一种适用于高强钢结构多极纵骨的自动焊接装备制造技术

本发明专利技术提供一种适用于高强钢结构多极纵骨的自动焊接装备，包括设置在每极纵骨处的自动焊接单元；自动焊接单元包括跟踪控制器、移动小车、安装于移动小车的激光跟踪器、焊枪、连接在焊枪和移动小车之间的角度调节机构、供给保护气体的气源、供给实心焊丝的供丝机构、以及机械跟踪机构，机械跟踪机构包括铰接于移动小车的安装架、固定于安装架且用于吸附腹板的第一侧面的第一磁铁、以及固定于移动小车且用于吸附面板的上平面的第二磁铁，激光跟踪器和角度调节机构中的调节驱动源都与跟踪控制器相连接。本申请采用实心焊丝结合保护气体的焊接工艺，结合激光跟踪和机械跟踪，实现高效率高质量焊接，满足甲板上多极纵骨角焊缝自动焊接的需求。接的需求。接的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高强钢结构多极纵骨的自动焊接装备


[0001]本专利技术涉及一种，特别是涉及一种适用于高强钢结构多极纵骨的自动焊接装备。

技术介绍

[0002]在船舶的建造中，屈服强度≥590MPa的低合金高强钢是一种常用的船体结构用钢，比如：如图1所示，船舶的甲板10上焊接有多极纵骨20，多极纵骨20为高强度双头球扁钢，具有上下延伸的腹板21、以及设置在腹板21上端的面板22，腹板21的下端与甲板10焊接固定。
[0003]长期以来，船舶的建造时所采用的焊接方式是传统手工焊、埋弧焊焊接方法，技术相对成熟，但是存在焊接效率低下、焊接质量不稳定、焊接变形不可控、焊接损耗大等特点，严重制约了船舶的建造周期。尤其是对于甲板纵骨结构，即多极纵骨20与甲板10之间的焊接，为典型小焊脚双面连续角焊缝；若采用手工电弧焊接方法，焊接效率低下，焊接损耗严重，焊接质量不稳定；若采用埋弧焊接方式，焊接变形大，且只能单独完成一条角焊缝的焊接，焊接质量不可控；这些均造成了船舶分段建造效率低下的原因。
[0004]进一步地，在船舶的建造中，我们突破了屈服强度≥590MPa的低合金高强钢实心焊丝气体保护焊接技术，相对于手工焊和埋弧焊而言，气保焊具有良好的熔滴过渡特性，有利于控制焊缝的杂质元素含量，可以显著提高焊缝冲击韧性。气保焊不仅可大幅度提高焊接质量，还可以大幅度提高焊接效率；实心焊丝还可以实现高强钢不预热焊接，能够显著降低薄板焊接变形等。因此，实心焊丝气体保护焊是高强钢焊接的必要选择，是实现自动化焊接的唯一途径。
[0005]然而，多极纵骨20为屈服强度≥590MPa的低合金高强钢，由于屈服强度≥590MPa高强钢实心焊丝气保焊焊接工艺要求较高、焊接操作难度大，焊接时极易产生气孔、未熔合、裂纹等缺陷。同时，低合金高强钢的焊接对焊接质量要求较高，需要在焊接过程中对实现过程质量的管控。因此，急需研究新工艺、新装备技术，提升船舶建造水平。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种适用于高强钢结构多极纵骨的自动焊接装备，实现多极纵骨的高质量全自动焊。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种适用于高强钢结构多极纵骨的自动焊接装备，用于将多极纵骨与甲板焊接，所述纵骨包括腹板和固设在腹板上端的面板，所述腹板在其宽度方向上的两侧面分别为第一侧面和第二侧面，所述面板的上端面为上平面，所述自动焊接装备包括设置在每极纵骨处的自动焊接单元、以及将多组自动焊接单元相连的连杆；
[0008]每组自动焊接单元都包括跟踪控制器、可沿纵骨延伸方向移动的移动小车、安装于移动小车的激光跟踪器、焊枪、连接在焊枪和移动小车之间的角度调节机构、向焊枪的喷嘴处供给保护气体的气源、向焊枪的喷出处供给实心焊丝的供丝机构、以及机械跟踪机构，所述机械跟踪机构包括铰接于移动小车的安装架、固定于安装架且用于吸附腹板的第一侧
面的第一磁铁、以及固定于移动小车且用于吸附面板的上平面的第二磁铁，所述激光跟踪器和角度调节机构中的调节驱动源都与跟踪控制器相连接。
[0009]进一步地，每组自动焊接单元中，所述焊枪有两把、分别布置在腹板的第一侧面侧和第二侧面侧。
[0010]进一步地，所述保护气体为80％Ar和20％CO2的混合气体，所述实心焊丝为φ1.2mm、WM960S实心焊丝。
[0011]进一步地，每组自动焊接单元都为一独立模块，所述自动焊接单元的移动小车与连杆之间通过螺钉可拆卸连接。
[0012]进一步地，多组自动焊接单元中，至少有一组自动焊接单元中的移动小车为主驱动小车，其余自动焊接单元中的移动小车为随动小车；所述主驱动小车上配置有用于驱动该主驱动小车行走的行走驱动源。
[0013]进一步地，每组自动焊接单元中的移动小车包括设置在面板上方的横梁、安装在横梁下端的行走轮、固定于横梁的第一纵梁、可上下移动地安装于第一纵梁的第二纵梁、以及将第一纵梁和第二纵梁滑动连接的电动滑块，所述第一纵梁上安装有高度传感器，所述角度调节机构安装于第二纵梁，所述第二磁铁固定在行走轮的外周面上。
[0014]如上所述，本专利技术涉及的适用于高强钢结构多极纵骨的自动焊接装备，具有以下有益效果：
[0015]本申请在焊接多极纵骨和甲板时，采用实心焊丝结合保护气体的焊接工艺，焊接效率高、焊接质量可靠；特别地，在自动焊接过程中，激光跟踪器用于检测焊缝位置、以及焊接状况，跟踪控制器根据激光跟踪器的反馈控制调节驱动源的输出，通过角度调节机构调整焊枪的角度，实现激光跟踪；再者，通过第一磁铁机械跟踪腹板的第一侧面、以及通过第二磁铁机械跟踪面板的上平面；上述功能相结合，在实现甲板上多极纵骨角焊缝全自动焊接的同时，能够实现高效率、高质量的焊接，满足甲板上多极纵骨角焊缝自动焊接的需求。
附图说明
[0016]图1为甲板和多极纵骨之间的连接示意图。
[0017]图2为本申请中自动焊接装备的结构示意图。
[0018]图3为图2的主视图。
[0019]图4为图2中主驱动小车的结构示意图。
[0020]图5为图4的爆炸图。
[0021]图6为图2中左侧随动小车的结构示意图。
[0022]图7为图6的爆炸图。
[0023]图8为图2中右侧随动小车的结构示意图。
[0024]图9为图8的爆炸图。
[0025]元件标号说明
[0026]10
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甲板
[0027]20
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纵骨
[0028]21
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腹板
[0029]211
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第一侧面
[0030]212
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第二侧面
[0031]22
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面板
[0032]221
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上平面
[0033]30
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自动焊接单元
[0034]40
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连杆
[0035]50
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移动小车
[0036]51
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主驱动小车
[0037]52
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随动小车
[0038]53
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横梁
[0039]54
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第一纵梁
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于高强钢结构多极纵骨的自动焊接装备，用于将多极纵骨(20)与甲板(10)焊接，所述纵骨(20)包括腹板(21)和固设在腹板(21)上端的面板(22)，所述腹板(21)在其宽度方向上的两侧面分别为第一侧面(211)和第二侧面(212)，所述面板(22)的上端面为上平面(221)，其特征在于：所述自动焊接装备包括设置在每极纵骨(20)处的自动焊接单元(30)、以及将多组自动焊接单元(30)相连的连杆(40)；每组自动焊接单元(30)都包括跟踪控制器、可沿纵骨(20)延伸方向移动的移动小车(50)、安装于移动小车(50)的激光跟踪器(60)、焊枪(70)、连接在焊枪(70)和移动小车(50)之间的角度调节机构(80)、向焊枪(70)的喷嘴处供给保护气体的气源、向焊枪(70)的喷出处供给实心焊丝的供丝机构、以及机械跟踪机构，所述机械跟踪机构包括铰接于移动小车(50)的安装架(90)、固定于安装架(90)且用于吸附腹板(21)的第一侧面(211)的第一磁铁(110)、以及固定于移动小车(50)且用于吸附面板(22)的上平面(221)的第二磁铁(120)，所述激光跟踪器(60)和角度调节机构(80)中的调节驱动源都与跟踪控制器相连接。2.根据权利要求1所述的自动焊接装备，其特征在于：每组自动焊接单元(30)中，所述焊枪(70)有两把、分...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁飞，周南阳，王南南，李红卫，袁明明，
申请(专利权)人：江南造船集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：