一种用于焊接十字型钢的装置及使用方法与流程

1.本发明涉及钢结构焊接工具技术领域，尤其是涉及一种用于焊接十字型钢的装置及使用方法。


背景技术：

2.钢结构以其重量轻、抗震性能好、具有良好的空间感等优势而备受青睐，因此，目前越来越多的高层建筑采用钢结构作为其主体结构，而十字型钢在高层建筑中的使用频率尤高。十字型钢具有十字形的腹板和腹板顶端的四个翼缘板，目前十字型钢组装焊接工艺包括如下步骤：(1)制作一个h型钢和两个t型钢，h型钢由两个翼缘板和一个腹板组成，每个t型钢由一个翼缘板和一个腹板组成，t型钢的腹板的宽度为h型钢腹板的宽度的一半，每个t型钢的腹板板条端部组装后能形成焊接坡口。(2)将制成的一个h型钢和两个t型钢组合，一个h型钢腹板与两个t型钢的腹板形成十字形焊缝，焊接得到十字型钢。
3.在传统的十字型钢组装焊接工艺中，焊接一个t型钢后，需要对h型钢进行翻转，以便于焊接另一个t型钢，但目前翻转工作多由人工执行，型钢尺寸和质量都很大，十分耗费人力，生产效率低下，且人工操作的安全风险高，易砸伤工人或损坏钢结构。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于焊接十字型钢的装置及使用方法，以解决上述背景中的问题。
5.本发明的第一目的是提供一种用于焊接十字型钢的装置，其包括：基板和控制器，所述基板上设有支撑机构、翻转机构和焊接机，三者均与所述控制器连接并受其调控，所述支撑机构用于支撑型钢原材，所述翻转机构设于所述支撑机构的两侧，对所述型钢原材的端部限位并将其翻转，所述焊接机滑动设于所述基板上，可在所述翻转机构之间移动以焊接所述型钢原材。
6.进一步的，所述支撑机构固设于所述基板上，其包括升降器及其顶部的托架，所述升降器受所述控制器控制以改变所述托架的高度。
7.进一步的，所述翻转机构包括滑移架、换向轮和限位板，所述限位板设于所述换向轮靠近所述支撑机构的侧面上，所述滑移架滑动设于所述基板上，其上设有驱动器，用以驱动所述换向轮转动。
8.进一步的，所述驱动器为与所述控制器电连接的主动轮一，其设于所述换向轮下方并与所述换向轮啮合。
9.进一步的，所述滑移架包括底板、竖撑板和加劲板，所述竖撑板设于所述底板上，并转动连接所述驱动器，所述加劲板的两端连接所述竖撑板和所述底板，以构成三角形稳定结构。
10.进一步的，所述基板上设有滑轨一，所述滑移架底部设有与所述控制器电连接的主动轮二，所述主动轮二设于所述滑轨一中。
11.进一步的，所述限位板上设有滑轨二和伸缩器，所述滑轨二上设有滑块，所述控制器控制所述伸缩器动作，以带动所述滑块靠近或远离所述型钢原材。
12.进一步的，所述滑轨二呈十字形分布，所述滑块和所述伸缩器设于所述滑轨二的四个分支上。
13.进一步的，所述焊接机为龙门式焊接机，其设于所述基板上的滑轨三中。
14.本发明的第二目的是提供一种如上所述的用于焊接十字型钢的装置的使用方法，包括步骤：
15.(1)将所述型钢原材转移至所述支撑机构上，控制所述主动轮二转动，使所述限位板抵紧型钢原材的端部，控制所述伸缩器伸缩，使所述滑块抵紧型钢原材的翼缘板和/或腹板；
16.(2)控制所述焊接机沿所述滑轨三移动并进行焊接，待型钢原材单面焊接完成后，控制所述主动轮一旋转，带动所述换向轮旋转，以翻转型钢原材，进行另一面的焊接工序。
17.本发明具有的有益效果是：所述用于焊接十字型钢的装置，机械化程度高，承重能力强，支设稳固性好，换向顺畅，可避免人工翻转型钢原材，节省人力、提高生产效率，并降低工人受伤几率，降低钢结构原材损失，适于工业生产推广应用。
附图说明
18.图1是本发明实施例的主视图；
19.图2是本发明实施例的侧视图；
20.图3是本发明实施例的俯视图；
21.图4是本发明实施例中支撑机构的示意图；
22.图5是本发明实施例中滑移架和主动轮一的连接示意图；
23.图6是本发明实施例中限位板与滑块的连接示意图。
24.图中：
25.10、基板；11、滑轨一；12、滑轨三；
26.20、控制器；
27.30、支撑机构；31、升降器；32、托架；
28.40、翻转机构；41、滑移架；41a、底板；41b、竖撑板；41c、加劲板；42、换向轮；43、限位板；44、主动轮一；45、主动轮二；46、滑轨二；47、伸缩器；48、滑块；
29.50、焊接机；
30.60、型钢原材。
具体实施方式
31.下面通过附图对本发明实施例的技术方案进行详细说明。
32.在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.参考附图1-3，一种用于焊接十字型钢的装置，包括：基板10、控制器20、支撑机构30、翻转机构40和焊接机50，支撑机构30、翻转机构40和焊接机50均设于基板10上，三者均与控制器20连接并受其调控，支撑机构30用于支撑型钢原材60，翻转机构40设于支撑机构30的两侧，对型钢原材60的端部限位并将其翻转，焊接机50滑动设于基板10上，可在翻转机构40之间移动以焊接型钢原材60。
34.参考附图4，支撑机构30固设于基板10上，其包括升降器31和托架32，托架32设于升降器31的顶部，用于支撑型钢原材60；升降器31受控制器20控制以改变托架32的高度，降低高度以利于工人或机械将型钢原材60转移至托架32上，提升高度以使型钢原材60靠近翻转机构40和焊接机50，便于后续工序的进行。
35.上述的升降器31和托架32可根据实际需求设置为多组，以利于稳固支撑型钢原材60，升降器31可选用液压式升降柱、气压式升降柱等机械设备，托架32可制成一端开口的筒形或设置成u形架，架在升降器31的顶部，以防止移动时脱落。实施时，将升降器31与控制器20电连接，利用控制器20控制各升降器31同步升降，以保证型钢原材60的方向水平并平稳升降。
36.参考附图5，翻转机构40滑动设于基板10上，其包括滑移架41、换向轮42和限位板43，限位板43设于换向轮42靠近支撑机构30的侧面上，用于抵紧型钢原材60的端部，防止焊接过程中型钢原材60移位降低焊接质量，或者翻转过程中型钢原材60掉落导致生产事故；滑移架41与基板10滑动连接，其上设有驱动器，用以驱动换向轮42转动，焊接时，利用限位板43抵紧型钢原材60，利用驱动器将换向轮42旋转180
°
，使h型钢的已焊接面和未焊接面调换方向，将未焊接面位置于靠近焊接机50的方向，避免人工翻转型钢，节省人力、提高生产效率，并降低工人受伤几率。
37.由于型钢原材60的尺寸和质量都很大，直接将换向轮42与电机类驱动器的输出轴连接的稳固性差，输出轴的径向载荷过大，容易断裂，故本实施例中，将驱动器配置为与控制器20电连接的主动轮一44，将主动轮一44设于换向轮42下方并与换向轮42啮合，主动轮一44可根据承重需求设置为任意数量，并将其沿换向轮42的周向均匀分布，以均分径向载荷，利用主动轮一44支撑换向轮42并啮合传动，可在保证传动顺畅度的基础上，提高本装置的整体稳固性和承重能力，延长使用寿命。
38.基于上述的同种目的，本实施例中的滑移架41配置为包括底板41a、竖撑板41b和加劲板41c，竖撑板41b设于底板41a上并转动连接主动轮一44，用于支撑主动轮一44；加劲板41c的两端连接竖撑板41b和底板41a，以构成三角形稳定结构，提高对主动轮一44的支撑效果，延长滑移架41的使用寿命。
39.为提高本装置的机械化程度，在基板10上设有用于安装滑移架41的滑轨一11，滑轨一11沿型钢原材60的长度方向布置，并在底板41a底部设置于控制器20电连接的主动轮二45，将主动轮二45设于滑轨一11中，在控制器20的控制下，带动滑移架41及其上构件靠近或远离型钢原材60，避免人工推移滑移架41，节省人力。
40.上述的主动轮一44和主动轮二45均可选用电动轮毂类似结构，在主动轮一44表面设置与换向轮42啮合的齿牙即可，从经济性方面考虑，也可以选用普通驱动电机和轮式结
构，将二者同轴连接即可。
41.参考附图6，限位板43上设有呈十字形分布的滑轨二46，滑轨二46的四个分支上设有伸缩器47和滑块48，伸缩器47与控制器20电连接，并受其控制产生动作，以带动滑块48靠近或远离型钢原材60，滑块48从四个方向抵紧型钢原材60，防止型钢原材60掉落或移位。伸缩器47可选用伸缩气缸等机械设备。
42.同理，也可将滑移架41的底板41a底部的主动轮二45设置为伸缩器47和滑块48的形式，滑块48产生滑动摩擦力，主动轮二45产生滚动摩擦力，前者的限位稳定性更高，后者的移动顺畅度更高，实施时可根据需要进行选择。
43.为防止焊接机50的工作受支撑机构30、翻转机构40影响，本实施例中的焊接机50选用龙门式焊接机50，并在基板10上设置滑轨三12，滑轨三12沿型钢原材60的长度方向布置，将焊接机50底部滚轮设于滑轨三12中，并将焊接机50与控制器20电连接，利用控制器20调控其运行。
44.实施例1：
45.一种用于焊接十字型钢的装置，包括：基板10、控制器20、支撑机构30、翻转机构40和焊接机50。
46.支撑机构30固设于基板10上，其包括四组升降器31和托架32，升降器31为液压式升降柱，其与控制器20电连接；托架32为利用钢材焊接成的u形架，其开口向下并架设于升降器31的顶部，用于支撑型钢原材60。
47.翻转机构40滑动设于基板10上，其包括四个滑移架41、四个主动轮一44、两个换向轮42和两块限位板43，并平均分布在支撑机构30的两侧，以对型钢原材60的端部限位并将其翻转。
48.限位板43设于换向轮42靠近支撑机构30的侧面上，用于抵紧型钢原材60的端部。每个滑移架41包括底板41a、两个竖撑板41b和两个加劲板41c。底板41a的底部设有两排主动轮二45，主动轮二45与控制器20电连接，基板10上设有对主动轮二45限位的滑轨一11，滑轨一11沿型钢原材60的长度方向布置。竖撑板41b设于底板41a上，两个竖撑板41b之间转动连接一个主动轮一44。加劲板41c设于竖撑板41b远离主动轮一44的一侧，加劲板41c的两端连接竖撑板41b和底板41a，以构成三角形稳定结构。设于支撑机构30同侧的两个主动轮一44位于换向轮42下方，并与其啮合，用以支撑换向轮42并驱动其转动。
49.限位板43上设有呈十字形分布的滑轨二46，滑轨二46的四个分支上设有伸缩器47和滑块48，伸缩器47与控制器20电连接，并受其控制产生动作，以带动滑块48靠近或远离型钢原材60。
50.焊接机50其滑动设于基板10上，与控制器20电连接，可在翻转机构40之间移动以焊接型钢原材60，焊接机50选用龙门式焊接机50，基板10上设有用于对其限位的滑轨三12，滑轨三12沿型钢原材60的长度方向布置，且长度大于型钢原材60的长度。
51.本装置使用时，先将各机构组装在基板10上，控制器20控制升降器31降低托架32至适宜高度，待型钢原材60安放至托架32上之后，控制器20控制升降器31抬升托架32至型钢原材60的中心与滑轨二46的中心重合；控制器20控制主动轮二45转动以靠近型钢原材60，使限位板43抵紧型钢原材60端部，控制器20控制伸缩器47伸缩，使滑块48抵紧型钢原材60的翼缘板和/或腹板；控制器20控制焊接机50沿滑轨三12移动并进行焊接，待h型钢单面
焊接好t型钢后，控制器20控制主动轮一44旋转，带动换向轮42旋转，以翻转h型钢，使其腹板未焊接面朝上，以待进行下一个t型钢的焊接工序。
52.本发明提供的用于焊接十字型钢的装置，机械化程度高，承重能力强，支设稳固性好，换向顺畅，可避免人工翻转型钢原材60，节省人力、提高生产效率，并降低工人受伤几率，降低钢结构原材损失，适于工业生产推广应用。
53.以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于焊接十字型钢的装置，其特征在于，包括：基板和控制器，所述基板上设有支撑机构、翻转机构和焊接机，三者均与所述控制器连接并受其调控，所述支撑机构用于支撑型钢原材，所述翻转机构设于所述支撑机构的两侧，对所述型钢原材的端部限位并将其翻转，所述焊接机滑动设于所述基板上，可在所述翻转机构之间移动以焊接所述型钢原材。2.根据权利要求1所述的一种用于焊接十字型钢的装置，其特征在于，所述支撑机构固设于所述基板上，其包括升降器及其顶部的托架，所述升降器受所述控制器控制以改变所述托架的高度。3.根据权利要求1或2所述的一种用于焊接十字型钢的装置，其特征在于，所述翻转机构包括滑移架、换向轮和限位板，所述限位板设于所述换向轮靠近所述支撑机构的侧面上，所述滑移架滑动设于所述基板上，其上设有驱动器，用以驱动所述换向轮转动。4.根据权利要求3所述的一种用于焊接十字型钢的装置，其特征在于，所述驱动器为与所述控制器电连接的主动轮一，其设于所述换向轮下方并与所述换向轮啮合。5.根据权利要求4所述的一种用于焊接十字型钢的装置，其特征在于，所述滑移架包括底板、竖撑板和加劲板，所述竖撑板设于所述底板上，并转动连接所述驱动器，所述加劲板的两端连接所述竖撑板和所述底板，以构成三角形稳定结构。6.根据权利要求4或5所述的一种用于焊接十字型钢的装置，其特征在于，所述基板上设有滑轨一，所述滑移架底部设有与所述控制器电连接的主动轮二，所述主动轮二设于所述滑轨一中。7.根据权利要求6所述的一种用于焊接十字型钢的装置，其特征在于，所述限位板上设有滑轨二和伸缩器，所述滑轨二上设有滑块，所述控制器控制所述伸缩器动作，以带动所述滑块靠近或远离所述型钢原材。8.根据权利要求权利要求7所述的一种用于焊接十字型钢的装置，其特征在于，所述滑轨二呈十字形分布，所述滑块和所述伸缩器设于所述滑轨二的四个分支上。9.根据权利要求1-2、4-5、7-8任一项所述的一种用于焊接十字型钢的装置，其特征在于，所述焊接机为龙门式焊接机，其设于所述基板上的滑轨三中。10.一种如权利要求8所述的用于焊接十字型钢的装置的使用方法，其特征在于，包括步骤：(1)将所述型钢原材转移至所述支撑机构上，控制所述主动轮二转动，使所述限位板抵紧型钢原材的端部，控制所述伸缩器伸缩，使所述滑块抵紧型钢原材的翼缘板和/或腹板；(2)控制所述焊接机沿所述滑轨三移动并进行焊接，待型钢原材单面焊接完成后，控制所述主动轮一旋转，带动所述换向轮旋转，以翻转型钢原材，进行另一面的焊接工序。

技术总结
本发明提供一种用于焊接十字型钢的装置及使用方法，包括基板和控制器，所述基板上设有支撑机构、翻转机构和焊接机，三者均与所述控制器连接并受其调控，所述支撑机构用于支撑型钢原材，所述翻转机构设于所述支撑机构的两侧，对所述型钢原材的端部限位并将其翻转，所述焊接机滑动设于所述基板上，可在所述翻转机构之间移动以焊接所述型钢原材。本发明的机械化程度高，承重能力强，支设稳固性好，换向顺畅，可避免人工翻转型钢原材，节省人力、提高生产效率，并降低工人受伤几率，降低钢结构原材损失，适于工业生产推广应用。适于工业生产推广应用。适于工业生产推广应用。


技术研发人员：梁海姣 温欣 郭燕云 项子恒
受保护的技术使用者：中冶天工集团有限公司
技术研发日：2023.07.20
技术公布日：2023/9/19