利用剪切连接的钢板拼接设备制造技术

一种钢板拼接设备，包括： 一个将在先材料和在后材料加热到预定温度的钢板加热装置，其中在先材料是当前正要进行浸酸或浸酸冷轧的钢板，在后材料是下一步将要进行浸酸或浸酸冷轧的钢板；以及 一个用模具和夹钳夹住在先材料的尾端部分和在后材料的头端部分的交迭处，并以如下方式通过打孔机剪切在先材料的尾端部分和在后材料的头端部分的剪切－连接装置，即，剪切后新形成的尾端部分和头端部分的表面相接触以连接在后材料的头端部分和在先材料的尾端部分。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用剪切连接技术的钢板拼接设备，尤其涉及一种适合于连接已经过热轧、将要被浸酸或浸酸冷轧处理的钢板的钢板拼接设备。
技术介绍
通常，如图16A和16B所示，当前正要进行浸酸或浸酸冷轧的钢板1(下文中称之为在先材料)和下一步将要被浸酸或浸酸冷轧的钢板2(下文中称之为在后材料)通过如电弧对接处理或激光处理被连接在一起。在先材料1逐一通过剪床10、一个夹紧装置11、一个如激光焊机或电弧对接机的连接装置12和又一个夹紧装置11，经过开槽处理1001和连接处理1002，然后被送入打环装置1003和浸酸装置1004。在先材料1和在后材料2被相应的夹紧装置11夹住，在后材料2通过连接装置12被激光焊接或电弧对焊在在先材料1上。顺便提一下，钢板必须以预定速度连续传送，这是因为，如果钢板正在浸酸池时停止传送，其表面性质会因过渡浸酸而被损坏。由于传统的连接方法连接时间长、且需要安装一个大的打环装置(缓冲钢板装置)，所以产生了一个使整个装置尺寸变大的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决上述在传统钢板拼接设备中存在的问题，并提供一种可以简化打环装置的钢板拼接设备。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种包括一个钢板加热装置和一个剪切-连接装置的钢板拼接设备，其中钢板加热装置用于将在先材料和在后材料加热到一个预定温度，在先材料是当前正要进行浸酸或浸酸冷轧的钢板，在后材料是下一步将要进行浸酸或浸酸冷轧的钢板；在所述剪切-连接装置中，借助模具和夹钳夹住在先材料尾部和在后材料头部相互重叠形成的交迭处，再用打孔机以这样的方式对在先材料的尾部和在后材料的头部进行剪切，即，剪切后新形成的尾部表面和头部表面相互接触，从而将在后材料的头端部分连接到在先材料的尾端部分上。因此，与如电弧对接处理和激光处理这样的传统连接技术相比，被连接的表面所需精确率低，连接时间很短，从而使整个连接过程所用时间大大缩短，同时打环装置也被大大简化。钢板加热装置可以包括一个通过感应加热方式加热在后材料的设备和一个用加热钳夹住在先材料和在后材料的设备，以便通过接触式热传导的方式把热量从加热钳传送到在先材料和在后材料，其中加热钳通过感应加热先被预热。这样，在先材料和在后材料就被可靠加热。可替换地，钢板加热装置包括一个通过感应加热方式加热在后材料的设备和一个通过感应加热方式加热在先材料和在后材料交迭部分的设备。在这种情况下在先材料和在后材料同样被可靠加热。可替换地，钢板加热装置可包括一个通过感应加热方式加热在先材料和在后材料交迭部分的设备。在这种情况下在先材料和在后材料同样被可靠加热。优选地，剪切-连接装置最好在钢板温度等于或高于350℃和间隙比例c/t等于或小于5％的条件下进行连接，间隙比例c/t是由等式c/t＝D/(t1+t2)×100表示的打孔机和模具之间的间隙，其中D代表打孔机和模具之间的距离，t1、t2代表在在先材料和在后材料的交迭处量得的它们各自相应的厚度。这样，就完成了接缝强度大于基体材料强度的良好连接。剪切-连接装置可以以接缝表面沿线性或非线性的方式进行连接操作。这两种情况下新形成的表面都能可靠连接在一起。剪切-连接装置还可以以下述方式进行连接操作打孔机将朝着自己的钢板面压下以便连接到沿钢板宽度方向任意位置的另一块钢板上。此外，剪切-连接装置还可以由打孔机形成一个圆柱形接缝表面来进行连接操作。附图说明图1A和图1B是本专利技术实施例一所述的钢板拼接设备的全视图，其中图1A表示连接过程中的一种状态，图1B表示连接后的一种状态；图2是实施例一所述的一种剪切-连接装置的说明性视图(连接前看)；图3是实施例一所述的一种剪切-连接装置的说明性视图(连接后看)；图4是实施例一所述的一个接缝表面的说明性视图；图5A和图5B是本专利技术实施例二所述的钢板拼接设备的全视图，其中图5A表示连接过程中的一种状态，图5B表示连接后的一种状态；图6是实施例二所述的一种剪切-连接装置的说明性视图(连接前看)；图7是实施例二所述的一种剪切-连接装置的说明性视图(连接后看)；图8是实施例二所述的一个接缝表面的说明性视图；图9A和图9B是本专利技术实施例三所述的钢板拼接设备的全视图，其中图9A表示连接过程中的一种状态，图9B表示连接后的一种状态；图10是实施例三所述的一种剪切-连接装置的说明性视图(连接后看)；图11A和图11B是实施例三所述的一个接缝表面的说明性视图；图12A和图12B是实施例一所述的剪切操作的说明性视图；图13是接缝强度和连接温度(钢板温度)之间的关系曲线图；图14是接缝强度和间隙比例之间的关系曲线图；图15A和图15B是传统拼接方法和本专利技术所述拼接方法的示意图；以及图16A和图16B是传统钢板拼接设备的全视图，其中图16A表示连接过程中的一种状态，图16B表示连接后的一种状态。具体实施例方式下面结合附图详细描述本专利技术的实施例。实施例一图1A、1B、2、3和图4表示本专利技术实施例一所述的钢板拼接设备。如图1A和图1B所示，本实施例所述的钢板拼接设备包括一个钢板加热装置100和一个剪切-连接装置200。在传统设备中，通过剪切-连接装置200的钢板1经过开槽处理和连接处理，再被送入打环装置和浸酸装置中。在图2和图3中，在先材料位于在后材料之上。但是在先材料和在后材料的位置关系并不局限于此，也就是说在后材料也可以位于在先材料之上。图2到图4表示沿钢板厚度方向截取的横截面看(在X-Z平面上看)到的在连接过程中和连接后在先材料和在后材料的状态。在图1A和图1B中，夹紧装置、打孔机和打孔机底座部件是可垂直移动的，模具是固定的。但模具并非必须要固定，也可以在一定条件下垂直移动。钢板加热装置100包括一个在后材料加热装置31、一个在后材料加热装置32和一个在先/在后材料加热装置4，其适用于把钢板1和2加热到某一预定温度。在此，“加热到某一预定温度”是指例如一块室温(约30℃)钢板可以被加热到1000℃或者更高。在后材料加热装置31适用于通过感应加热加热一个当前正要进行浸酸或浸酸冷轧的钢板(下文指在先材料)1的头部。在后材料加热装置32适用于通过感应加热加热一个下一步将要进行浸酸或浸酸冷轧的钢板(下文指在后材料)2的头部。加热在先材料1的方法并不局限于图1A和图1B中所示的感应加热。在先材料1可以利用一个火炉或从一个热源体上通过接触式热传导进行直接或辐射加热。这同样适用于对在后材料2的加热。在后材料2被加热之后，在先材料1的尾端部分和在后材料2的头端部分相互重叠。加热装置4将在先材料1和在后材料2的交迭部分夹紧并通过接触式热传导加热交迭部分。加热装置4是一个加热钳(一个高温部件)，通过感应加热被预热到某一预定温度。加热装置4并非必须要进行接触式热传导，还可以用感应加热或用例如火炉等热源加热。在后材料2可以在本过程中一起被加热，而不用再进行单独加热。剪切-连接装置200包括一个固定模具6、一个相对模具6可以垂直移动的夹钳5、一个可垂直移动的打孔机7和一个打孔机底座部件8。如图2所示，在先材料1和在后材料2的交迭部分在模具6和夹钳5之间通过夹钳5向模具6的移动被夹紧，打孔机7压向打孔机底座部件8完成打孔。结果，在两块钢板的交迭处，打孔机7使一个钢板产生断裂面以和另一个钢板的断裂面相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：川水努，桥本律男，平井悦郎，桥本正一，林宽治，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，三菱日立制铁机械株式会社，
类型：发明
国别省市：