[发明专利]保证钢桥面板U形肋熔透率的焊接小车及焊接方法

说明书

本发明涉及一种通过控制坡口尺寸精度、在焊接小车上增加摇摆头、调整焊枪角度和摆动参数，焊接电流电压和干伸长等参数等技术措施，以达到精确控制钢桥梁顶板U形肋熔透率的保证钢桥面板U形肋熔透率的焊接小车及焊接方法，采用控制坡口尺寸精度，在焊接小车上增加摇摆头，调整焊枪角度和摆动参数，焊接电流电压和干伸长等焊接参数，达到精确控制钢桥梁U形肋熔透率。优点：结构简单，易于操作，可在简易工装上实施，生产效率高，质量稳定。

技术领域

本发明涉及一种通过控制坡口尺寸精度、在焊接小车上增加摇摆头、调整焊枪角度和摆动参数，焊接电流电压和干伸长等参数等技术措施，以达到精确控制钢桥梁顶板U形肋熔透率的保证钢桥面板U形肋熔透率的焊接小车及焊接方法。

背景技术

钢箱梁桥为典型的薄壁箱型结构，其顶面结构通常由钢桥面板和U形加劲肋构成，见图1，顶板受轮载作用疲劳特征明显。为了提高此类结构的抗疲劳性能，通常要求U肋与面板的焊缝要达到75%以上的熔透率，同时要求不得将根部烧穿。1、传统工艺一般采用焊接小车或专用焊机夹持焊枪，将焊枪调整好角度后沿焊缝纵向移动焊接面板与U肋焊缝，但实际操作中发现焊接过程中容易出现焊枪角度变化，或跟踪精度偏差造成熔池偏离预设位置，从而导致焊缝熔透率得不到保证，见图4。2、采用焊接机器人进行操作，该操作方法U肋焊缝熔透率效果较好，但设备占用场地较大，采购费用昂贵，维护保养费用高，经济性较差。

发明内容

设计目的：针对背景技术存在的问题，设计一种U肋与面板的焊缝能够达到75%以上的熔透率，又不会发生将根部烧穿现象，同时投入少，不需固定场地，可在各工厂和工地推广使用，提高生产效率，保证焊缝质量的保证钢桥面板U形肋熔透率的焊接小车及焊接方法。

设计方案：为了实现上述设计目的。焊接小车通过机械跟踪方式，跟踪定位焊缝位置；焊接小车上安装摇摆器，通过摇摆器使电弧摆动，焊缝不正对某一具体位置，这样可避免焊接过程中焊缝根部烧穿，同时可自适应焊枪角度和焊缝跟踪过程产生的偏差；摇摆器采用充电电池供电；顶板U肋焊缝采用两道焊接，第一道的作用是熔池流入焊接坡口和两侧钢板熔合，确保熔透率；采用铣床精加工坡口，坡口钝边尺寸和角度对根部成形具有较大影响，钝边尺寸大将无法满足熔透率，坡口角度小，电弧将无法将根部熔化，高温溶液在表面张力作用下无法流入尖角。焊接时焊缝将坡口填满后可满足熔透率的要求。焊枪角度前倾5-15°，在电弧吹力的作用下，熔池流向电弧已熔化的坡口，焊缝熔深较深，若采用垂直或后倾角，熔池将向焊接方向流淌，影响熔深。本方法可适应焊缝跟踪范围2mm以内的偏差，降低了焊接跟踪要求，采用普通焊接小车即可达到机器人焊接的精度。

在焊接工具的设计上：本发明在现有磁吸式自动焊接小车的基础上，采用磁吸式自动焊接小车，该小车采用导向轮机械跟踪方式沿焊缝纵向移动，小车具有磁吸功能、导向跟踪功能及速度调节功能，在小车上安装焊接摇摆器，摇摆器具有调节摆幅和摆动次数、夹持焊枪后调节焊枪角度等功能，摇摆器采用充电电池供电。将焊枪固定在摇摆器上，待焊枪横向角度、纵向倾角调整好后，将调节旋钮拧紧固定。

在焊接方法上：本方法通过控制坡口尺寸精度、在焊接小车上增加摇摆头、调整焊枪角度和摆动参数，焊接电流电压和干伸长等参数等技术措施，以达到精确控制钢桥梁顶板U形肋熔透率的目的。

坡口加工：根据本发明的设计原理，坡口加工精度对熔透率影响较大，为此，传统的刨边加工无法满足精度要求。需采用成型铣床加工坡口，控制坡口尺寸精度。P=1±0.5mm，α=45±2°，见附图3。

焊接工装：U肋在钢桥面板上定位后，将其固定在反变形胎架上，将胎架旋转30-40°形成船位焊接。β=30°～ 40°，见附图2。

焊接小车及摇摆器：采用磁吸式自动焊接小车，小车采用导向轮机械跟踪方式沿焊缝纵向移动。小车具有磁吸功能、导向跟踪功能及速度调节功能，在小车上安装焊接摇摆器，摇摆器具有调节摆幅和摆动次数、夹持焊枪后调节焊枪角度等功能，摇摆器采用充电电池供电。将焊枪固定在摇摆器上，待焊枪横向角度、纵向倾角调整好后，将调节旋钮拧紧固定。自动焊接小车、摇摆器、充电电池均使用现有产品。见附图1。