[发明专利]板材拼接流水线以及板材拼接方法

说明书

技术领域

本发明涉及结构制造领域，尤其是一种板材拼接流水线以及板材拼接方法。

背景技术

大型机械在航运、冶金、化工、电站、桥梁以及水利电力等工业设施的建设中发挥着重要作用，是国家基础设施建设中不可缺少的重要机械设备。其中大型箱梁结构在此类大型复杂钢结构装备中属关键结构件。箱形梁在其横截面上由上、下、左、右四片板材拼接而成，在其长度方向上，每片板材都各自由多块板片通过对接焊缝连接而成。随着机械结构的日益大型化，各板片往往具有较大的外形尺寸，从而给板片的拼装和焊接带来较大的难度。在实践中，箱形梁板单元的拼装和焊接效率直接关系到整个机械结构的质量、制作周期和制造成本。

箱形梁板单元的材质一般为A709、Q345等低合金高强度结构钢。现有技术中板片拼接工艺为：1.将被连接件(即待焊接的两块板材)吊装至胎架上；2.在胎架上，人工在板片的侧边(待连接边)打磨坡口，以使得后续的焊接工序中，使得母材更易被焊透；3.利用行车对板片的位置进行局部调整以使得待连接板片之间的位置相互对齐；4.利用FCAW(药芯焊丝电弧焊)方法在被连接件之间进行打底焊；5.在被连接件的正面进行埋弧焊；6.将正面施焊完毕的板材翻身，使得其底面朝上；7.对正面埋弧焊的焊缝底部进行碳刨清根，清除正面焊焊缝根部的缺陷；8.在被连接件的反面进行埋弧焊；9.人工对板片进行火焰矫形，消除焊接变形；10.将焊接完毕的板片吊运至下个工位，并将新的被连接件吊至胎架上。

根据以上描述可以看出，板单元拼接的主要工序都是在胎架上完成的。胎架一般是固定在工作场所的，由于工作条件的限制(必须在胎架上完成)，所以板单元拼装工艺中有很多工序需要人工操作，其物流主要依赖车间中的行车完成。

对于大型结构件的拼装，人工操作有很多局限性。例如，开制坡口工序，人工开制坡口不能保证精度，且效率较低；又如火焰矫形工序，工作条件差，工作强度大，且校正效果得不到保证。

其物流主要靠吊车完成，同样具有局限性。例如，车间内吊车的数量和运行速度的限制，起重量的限制(例如在翻身工序中)等，从而限制了板件的外形尺寸和转运速度；又如，吊车对准需要依赖司机经验，操作难度大；吊车吊点有限，引起板件的变形等。

另外，上述工序都在一个工位(即胎架上)完成的，一个工位上所有的工序完成后才能进入下道工序，对生产效率的影响较大。

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明的目的在于采用自动化流水线技术改善传统的人工拼板技术，生产工序，提高生产效率，降低生产成本，实现绿色生产。

本发明提供了一种板材拼接流水线，板材至少包括待拼接的第一板材和第二板材，其特征在于，流水线包括用于传输板材的传送道，传送道可将板材从流水线的起点向前传送至流水线的终点，沿板材的前进方向，流水线上依次设置有预拼装工位和焊接工位，其中，预拼装工位上设置有预拼装设备，可用于对齐第一板材的待连接边和第二板材的待连接边，并对第一板材和第二板材的相对位置进行初步固定；焊接工位上设置有焊接设备，可用于焊接第一板材的待连接边和第二板材的待连接边，以使得第一板材和第二板材通过对接焊缝连接，焊接工艺为单面焊双面成型工艺，其中，焊接设备包括埋弧自动焊设备。

进一步地，焊接设备包括三丝焊枪，三丝焊枪包括焊枪主体和从焊枪主体穿出的一根热丝和两根冷丝，热丝的前端点和两根冷丝的前端点在被焊工件表面的投影点位于同一条直线上，热丝的投影点位于两根冷丝的所述投影点之间，其中，热丝与电源连通，两根冷丝不与电源连通。

进一步地，两根冷丝相对于热丝的延伸轴对称设置，冷丝的延伸轴与热丝的延伸轴成一夹角，夹角使得热丝和两根冷丝朝电弧的产生方向聚拢。

进一步地，预拼装设备包括：对中装置，可在平行于对接焊缝的方向上对板材的位置进行调整，使得第一板材的待连接边和第二板材的待连接边在沿对接焊缝的方向上相互对齐；靠拢装置，可夹紧并移动第一板材和/或第二板材，使第一板材的待连接边和第二板材的待连接边在沿板材的前进方向上相互靠近；点焊装置，可用于在第一板材的待连接边和第二板材的待连接边上进行定位点焊，以对第一板材和第二板材的相对位置进行初步固定。

进一步地，靠拢装置包括多对夹辊，多对夹辊彼此平行且沿传送道的延伸方向间隔地设置，每对夹辊包括两根上下设置且可绕自身的纵轴线旋转的辊柱，同一对夹辊的两根辊柱可夹持住板材，当辊柱旋转时，可带动被其夹持的板材移动。

进一步地，预拼装设备还包括设置于板材的传送路径上的吸附平台，可用于对齐第一板材和第二板材的底面。