CN111716031B - 一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺，其使用了一种坡口切割设备，该坡口切割设备包括底板、对接气缸、夹持装置与切割装置，采用上述坡口切割设备对钢结构搭建用方形钢管进行坡口切割处理时的具体工艺流程如下：管件固定、管件对接、切割准备、坡口、切割焊接与管件取出。本发明通过夹持装置同时对多根方管进行夹持固定，以配合切割装置完成坡口切割工作，无需在对每根方管进行固定前一一对夹持装置进行调节，有效缩短了操作时间，切割过程中切割装置能够同时在方管上下两端进行切割，以达到一次性开设出X型坡口的目的，提高了工作效率，且保证了坡口形状的对称性。

Description

一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体的说是一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺。
背景技术
钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一，主要由型钢和钢板等制成的梁钢、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。
钢结构各构件之间在焊接之前，需要在管件焊接处切割坡口处理，坡口是指焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽。坡口是主要为了焊接工件，保证焊接度，普通情况下用机加工方法加工出的型面，要求不高时也可以气割。而在切割坡口处理时存在一些问题：
(1)管件对接时需要使用夹具对其进行夹持，现有的大多数夹具在进行夹持工作前，需要按照管件的数量分次对夹具进行调整，重复调整夹具的操作耗费了一定时间，导致整体工作效率降低；
(2)在施工现场进行X型坡口切割工作时，由于场地受限无法使用大型自动化加工机械进行加工，因此多依赖人工方式完成切割作业，切割过程中需要分两次才能在管件上开设出X型坡口，分次切割的方法不仅存在工作效率低下的缺点，还会造成误差的累积，容易出现坡口上下不对称的情况。
为了解决上述问题，本发明提供了一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺。
发明内容
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：
一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺，其使用了一种坡口切割设备，该坡口切割设备包括底板、对接气缸、夹持装置与切割装置，采用上述坡口切割设备对钢结构搭建用方形钢管进行坡口切割处理时的具体工艺流程如下：
S1.管件固定:通过夹持装置分别对两端方管进行固定，保证方管在后续工作中的稳定性；
S2.管件对接：通过对接气缸带动两段方管向底板中部运动，使得两段方管相互紧贴；
S3.切割准备:对切割装置相应部件位置进行适应性调整，以保证后续工作的顺利进行；
S4.坡口切割：通过切割装置在管件对接处上下两端进行切割处理，形成X型坡口；
S5.焊接：将切割装置向左或向右移动一段距离，以使用焊具在坡口处进行焊接；
S6.管件取出：将焊接完成后的管件从夹持装置中取出；
所述底板左右两侧对称安装有对接气缸，对接气缸顶端与夹持装置侧壁相连接，夹持装置通过滑动配合方式安装在底板上，底板中部通过滑动配合方式安装有切割装置；
所述切割装置包括旋转刀具、一号旋转轴、二号旋转轴、从动齿轮、旋转齿轮、旋转电机、工作板、连接板与推动气缸，旋转刀具在底板上方从前往后均匀分为三组，每组数量为二，同组的两个旋转刀具上下对称布置，旋转刀具左端安装有一号旋转轴，旋转刀具右端安装有二号旋转轴，二号旋转轴为左右可伸缩结构，一号旋转轴外套设有从动齿轮，前后相邻的从动齿轮之间啮合有旋转齿轮，旋转齿轮通过轴承安装在底板上端设置的凸板上，位于底板后侧的旋转齿轮左端与旋转电机输出轴相连接，旋转电机通过电机座安装在底板上，二号旋转轴右端通过轴承与工作板侧壁相连接，前后相邻的工作板之间通过连接板相连接，连接板侧壁与推动气缸伸缩端相连接，推动气缸固定端安装在底板上；通过推动气缸将工作板位置调节适当后，便可通过旋转电机带动旋转齿轮进行转动，进而带动与从动齿轮连接的一号旋转轴进行同步转动，使得旋转刀具能够对方管进行切割，可同时对多根方管进行上下坡口切割作业，有效提升了作业效率，同时消除了分次切割作业时易产生累积误差的缺陷。
所述旋转刀具包括中心块、移动杆、切割刀、弧面块、挤压环与安装杆，中心块安装在一号旋转轴与二号旋转轴之间，中心块侧壁上沿其周向方向均匀开设有移动槽，移动槽内通过滑动配合方式安装有移动杆，移动杆顶端安装有切割刀，切割刀右端安装有弧面块，弧面块内壁为圆弧面结构，且弧面块横截面为横放的等腰梯形结构，弧面块内壁通过滑动配合方式与挤压环外壁相紧贴，挤压环通过安装杆安装在安装板左端，挤压环为空心圆台型结构；切割过程中，在连接板的连接作用下，通过推动气缸带动工作板逐渐向左移动，以对挤压环位置进行调节，在挤压环从右往左的运动过程中，挤压环对弧面块产生的向外的推力逐渐增大，因此便可推动切割刀向外移动，以扩大旋转刀具的切割半径，使得切割刀能够在方管上切出适当大小的坡口，在需要对方管进行放置或将焊接后的方管取出时，通过推动气缸带动工作板逐渐向右运动，直至切割刀不再与方管侧壁接触即可。
优选的，所述夹持装置包括支撑板、承托板、定位板、夹持板、固定板、夹紧螺杆、安装板、联动杆与连杆，支撑板数量为三，三个支撑板从前往后均匀安装在底板上，支撑板侧壁与对接气缸伸缩端相连接，支撑板之间通过连杆相连接，支撑板上端安装有承托板，承托板顶端通过铰链安装有定位板，定位板中部开设有定位孔，承托板中部开设有对接孔，定位孔位置与对接孔位置一一对应，定位孔与对接孔之间通过销钉相连接，在作业过程中通过销钉使定位板保持竖直状态，以防止方管左右滑动，作业完成后，将销钉取出，使得定位板向下转动，以便将方管抽出，承托板一侧开设有滑动槽，滑动槽内通过滑动配合方式安装有夹持板，承托板另一侧安装有固定板，夹持板下端穿过滑动槽，且前后相邻的夹持板之间通过联动杆相连接，位于底板最后侧的夹持板侧壁通过转动方式与夹紧螺杆后端相连接，夹紧螺杆前端通过螺纹配合方式安装在安装板上，安装板安装在底板上；将方管放置在夹持板与固定板之间后，在联动杆的连接作用下，通过转动夹紧螺杆即可达到对三个夹持板位置进行同步调节的目的，使得方管能够被固定在夹持板与固定板之间。
优选的，所述切割刀下端开设有一号螺纹孔，移动杆上端通过螺纹配合方式与一号螺纹孔内壁相连接。
优选的，所述切割刀右端开设有二号螺纹孔，弧面块左端通过螺纹配合方式与二号螺纹孔内壁相连接，当切割刀磨损严重需要更换时，无需对移动杆与弧面块进行同步更换，节省了工作成本。
优选的，所述承托板与夹持板均为三段式结构，分为固定端、连接端与伸缩端三部分，固定端与伸缩端之间通过连接端相连接，连接端与伸缩端之间为滑动配合方式，且承托板的连接端与伸缩端之间通过销钉相连接，能够根据方管的实际长度对承托板与夹持板的整体长度进行适应性调节，以起到稳定的承托、夹持作用。
优选的，所述夹持板内壁上通过粘贴方式安装有橡胶片，以增大方管与夹持板之间的摩擦力，避免方管发生滑动。
本发明的有益效果是：
1.本发明通过夹持装置同时对多根方管进行夹持固定，以配合切割装置完成坡口切割工作，无需在对每根方管进行固定前一一对夹持装置进行调节，有效缩短了操作时间，切割过程中切割装置能够同时在方管上下两端进行切割，以达到一次性开设出X型坡口的目的，提高了工作效率，且保证了坡口形状的对称性。
2.本发明设置的夹持装置，通过转动夹紧螺杆即可达到对三个夹持板位置进行同步调节的目的，能够一次性对多根方管进行夹紧固定，简化了操作步骤，提高了工作效率。
3.本发明设置的切割装置，通过上下对称设置的旋转刀具在方管上下两端同步开槽，以开设出X型坡口，相比于分次切口的方法，切割效率明显提高，且减小了因多次操作而累积的误差，旋转刀具切割半径能够在一定范围内进行调节，使用范围较广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明坡口切割设备的正向剖视图；
图3是本发明坡口切割设备的俯视图；
图4是本发明底板与夹持装置之间的左视图；
图5是本发明切割装置部分结构工作时的右视图；
图6是本发明旋转刀具部分结构的右向剖视图；
图7是本发明图2的A向局部放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1到图7所示，一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺，其使用了一种坡口切割设备，该坡口切割设备包括底板1、对接气缸2、夹持装置3与切割装置4，采用上述坡口切割设备对钢结构搭建用方形钢管进行坡口切割处理时的具体工艺流程如下：
S1.管件固定:通过夹持装置3分别对两端方管进行固定，保证方管在后续工作中的稳定性；
S2.管件对接：通过对接气缸2带动两段方管向底板1中部运动，使得两段方管相互紧贴；
S3.切割准备:对切割装置4相应部件位置进行适应性调整，以保证后续工作的顺利进行；
S4.坡口切割：通过切割装置4在管件对接处上下两端进行切割处理，形成X型坡口；
S5.焊接：将切割装置4向左或向右移动一段距离，以使用焊具在坡口处进行焊接；
S6.管件取出：将焊接完成后的管件从夹持装置3中取出；
所述底板1左右两侧对称安装有对接气缸2，对接气缸2顶端与夹持装置3侧壁相连接，夹持装置3通过滑动配合方式安装在底板1上，底板1中部通过滑动配合方式安装有切割装置4；
所述切割装置4包括旋转刀具41、一号旋转轴42、二号旋转轴43、从动齿轮44、旋转齿轮45、旋转电机46、工作板47、连接板48与推动气缸49，旋转刀具41在底板1上方从前往后均匀分为三组，每组数量为二，同组的两个旋转刀具41上下对称布置，旋转刀具41左端安装有一号旋转轴42，旋转刀具41右端安装有二号旋转轴43，二号旋转轴43为左右可伸缩结构，一号旋转轴42外套设有从动齿轮44，前后相邻的从动齿轮44之间啮合有旋转齿轮45，旋转齿轮45通过轴承安装在底板1上端设置的凸板上，位于底板1后侧的旋转齿轮45左端与旋转电机46输出轴相连接，旋转电机46通过电机座安装在底板1上，二号旋转轴43右端通过轴承与工作板47侧壁相连接，前后相邻的工作板47之间通过连接板48相连接，连接板48侧壁与推动气缸49伸缩端相连接，推动气缸49固定端安装在底板1上；通过推动气缸49将工作板47位置调节适当后，便可通过旋转电机46带动旋转齿轮45进行转动，进而带动与从动齿轮44连接的一号旋转轴42进行同步转动，使得旋转刀具41能够对方管进行切割，可同时对多根方管进行上下坡口切割作业，有效提升了作业效率，同时消除了分次切割作业时易产生累积误差的缺陷。
所述旋转刀具41包括中心块411、移动杆412、切割刀413、弧面块414、挤压环415与安装杆416，中心块411安装在一号旋转轴42与二号旋转轴43之间，中心块411侧壁上沿其周向方向均匀开设有移动槽，移动槽内通过滑动配合方式安装有移动杆412，移动杆412顶端安装有切割刀413，切割刀413右端安装有弧面块414，弧面块414内壁为圆弧面结构，且弧面块414横截面为横放的等腰梯形结构，弧面块414内壁通过滑动配合方式与挤压环415外壁相紧贴，挤压环415通过安装杆416安装在安装板37左端，挤压环415为空心圆台型结构；切割过程中，在连接板48的连接作用下，通过推动气缸49带动工作板47逐渐向左移动，以对挤压环415位置进行调节，在挤压环415从右往左的运动过程中，挤压环415对弧面块414产生的向外的推力逐渐增大，因此便可推动切割刀413向外移动，以扩大旋转刀具41的切割半径，使得切割刀413能够在方管上切出适当大小的坡口，在需要对方管进行放置或将焊接后的方管取出时，通过推动气缸49带动工作板47逐渐向右运动，直至切割刀413不再与方管侧壁接触即可。
所述夹持装置3包括支撑板31、承托板32、定位板33、夹持板34、固定板35、夹紧螺杆36、安装板37、联动杆38与连杆39，支撑板31数量为三，三个支撑板31从前往后均匀安装在底板1上，支撑板31侧壁与对接气缸2伸缩端相连接，支撑板31之间通过连杆39相连接，支撑板31上端安装有承托板32，承托板32顶端通过铰链安装有定位板33，定位板33中部开设有定位孔，承托板32中部开设有对接孔，定位孔位置与对接孔位置一一对应，定位孔与对接孔之间通过销钉相连接，在作业过程中通过销钉使定位板33保持竖直状态，以防止方管左右滑动，作业完成后，将销钉取出，使得定位板33向下转动，以便将方管抽出，承托板32一侧开设有滑动槽，滑动槽内通过滑动配合方式安装有夹持板34，承托板32另一侧安装有固定板35，夹持板34下端穿过滑动槽，且前后相邻的夹持板34之间通过联动杆38相连接，位于底板1最后侧的夹持板34侧壁通过转动方式与夹紧螺杆36后端相连接，夹紧螺杆36前端通过螺纹配合方式安装在安装板37上，安装板37安装在底板1上；将方管放置在夹持板34与固定板35之间后，在联动杆38的连接作用下，通过转动夹紧螺杆36即可达到对三个夹持板34位置进行同步调节的目的，使得方管能够被固定在夹持板34与固定板35之间。
所述切割刀413下端开设有一号螺纹孔，移动杆412上端通过螺纹配合方式与一号螺纹孔内壁相连接。
所述切割刀413右端开设有二号螺纹孔，弧面块414左端通过螺纹配合方式与二号螺纹孔内壁相连接，当切割刀413磨损严重需要更换时，无需对移动杆412与弧面块414进行同步更换，节省了工作成本。
所述承托板32与夹持板34均为三段式结构，分为固定端、连接端与伸缩端三部分，固定端与伸缩端之间通过连接端相连接，连接端与伸缩端之间为滑动配合方式，且承托板32的连接端与伸缩端之间通过销钉相连接，能够根据方管的实际长度对承托板32与夹持板34的整体长度进行适应性调节，以起到稳定的承托、夹持作用。
所述夹持板34内壁上通过粘贴方式安装有橡胶片，以增大方管与夹持板34之间的摩擦力，避免方管发生滑动。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺，其使用了一种坡口切割设备，该坡口切割设备包括底板(1)、对接气缸(2)、夹持装置(3)与切割装置(4)，其特征在于：采用上述坡口切割设备对钢结构搭建用方形钢管进行坡口切割处理时的具体工艺流程如下：
S1.管件固定: 通过夹持装置(3)分别对两端方管进行固定，保证方管在后续工作中的稳定性；
S2.管件对接：通过对接气缸(2)带动两段方管向底板(1)中部运动，使得两段方管相互紧贴；
S3.切割准备: 对切割装置(4)相应部件位置进行适应性调整，以保证后续工作的顺利进行；
S4.坡口切割：通过切割装置(4)在管件对接处上下两端进行切割处理，形成X型坡口；
S5.焊接：将切割装置(4)向左或向右移动一段距离，以使用焊具在坡口处进行焊接；
S6.管件取出：将焊接完成后的管件从夹持装置(3)中取出；
所述底板(1)左右两侧对称安装有对接气缸(2)，对接气缸(2)顶端与夹持装置(3)侧壁相连接，夹持装置(3)通过滑动配合方式安装在底板(1)上，底板(1)中部通过滑动配合方式安装有切割装置(4)；
所述切割装置(4)包括旋转刀具(41)、一号旋转轴(42)、二号旋转轴(43)、从动齿轮(44)、旋转齿轮(45)、旋转电机(46)、工作板(47)、连接板(48)与推动气缸(49)，旋转刀具(41)在底板(1)上方从前往后均匀分为三组，每组数量为二，同组的两个旋转刀具(41)上下对称布置，旋转刀具(41)左端安装有一号旋转轴(42)，旋转刀具(41)右端安装有二号旋转轴(43)，二号旋转轴(43)为左右可伸缩结构，一号旋转轴(42)外套设有从动齿轮(44)，前后相邻的从动齿轮(44)之间啮合有旋转齿轮(45)，旋转齿轮(45)通过轴承安装在底板(1)上端设置的凸板上，位于底板(1)后侧的旋转齿轮(45)左端与旋转电机(46)输出轴相连接，旋转电机(46)通过电机座安装在底板(1)上，二号旋转轴(43)右端通过轴承与工作板(47)侧壁相连接，前后相邻的工作板(47)之间通过连接板(48)相连接，连接板(48)侧壁与推动气缸(49)伸缩端相连接，推动气缸(49)固定端安装在底板(1)上；
所述旋转刀具(41)包括中心块(411)、移动杆(412)、切割刀(413)、弧面块(414)、挤压环(415)与安装杆(416)，中心块(411)安装在一号旋转轴(42)与二号旋转轴(43)之间，中心块(411)侧壁上沿其周向方向均匀开设有移动槽，移动槽内通过滑动配合方式安装有移动杆(412)，移动杆(412)顶端安装有切割刀(413)，切割刀(413)右端安装有弧面块(414)，弧面块(414)内壁为圆弧面结构，且弧面块(414)横截面为横放的等腰梯形结构，弧面块(414)内壁通过滑动配合方式与挤压环(415)外壁相紧贴，挤压环(415)通过安装杆(416)安装在安装板(37)左端，挤压环(415)为空心圆台型结构。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺，其特征在于：所述夹持装置(3)包括支撑板(31)、承托板(32)、定位板(33)、夹持板(34)、固定板(35)、夹紧螺杆(36)、安装板(37)、联动杆(38)与连杆(39)，支撑板(31)数量为三，三个支撑板(31)从前往后均匀安装在底板(1)上，支撑板(31)侧壁与对接气缸(2)伸缩端相连接，支撑板(31)之间通过连杆(39)相连接，支撑板(31)上端安装有承托板(32)，承托板(32)顶端通过铰链安装有定位板(33)，定位板(33)中部开设有定位孔，承托板(32)中部开设有对接孔，定位孔位置与对接孔位置一一对应，定位孔与对接孔之间通过销钉相连接，承托板(32)一侧开设有滑动槽，滑动槽内通过滑动配合方式安装有夹持板(34)，承托板(32)另一侧安装有固定板(35)，夹持板(34)下端穿过滑动槽，且前后相邻的夹持板(34)之间通过联动杆(38)相连接，位于底板(1)最后侧的夹持板(34)侧壁通过转动方式与夹紧螺杆(36)后端相连接，夹紧螺杆(36)前端通过螺纹配合方式安装在安装板(37)上，安装板(37)安装在底板(1)上。
3.根据权利要求1所述的一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺，其特征在于：所述切割刀(413)下端开设有一号螺纹孔，移动杆(412)上端通过螺纹配合方式与一号螺纹孔内壁相连接。
4.根据权利要求3所述的一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺，其特征在于：所述切割刀(413)右端开设有二号螺纹孔，弧面块(414)左端通过螺纹配合方式与二号螺纹孔内壁相连接。
5.根据权利要求2所述的一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺，其特征在于：所述承托板(32)与夹持板(34)均为三段式结构，分为固定端、连接端与伸缩端三部分，固定端与伸缩端之间通过连接端相连接，连接端与伸缩端之间为滑动配合方式，且承托板(32)的连接端与伸缩端之间通过销钉相连接。
6.根据权利要求2所述的一种钢结构制作搭建焊接连接处理工艺，其特征在于：所述夹持板(34)内壁上通过粘贴方式安装有橡胶片。
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