一种可转换角焊缝为平焊缝的装置及焊接变形的控制方法

摘要

本发明属于金属结构焊接技术领域，尤其涉及一种可转换角焊缝为平焊缝的装置及焊接变形的控制方法，包括底座、翻转平台、升降杆、同步电机、反曲板和螺旋压杆，翻转平台设于底座上方，翻转平台向下依次通过支座、连接板、销轴、耳板与底座之间相连接；所述左升降杆和右升降杆的底座与滑块相连接，滑块设于底座的滑槽中；本发明在同一个操作过程中能够快速在角焊缝与平焊缝之间切换，达到焊道形成和焊接质量的控制目的。与现有技术相比，本发明的优点是：1）有利于焊道形成和焊接质量的控制，通过反变形有效去除焊接变形，使焊接产品一次焊接成型后即达到要求；2）提高了工作效率；3）对批量生产同规格产品效果明显。

说明书

技术领域

本发明属于金属结构焊接技术领域，尤其涉及一种可转换角焊缝为平焊缝的装置及焊接变形的控制方法。

背景技术

在大型桥梁底板焊接U型加筋焊接位置时，由于角焊缝焊接不便，焊缝成形不好，焊接后焊接内力形成焊接后不同程度的底板变形；另外不易操作，焊接时间长，所以焊接效率低。这必然增加了后序工作的时间，延长整个生产工序的占用时长。

专利申请号为201020270400.1的中国发明专利公开了一种大型电力变压器油箱焊接翻转装置，包含角支架、铰链轴、上支撑轴、下支撑轴、底座、调节轴、调节丝杠、转动支撑轴,角支架的顶角通过转动支撑轴与底座活动连接,角支架的两边分别通过铰链轴与上支撑轴连接,上支撑轴的另一端与下支撑轴活动连接,下支撑轴的另一端与底座铰接,调节轴两端通过铰链轴分别与角支架的一边和对应的底座铰接,调节轴中间设有调节丝杠。使用时,先旋转调节丝杠,使调节轴长度有伸缩变化,转换成角支架的角度变化。然后将油箱放在支架上,依次对油箱的相应水平焊缝施焊。该结构只有助于提高焊缝质量，但是无法在焊接的过程中同步矫正焊接变形。

专利申请号为201810501067.1的中国发明专利公开了一种大尺寸超厚桥梁钢塔承压板焊接变形控制方法，包括如下步骤：(1)依据对接焊缝长度最短原则，采用5条纵向焊缝纵、1条横向焊缝将承压板划分为12块拼接单元；(2)将焊缝坡口形式设计为双面对称U型坡口，实现双面焊接量基本相等，降低焊接变形朝一侧发展的趋势；(3)合理设计组拼顺序，并采用气保焊打底、埋弧自动焊填充工艺焊接，降低焊接对变形的影响；(4)在焊接前采用预变形设置合理的焊接预变形量，降低焊接对变形的影响；(5)焊接翻身时沿着焊缝方向进行翻转，防止发生弹塑性变形扩大焊接变形量。此方法也不适用于大型桥梁底板焊接U型加筋的场合的焊接变形控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种可转换角焊缝为平焊缝的装置及焊接变形的控制方法，克服现有技术的不足，在一个操作过程中同时解决焊缝及焊接后的变形问题，可多次重复利用，能够快速在角焊与平焊之间切换，有利于焊道形成和焊接质量的控制，通过反变形有效去除焊接变形，使焊接产品一次焊接成型后即达到要求。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

技术方案之一：一种可转换角焊缝为平焊缝的装置，其特征在于，包括底座、翻转平台、升降杆、同步电机、反曲板和螺旋压杆，翻转平台设于底座上方，翻转平台的下方左侧最少与两个左升降杆的活塞端相连接，翻转平台的下方右侧和与左升降杆数量和位置相对应的右升降杆的活塞端相连接；翻转平台向下依次通过支座、连接板、销轴、耳板与底座之间相连接；所述左升降杆和右升降杆的底座与滑块相连接，滑块设于底座上的滑槽中；所述滑块与螺旋杆相啮合，螺旋杆的一端通过齿轮副与同步电机相连接；反曲板设于翻转平台的表面，反曲板的两端对应的翻转平台上设有螺旋压杆。

所述底座是由底座主梁和底座次梁构成的框架结构，底座次梁上设有滑槽。

所述翻转平台是由平台主梁和平台次梁构成的框架结构，所述反曲板设于平台次梁的上表面，所述螺旋压杆设于平台主梁上。

所述反曲板的挠曲方向与桥板结构件的长度方向垂直。

所述反曲板的挠曲度为3～5mm/米。

所述螺旋压杆为手动、气动焊接夹具或液压焊接夹具。

技术方案之二：一种可转换角焊缝为平焊缝的焊接变形的控制方法，其特征在于，在同一个操作过程中同时解决焊缝成形及焊接后的变形问题，能够快速在角焊缝与平焊缝之间切换，达到焊道形成和焊接质量的控制目的，其具体步骤如下：

1）焊件定位，根据焊接收缩的反方向预先计算焊件的变形量，选用合适的反曲板，将焊件通过螺旋压杆固定在翻转平面上，在焊件上加一个反向的力，借此反向力与焊接应力相互抵消；

2）焊接成形，通过调节左升降杆和右升降杆的位置和伸缩量，使翻转平台上的焊件的角焊缝通过翻转变成平焊缝，按常规工艺进行焊接。

所述步骤2）结束后，对焊合件进行振动时效或加热，使焊缝处应力释放。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）在同一个操作过程中同时解决焊缝及焊接后的变形问题，可多次重复利用，能够快速在角焊与平焊之间切换，有利于焊道形成和焊接质量的控制，通过反变形有效去除焊接变形，使焊接产品一次焊接成型后即达到要求；2）结构简单，调整方便，安全可靠，不受工作环境限制，大大提高了工作效率；3）对批量生产同规格产品效果明显，大大减少了后续工序工作时间及辅助作业时间及工序。4）有效减少因人员、设备等不足而产生的生产缓慢及变形，无需过多实践经验即可操作完成制作工作。

附图说明

图1是本发明可转换角焊缝为平焊缝的装置实施例结构示意图，反曲板采用透视效果，以便显示出反曲板下边的结构。

图2是本发明实施例中底座结构示意图。

图3是本发明实施例中翻转平台结构示意图。

图4是图2中沿A-A线剖视图。

图5是图2中沿B-B线剖视图。

图6是图3中沿C-C线剖视图。

图7是图2中M向视图，表现的是滑块和滑槽的结构示意图。

图8是图2中N向视图，表现的是齿轮副结构示意图。

图中：1-底座主梁，2-底座次梁，3-耳板，4-滑槽，5-滑块，6-螺旋杆，7-齿轮副，8-同步电机，9-左升降杆，10-右升降杆，11-平台主梁，12-平台次梁，13-支座，14-连接板，15-钢桥梁底板，16-销轴，17-螺旋压杆，18-反曲板，19-翻转平台，20-底座。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，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做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。

以下实施例是在某地快速干道钢桥梁底板焊接的应用。

见图1－图8，是本发明可转换角焊缝为平焊缝的装置实施例结构示意图，一种可转换角焊缝为平焊缝的装置，翻转平台19设于底座20上方，翻转平台的下方左侧与两个左升降杆9的活塞端相连接，翻转平台的下方右侧和与左升降杆9数量和位置相对应的右升降杆10的活塞端相连接；翻转平台19向下依次通过支座13、连接板14、销轴16、耳板3与底座20之间相连接；左升降杆9和右升降杆10的底座20与滑块5相连接，滑块5设于底座上的滑槽4中；滑块5与螺旋杆6相啮合，螺旋杆6的一端通过齿轮副7与同步电机8相连接；反曲板18设于翻转平台19的表面，反曲板18的两端对应的翻转平台19上设有螺旋压杆17。螺旋压杆17为手动、气动焊接夹具或液压焊接夹具。

底座20是由底座主梁1和底座次梁2构成的框架结构，底座次梁2上设有滑槽4。

翻转平台19是由平台主梁11和平台次梁12构成的框架结构，反曲板18设于平台次梁12的上表面，螺旋压杆17设于平台主梁11上。反曲板18的挠曲方向与桥板结构件15的长度方向垂直。反曲板18的挠曲度为3～5mm/米。

本发明一种可转换角焊缝为平焊缝的焊接变形的控制方法是通过在同一个操作过程中同时解决焊缝成形及焊接后的变形问题，能够快速在角焊缝与平焊缝之间切换，达到焊道形成和焊接质量的控制目的，其具体步骤如下：

1）焊件定位，根据焊接收缩的反方向预先计算焊件的变形量，选用合适的反曲板18，将钢桥梁底板15焊件通过螺旋压杆17固定在翻转平面上，在焊件上加一个反向的力，借此反向力与焊接应力相互抵消；把操作平台安放就位，然后用量角器测量U型肋筋与钢桥梁底板15之间的角度，计算出此角度转换的平焊缝在胎具的旋转角度。把拼装好后的钢桥梁底板15安放到翻转平台上，用螺旋压杆把钢桥梁底板15两侧固定，并螺旋压杆向下把钢桥梁底板15压实。

2）焊接成形，然后通过调整左升降杆侧同时升高，右升降杆侧同时下降，使平台向右侧旋转，在到达升降杆极限时，运转同步电机通过螺旋杆带动滑块运动，使右升降杆向右侧运动，同时左升降杆同步运行，这样一收一顶，翻转平台倾斜角度可以在更大范围内调整。从而使在钢桥梁底板15上的角焊缝变为平焊缝。其次通过反曲板18对整个拼装后的钢桥梁底板15在焊接收缩的反方向预先加上一个反向的力，借此反向力与焊接应力相互抵消。通过调节左升降杆9和右升降杆10的位置和伸缩量，使翻转平台上的焊件的角焊缝通过翻转变成平焊缝，按常规工艺进行焊接。

步骤2）结束后，焊接完成后打开螺旋压杆解除外力，由于在焊接过程中焊道收缩，此处收缩量与反曲板的反曲量一致，可以相互抵消，这部分主要抵消的是钢桥梁底板15部件的横向收缩，在纵向能过风铲的振动对焊道纵向焊缝进行震动，方向要一致，在上平台每条焊缝都要从左向右对焊缝排除内力，使焊接底板变形得到了有效控制。通过此方式可以使焊接成型后的钢桥梁底板15部件与未焊接前拼装的钢桥梁底板15形状一样。还可根据要求对焊合件进行振动时效或加热，使焊缝处应力释放。

以上实施例仅是为详细说明本发明的目的、技术方案和有益效果而选取的具体实例，但不应该限制发明的保护范围，凡在不违背本发明的精神和原则的前提下，所作的种种修改、等同替换以及改进，均应落入本发明的保护范围之内。