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专利名称：一种T型钢结构埋弧自动焊加工装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410784463.5

专利申请（专利权）人：湖南省富生钢结构有限公司
权利人地址：湖南省衡阳市祁东县归阳工业园集聚区

专利发明（设计）人：胡文涛

专利摘要：本发明公开了一种T型钢结构埋弧自动焊加工装置，包括钢板拼装的组装组件和安装有焊枪的焊接座，所述焊接座位于组装组件的上方，焊接座设置用于提供焊剂的给粉嘴和用于吸取焊剂的吸嘴，焊接座还设置用于插入焊剂层内部的冷却管板，位于所述冷却管板上方的焊剂形成上覆盖层，位于所述冷却管板下方的焊剂形成下覆盖层，所述吸嘴包括第一吸嘴和第二吸嘴，所述第一吸嘴用于吸取上覆盖层的焊剂，第二吸嘴用于吸取下覆盖层的焊剂，本埋弧自动焊加工装置用于T型钢结构的焊接加工，焊接座的冷却管板可插入焊剂层内部，冷却管板带走焊接熔池以及焊剂层内部的烟气和水分，减少埋弧焊覆盖于熔池上方不透气导致的气孔等影响。

主权利要求：
1.一种T型钢结构埋弧自动焊加工装置，包括钢板拼装的组装组件（4）和安装有焊枪（6）的焊接座（5），所述焊接座（5）位于组装组件（4）的上方，所述焊接座（5）与机架至少在钢板延伸方向与机架滑动连接，所述焊接座（5）设置用于提供焊剂的给粉嘴（51）和用于吸取焊剂的吸嘴，所述给粉嘴（51）位于焊枪（6）的前方，所述吸嘴位于焊枪（6）的后方，其特征在于，所述焊接座（5）还设置用于插入焊剂层（14）内部的冷却管板（54），位于所述冷却管板（54）上方的焊剂形成上覆盖层（141），位于所述冷却管板（54）下方的焊剂形成下覆盖层（142）；
所述吸嘴包括第一吸嘴（52）和第二吸嘴（53），所述第一吸嘴（52）位于第二吸嘴（53）的前方，所述第一吸嘴（52）用于吸取上覆盖层（141）的焊剂，第二吸嘴（53）用于吸取下覆盖层（142）的焊剂；
所述第一吸嘴（52）连通用于存储焊剂的料箱（55），所述第二吸嘴（53）经过处理箱（57）后连通混合箱（56），所述混合箱（56）连通料箱（55）和给料嘴（51）；
所述冷却管板（54）为横置的U型管，所述冷却管板（54）包括位于下部的冷却扁管（541）和位于上部的排气扁管（542），所述冷却扁管（541）与排气扁管（542）于冷却管板（54）的头部形成U型连通；
所述冷却扁管（541）与下覆盖层（142）的接触面设置隔离网（543）；
所述冷却管板（54）的头部设置延伸网罩（545），所述延伸网罩（545）的内部设置弧形的导流板（544），所述导流板（544）从冷却扁管（541）延伸至排气扁管（542），导流板（544）的一侧连通延伸网罩（545），导流板（544）的另一侧连通冷却扁管（541）和排气扁管（542）的内部。
2.根据权利要求1所述的T型钢结构埋弧自动焊加工装置，其特征在于，所述冷却扁管（541）连通进气管（17），所述进气管（17）连接气体冷却器的出气端，所述排气扁管（542）连通排气管（16），所述排气管（16）连接气体冷却器的进气端。
3.根据权利要求1所述的T型钢结构埋弧自动焊加工装置，其特征在于，所述组装组件（4）安装于翻转台（10），所述翻转台（10）的一端与机架旋转连接，翻转台（10）的另一端与翻转缸（7）的工作端铰接，所述翻转缸（7）的轴线水平设置且在竖直方向与机架滑动连接。
4.根据权利要求3所述的T型钢结构埋弧自动焊加工装置，其特征在于，所述组装组件（4）包括用于夹持横板（8）的横板夹具（41）、用于夹持竖板（9）的竖板夹具（42）和校准块（43），所述校准块（43）设置具有90°夹角的两个平面，其中一个所述平面用于与横板（8）相贴，另一个所述平面用于与竖板（9）相贴。 说明书 : 一种T型钢结构埋弧自动焊加工装置技术领域[0001] 本发明涉及钢结构加工技术领域，尤其涉及一种T型钢结构埋弧自动焊加工装置。背景技术[0002] 埋弧自动焊是一种高效的机械化焊接方法，其特点是利用电弧在一层颗粒状的焊剂层下燃烧，该焊剂层能够有效隔离空气并保护焊接区域，防止氧化和氮化。埋弧自动焊时结构钢加工中常用的加工方式，比如T型钢、H型钢的拼接焊接加工。[0003] 在埋弧焊过程中，由于熔池被焊剂完全覆盖，直接排气相对困难，母材表面、焊丝或焊剂本身可能会含有水分或其他可分解成气体的杂质，这些气体在高温下会溶解于液态金属中，冷却时若不能及时排出，就会形成气孔等缺陷。不仅如此，埋弧焊过程中也具有散热不及时的问题，将导致热量集中的热变形。发明内容[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术中埋弧自动焊加工中焊剂覆盖熔池导致排气不畅的问题，而提出的一种T型钢结构埋弧自动焊加工装置，在焊剂内部设置排气件，在保持焊剂隔离空气的基础上加强焊剂的排气，减少由于排气不畅导致的焊接缺陷。[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：[0006] 一种T型钢结构埋弧自动焊加工装置，包括钢板拼装的组装组件和安装有焊枪的焊接座，焊接座位于组装组件的上方，焊接座与机架至少在钢板延伸方向与机架滑动连接，焊接座设置用于提供焊剂的给粉嘴和用于吸取焊剂的吸嘴，给粉嘴位于焊枪的前方，吸嘴位于焊枪的后方，焊接座还设置用于插入焊剂层内部的冷却管板，位于冷却管板上方的焊剂形成上覆盖层，位于冷却管板下方的焊剂形成下覆盖层。吸嘴包括第一吸嘴和第二吸嘴，第一吸嘴位于第二吸嘴的前方，第一吸嘴用于吸取上覆盖层的焊剂，第二吸嘴用于吸取下覆盖层的焊剂。第一吸嘴连通用于存储焊剂的料箱，第二吸嘴经过处理箱后连通混合箱，混合箱连通料箱和给料嘴。[0007] 优选的，冷却管板为横置的U型管，冷却管板包括位于下部的冷却扁管和位于上部的排气扁管，冷却扁管与排气扁管于冷却管板的头部形成U型连通。冷却扁管与下覆盖层的接触面设置隔离网。冷却管板的头部设置延伸网罩，延伸网罩的内部设置弧形的导流板，导流板从冷却扁管延伸至排气扁管，导流板的一侧连通延伸网罩，导流板的另一侧连通冷却扁管和排气扁管的内部。[0008] 优选的，冷却扁管连通进气管，进气管连通气体冷却器的出气端，排气扁管连通排气管，排气管连通气体冷却器的进气端。[0009] 本发明的有益效果是：[0010] 1、本埋弧自动焊加工装置用于T型钢结构的焊接加工。焊接座上设置冷却管板，冷却管板可插入焊剂层内部，冷却管板带走焊接熔池以及焊剂层内部的烟气和水分，减少埋弧焊覆盖于熔池上方不透气导致的气孔等影响；由于冷却管板的存在，可适当加大覆盖层的厚度，更好得隔离外部空气对焊接的影响。[0011] 2、本T型钢结构埋弧自动焊加工装置冷却管板的冷却扁管将焊剂层分为上覆盖层和下覆盖层，通过吸嘴对上覆盖层进行直接回收，对下覆盖层处理后回收，提升焊剂的利用效能，同时冷却管板对上覆盖层进行加热，得到高温的焊剂，可对覆盖的坡口处钢板进行预热，减少焊接热变形。[0012] 3、本T型钢结构埋弧自动焊加工装置冷却管板的冷却扁管可对下覆盖层、下覆盖层下方的熔渣以及焊缝进行冷却，减少焊接热变形。[0013] 综上，本T型钢结构埋弧自动焊加工装置焊接座的冷却管板插入焊剂层内部，可带走焊接熔池以及焊剂层内部的烟气和水分，减少埋弧焊覆盖于熔池上方不透气导致的气孔等影响。不仅如此，冷却管板可对下覆盖层和焊缝进行冷却，减少焊接热变形，同时可对上覆盖层进行加热，得到高温的焊剂用于钢板预热，功能实用。附图说明[0014] 图1为本埋弧自动焊加工装置安装时的结构示意图；[0015] 图2为本埋弧自动焊加工装置加工时的结构示意图；[0016] 图3为本埋弧自动焊加工装置焊接台处的结构示意图；[0017] 图4为本埋弧自动焊加工装置焊接台A处的结构示意图；[0018] 图5为本埋弧自动焊加工装置熔池延伸方向的结构示意图；[0019] 图6为本埋弧自动焊加工装置熔池截面的结构示意图；[0020] 图7为本埋弧自动焊加工装置焊剂传送的结构示意图；[0021] 图8为本埋弧自动焊加工装置冷却管板的结构示意图。[0022] 图中：1、底座；2、横梁；3、支撑杆；4、组装组件；5、焊接台；6、焊枪；7、翻转缸；8、横板；9、竖板；10、翻转台；11、滑杆；12、调整缸；13、伺服件；14、焊剂层；15、支架；16、排气管；17、进气管；[0023] 41、横板夹具；42、竖板夹具；43、校准块；61、熔池；62、焊缝；71、滑块；141、上覆盖层；142、下覆盖层；143、熔渣；[0024] 51、给粉嘴；52、第一吸嘴；53、第二吸嘴；54、冷却管板；55、粉箱；56、混合箱；57、处理箱；541、冷却扁管；542、排气扁管；543、隔离网；544、导流板；545、延伸网罩。具体实施方式[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，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。[0026] 参照图1和图2，一种T型钢结构埋弧自动焊加工装置，机架包括固定连接的底座1和横梁2，横梁2通过支撑杆3支撑位于底座1的上方。底座1上安装翻转台10，翻转台10上设置用于钢板拼装的组装组件4。[0027] 上述组装组件4包括用于夹持横板8的横板夹具41、用于夹持竖板9的竖板夹具42和校准块43，横板夹具41和竖板夹具42配合横板8和竖板9搭接且形成90°的夹角。校准块43设置具有90°夹角的两个平面，在焊接过程中，保持校准块43一个平面用于与横板8相贴，另一个平面用于与竖板9相贴，用于横板8和竖板9之间的角度校准。[0028] 上述翻转台10的一端与机架旋转连接，翻转台10的另一端与翻转缸7的工作端铰接，翻转缸7的轴线水平设置，底座1上设置竖直方向的滑杆11，滑杆11上套接相匹配的滑块71，翻转缸7安装于滑块71上。底座1设置驱动滑块71升降的驱动件，滑块71带动翻转缸7且在竖直方向滑动，翻转缸7拉动翻转台10的一端实现翻转台10的旋转，用于保持T型拼接的横板8和竖板9之间坡口的朝上，便于埋弧焊的进行。[0029] 横梁2上设置焊接座5、活动块和驱动活动块在水平面内活动的伺服件13，焊接座5通过调整缸12连接活动块。焊接座5安装有焊枪6，焊接座5位于组装组件4的上方，焊枪6对组装组件4上钢板之间的焊接。参考图3和图5，焊接座5设置用于提供焊剂的给粉嘴51和用于吸取焊剂的吸嘴，给粉嘴51位于焊枪6的前方，吸嘴位于焊枪6的后方。给粉嘴51在焊枪6之前的坡口处提供焊剂，形成焊剂层14，用于覆盖焊接熔池。[0030] 焊接座5与机架至少在钢板延伸方向与机架滑动连接，用于连续焊接，本实施例中通过伺服件13实现焊接座5的移动。[0031] 参考图4和图6，焊接座5设置用于插入焊剂层14内部的冷却管板54，冷却管板54上方的焊剂形成上覆盖层141，位于冷却管板54下方的焊剂形成下覆盖层142，下覆盖层142直接与熔池61和焊缝62接触。[0032] 参考图7，冷却管板54为横置的U型管，冷却管板54包括位于下部的冷却扁管541和位于上部的排气扁管542，冷却扁管541与排气扁管542于冷却管板54的头部形成U型连通。冷却扁管541连通进气管17，进气管17连通气体冷却设备的出气端，排气扁管542连通排气管16，排气管16连接烟气过滤器，排气管16设置排气驱动件，用于气体排出进入烟气过滤器，烟气过滤器的出气端连通气体冷却器的进气端和蓄气箱。蓄气箱内部装有惰性气体，惰性气体通过气体冷却器冷却后进入冷却扁管541，对下覆盖层142、下覆盖层142下方的熔渣143以及焊缝62进行冷却，然后气体从冷却管板54的头部进入排气扁管542排出。[0033] 冷却扁管541与下覆盖层142的接触面设置隔离网543，隔离网543为开设有气体流通孔的板体，即冷却扁管541的内部通过隔离网543的气体流通孔与下覆盖层142连通，由于冷却扁管541内部具有流通的惰性气体，冷却扁管541内部形成负压，下覆盖层142内部的气体和水汽具有进入冷却扁管541的趋势，即下覆盖层142的气体和水汽可通过冷却扁管541排出，烟气过滤器可对气体和水汽进行处理，减少埋弧焊因透气性不足产生气孔等缺陷的情况。[0034] 参考图7，冷却管板54的头部设置延伸网罩545，延伸网罩545的内部设置弧形的导流板544，导流板544从冷却扁管541延伸至排气扁管542，导流板544上设置透气孔，导流板544的一侧连通延伸网罩545，导流板544的另一侧连通冷却扁管541和排气扁管542的内部。延伸网罩545可伸出熔池61的上方，冷却扁管541的惰性气体经过导流板544时，导流板544对气体进行阻隔，避免惰性气体直接进入熔池61，避免气体冲击对焊液凝固成型的影响，同时导流板544可辅助将惰性气体导入排气扁管542，导流板544一侧的气流可使延伸网罩545内部的气体具有进入导流板544气体流通侧的趋势，熔池61上方的气体和水汽可进入冷却管板54的头部，被排气扁管542带走，减少焊液凝固时气孔的产生。[0035] 值得说明的是，本实施例中惰性气体经过冷却扁管541后被加热，其到达导流板544时具有一定温度，不影响焊液正常凝固产生，同时可带走焊接的一部分高温，减少埋弧焊高温对焊接的影响。[0036] 参考图3、图5和图8，本T型钢结构埋弧自动焊加工装置的吸嘴包括第一吸嘴52和第二吸嘴53，第一吸嘴52位于第二吸嘴53的前方，同时第一吸嘴52还位于冷却管板54的上方，第二吸嘴53位于冷却管板54的后方。在焊接座5移动过程中，第一吸嘴52用于吸取上覆盖层141的焊剂，第二吸嘴53用于吸取下覆盖层142的焊剂，用于对上覆盖层141和下覆盖层142焊接的回收。[0037] 由于上覆盖层141不与熔池61和焊缝62直接接触，上覆盖层141的焊剂直接回收。下覆盖层142与熔池61和焊缝62直接接触，且下覆盖层142的焊接与焊缝61之间会形成熔渣143，下覆盖层142的焊剂如果重复利用需要进行筛选和干燥处理。本实施例中，第一吸嘴52连通用于存储焊剂的料箱55，上覆盖层141的焊剂可直接进入料箱55被再次利用，料箱55的出料端连通混合箱56，混合箱56的出料端连通给料嘴51。第二吸嘴53通过处理箱57后连通混合箱56，处理箱57对下覆盖层142的焊剂进行筛分和干燥处理，符合再次使用标准的焊剂颗粒可进入混合箱56与其他焊剂混合再次被利用。[0038] 本实施例中，排气扁管542内部热气体可对上覆盖层142的焊剂进行加热处理，使得进入料箱55的焊剂温度提高，高温的焊剂在覆盖待焊接坡口时，可对坡口处钢板进行预热，减少焊接热应力和变形。[0039] 本实施例中T型钢结构埋弧自动焊加工装置的加工过程为：[0040] 步骤一：将横板8安装于横板夹具41上，竖板9安装于竖板夹具42上，横板8和竖板9搭接形成90°夹角，校准块43对横板8和竖板9的角度校准；[0041] 步骤二：翻转缸7拉动翻转台10旋转，实现T型拼接的横板8和竖板9之间坡口朝上，焊接座5通过伺服件13移动至焊接起始位置；[0042] 步骤三：料箱55的焊剂从混合箱56进入给料嘴51，参考图3，给料嘴51在即将焊接的坡口处覆盖焊剂，形成焊剂层14，焊接座5通过伺服件13沿着焊接路线移动，焊枪经过焊剂层14，在焊剂层14底部进行焊接，同时冷却管板54也进入焊剂层14；[0043] 在焊接过程中，熔池61上方的气体和水汽可进入冷却管板54的头部，被排气扁管542带走，减少焊液凝固时气孔的产生，同时熔池61的热量对冷却管板54内部的气体进行加热；[0044] 步骤四：熔池61后方的焊液凝固形成焊缝62，蓄气箱内部装有惰性气体，惰性气体通过气体冷却器冷却后进入冷却扁管541，对下覆盖层142、下覆盖层142下方的熔渣143以及焊缝62进行冷却，然后气体从冷却管板54的头部进入排气扁管542排出；冷却扁管541内部的气流产生负压，下覆盖层142内部的气体和水汽进入冷却扁管541排出，烟气过滤器可对气体和水汽进行处理，减少埋弧焊因透气性不足产生气孔等缺陷的情况，同时排气扁管542内部形成热气，热气对上覆盖层142的焊剂进行加热处理；[0045] 步骤五：焊剂层14经过第一吸嘴51，第一吸嘴51吸取上覆盖层141的焊剂，上覆盖层141的焊剂可直接进入料箱55被再次利用，同时覆盖层141热的焊剂提升料箱55内焊剂整体温度，高温的焊剂在覆盖待焊接坡口时可对坡口处钢板进行预热，减少焊接热应力和变形；[0046] 步骤六：焊剂层14经过第二吸嘴53，第二吸嘴53吸取下覆盖层142的焊剂，下覆盖层142的焊剂进过处理箱57对的处理后进入混合箱56，被再次利用。[0047] 步骤七，焊接完毕后，焊接座5离开翻转台10上方，翻转板10回位，将T型钢从组装组件4上取下，再对T型钢另一边坡口进行焊接加工。[0048] 以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

专利地区：湖南

专利申请日期：2024-06-18

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN118527778B