一种自平衡耦合焊接T型钢的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自平衡耦合焊接T型钢的装置及方法，包括工作台，所述的工作台上设置有电动滚筒、龙门和滚动夹具，所述的多个电动滚筒平行排列在工作台上，所述的龙门内通过滚轴设置有平板滚轮，所述的滚轴的两端固定在龙门两侧的定位槽内，在龙门顶的两端设置有焊枪，所述的多个滚动夹具间隔分布在工作台上。本发明专利技术装置在焊接工件的时，不仅能提高工件的精度，而且可以减小工件的残余应力和优化工件表面质量，同时改善工件焊缝组织。

A device and method of self balance coupling welding T-section steel

【技术实现步骤摘要】
一种自平衡耦合焊接T型钢的装置及方法
本专利技术属于钢梁制造
，具体涉及一种自平衡耦合焊接T型钢的装置及方法。
技术介绍
T型梁是截面为T形的长条钢材，是复杂断面的型钢钢材。T型梁主要用于建筑结构、幕墙工程、机械设备和车辆制造等领域。随着技术的不断发展，我国的钢产量每年都在上升，其中T型钢因具有良好的强度和抗弯性能而广泛应用于桥梁等建筑钢结构。近年来，我国桥梁坍塌事故有百余起，其中41％的原因即为钢梁的结构不合理、质量稳定性不足，可见T型钢的质量对结构安全具有至关重要的作用。相比轧制型钢而言，采用焊接的方法制造T型钢具有生产效率高、尺寸灵活等优势，但焊接热作用所导致的接头残余应力、焊接变形等问题却不容忽视，焊接质量优劣是决定T型钢结构安全性的重要因素。因此，急需开发高质量、低应力、低变形的T型梁焊接装备和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种自平衡耦合焊接T型钢的装置，在焊接工件的时，不仅能提高工件的精度，而且可以减小工件的残余应力和优化工件表面质量，同时改善工件焊缝组织。为了达到上述技术目的，本专利技术具体通过以下技术方案实现：一种自平衡耦合焊接T型钢的装置，包括工作台，所述的工作台上设置有电动滚筒、龙门和滚动夹具，所述的多个电动滚筒平行排列在工作台上，所述的龙门内通过滚轴设置有平板滚轮，所述的滚轴的两端固定在龙门两侧的定位槽内，在龙门顶的两端设置有焊枪，所述的多个滚动夹具间隔分布在工作台上。所述的滚轴可沿定位槽上下调节高度，滚轴通过定位螺栓固定在龙门上，所述的平板滚轮位于龙门横跨线的中心。所述的滚动夹具包括夹臂、复位转轴和夹持滚轮，所述的复位转轴固定在工作台横跨线的两端，在复位转轴上分别连接有夹臂，两个夹臂的端部设置有夹持滚轮。所述的工作台上横跨线的中心处设置有喷嘴，所述的喷嘴连接有水管。所述的工作台的末端设置有超声冲击装置，所述的超声冲击装置包括支座、机械臂、万能铰链、超声冲击头和超声发生器，所述的超声发生器设置在支座上，所述的机械臂与超声发生器连接，多个机械臂之间通过万能铰链连接，所述的超声冲击头连接在机械臂的末端。在本专利技术的另一方面，提供了一种利用自平衡原理制造T型钢的方法，包括以下步骤：1)采用点焊方法将上层板(6)、中间板(9)、下层板(7)定位，初步形成工字型钢结构，并置于工作台(1)的电动滚筒(5)上；2)沿定位槽(3)上下方向调节平板滚轮(4)，将工字型钢压紧，并采用滚动夹具(10)将中间板加紧；3)调整焊枪(8)的位置，对中间板(9)和下层板(7)之间进行对称焊接连接，并通过水管(12)、喷嘴(11)向焊接接头部位喷水冷却；4)当工字型钢移动至超声冲击头(17)上方时，启动超声发生器(13)对下层板表面进行超声冲击处理；5)中间板(9)和下层板(7)焊接完成后，将工字型钢翻转180°，继续对中间板(9)和上层板(6)进行焊接、冷却、超声冲击处理，待工字型钢完成成形后，沿中间板(9)的中间剖开，一分为二即成为所需的T型钢。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种自平衡耦合焊接T型钢的装置，可以通过焊后喷水激冷收缩，抵消焊接高温作用下焊缝及近缝区金属的压缩塑性变形，减小焊接接头残余应力，而且可以通过超声冲击对表面进行处理，进一步减小残余应力，形成有益的压缩塑性变形，细化晶粒尺寸，以此提高工件表面和内部组织的质量。采用对称施焊的方法，利用自平衡的原理，即使焊接残余应力不能完全消除，仍然可以使上层板-中间板接头与下层板-中间板接头残余应力相互抵消，从而保证切开后成形的T型钢保持形状和尺寸的稳定。附图说明图1是本专利技术装置的结构示意图；图中：1、工作台，2、龙门，3、定位槽，4、平板滚轮，5、电动滚筒，6、上层板，7、下层板，8、焊枪，9、中间板，10、滚动夹具，11，喷嘴，12、水管，13、超声发生器，14、支座，15、机械臂，16、万能铰链，17、超声冲击头。具体实施方式下面将结合本专利技术具体的实施例，对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供了一种T型钢的焊接装置，包括工作台1，工作台1采用高强钢制造，在工作时提供支撑作用。在工作台1上依次固定有三个电动滚筒5，用于待加工件的滑动。在第一个和第二个电动滚筒5之间固定有龙门2，龙门2顶部右侧的两端分别固定有焊枪8，在待加工件准备传动的同时，手动调好角度，左右对称，在待加工件传动的同时进行随焊，两边对称即保证待加工件承受较小的应力。龙门2内侧设置有定位槽3，定位槽3内通过定位螺栓固定有滚轴，滚轴的中心处设置有平板滚轮4，滚轴可在定位槽3内上下调节，用于调节平板滚轮4的位置。平板滚轮4和电动滚筒5共同用于限定待加工件的上层板6和下层板7，进而用来提高待加工件的高度精度。在第二个电动滚筒5和第三个电动滚筒5之后分别设置有滚动夹具10，滚动夹具10包括夹臂、复位转轴和夹持滚轮，两个复位转轴固定在工作台1横跨线的两端，在每个复位转轴上分别连接有夹臂，两个夹臂的末端固定有夹持滚轮，两个夹臂上的夹持滚轮在复位转轴的作用下紧密接触，用于固定待加工件的中间板9，限定待加工件的自由度，使其仅能沿轴线方向移动。在第一个滚动夹具10的正下方的工作台1上固定有喷嘴11，喷嘴11与水管12连接。在待加工件被焊后通过传动系统到达喷嘴11上方时，通过人工打开水枪的开关对被焊后的待加工件进行降温，使高温金属发生急冷收缩，以抵消焊缝及近缝区金属在焊接高温作用下产生的压缩塑性变形，降低残余应力。在工作台1的末端设置有超声冲击装置，超声冲击装置包括支座14、机械臂15、万能铰链16、超声冲击头17和超声发生器13，超声发生器13设置在支座14上，机械臂15与超声发生器13连接，两个机械臂15之间通过万能铰链16连接，超声冲击头17连接在机械臂15的末端。通过机械臂15和万能铰链16去调整角度与高度，调整超声冲击头17对准待加工件的下层板7，当待加工件在工作台1上加工完后经过超声冲击装置的上方时，通过超声冲击头17对待加工件的下层板7进行冲击，进一步减小残余应力，形成有益的压缩塑性变形，细化晶粒尺寸，以此提高工件表面和内部组织的质量。本专利技术装置在使用时，将待加工件置于电动滚筒5上，调节滚轴的高度，使得平板滚轮4压紧待加工件的上层板6，调节焊枪8的角度来对准焊接位置，随着待加工件的传动进行随焊，在通过龙门2后，在后续的自适应尺寸的滚动夹具10中，通过滚动夹具10上的夹持滚轮带动待加工件的传动并限制待加工件的自由度。在通过第一个滚动夹具10后，经过工作台1上的喷嘴11时，通过水管12末端喷嘴11喷出的水对待加工件进行降温，减小待加工件焊后残余应力，提高待加工件的性能。通过滚动夹具10和这道工序后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自平衡耦合焊接T型钢的装置，其特征在于，包括工作台(1)，所述的工作台(1)上设置有电动滚筒(5)、龙门(2)和滚动夹具(10)，所述的多个电动滚筒(5)平行排列在工作台(1)上，所述的龙门(2)内通过滚轴设置有平板滚轮(4)，所述的滚轴的两端固定在龙门(2)两侧的定位槽(3)内，在龙门(2)顶的两端设置有焊枪(8)，所述的多个滚动夹具(10)间隔分布在工作台(1)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种自平衡耦合焊接T型钢的装置，其特征在于，包括工作台(1)，所述的工作台(1)上设置有电动滚筒(5)、龙门(2)和滚动夹具(10)，所述的多个电动滚筒(5)平行排列在工作台(1)上，所述的龙门(2)内通过滚轴设置有平板滚轮(4)，所述的滚轴的两端固定在龙门(2)两侧的定位槽(3)内，在龙门(2)顶的两端设置有焊枪(8)，所述的多个滚动夹具(10)间隔分布在工作台(1)上。


2.根据权利要求1所述的一种自平衡耦合焊接T型钢的装置，其特征在于，所述的滚轴通过定位螺栓固定在龙门(2)上，所述的平板滚轮(4)位于龙门(2)横跨线的中心。


3.根据权利要求1所述的一种自平衡耦合焊接T型钢的装置，其特征在于，所述的滚动夹具(10)包括夹臂、复位转轴和夹持滚轮，所述的复位转轴固定在工作台(1)横跨线的两端，在复位转轴上分别连接有夹臂，两个夹臂的端部设置有夹持滚轮。


4.根据权利要求1所述的一种自平衡耦合焊接T型钢的装置，其特征在于，所述的工作台(1)上横跨线的中心处设置有喷嘴(11)，所述的喷嘴(11)连接有水管(12)。


5.根据权利要求1所述的一种自平衡耦合焊接T型钢的装置，其特征在于，所述的工作台(1)的末...

【专利技术属性】
技术研发人员：张体明，许明方，陈玉华，谢吉林，钱帅豪，谢雨田，高峰，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36