CN108500440B - 一种钢筋螺旋加热焊接装置及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢筋螺旋加热焊接装置，包括：长直形支撑台架；相对设置的推进器；设置于两推进器之间的通电加热器；通电加热器上设置有高频线圈；液压装置，该液压装置设置于推进器与通电加热器之间，液压装置上包括液压管钳。相应的，本发明提供了一种钢筋螺旋加热焊接方法，将待焊接的两钢筋从推进器***，先后穿过推进器、导向钢管、最终伸入高频线圈的内部，再使通电加热器工作，当加热到预设温度时，启动推进器，直至两待焊接的钢筋的接头处形成橄榄状后关闭推进器；然后使得待焊接的钢筋的接头处移动至液压装置中，而后启动液压泵，将多余钢筋挤压出；最后液压泵回油，对钢筋接头淬火，焊接完成，结构简化、减少耗材、提高了焊接效率。

Description

一种钢筋螺旋加热焊接装置及其焊接方法

技术领域

本发明涉及建筑施工和钢筋焊接技术领域，具体地说，涉及一种钢筋螺旋加热焊接装置及其焊接方法。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，现代化的桥梁、隧道、建筑物也随之迅速发展。在桥隧及建筑工程中钢筋作为主体支撑结构得到广泛的应用。在实际应用中主要是将钢筋进行绑扎或焊接以形成钢筋管架的形式放置在基坑或预浇砼内，然后根据施工实际需要的不同，在某些情况下需要将钢筋连接起来，增加钢筋的长度，在一些其他情况下又需要将较短的钢筋焊接起来利用，以节省钢材，提高工程质量和经济效益。

而在现有技术下，钢筋焊接分为压焊和熔焊两种形式。压焊包括闪光对焊、电阻点焊和气压焊；熔焊包括电弧焊和电渣压力焊。但是上述焊接方式通常是将待焊接的焊条对接，再通过电焊或者气焊设备，根据各自的工艺对焊条进行加热焊接，在长期的生产和实践中，不难看出，一方面，传统的焊接方式需要各式各样的焊接设备，焊接操作繁杂的同时，对电焊工的技术要求较高，要花费大量时间进行培训才能上岗，购置各式焊接设备也大幅度提高了生产成本，另一方面，实际施工时根据多种多样的焊接需要，需要对焊条进行反复的截取、拼接等，而传统的焊接方式为满足不同的焊接需要，耗费大量工时和焊条的同时，焊接效率难以得到保证，生产成本大幅度增加。

有鉴于此，应当提供一种新的钢筋焊接装置及方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种结构简化，焊接操作简便、操作人员简单培训就能上岗，能够在快速提高现场钢筋焊接效率和质量的同时，有效降低焊接用时和焊接耗材的钢筋螺旋加热焊接装置及其焊接方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种钢筋螺旋加热焊接装置，该装置包括：两推进器，所述两推进器相对地设置，每一所述推进器上朝向另一推进器的一侧上设置有导向钢管，所述导向钢管的管口与所述推进器上的管口对应；通电加热器，该通电加热器设置于相对设置的两推进器之间；液压装置，该液压装置设置于一个所述推进器与所述通电加热器之间。

优选地，所述推进器上可以包括微调控制器和推进控制器，所述微调控制器用于调整所述推进器上钢筋的位置，所述推进控制器开启时，两所述推进器相对运动。

优选地，所述导向管上可以设置有钢筋夹具，该钢筋夹具用于将所述推进器内的钢筋固定，使其伴随所述推进器相对运动时不发生位移。

优选地，所述通电加热器包括高频线圈，所述高频线圈外侧可以裹设有绝缘隔热层。

优选地，所述装置还可以包括电压表、电流表以及温度计，所述电压表、电流表以及温度计用于记录焊接过程中所述通电加热器的电流、电压以及当前温度。

优选地，所述液压装置上包括液压管钳和液压泵，所述液压管钳的内腔螺纹或纵肋可以与待焊接的钢筋的外凸螺纹或纵肋相一致，且所述液压管钳的内腔与所述待焊接的钢筋同径。

相应的，本发明还提供了一种基于上述内容所述的钢筋螺旋加热焊接装置进行的钢筋螺旋加热焊接方法，该方法可以包括以下步骤：S1、将待焊接的两钢筋分别从两侧的推进器***，先后穿过所述推进器、导向钢管、最终使得待焊接的两钢筋的头部伸入所述通电加热器的内部；S2、使通电加热器工作，当加热到预设温度时，启动所述推进器，使得所述两推进器相对运动，直至待焊接的两钢筋的接头处挤压形成橄榄状，而后关闭所述推进器；S3、通过所述推进器调整钢筋位置，使得待焊接的钢筋的接头处移动至液压装置中，使得接头处的多余钢筋挤压出所述液压装置外；S4、对钢筋接头淬火，焊接完成。

优选地，在所述步骤S1中，可以调整微调控制器使得待焊接的两钢筋位于同轴心位置，而后通过钢筋夹具将所述待焊接的两钢筋固定。

优选地，在所述步骤S2中，预设温度可以在1250℃到1400℃的范围内。

优选地，在所述步骤S3中，可以通过电流表、电压表和温度计记录焊接过程中所述通电加热器的电流、电压和温度，并生成电流-电压曲线和温度-时间曲线。

根据上面的描述和实践可知，本发明所述的钢筋螺旋加热焊接装置及其焊接方法中，两推进器相对设置，推进器前端都分别延伸设置有导向钢管，两推进器之间设置通电加热器，将待焊接的两钢筋分别从两侧的推进器内穿入，再先后穿过导向钢管和通电加热器，最后在通电加热器的高频线圈内相互靠近，通过微调控制器调整钢筋位置并固定后开启推进器，使得推进器相互靠近，同时通电加热器加热焊接，而后通过液压装置的液压泵将焊接头处的多余钢筋挤出液压管钳，最后对钢筋接头进行淬火。该装置具有较为简化的结构，仅需要两推进器、加热器和液压装置就可以高效完成焊接，且只需要简单地调整推进器的间距以及加热器的位置就可以满足不同施工条件下对长短钢筋焊接的需要，大幅度提高现场焊接效率的同时，起到了节省钢材，降低生产成本的效果。另外，本发明所述的钢筋螺旋加热焊接装置中还包括电流表、电压表以及温度计，在焊接过程中全程实时记录焊接的电流、电压和温度变化，并且随时生成电流-电压曲线和温度-时间曲线，一方面使得操作人员根据温度变化实时开启和关闭通电加热器以及推进器，且当加热到接近钢筋熔点时可以及时关闭加热并启动液压装置，另一方面，监控电流电压变化可以进一步保证和提高钢筋焊接质量。本发明还提供了一种钢筋螺旋加热焊接方法，在焊接过程中控制钢筋加热温度在1250℃到1400℃的范围内，且观察焊接接头处呈现橄榄形状时，停止加热，并采用液压泵将多余的钢筋挤压出液压管钳，这样的焊接方法可以通过钢筋接头处的变化以及温度计的温度变化更加直观地控制焊接过程，保证了焊接质量的同时，也进一步提高了焊接的效率。

附图说明

图1为示意图，示出了本发明的一个实施例中所述的一种钢筋螺旋加热焊接装置的结构；

图2为剖视图，示出了图1中A-A方向的剖面结构；

图3为剖视图，示出了图1中B-B方向的剖面结构；

图4为剖视图，示出了图1中C-C方向的剖面结构；

图5为局部剖视图，示出了图1所示的钢筋螺旋加热焊接装置中液压管钳的局部剖视结构；

图6为流程图，示出了本发明所述的钢筋螺旋加热焊接方法。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的一种钢筋螺旋加热焊接装置及其焊接方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

图1为示意图，示出了本发明的一个实施例中所述的一种钢筋螺旋加热焊接装置的结构。如图1所示，在本发明的一个实施例中所述的钢筋螺旋加热焊接装置包括长直形的支撑台架1，以及设置在支撑台架1上的两推进器2、通电加热器3和液压装置4。

具体地说，两推进器2相对的设置在支撑台架1的两侧，推进器2开启时，可以在支撑台架1上缓慢地相对运动，在本发明的其他实施例中，支撑台架1上还可以形成有推进轨道，以便于推进器2在支撑台架1上更加平滑地相对运动。图2为剖视图，示出了图1中A-A方向的剖面结构。如图2所示，每一推进器2上朝向另一推进器2的一侧上都设置有导向钢管5，导向钢管5的管口与推进器2上的管口对应，且两推进器2上的导向钢管5相对设置，焊接时，待焊接的钢筋6从推进器2的管口***后进入导向钢管5，再从导向钢管5的管口伸出，而后开启推进器2时，钢筋6可随推进器2运动。导向钢管5上还设置有钢筋夹具51，钢筋夹具51用于将***推进器2和导向钢管5内的钢筋固定，使其随推进器2相对运动时不发生位移。另外，推进器2上还包括微调控制器21和推进控制器22，在本发明的该实施例中，微调控制器21设计成旋钮状控制器，当钢筋6***推进器2内后，通过旋转微调控制器21，以对钢筋6在推进器2内的位置进行微调，保证两推进器2内的钢筋6同轴心设置；在本发明的该实施例中，通过打开或关闭推进控制器22，以控制推进器2运动或者停止。

图3为剖视图，示出了图1中B-B方向的剖面结构。参看图1和图3，通电加热器3设置在相对设置的两推进器2之间，通电加热器3可以包括高频线圈31、绝缘隔热层32。高频线圈31为螺旋状卷绕的线圈组，其外侧裹设有绝缘隔热层32，待焊接的两钢筋6从导向钢管5中伸出后，伸入高频线圈31内，并在高频线圈31内相互靠近，靠近处形成有空隙，定义该空隙为焊接头61。当通电加热器3工作时，高频线圈31通电后在交变电流的作用下与其内部形成磁场，交变磁场使置于其中的待焊接的钢筋切割交变磁力线，从而在钢筋6内部形成交变涡流，涡流使钢筋发热，此时，裹设在高频线圈31外侧的绝缘隔热层32将热能保持在线圈内，一方面可以减少加热过程中热量的流失，另一方面也可以保护外侧的高频线圈保持较低的温度，不会因为快速过热而损坏，延长了高频线圈31和整个通电加热器3的使用寿命。在本发明的该实施例中，螺旋加热焊接装置还可以包括电压表7、电流表8以及温度计9，分别用于记录整个焊接过程中通电加热器3的电流、电压以及当前温度，在本发明的其他实施例中，通电加热器3可以集成电压表7、电流表8以及温度计9，且可以根据电压表7、电流表8和温度计9在焊接过程中的指数，实时生成电流-电压曲线和温度-时间曲线，这样一方面使得操作人员可以根据温度变化实时开启和关闭通电加热器3或者推进器2，且当加热到预设温度时，可以及时停止加热并启动液压装置4，另一方面，监控电流电压变化可以进一步保证和提高钢筋焊接质量。

图4为剖视图，示出了图1中C-C方向的剖面结构。图5为示意图，示出了图1所示的钢筋螺旋加热焊接装置中液压管钳的结构。如图4和图5所示，液压装置4设置于推进器2与通电加热器3之间，液压装置4包括液压管钳41和液压泵42，液压管钳41的内腔螺纹或纵肋与待焊接的钢筋6的外凸螺纹或者纵肋相一致，且液压管钳41的内腔与待焊接的钢筋6同径。根据温度计9指示，当加热温度接近钢筋熔点时，启动推进控制器22使得推进器2缓慢相对运动，当钢筋6接头在焊接头61处被挤压成橄榄状时，关闭推进器2，后通过微调控制器21和推进控制器22调整待焊接的钢筋6，使其移动至液压装置4的液压管钳41中，而后启动液压泵42，使液压管钳41挤压待焊接的钢筋6使两钢筋6处相互挤压，并将多余的钢筋挤压出液压管钳41外，最后液压泵42回油，松开钢筋，对接头处进行淬火，完成焊接工作。另外，在本发明的该实施例中，液压管钳41中包括二合式夹片，通过更换不同的夹片可以使得本发明所述的钢筋螺旋加热焊接装置适用于不同类型的钢筋。

相应的，基于上述内容，本发明还提供了一种钢筋螺旋加热焊接方法，图6为流程图，示出了本发明所述的钢筋螺旋加热焊接方法。如图6所示，在本发明的一个实施例中所述的钢筋螺旋加热焊接方法包括以下步骤：S1、将待焊接的两钢筋6分别从两侧的推进器2***，先后穿过推进器2、导向钢管5、最终使得待焊接的两钢筋6的头部伸入通电加热器3的高频线圈31的内部，并相互靠近，形成焊接头61；S2、使通电加热器3工作，观察温度计9，当加热到预设温度时，启动推进器2，使得两推进器2缓慢地相对运动，直至两待焊接的钢筋6的接头处形成橄榄状，而后关闭推进器2；S3、通过推进器2调整钢筋位置，使得待焊接的钢筋的接头处移动至液压装置4的液压管钳41中，而后启动液压泵42，使得接头处的多余钢筋挤压出液压管钳41外；S4、液压泵42回油，对钢筋接头淬火，焊接完成。

优选地，在将钢筋6***推进器2之前，首先将切割磨平钢筋端头。

其中，在步骤S1中，调整微调控制器21使得待焊接的钢筋6位于同轴心位置，而后通过钢筋夹具51使其固定。在步骤S2中，预设温度在1250℃到1400℃的范围内。在步骤S3中，通过电流表8、电压表7和温度计9记录焊接过程中通电加热器3的电流、电压和温度，并生成电流-电压曲线和温度-时间曲线。优选地，钢筋6在通电加热器3内加热时间为45秒，电流表10的度数为14A，电压表10度数为380V。

根据上面的描述和实践可知，本发明所述的钢筋螺旋加热焊接装置及其焊接方法中，两推进器相对设置，推进器前端都分别延伸设置有导向钢管，两推进器之间设置通电加热器，将待焊接的两钢筋分别从两侧的推进器内穿入，再先后穿过导向钢管和通电加热器，最后在通电加热器的高频线圈内相互靠近，通过微调控制器调整钢筋位置并固定后开启推进器，使得推进器相互靠近，同时通电加热器加热焊接，而后通过液压装置的液压泵将焊接头处的多余钢筋挤出液压管钳，最后对钢筋接头进行淬火。该装置具有较为简化的结构，仅需要两推进器、加热器和液压装置就可以高效完成焊接，且只需要简单地调整推进器的间距以及加热器的位置就可以满足不同施工条件下对长短钢筋焊接的需要，大幅度提高现场焊接效率的同时，起到了节省钢材，降低生产成本的效果。另外，本发明所述的钢筋螺旋加热焊接装置中还包括电流表、电压表以及温度计，在焊接过程中全程实时记录焊接的电流、电压和温度变化，并且随时生成电流-电压曲线和温度-时间曲线，一方面使得操作人员根据温度变化实时开启和关闭通电加热器以及推进器，且当加热到接近钢筋熔点时可以及时关闭加热并启动液压装置，另一方面，监控电流电压变化可以进一步保证和提高钢筋焊接质量。本发明还提供了一种钢筋螺旋加热焊接方法，在焊接过程中控制钢筋加热温度在1250℃到1400℃的范围内，且观察焊接接头处呈现橄榄形状时，停止加热，并采用液压泵将多余的钢筋挤压出液压管钳，这样的焊接方法可以通过钢筋接头处的变化以及温度计的温度变化更加直观地控制焊接过程，保证了焊接质量的同时，也进一步提高了焊接的效率。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明所述的一种钢筋螺旋加热焊接装置及其焊接方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的一种钢筋螺旋加热焊接装置及其焊接方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (8)

1.一种钢筋螺旋加热焊接装置，其特征在于，该装置包括：

两推进器，所述两推进器相对地设置，每一所述推进器上朝向另一推进器的一侧上设置有导向钢管，所述导向钢管的管口与所述推进器上的管口对应，所述推进器上包括推进控制器，所述推进控制器开启时，两所述推进器相对运动；

通电加热器，该通电加热器设置于相对设置的两推进器之间，所述通电加热器包括高频线圈，所述高频线圈外侧裹设有绝缘隔热层，待焊接的两钢筋从导向钢管中伸出后，伸入高频线圈内，并在高频线圈内相互靠近，靠近处形成有空隙，定义该空隙为焊接头，当通电加热器工作时，高频线圈通电后在交变电流的作用下与其内部形成磁场，交变磁场使置于其中的待焊接的钢筋切割交变磁力线，从而在钢筋内部形成交变涡流，涡流使钢筋发热当加热温度接近钢筋熔点时，启动推进控制器使得推进器缓慢相对运动，当钢筋接头在焊接头处被挤压成橄榄状时，关闭推进器；

液压装置，该液压装置设置于一个所述推进器与所述通电加热器之间，所述液压装置上包括液压管钳和液压泵，所述液压管钳的内腔螺纹或纵肋与待焊接的钢筋的外凸螺纹或纵肋相一致，且所述液压管钳的内腔与所述待焊接的钢筋同径，液压管钳中包括二合式夹片，通过更换不同的夹片适用于不同类型的钢筋，启动液压泵，使液压管钳挤压待焊接的钢筋使两钢筋处相互挤压，并将多余的钢筋挤压出液压管钳外，最后液压泵回油，松开钢筋，对接头处进行淬火，完成焊接工作。

2.如权利要求1所述的钢筋螺旋加热焊接装置，其特征在于，所述推进器上包括微调控制器，所述微调控制器用于调整所述推进器上钢筋的位置。

3.如权利要求1所述的钢筋螺旋加热焊接装置，其特征在于，所述导向钢管上设置有钢筋夹具，该钢筋夹具用于将所述推进器内的钢筋固定，使其伴随所述推进器相对运动时不发生位移。

4.如权利要求1所述的钢筋螺旋加热焊接装置，其特征在于，所述装置还包括电压表、电流表以及温度计，所述电压表、电流表以及温度计用于记录焊接过程中所述通电加热器的电流、电压以及当前温度。

5.一种根据权利要求1至4任一项所述的钢筋螺旋加热焊接装置进行的钢筋螺旋加热焊接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、将待焊接的两钢筋分别从两侧的推进器***，先后穿过所述推进器、导向钢管、最终使得待焊接的两钢筋的头部伸入所述通电加热器的内部，所述通电加热器包括高频线圈，所述高频线圈外侧裹设有绝缘隔热层，待焊接的两钢筋从导向钢管中伸出后，伸入高频线圈内，并在高频线圈内相互靠近，靠近处形成有空隙，定义该空隙为焊接头；

S2、使通电加热器工作，当加热到预设温度时，启动所述推进器，使得所述两推进器相对运动，直至待焊接的两钢筋的接头处挤压形成橄榄状，而后关闭所述推进器；

S3、通过所述推进器调整钢筋位置，使得待焊接的钢筋的接头处移动至液压装置中，所述液压装置上包括液压管钳和液压泵，所述液压管钳的内腔螺纹或纵肋与待焊接的钢筋的外凸螺纹或纵肋相一致，且所述液压管钳的内腔与所述待焊接的钢筋同径使得接头处的多余钢筋挤压出所述液压装置外；

S4、启动液压泵，使液压管钳挤压待焊接的钢筋使两钢筋处相互挤压，并将多余的钢筋挤压出液压管钳外，最后液压泵回油，松开钢筋，对钢筋接头淬火，焊接完成，

其中，液压管钳中包括二合式夹片，通过更换不同的夹片适用于不同类型的钢筋。

6.如权利要求5所述的钢筋螺旋加热焊接方法，其特征在于，在所述步骤S1中，调整微调控制器使得待焊接的两钢筋位于同轴心位置，而后通过钢筋夹具将所述待焊接的两钢筋固定。

7.如权利要求5所述的钢筋螺旋加热焊接方法，其特征在于，在所述步骤S2中，预设温度在1250℃到1400℃的范围内。

8.如权利要求5所述的钢筋螺旋加热焊接方法，其特征在于，在所述步骤S3中，通过电流表、电压表和温度计记录焊接过程中通电加热器的电流、电压和温度，并生成电流-电压曲线和温度-时间曲线。

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