矩形钢横梁的焊接设备和矩形钢横梁的焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种矩形钢横梁的焊接设备和焊接方法，设备包括行走装置和焊接装置，行走装置包括行走主动轮；焊接装置包括第一竖向轨道、横向轨道和第二竖向轨道，第一竖向轨道与横向轨道之间设有第一转盘，第一转盘上设有第一过渡轨道；横向轨道与第二竖向轨道之间设有第二转盘，第二转盘上设有第二过渡轨道；上述轨道上滑动配合有防掉落的攀爬车；攀爬车经第一水平向气缸和第一回转气缸连接有拉丝式焊枪；该方法的关键在于，驱动攀爬车绕上述轨道行走，实现矩形钢横梁四条焊缝的焊接。该焊接设备和焊接方法能实现自动就位并自动焊接、无需人工操作。

Welding Equipment of Rectangular Steel Cross Beam and Welding Method of Rectangular Steel Cross Beam

【技术实现步骤摘要】
矩形钢横梁的焊接设备和矩形钢横梁的焊接方法
本专利技术涉及土木工程中钢结构施工
，具体讲是一种钢结构施工中将矩形钢横梁焊接在钢立柱上的焊接设备和利用该设备焊接矩形钢横梁的方法。
技术介绍
钢结构是主要的建筑结构类型之一，它主要由钢横梁、钢立柱、钢桁架等构件或部件组成，且各构件或部件之间通常采用焊接、螺接或铆接等方式连接。因其具备自重较轻且施工简便等优点，故广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。在钢结构施工中，经常需要将矩形钢横梁两端分别与两根钢立柱的两个侧平面焊接固定。矩形钢横梁是指，其横截面为矩形。实际施工中，矩形钢横梁长度往往达到36米，高度往往达到20米，其尺寸大，故施工不易。现有技术中将矩形钢横梁焊接到钢立柱侧平面的焊接方式主要有两种。一是待两侧的钢立柱固定后，工人在两侧钢立柱旁分别搭设脚手架，然后用吊车吊起矩形钢横梁使矩形钢横梁左右两端分别抵靠左右侧的钢立柱的两个侧平面，工人先爬上一侧的脚手架对矩形钢横梁一端焊接一圈，形成环形焊缝，焊好后再爬下脚手架，再爬上另一侧的脚手架焊接矩形钢横梁的另一端，焊好后再爬下脚手架。二是工人站在吊篮中，且利用吊机将其吊运至矩形钢横梁一端，悬空焊接，再转动吊机的吊臂，将工人及吊篮吊运至矩形钢横梁另一端焊接，最后将吊篮下放至地面。现有技术的矩形钢横梁的焊接施工方法存在以下弊端：首先，第一种方式需要人工搭设两侧的脚手架，故材料成本和人工成本均高，而且费时费力、延误工期；而且，还需要工人高空中爬上和爬下脚手架各两次，故劳动强度大，危险系数也高；且焊接过程为高空作业，焊接难度大，危险系数更高、进一步增加了人工成本。而第二种方法，则同样需要工人高空甚至悬空作业，同样存在焊接施工难度大、焊接效果差、安全系数低等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是，提供一种能实现自动就位并自动焊接、无需人工操作的矩形钢横梁的焊接设备。本专利技术的一种技术解决方案是，提供一种矩形钢横梁的焊接设备，它包括行走装置、焊接装置、用于与矩形钢横梁抵触的端子和用于与吊车钩挂的吊环，该端子与焊接电路的第一导线连接，行走装置包括用于在矩形钢横梁上行走的行走主动轮；焊接装置固定在行走装置上；焊接装置包括第一竖向轨道、横向轨道和第二竖向轨道，第一竖向轨道与横向轨道之间设有第一转盘，第一转盘上设有用于与第一竖向轨道或横向轨道连通的第一过渡轨道；横向轨道与第二竖向轨道之间设有第二转盘，第二转盘上设有用于与横向轨道或第二竖向轨道连通的第二过渡轨道；上述轨道上滑动配合有攀爬车，攀爬车与上述轨道之间设有防掉落装置；攀爬车上设有第一水平向气缸，第一水平向气缸的活塞杆上设有第一回转气缸，第一回转气缸的旋转部上设有拉丝式焊枪，该焊枪与焊接电路的第二导线连接。采用以上结构的焊接设备与现有技术相比，具有以下优点。该设备可由吊具直接起吊到矩形钢横梁上，并由行走装置自动行走至矩形钢横梁上两端的焊接位置，即实现自动就位，且该设备可以自动对矩形钢横梁端部进行焊接，故无需搭设脚手架或用吊篮起吊运送工人，也完全不需要人工再去焊接一圈，因此人工劳动强度小，人工成本低，高效且安全。尤其强调的是，由于行走装置的存在，无需精确的用吊臂将该设备吊运至矩形钢横梁端部，使得该设备就位的过程更加方便，定位更加准确，进一步降低了操作难度，提高了焊接质量。行走装置优选为，它包括主梁，主梁内设有行走电动机和传动齿轮，主梁的两端各设有一个竖向限位梁，行走主动轮位于主梁底部，行走电动机的输出轴上固定有第一齿轮，行走主动轮的轮轴上固定有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮经传动齿轮啮合传动；这样，该装置就呈倒U字型挂在矩形钢横梁上，确保该装置不会与矩形钢横梁脱落，且左右重量均衡使得该装置在矩形钢横梁上行走时能保持平衡；而且行走主动轮安装在主梁底部，正好压在矩形钢横梁的上端，故在该装置自身重力的作用下，行走主动轮与主梁充分压紧，从而提供足够的侧摩擦力，进而提高了行走主动轮的抓地力，使该装置在矩形钢横梁上行走有力稳定。限位梁优选为，每个限位梁均贯通有一个横向的三节圆孔，每个三节圆孔由外向内依次由外孔、中孔和内孔构成，中孔直径最小，外孔与中孔相交处形成第一环形面，内孔与中孔相交处形成第二环形面，中孔滑动贯穿有转向杆，外孔内间隙设有用于卡住第一环形面的挡块，内孔内间隙设有第一轮架，挡块、转向杆和第一轮架依次固定，第一轮架上可转动安装有一个行走从动轮，第一轮架的内端与第二环形面之间设有第一压簧，第一压簧套合在转向杆伸入内孔的杆段上，行走从动轮的圆弧面与两端面相交处均设有圆角；这样，该行走从动轮隔开了限位梁与矩形钢横梁，减少了两者间的摩擦，且由于压簧的作用，可以调整两侧两个行走从动轮的间距，以适应不同宽度的矩形钢横梁，提高其通用性，且保证两行走从动轮始终贴紧矩形钢横梁两侧，进一步增加行走装置运行的稳定性；更关键的是，整个行走从动轮和轮架可以自由转动且行走从动轮上设有两个圆角，这样，向矩形钢横梁下放或吊起该行走装置时，圆角受力使轮架旋转，促使行走从动轮变为竖直状态，便于下放或起吊；而行走装置行走时，在行走主动轮的水平驱动力作用下，行走从动轮又很快被摩擦调整为水平状态，确保行走装置水平稳定运行。焊接装置优选为，两个竖向轨道分别固定在两个限位梁上，横向轨道固定在主梁上，第一转盘和第二转盘分别对应设有第二回转气缸和第三回转气缸，主梁上设有两个凹坑，两个回转气缸分别容置两个凹坑内；这样，上述结构连接布设合理，每条轨道都相应安装在限位梁或主梁上，且由于两个回转气缸均容置在两个凹坑内，使得上述轨道直接贴在主梁和限位梁上，紧凑合理，节省了该焊接设备的整体体积。防掉落装置优选为，轨道的两个侧壁上各设有一条卷边，攀爬车的两个侧壁各设有一条第一滑槽，攀爬车两侧的两条第一滑槽与轨道两侧壁的两卷边滑动配合；攀爬车两侧分别设有小车主动轮和小车从动轮，小车主动轮和小车从动轮分别与轨道的两个侧壁抵紧；这样，确保攀爬车沿各条轨道行走而不掉落。攀爬车优选为，攀爬车内设有小车电动机，小车电动机的输出轴上固定有第三齿轮，小车主动轮的轮轴上固定有第四齿轮，第四齿轮与第三齿轮啮合；攀爬车内还沿轨道宽度向设有横向腔室，在横向腔室内容置有第二轮架，小车从动轮安装在第二轮架上；横向腔室的顶壁和底壁均沿轨道宽度向设有第二滑槽，第二轮架与第二滑槽滑动配合，第二轮架的内端与横向腔室的内表面之间设有第二压簧；这样，小车从动轮可以通过弹簧的弹力以增大与轨道的摩擦力进一步杜绝竖向行走时掉落，又增大了攀爬的动力；而且小车从动轮与小车主动轮间的间距可调，能适合不同宽度尺寸的轨道。作为优选，该设备还包括一个第二水平向气缸，端子固定在第二水平向气缸的活塞杆上；这样端子在不工作时可以收回，减少了端子与钢横梁的摩擦，也可以在焊接前将端子与矩形钢横梁触碰，导通焊接电路，实现焊接。本专利技术要解决的另一个技术问题是，提供一种能实现自动焊接、无需人工操作的利用该焊接设备焊接矩形钢横梁的方法。本专利技术的另一种技术解决方案是，提供一种利用该焊接设备焊接矩形钢横梁的方法，其步骤包括：a、待左右两侧的钢立柱固定后，用吊车吊起矩形钢横梁使矩形钢横梁左右两端分别抵靠左右侧的钢立柱的两个侧平面，然后用吊车钩挂该设备的吊环，将该设备吊放在矩形钢横梁上，再驱动行走装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矩形钢横梁的焊接设备，其特征在于：它包括行走装置、焊接装置、用于与矩形钢横梁(2)抵触的端子(31)和用于与吊车钩挂的吊环(13)，该端子(31)与焊接电路的第一导线连接，行走装置包括用于在矩形钢横梁(2)上行走的行走主动轮(18)；焊接装置固定在行走装置上；焊接装置包括第一竖向轨道(9)、横向轨道(12)和第二竖向轨道(16)，第一竖向轨道(9)与横向轨道(12)之间设有第一转盘(10)，第一转盘(10)上设有用于与第一竖向轨道(9)或横向轨道(12)连通的第一过渡轨道(11)；横向轨道(12)与第二竖向轨道(16)之间设有第二转盘(14)，第二转盘(14)上设有用于与横向轨道(12)或第二竖向轨道(16)连通的第二过渡轨道(15)；上述轨道上滑动配合有攀爬车(4)，攀爬车(4)与上述轨道之间设有防掉落装置；攀爬车(4)上设有第一水平向气缸(5)，第一水平向气缸(5)的活塞杆上设有第一回转气缸(7)，第一回转气缸(7)的旋转部上设有拉丝式焊枪(6)，该焊枪(6)与焊接电路的第二导线连接。

【技术特征摘要】
1.一种矩形钢横梁的焊接设备，其特征在于：它包括行走装置、焊接装置、用于与矩形钢横梁(2)抵触的端子(31)和用于与吊车钩挂的吊环(13)，该端子(31)与焊接电路的第一导线连接，行走装置包括用于在矩形钢横梁(2)上行走的行走主动轮(18)；焊接装置固定在行走装置上；焊接装置包括第一竖向轨道(9)、横向轨道(12)和第二竖向轨道(16)，第一竖向轨道(9)与横向轨道(12)之间设有第一转盘(10)，第一转盘(10)上设有用于与第一竖向轨道(9)或横向轨道(12)连通的第一过渡轨道(11)；横向轨道(12)与第二竖向轨道(16)之间设有第二转盘(14)，第二转盘(14)上设有用于与横向轨道(12)或第二竖向轨道(16)连通的第二过渡轨道(15)；上述轨道上滑动配合有攀爬车(4)，攀爬车(4)与上述轨道之间设有防掉落装置；攀爬车(4)上设有第一水平向气缸(5)，第一水平向气缸(5)的活塞杆上设有第一回转气缸(7)，第一回转气缸(7)的旋转部上设有拉丝式焊枪(6)，该焊枪(6)与焊接电路的第二导线连接。2.根据权利要求1所述的矩形钢横梁的焊接设备，其特征在于：行走装置包括主梁(17)，主梁(17)内设有行走电动机(21)和传动齿轮(24)，主梁(17)的两端各设有一个竖向限位梁(3)，行走主动轮(18)位于主梁(17)底部，行走电动机(21)的输出轴上固定有第一齿轮(22)，行走主动轮(18)的轮轴上固定有第二齿轮(23)，第二齿轮(23)与第一齿轮(22)经传动齿轮(24)啮合传动。3.根据权利要求2所述的矩形钢横梁的焊接设备，其特征在于：每个限位梁(3)均贯通有一个横向的三节圆孔，每个三节圆孔由外向内依次由外孔(25.1)、中孔(25.2)和内孔(25.3)构成，中孔(25.2)直径最小，外孔(25.1)与中孔(25.2)相交处形成第一环形面(29)，内孔(25.3)与中孔(25.2)相交处形成第二环形面(30)，中孔(25.2)滑动贯穿有转向杆(26)，外孔(25.1)内间隙设有用于卡住第一环形面(29)的挡块(27)，内孔(25.3)内间隙设有第一轮架(28)，挡块(27)、转向杆(26)和第一轮架(28)依次固定，第一轮架(28)上可转动安装有一个行走从动轮(8)，第一轮架(28)的内端与第二环形面(30)之间设有第一压簧(32)，第一压簧(32)套合在转向杆(26)伸入内孔(25.3)的杆段上，行走从动轮(8)的圆弧面与两端面相交处均设有圆角(8.1)。4.根据权利要求2所述的矩形钢横梁的焊接设备，其特征在于：两个竖向轨道分别固定在两个限位梁(3)上，横向轨道(12)固定在主梁(17)上，第一转盘(10)和第二转盘(14)分别对应设有第二回转气缸(19)和第三回转气缸(20)，主梁(17)上设有两个凹坑，两个回转气缸分别容置两个凹坑内。5.根据权利要求1所述的矩形钢横梁的焊接设备，其特征在于：轨道的两个侧壁上各设有一条卷边，攀爬车(4)的两个侧壁各设有一条第一滑槽(34)，攀爬车(4)两侧的两条第一滑槽(34)与轨道两侧壁的两卷边滑动配合；攀爬车(4)两侧分别设有小车主动轮(35)和小车从动轮(36)，小车主动轮(35)和小车从动轮(36)分别与轨道的两个侧壁抵紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国军，张国松，施时祯，曾雪刚，诸葛超，
申请(专利权)人：浙江省二建钢结构有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33