U形肋角焊缝组焊一体化设备及其焊接方法技术

本发明专利技术涉及组焊一体化设备及焊接方法，特别是一种U形肋角焊缝组焊一体化设备及其焊接方法。U形肋组立系统的内撑装置设置在U形肋内部，外压装置设置在U形肋外部；U形肋内侧角焊缝系统中的焊枪所在的支撑板上装有内撑装置，U形肋外表面上设置有外压装置，外压装置装在门形架上，门型架装在U形肋外侧角焊缝焊接系统上。将U形肋组立系统、U形肋内侧角焊缝焊接系统和U形肋外侧角焊缝焊接系统移动至桥面板单元端部，然后利用U形肋组立系统，将U形肋定位、压紧至桥面板上，接着调整内侧焊枪与外侧焊枪的角度；对U形肋内、外侧角焊缝同时或分开连续定位施焊。改善了U形肋内部的焊缝形状，避免应力集中，提高了角焊缝的强度，增加刚度。

U-rib fillet weld assembling and welding equipment and its welding method

The invention relates to an integrated assembly welding equipment and a welding method, in particular to a U-shaped rib fillet weld assembly welding integrated equipment and a welding method thereof. The internal bracing device of U-rib erection system is set inside U-rib, and the external pressure device is set outside U-rib; the bracing plate of welding torch in U-rib inner fillet weld system is equipped with internal bracing device, the external pressure device is set on the external surface of U-rib, and the external pressure device is installed on the portal frame, and the portal frame is installed on the external corner weld system of U-rib. Move the U-rib erection system, the U-rib inner fillet weld system and the U-rib outer fillet weld system to the end of the bridge deck unit, then use the U-rib erection system to locate and press the U-rib on the bridge deck, then adjust the angle of the inner and outer fillet welds, and weld the U-rib inner and outer fillet welds simultaneously or separately. The shape of weld in U-shaped rib is improved, stress concentration is avoided, the strength and stiffness of fillet weld are increased.

【技术实现步骤摘要】
U形肋角焊缝组焊一体化设备及其焊接方法
本专利技术涉及一种组焊一体化设备及焊接方法，特别是一种U形肋角焊缝组焊一体化设备及其焊接方法。
技术介绍
正交异性钢桥面板主要由U形肋和桥面板构成，两者之间采用角焊缝连接，通常为坡口部分熔透角焊缝，采用CO2气体保护焊外侧单面焊接，熔透深度要求达到U形肋厚度的80%。由于角焊缝焊根的应力集中、焊接缺陷等因素影响，导致U形肋角焊缝的抗疲劳性较差，因此，角焊缝处也是钢箱梁产生疲劳裂纹最多的部位。近年来，人们从材料、结构、工艺等多个角度对U形肋角焊缝的疲劳性能进行研究，其中U形肋角焊缝熔透焊接就是一个重要方向，但由于U形肋较薄，U形肋内侧空间小，U形肋角焊缝对焊接工艺的稳定性要求高，实施困难。现在应用较多的对U肋与面板之间的采用内焊的形式进行焊接，这种情况下，焊接后容易产生变形；如果是焊接完毕后再次进行外部焊接，通常情况下，需要转换工位，由于对此类工件的焊接工装设备比较大，所以造成成本居高不下，并且操作繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目在于提供一种能够同时进行内、外焊或分开施焊的焊接设备及焊接方法。本专利技术的焊接设备采用如下技术方案：一种U形肋角焊缝组焊一体化设备，包括U形肋内、外侧角焊缝焊接系统，U形肋组立系统，U形肋面板打磨系统，U形肋组立系统包括内撑装置和外压装置，内撑装置设置在U形肋内部，外压装置设置在U形肋外部；U形肋内侧角焊缝系统中的焊枪所在的支撑板上装有内撑装置，U形肋外表面上设置有外压装置，外压装置装在门形架上，门型架装在U形肋外侧角焊缝焊接系统上，U形肋内侧角焊缝焊接系统与U形肋外侧角焊缝焊接系统分别置于导轨上。采用上述技术方案的U形肋角焊缝组焊一体化设备与现有技术相比，无需对U形肋进行组装定位焊，能够高效实现U形肋角焊缝的熔透焊接，提高U形肋角焊缝的疲劳强度。U形肋角焊缝组焊一体化设备的优选方案：内撑装置中的焊接臂下部设置有无动力滚轮，无动力滚轮呈对称状设置为两个，每个无动力滚轮分别装在第一U型支座上，第一U型支座的一端连接安装轴，安装轴呈阶梯状结构，安装轴的细轴的一端套装有弹簧的一端，弹簧的另一端置于第一支座的通孔内，第一支座置于焊接臂上，第一支座的一侧设置有压力支座，压力支座上装有调节螺杆，调节螺杆与弹簧的另一端相对应。内撑装置中的内撑轮呈对状设置为两个，每个内撑轮分别装在第二U型支座上，第二U型支座的一端连接安装轴，安装轴的另一端置于第二支座上的通孔内，第二支座上通孔的另一端装有液压缸的活塞杆。门形架上设置有两组外压轮，第一组外压轮设置在与U形肋封闭端两个拐角相适应的位置，第二组外压轮设置在与U形肋两条边相适应的位置。第一组外压轮通过第一滚轴与门形架上的第一滑槽滑动配合，第二组外压轮通过第二滚轴与支架连接，支架底部与门形架的内边框连接。支架设置为两个，第一支架位于下方，第一支架的一端与第一滚轴连接，第一支架的另一端与第一弹簧连接，第一弹簧的另一端连接第一球头，第一球头置于门形架第二滑槽内；第二支架位于上方，第二支架的另一端与第二弹簧连接，第二弹簧的另一端连接第二球头，第二球头置于门形架第二滑槽内。第二组外压轮上方通过第二液压缸与门形架铰接，第二组外压轮下方的第一支架的一端与第一滚轴连接，第一支架的另一端与第一弹簧连接，第一弹簧的另一端连接第一球头，第一球头置于门形架的第二滑槽内。本专利技术的焊接方法，按如下步骤进行：1）将桥面板放置到工件定位平台上进行打磨，打磨完成后将U形肋按组装定位线放置于桥面板上；2）U形肋组立系统、U形肋内侧角焊缝焊接系统和U形肋外侧角焊缝焊接系统移动至桥面板单元端部，然后利用U形肋组立系统，将U形肋定位、压紧至桥面板上，接着调整内侧焊枪与外侧焊枪的角度；3）对U形肋内、外侧角焊缝同时或分开连续定位施焊。上述焊接方法与现有技术相比，本设备提供的控制方法，能够利用内侧角焊缝的焊接，改善了U形肋内部的焊缝焊接形状，避免焊根部位应力集中对U形肋疲劳性能的影响；增加了内侧角焊缝，提高了角焊缝的强度，增加刚度。外侧采用具有深熔功能的焊接电源，利用内侧角焊缝的封底作用，调整外侧角焊缝规范参数，加大熔透深度，避免只外侧焊接容易出现焊漏的现象，内外角焊缝同时施焊实现角焊缝熔透焊接，消除焊根应力集中。焊接方法的优选方案是：步骤3）中对U形肋内、外侧角焊缝同时连续定位施焊的具体操作为：设置焊接参数后，启动U形肋内侧角焊缝焊接系统，内侧焊接一定距离后，启动U形肋外侧角焊缝焊接系统，内、外侧焊接速度相同。步骤3）中对U形肋内、外侧角焊缝分开连续定位施焊的具体操作为：设置焊接参数后，启动U形肋内侧角焊缝焊接系统，内侧焊接完成后，启动U形肋外侧角焊缝焊接系统。步骤3）中对U形肋内侧角焊缝焊接的同时启动视频监控系统。附图说明图1是桥面板和U形肋板单元结构图。图2是焊接臂及焊接臂上的部件结构示意图。图3是U形肋组立系统的外压装置示意图。图4是内撑装置和外压装置相对位置的结构示意图。图5是本专利技术的主视图。图6是本专利技术的立体图。图7是图6的A部放大图。图8是U形肋外侧角焊缝焊接系统示意图。图9是内撑轮与各部件连接结构图。图10是U肋组立系统的剖视图。图11是图10的A-A剖视图。图12实施例2的结构示意图。图13是U形肋内侧角焊缝焊接系统示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例述本专利技术：实施例1：一种U形肋角焊缝组焊一体化设备，参见附图1至附图11和13所示，图中：桥面板1，U形肋2，U肋组立系统3、无动力滚轮3011、内撑轮301、第一U型支座3021、第二U型支座302、安装轴303、弹簧304、第一支座3051、第二支座305、通孔306、压力支座307、调节螺杆308、液压缸309、门型架310、第一组外压轮311、第二组外压轮312、第一滚轴313、第一滚轮314、第一滑槽315、第一支架316、第一弹簧317、第一球头318、第二球头319、第二弹簧320、第二支架321、第二滑槽322、第二滚轴323。U形肋内侧角焊缝焊接系统4，内侧焊枪401、送丝机402、焊接臂403、焊接龙门404、电气控制系统405、视频监控系统406、烟尘净化系统407、冷却水箱408、气保焊电源409、滚轮410、支撑架411、支座412。U形肋外侧角焊缝焊接系统5，外侧焊枪501、外焊接龙门502、升降滑板503、气保焊机头504、外焊送丝机505、外焊气保焊电源506、外焊冷却水箱507、外焊烟尘净化系统508、外焊电气控制系统509、伺服电机510、丝杠母511、连接杆512、U形肋面板打磨系统6，打磨支架601、支座602、气缸603、连接装置604、打磨头结构605、工件定位平台7，导轨8。本实施例中，参见附图1至附图10，由图2中可知，工件定位平台7、U形肋外侧角焊缝焊接系统5和U形肋内侧角焊缝焊接系统4顺次排列在导轨8的一侧，并且U形肋外侧角焊缝焊接系统5和U形肋内侧角焊缝焊接系统4共用同一个导轨8，这样节省空间并且安装维修方便。U形肋外侧角焊缝焊接系统5和U形肋内侧角焊缝焊接系统4分别能过电机驱动的齿轮与导轨上的齿条配合行走。U形肋组立系统3的门形架310装在U形肋外侧角焊缝焊接系统5的外焊接龙门502上，能够随着U形肋外侧焊角焊缝系统5在导轨8上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种U形肋角焊缝组焊一体化设备，包括U形肋内、外侧角焊缝焊接系统，U形肋组立系统，U形肋面板打磨系统，其特征在于：U形肋组立系统包括内撑装置和外压装置，内撑装置设置在U形肋内部，外压装置设置在U形肋外部；U形肋内侧角焊缝系统中的焊枪所在的支撑板上装有内撑装置，U形肋外表面上设置有外压装置，外压装置装在门形架上，门型架装在U形肋外侧角焊缝焊接系统上，U形肋内侧角焊缝焊接系统与U形肋外侧角焊缝焊接系统分别置于导轨上。

【技术特征摘要】
1.一种U形肋角焊缝组焊一体化设备，包括U形肋内、外侧角焊缝焊接系统，U形肋组立系统，U形肋面板打磨系统，其特征在于：U形肋组立系统包括内撑装置和外压装置，内撑装置设置在U形肋内部，外压装置设置在U形肋外部；U形肋内侧角焊缝系统中的焊枪所在的支撑板上装有内撑装置，U形肋外表面上设置有外压装置，外压装置装在门形架上，门型架装在U形肋外侧角焊缝焊接系统上，U形肋内侧角焊缝焊接系统与U形肋外侧角焊缝焊接系统分别置于导轨上。2.根据权利要求1所述的U形肋角焊缝组焊一体化设备，其特征在于：内撑装置中的焊接臂下部设置有无动力滚轮，无动力滚轮呈对称状设置为两个，每个无动力滚轮分别装在U型支座上，U型支座的一端连接安装轴，安装轴呈阶梯状结构，安装轴的细轴的一端套装有弹簧的一端，弹簧的另一端置于第一支座的通孔内，第一支座置于焊接臂上，第一支座的一侧设置有压力支座，压力支座上装有调节螺杆，调节螺杆与弹簧的另一端相对应。3.根据权利要求1所述的U形肋角焊缝组焊一体化设备，其特征在于：内撑装置中的内撑轮呈对状设置为两个，每个内撑轮分别装在U型支座上，U型支座的一端连接安装轴，安装轴的另一端置于第二支座上的通孔内，第二支座上通孔的另一端装有液压缸的活塞杆。4.根据权利要求1所述的U形肋角焊缝组焊一体化设备，其特征在于：门形架上设置有两组外压轮，第一组外压轮设置在与U形肋封闭端两个拐角相适应的位置，第二组外压轮设置在与U形肋两条边相适应的位置。5.根据权利要求4所述的U形肋角焊缝组焊一体化设备，其特征在于：第一组外压轮通过第一滚轴与门形架上的第一滑槽滑动配合，第二组外压轮通过第二滚轴与支架连接，支架底部与门形架的内边框连接。6.根据权利要求5所述的U形...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志远，刘珂玮，李汉宏，杨佐林，尹福源，杜磊，杨亮，李磊，蔺怀军，崔建涛，张晓辉，马骞，王中英，周东红，李红光，李春侠，周翠云，
申请(专利权)人：唐山开元特种焊接设备有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13