CN113579433A - 一种构件免翻身焊接***及焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种构件免翻身焊接***，包括滚轮移动地台式焊接***和吊机移动支撑架式焊接***，所述滚轮移动地台式焊接***包括滚轮支撑柱、驱动滚轮柱、地下支撑柱、地下工作台、焊接设备和压铁，所述吊机移动支撑架式焊接***包括支撑架、门架吊机和焊接设备；本发明针对传统大型结构件拼板焊缝过程中需要翻身问题，通过焊接***将构件与地面离空，采用背部贴衬垫焊接的方式进行拼板加工，去除了传统焊接工艺中的结构件翻身工序，从而提升了结构件的焊接效率，进而提高了结构件的生产效率，且设备造价低，降低了生产加工成本，可以带来较高的经济效益，值得广泛推广。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构焊接技术领域，具体涉及一种构件免翻身焊接***及焊接方法。
背景技术
焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术，现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等，除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空，焊接应用的领域有很多，其中在大型结构件的生产加工过程中，焊接是最为重要的加工步骤之一，在大型结构件的加工过程中，拼板阶段一般采用埋弧焊焊接。
目前，在大型结构件进行埋弧焊焊接时，当结构件的正面焊接完毕后还需要对结构件进行翻身作业，以便于对结构件的背面继续进行焊接，这种焊接方式增加了拼板阶段的工序数目，不仅增加了工人的劳动强度，同时也降低了大型结构件的施工效率，另外现有的部分企业还采用FCB焊接，但此项技术设备投入大、焊材价格高，增加了产品生产加工成本，不能带来较高的经济效益，不值得广泛推广使用，因此，本发明提出一种构件免翻身焊接***及焊接方法以解决现有技术中的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种构件免翻身焊接***，可以通过焊接***将构件与地面离空，采用背部贴衬垫焊接的方式，减少翻身工序，提升焊接效率，设备造价低，解决了现有技术中大型结构件拼板焊缝的翻身问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种构件免翻身焊接***，包括滚轮移动地台式焊接***和吊机移动支撑架式焊接***，所述滚轮移动地台式焊接***在不便于放置吊机的空间环境下使用，所述吊机移动支撑架式焊接***在便于放置吊机的空间环境下使用。
进一步改进在于，所述滚轮移动地台式焊接***包括滚轮支撑柱、驱动滚轮柱、地下支撑柱、地下工作台、焊接设备和压铁，所述滚轮支撑柱和驱动滚轮柱均固定安装于地面上，所述滚轮支撑柱和驱动滚轮柱顶端滑动连接有构件板材，所述构件板材对称设有两组且两组所述构件板材的交接处为焊缝，所述压铁设于构件板材上，所述地下工作台设于地下且位于焊缝下方，所述地下支撑柱设于地下工作台和构件板材之间。
进一步改进在于，所述滚轮支撑柱和驱动滚轮柱在地面上呈交错间隔分布，所述滚轮支撑柱、驱动滚轮柱和地下支撑柱顶端均设有滚轮，所述驱动滚轮柱顶端的滚轮通过马达驱动。
进一步改进在于，所述地下工作台为贴装衬垫的工作区域且深度为1.5m，所述焊接设备选自埋弧焊机、气保焊机和氩弧焊机中的一种，优选为埋弧焊机。
进一步改进在于，所述吊机移动支撑架式焊接***包括支撑架、门架吊机和焊接设备，所述支撑架设于地面上，所述支撑架上设有构件板材，所述构件板材对称设有两组且两组所述构件板材的交接处为焊缝。
进一步改进在于，所述支撑架选自点状支撑柱和块状支撑台中的一种，所述支撑架在焊缝位置处预留贴装衬垫空间，所述焊接设备选自埋弧焊机、气保焊机和氩弧焊机中的一种，优选为埋弧焊机。
一种构件免翻身焊接***的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：构件放置
先通过吊机或滚轮将两组构件板材移动至焊接***的焊接工位，并使构件板材待焊接处对接，形成焊缝；
步骤二：装配定位焊
先清除构件板材坡口及两侧20mm以内的铁锈、油污和水分，再采用焊丝进行装配定位焊，装配间隙为0-2mm，定位焊缝厚度为4-5mm，定位焊缝长度为50-60mm，焊缝间距为400-500mm；
步骤三：贴装衬垫
在两组构件板材之间的焊缝的背部贴装FGB衬垫，并保证衬垫对中，贴合焊缝背部；
步骤四：填粉焊接
先采用IRN铁粉对焊缝处进行填充，再采用FGB埋弧焊机配合焊丝和焊剂对构件板材进行焊接，焊接完毕后得到构件拼板。
进一步改进在于，所述步骤四中，埋弧焊机的导电嘴与工件距离为30mm，针对板厚超过标准值的构件板材采用埋弧焊丝和焊剂进行摆动埋弧填充盖面，摆动埋弧焊时，电流为550-650A，电压为28-33V，速度为20-30cm/mi n，摆动埋弧焊时在左端停留时间为0.3s，中间停留时间为0.4s，右端停留时间为0.3s，摆动速度为10cm/min，摆动角度根据坡口宽度确定。
进一步改进在于，所述步骤四中，填充时采用药芯焊丝电弧焊，电流为170-200A，电压为25-28A，速度为30-40cm/min，FGB埋弧焊时，电流为850-1050A，电压为30-35A，速度为20-30cm/min。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明针对传统大型结构件拼板焊缝过程中需要翻身问题，通过焊接***将构件与地面离空，采用背部贴衬垫焊接的方式进行拼板加工，去除了传统焊接工艺中的结构件翻身工序，从而提升了结构件的焊接效率，进而提高了结构件的生产效率，且设备造价低，降低了生产加工成本，可以带来较高的经济效益，值得广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明滚轮移动地台式焊接***的结构示意图；
图2为本发明吊机移动支撑架式焊接***的结构示意图；
图3为本发明的焊接方法流程图。
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作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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1，本发明实施方式公开了一种构件免翻身焊接***，包括滚轮移动地台式焊接***，滚轮移动地台式焊接***包括滚轮支撑柱、驱动滚轮柱、地下支撑柱、地下工作台、焊接设备和压铁，滚轮支撑柱和驱动滚轮柱均固定安装于地面上，滚轮支撑柱和驱动滚轮柱顶端滑动连接有构件板材，构件板材对称设有两组且两组构件板材的交接处为焊缝，压铁设于构件板材上，地下工作台设于地下且位于焊缝下方，地下支撑柱设于地下工作台和构件板材之间，其中滚轮支撑柱作为主要支撑结构，用于支撑构件板材，驱动滚轮柱用于支撑并驱动构件板材移动，高度为50cm，地下支撑柱用于辅助支撑，保证地下工作台的工作空间，并支撑焊缝区域，避免构件板材发生形变，高度为200cm，地下工作台作为贴装衬垫、检查背部成型和返修的工作区域，深度为1.5m，焊接设备选自埋弧焊机、气保焊机和氩弧焊机中的一种，优选为埋弧焊机，用于构件板材拼板阶段进行焊接，压铁用于压制构件板材，减少构件板材焊接过程中的变形，可用卡马或压脚替代，针对板厚超过标准值或形变量小的构件板材则无需压铁，通过焊接***将构件与地面离空，采用背部贴衬垫焊接的方式进行拼板加工，去除了传统焊接工艺中的结构件翻身工序，从而提升了结构件的焊接效率，进而提高了结构件的生产效率，且设备造价低，降低了生产加工成本，可以带来较高的经济效益，值得广泛推广。
滚轮支撑柱和驱动滚轮柱在地面上呈交错间隔分布，滚轮支撑柱、驱动滚轮柱和地下支撑柱顶端均设有滚轮，驱动滚轮柱顶端的滚轮通过马达驱动。
参见图3，该实施例还公开了一种构件免翻身焊接***的焊接方法，包括以下步骤：
步骤一：构件放置
先通过驱动滚轮柱上的滚轮将两组构件板材移动至焊接***的焊接工位，并使构件板材待焊接处对接，形成焊缝；
步骤二：装配定位焊
先清除构件板材坡口及两侧20mm以内的铁锈、油污和水分，再采用焊丝进行装配定位焊，装配间隙为1mm，定位焊缝厚度为4mm，定位焊缝长度为50mm，焊缝间距为400mm；
步骤三：贴装衬垫
在两组构件板材之间的焊缝的背部贴装FGB衬垫，并保证衬垫对中，贴合焊缝背部；
步骤四：填粉焊接
先采用IRN铁粉对焊缝处进行填充，填充时采用药芯焊丝电弧焊，电流为170A，电压为25A，速度为30cm/min，铁粉高度小于25mm，再采用FGB埋弧焊机配合焊丝和焊剂对构件板材进行焊接，焊接完毕后得到构件拼板，FGB埋弧焊时，电流为850A，电压为30A，速度为20cm/min，焊接时埋弧焊机的导电嘴与工件距离为30mm，针对板厚超过标准值的构件板材采用埋弧焊丝和焊剂进行摆动埋弧填充盖面，摆动埋弧焊时，电流为550A，电压为28V，速度为20cm/min，摆动埋弧焊时在左端停留时间为0.3s，中间停留时间为0.4s，右端停留时间为0.3s，摆动速度为10cm/min，摆动角度根据坡口宽度确定。
焊接参数见下表一，摆动参数见下表二：
表一 焊接参数
| 焊层 | 方法 | 电流 | 电压 | 速度 |
| 补充打底、定位焊接 | FCAW | 170-200 | 25-28 | 30-40 |
| FGB埋弧焊 | SAW | 850-1050 | 30-35 | 20-30 |
| 摆动埋弧焊 | SAW | 550-650 | 28-33 | 20-30 |
表二 摆动参数
| 左端停留时间 | 中间停留时间 | 右端停留时间 | 摆动速度 | 摆动角度 |
| 0.3秒 | 0.4秒 | 0.3秒 | 10cm/min | 根据坡口宽度 |
实施例二
参见图2，本发明实施方式公开了一种构件免翻身焊接***，包括吊机移动支撑架式焊接***，吊机移动支撑架式焊接***包括支撑架、门架吊机和焊接设备，支撑架设于地面上，高度为2m，支撑架上设有构件板材，构件板材对称设有两组且两组构件板材的交接处为焊缝，通过焊接***将构件与地面离空，采用背部贴衬垫焊接的方式进行拼板加工，去除了传统焊接工艺中的结构件翻身工序，从而提升了结构件的焊接效率，进而提高了结构件的生产效率，且设备造价低，降低了生产加工成本，可以带来较高的经济效益，值得广泛推广。
支撑架选自点状支撑柱和块状支撑台中的一种，支撑架在焊缝位置处预留贴装衬垫空间，焊接设备选自埋弧焊机、气保焊机和氩弧焊机中的一种，优选为埋弧焊机。
参见图3，该实施例还公开了一种构件免翻身焊接***的焊接方法，包括以下步骤：
步骤一：构件放置
先通过门架吊机将两组构件板材移动至焊接***的焊接工位，并使构件板材待焊接处对接，形成焊缝；
步骤二：装配定位焊
先清除构件板材坡口及两侧20mm以内的铁锈、油污和水分，再采用焊丝进行装配定位焊，装配间隙为1mm，定位焊缝厚度为4mm，定位焊缝长度为50mm，焊缝间距为400mm；
步骤三：贴装衬垫
在两组构件板材之间的焊缝的背部贴装FGB衬垫，并保证衬垫对中，贴合焊缝背部；
步骤四：填粉焊接
先采用IRN铁粉对焊缝处进行填充，填充时采用药芯焊丝电弧焊，电流为200A，电压为28A，速度为40cm/min，铁粉高度小于25mm，再采用FGB埋弧焊机配合焊丝和焊剂对构件板材进行焊接，焊接完毕后得到构件拼板，FGB埋弧焊时，电流为1050A，电压为35A，速度为30cm/min，焊接时埋弧焊机的导电嘴与工件距离为30mm，针对板厚超过标准值的构件板材采用埋弧焊丝和焊剂进行摆动埋弧填充盖面，摆动埋弧焊时，电流为650A，电压为33V，速度为30cm/min，摆动埋弧焊时在左端停留时间为0.3s，中间停留时间为0.4s，右端停留时间为0.3s，摆动速度为10cm/min，摆动角度根据坡口宽度确定。
焊接参数见下表一，摆动参数见下表二：
表一 焊接参数
| 焊层 | 方法 | 电流 | 电压 | 速度 |
| 补充打底、定位焊接 | FCAW | 170-200 | 25-28 | 30-40 |
| FGB埋弧焊 | SAW | 850-1050 | 30-35 | 20-30 |
| 摆动埋弧焊 | SAW | 550-650 | 28-33 | 20-30 |
表二 摆动参数
| 左端停留时间 | 中间停留时间 | 右端停留时间 | 摆动速度 | 摆动角度 |
| 0.3秒 | 0.4秒 | 0.3秒 | 10cm/min | 根据坡口宽度 |
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)
1.一种构件免翻身焊接***，其特征在于，包括滚轮移动地台式焊接***和吊机移动支撑架式焊接***，所述滚轮移动地台式焊接***在不便于放置吊机的空间环境下使用，所述吊机移动支撑架式焊接***在便于放置吊机的空间环境下使用。
2.根据权利要求1所述的构件免翻身焊接***，其特征在于，所述滚轮移动地台式焊接***包括滚轮支撑柱、驱动滚轮柱、地下支撑柱、地下工作台、焊接设备和压铁，所述滚轮支撑柱和驱动滚轮柱均固定安装于地面上，所述滚轮支撑柱和驱动滚轮柱顶端滑动连接有构件板材，所述构件板材对称设有两组且两组所述构件板材的交接处为焊缝，所述压铁设于构件板材上，所述地下工作台设于地下且位于焊缝下方，所述地下支撑柱设于地下工作台和构件板材之间。
3.根据权利要求2所述的构件免翻身焊接***，其特征在于，所述滚轮支撑柱和驱动滚轮柱在地面上呈交错间隔分布，所述滚轮支撑柱、驱动滚轮柱和地下支撑柱顶端均设有滚轮，所述驱动滚轮柱顶端的滚轮通过马达驱动。
4.根据权利要求2所述的构件免翻身焊接***，其特征在于，所述地下工作台为贴装衬垫的工作区域且深度为1.5m，所述焊接设备选自埋弧焊机、气保焊机和氩弧焊机中的一种，优选为埋弧焊机。
5.根据权利要求1所述的构件免翻身焊接***，其特征在于，所述吊机移动支撑架式焊接***包括支撑架、门架吊机和焊接设备，所述支撑架设于地面上，所述支撑架上设有构件板材，所述构件板材对称设有两组且两组所述构件板材的交接处为焊缝。
6.根据权利要求5所述的构件免翻身焊接***，其特征在于，所述支撑架选自点状支撑柱和块状支撑台中的一种，所述支撑架在焊缝位置处预留贴装衬垫空间，所述焊接设备选自埋弧焊机、气保焊机和氩弧焊机中的一种，优选为埋弧焊机。
7.一种构件免翻身焊接***的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：构件放置
先通过吊机或滚轮将两组构件板材移动至焊接***的焊接工位，并使构件板材待焊接处对接，形成焊缝；
步骤二：装配定位焊
先清除构件板材坡口及两侧20mm以内的铁锈、油污和水分，再采用焊丝进行装配定位焊，装配间隙为0-2mm，定位焊缝厚度为4-5mm，定位焊缝长度为50-60mm，焊缝间距为400-500mm；
步骤三：贴装衬垫
在两组构件板材之间的焊缝的背部贴装FGB衬垫，并保证衬垫对中，贴合焊缝背部；
步骤四：填粉焊接
先采用IRN铁粉对焊缝处进行填充，再采用FGB埋弧焊机配合焊丝和焊剂对构件板材进行焊接，焊接完毕后得到构件拼板。
8.根据权利要求7所述的构件免翻身焊接***的焊接方法，其特征在于，所述步骤四中，埋弧焊机的导电嘴与工件距离为30mm，针对板厚超过标准值的构件板材采用埋弧焊丝和焊剂进行摆动埋弧填充盖面，摆动埋弧焊时，电流为550-650A，电压为28-33V，速度为20-30cm/min，摆动埋弧焊时在左端停留时间为0.3s，中间停留时间为0.4s，右端停留时间为0.3s，摆动速度为10cm/min，摆动角度根据坡口宽度确定。
9.根据权利要求7所述的构件免翻身焊接***的焊接方法，其特征在于，所述步骤四中，填充时采用药芯焊丝电弧焊，电流为170-200A，电压为25-28A，速度为30-40cm/min，FGB埋弧焊时，电流为850-1050A，电压为30-35A，速度为20-30cm/min。
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