焊接之導焊裝置，其中，該固定部包含一連通到該凹槽的螺孔，及一鎖合在該螺孔中的固定元件。