一种钢管柱垂直对接自动焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种钢管柱垂直对接自动焊接方法，上钢管柱的第二焊接面和下钢管柱的第一焊接面构成环缝，上钢管柱上安装导轨，该方法包括如下步骤：底层焊接：焊枪以初始基准点为起点，沿导轨前进在环缝中上下摆动以焊丝完成底层焊接；其中，在沿导轨前进时，焊枪通过距离自动补偿系统使其与下钢管柱之间的距离保持一致；第二层焊接：第二基准点比初始基准点低，焊枪以第二基准点为起点，沿导轨前进在环缝中上下摆动以焊丝完成第二层第一道焊接和第二层第二道焊接。与现有技术相比，本发明专利技术通过在焊接底层时进行水平距离补偿，在焊接第二层进行高度补偿，确保了焊接质量。在焊接第二层略掉了水平距离补偿步骤，提高了焊接效率。提高了焊接效率。提高了焊接效率。

An automatic welding method for vertical butt joint of steel pipe column

【技术实现步骤摘要】
一种钢管柱垂直对接自动焊接方法


[0001]本专利技术涉及建筑施工领域，尤其是涉及一种钢管柱垂直对接自动焊接方法。

技术介绍

[0002]大直径钢管的长度比较长，不方便运输，一般会在工厂分段制造，然后再在现场自下而上分段进行焊接安装，通常的施工方法是先安装好第一段钢管，然后再利用起吊设施将第二段钢管放置在第一段钢管上方，第一段钢管与第二段钢管在对接位置区域有突出圆柱面一定高度的辅助焊接定位的定位板及其定位连接板，其对自动焊接形成了越障难度。现有技术中，利用多台普通电焊机、多名焊接工人人工焊条电弧焊进行环缝焊接，这种传统的焊接方法在资源投入、质量控制、作业环境、生产效率、工程成本等方面存在以下不足：（1）对焊工操作技术要求高，焊接质量控制难度大，人工焊接效率低，工程成本也相对较高；（2）工人对作业环境的依赖性大，焊接的钢管越往上，工人的作业环境和劳动条件会相对变差，效率也会更慢。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种钢管柱垂直对接自动焊接方法，通过对环缝进行底层焊接和第二层焊接，实现两段钢管柱的自动焊接，通过在焊接底层时进行水平距离补偿，在焊接第二层进行高度补偿，确保了焊接质量。在焊接第二层省略掉了水平距离补偿步骤，进一步提高了焊接效率。
[0004]本专利技术提供一种钢管柱垂直对接自动焊接方法，下钢管柱的顶端设有第一焊接面，上钢管柱的底部设有第二焊接面，所述第一焊接面为平面，所述第二焊接面形成有斜面，所述上钢管柱的第二焊接面和下钢管柱的第一焊接面构成一个环缝，所述上钢管柱上安装有圆形的导轨，所述钢管柱垂直对接自动焊接方法包括如下步骤：底层焊接：设定初始基准点，焊枪倾斜着伸入环缝中，所述焊枪与下钢管柱的第一焊接面之间的夹角为锐角，焊枪以初始基准点为起点，在沿导轨前进的同时，在环缝中上下摆动以焊丝完成底层焊接；其中，在沿导轨前进时，所述焊枪通过距离自动补偿系统使其与下钢管柱之间的距离保持一致；第二层焊接：以初始基准点为起点向外移动到达a点后设为第二基准点，所述第二基准点比初始基准点低，所述焊枪以第二基准点为起点，在沿导轨前进的同时，在环缝中上下摆动以焊丝完成第二层第一道焊接；所述焊枪以第二基准点为起点向上移动距离c，然后沿导轨前进的同时，在环缝中上下摆动以焊丝完成第二层第二道焊接。
[0005]优选的，还包括第三层焊接：以第二基准点为起点向外移动到达b点后设为第三基准点，所述第三基准点比第二基准点低，所述焊枪以第三基准点为起点，在沿导轨前进的同时，在环缝中上下摆动以焊丝完成第三层第一道焊接；所述焊枪以第三基准点为起点向上移动距离c，然后沿导轨前进的同时，在环缝中上下摆动以焊丝完成第三层第二道焊接；所
述焊枪以第三基准点为起点向上移动2个距离c，然后沿导轨前进的同时，在环缝中上下摆动以焊丝完成第三层第三道焊接。
[0006]优选的，所述以初始基准点为起点向外移动到达a点包括如下步骤：以初始基准点为起点沿平行于下钢管柱的第一焊接面的方向向外平移距离x后，再沿垂直于下钢管柱的第一焊接面的方向向下平移距离z1后到达a点。
[0007]优选的，所述以第二基准点为起点向外移动到达b点包括如下步骤：以第二基准点为起点沿平行于下钢管柱的第一焊接面的方向向外平移距离x后，再沿垂直于下钢管柱的第一焊接面的方向向下平移距离z2后到达a点。
[0008]优选的，所述距离自动补偿系统包括水平移动机构和激光传感器，所述激光传感器测得其与下钢管柱表面的初始距离为m1，所述焊枪沿导轨前进时，所述激光传感器测得其与下钢管柱表面之间的实时距离为m2，所述水平移动机构根据m2和m1的差值带动焊枪进行水平移动补偿，使得激光传感器与下钢管柱表面的距离始终为m1。
[0009]优选的，在水平方向的投影上，所述焊枪与上钢管柱之间的夹角为锐角。
[0010]优选的，所述上钢管柱位于焊枪前方且焊枪的枪头位于枪尾右侧时，所述焊枪按顺时针方向沿导轨前进。
[0011]优选的，所述焊枪连接有上下摆动机构，所述上下摆动机构驱动焊枪上下摆动。
[0012]优选的，所述水平移动机构连接有高度移动机构，所述上下摆动机构与水平移动机构相连接，所述高度移动机构驱动焊枪沿上钢管柱的高度方向移动。
[0013]优选的，所述高度移动机构连接有行走机构，所述行走机构驱动焊枪沿导轨移动。
[0014]优选的，所述导轨由至少两个弧段轨道拼接而成，所述导轨与上钢管柱之间通过电磁铁固定。
[0015]优选的，所述上下摆动机构和水平移动机构之间连接有水平手动移动机构和高度手动移动机构，所述焊枪在初始焊接前可通过水平手动移动机构和高度手动移动机构进行位置微调。
[0016]与现有技术相比，本专利技术通过对环缝进行底层焊接和第二层焊接，实现两段钢管柱的自动焊接，减少了人工参与，降低了作业环境对焊接的影响，提高了焊接效率，通过在焊接底层时进行水平距离补偿，在焊接第二层进行高度补偿，确保了焊接质量。在焊接第二层省略掉了水平距离补偿步骤，进一步提高了焊接效率。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的俯视图；图3为本专利技术的环缝的结构示意图；图4为图3中A处结构的放大示意图；图5为本专利技术的焊枪在环缝中工作时的结构示意图；
图6为本专利技术的第二层焊接时与第一焊接面焊接不充分的结构示意图；图7为本专利技术的环缝的焊接层次结构示意图；图8为本专利技术的上钢管柱和焊枪的俯视图；图9为本专利技术的下钢管柱和导轨的结构示意图；图10为本专利技术的三个基准点的结构示意图；图11为现有技术的环缝的结构示意图。
[0019]附图标记：1.下钢管柱，11.第一焊接面，2.上钢管柱，21.第二焊接面，3.导轨，4.焊枪，5.焊丝，6.水平移动机构，7.激光传感器，8.上下摆动机构，9.高度移动机构，100.环缝，200.底层，300.第二层，400.第三层，500.行走机构，600.初始基准点。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]参照附图3
‑
4，本实施例提供了一种钢管柱垂直对接自动焊接方法，下钢管柱1和上钢管柱2的外轮廓均呈圆柱状，下钢管柱1的顶端设有第一焊接面11，上钢管柱2的底部设有第二焊接面21，第一焊接面11为平面，第二焊接面21形成有斜面，具体的，第一焊接面11与下钢管柱1的轴线垂直，上钢管柱2的第二焊接面21和下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢管柱垂直对接自动焊接方法，其特征在于，下钢管柱的顶端设有第一焊接面，上钢管柱的底部设有第二焊接面，所述第一焊接面为平面，所述第二焊接面形成有斜面，所述上钢管柱的第二焊接面和下钢管柱的第一焊接面构成一个环缝，所述上钢管柱上安装有圆形的导轨，所述钢管柱垂直对接自动焊接方法包括如下步骤：底层焊接：设定初始基准点，焊枪倾斜着伸入环缝中，所述焊枪与下钢管柱的第一焊接面之间的夹角为锐角，焊枪以初始基准点为起点，在沿导轨前进的同时，在环缝中上下摆动以焊丝完成底层焊接；其中，在沿导轨前进时，所述焊枪通过距离自动补偿系统使其与下钢管柱之间的距离保持一致；第二层焊接：以初始基准点为起点向外移动到达a点后设为第二基准点，所述第二基准点比初始基准点低，所述焊枪以第二基准点为起点，在沿导轨前进的同时，在环缝中上下摆动以焊丝完成第二层第一道焊接；所述焊枪以第二基准点为起点向上移动距离c，然后沿导轨前进的同时，在环缝中上下摆动以焊丝完成第二层第二道焊接。2.根据权利要求1所述的钢管柱垂直对接自动焊接方法，其特征在于，还包括第三层焊接：以第二基准点为起点向外移动到达b点后设为第三基准点，所述第三基准点比第二基准点低，所述焊枪以第三基准点为起点，在沿导轨前进的同时，在环缝中上下摆动以焊丝完成第三层第一道焊接；所述焊枪以第三基准点为起点向上移动距离c，然后沿导轨前进的同时，在环缝中上下摆动以焊丝完成第三层第二道焊接；所述焊枪以第三基准点为起点向上移动2个距离c，然后沿导轨前进的同时，在环缝中上下摆动以焊丝完成第三层第三道焊接。3.根据权利要求2所述的钢管柱垂直对接自动焊接方法，其特征在于，所述以初始基准点为起点向外移动到达a点包括如下步骤：以初始基准点为起点沿平行于第一焊接面的方向向外平移距离x后，再沿垂直于第一焊接面的方向向下平移距离z1后到达a点。4.根据权利要求3所述的钢管柱垂直对接自动焊接方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周帅，杨坚，何昌杰，谭学军，龚正军，李水生，姜超，吴高明，李凯，方聪，于鹏，李璋，
申请(专利权)人：中国建筑第五工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：