专利名称：半自动钢筋气压固态焊接成套设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑产业及桥梁工程中的半自动钢筋焊接技术领域，尤其涉及半 自动钢筋气压固态焊接成套设备。
背景技术：
在我国的建筑行业及桥梁工程建设中的钢筋连接方式包括有钢筋绑扎搭接、机 械冷挤压连接、钢筋电阻电焊、钢筋闪光对焊、钢筋电弧焊、钢筋电渣压力焊、钢筋气压焊、 预埋件钢筋埋弧压力焊和螺纹套管连接等。现阶段最主要的钢筋连接方法有搭接法、闪光 焊、电渣焊、气压焊和螺纹连接等。以上常用的几种钢筋连接方法中，搭接法已属于淘汰的方法，其它几种连接方法 当中闪光焊法钢筋连接的合格率最低，不合格率达三分之一；电渣焊法次低，电渣焊对钢筋 横向焊接后的合格率低到都不用检测试验，所以电渣焊只能用来对钢筋进行竖向焊接，不 能用作其它方向的焊接；而合格率最高的就是气压焊连接，合格率可以达到100%。从连接成本上作分析，几种钢筋连接方法中螺纹连接方法成本最高，大约是气压 焊成本的20多倍。若计算用电量，气压焊法成本最低约0. 3元/头左右，若不计算用电量， 闪光焊接法成本最低。如果以设备投入看，投入成本最小的是螺纹连接，其次就是气压焊连 接法，投入成本最大的是闪光焊和电渣焊连接法。从几种焊接方法的设备的使用特性来看，闪光焊机操作比较简单容易掌握，钢筋 接头成本较低，但其缺点是只能用作钢筋的横向连接，且设备较大、移动不便、接头合格率 较低。电渣焊的焊接卡具轻巧、移动方便，焊接操作容易，接头成本也较低，缺点是只能用于 钢筋的竖向焊接，耗电量大。螺纹连接法虽然操作简单，设备投入少，施工方法符合环保要 求，但缺点是接头成本太高，钢材消耗较大。而气压焊接连接法对需连接的钢筋横向，竖向， 任意方向的接头都能焊接，钢筋接头的合格率最高。气压焊接连接法的设备卡具较小，移动 方便，接头成本低，钢材消耗少，设备投资少。设备投资成本不到闪光焊接设备或电渣焊设 备投入的20%，但因气压焊接的工艺尚属新颖，所以操作人员要求在接受操作培训后才能 上岗操作。钢筋气压焊接连接法，又可分为固态气压焊接和熔态气压焊。固态气压焊连接法 是采用氧_燃料气体火焰将两钢筋对接处加热至1250°C左右，使其达到钢铁熔化温度的 0. 8至0. 9倍的塑性变化温度，并通过加压完成钢筋焊接的一种压焊方法，又称闭式气压 焊。熔态气压焊是利用氧-燃料气体火焰将两钢筋对接处加热至约1540°C以上，使两钢筋 对接部位达到钢铁熔化温度，再加压完成焊接的一种压焊方法，又称开式气压焊。两种压焊方法经过现场使用和焊接接头性能测试比较。熔态气压焊接对钢筋焊接 表面要求不高，只要两根钢筋需连接部位有一定缝隙，夹具夹紧定位后就可加热焊接加热 到熔化温度后，钢筋端部熔化经加压成型。但因金属熔液下流，使其接头表面不光滑、不规 贝1J、形状不好，有时候会产生夹渣疏松现象影响到接头合格率。由于焊接温度达到熔化状 态，其接头金相组织粗化，在受力后因脆化而断裂。固态气压焊连接方法对待焊接的两根钢筋连接部位的连接表面要求较高，不能有凹凸不平或倾斜，两根钢筋中心线必须保持在同 一轴线上，表面不能出现锈斑或氧化层。需现场切割，现场焊接。但因焊接接头强度高，合 格率高，表面光洁，外形基本一致，最大直径在1. 4倍钢筋直径左右，且因为加热温度是钢 筋熔化温度的0.8至0.9倍。故接头的金相组织细腻无韦氏体组织。因此无脆断性从而使 钢筋接头机械强度高，对整个工程强度要求起到保证作用，其钢筋连接在众多的工程应用 中均达到设计要求。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有钢筋连接工艺方法中存在的设备费 用高、占地面积大、焊接成本高、应用面窄、焊接接头机械强度低和合格率不高等问题，提供 一种结构简单、成本较低、操作方便、经济效益好、环保绿色的半自动钢筋气压固态焊接成 套设备。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是半自动钢筋气压固态焊接成 套设备，包括配套使用并用于对钢筋进行直角切割的钢筋常温直角切断机、用于固定待焊 接钢筋的压接器、用于将油泵压力传送至压接器的液压油缸推进器、用于输送油压的液压 油管、用于提供对钢筋加压成型所需压力的智能型电动超高压油泵、用于控制智能型电动 超高压油泵的操作开关匣、用于输送及混合燃气和助燃气体的焊矩、用于加热钢筋焊接断 面的环管型加热器和用于连接操作开关匣和智能型电动超高压油泵的电缆线。压接器通过 设置于压接器一端的圆周环三槽连接筒与液压油缸推进器旋转定位连接；液压油缸推进器 通过液压油管连接智能型电动超高压油泵；操作开关匣通过电缆线连接智能型电动超高压 油泵；焊矩一端与环管型加热器相连接配合。为优化上述技术方案，采取的措施还包括上述的钢筋常温直角切断机包括主轴和经变向机构连接主轴的驱动电机，主轴上 安装有至少一片多齿形刀片，在主轴的一侧设置有用于夹紧钢筋的夹具，在刀片上安装有 保护罩，保护罩上设置有排出铁屑和飞灰的排屑口。钢筋常温直角切断机用于切断需连接 钢筋的端面，保证切断平面与钢筋中心线垂直，并达到切断平面光滑平整无氧化。上述的压接器包括底座和滑动设置在底座内的滑座，在底座和滑座之间设置有压 缩弹簧，滑座的外端设置有圆周环三槽连接筒，圆周环三槽连接筒与液压油缸推进器相连 接配合；底座和滑座上分别固定有V型夹紧座，V型夹紧座一侧设置有手动夹紧手柄。压接 器由优质钢材加工制造，整套结构强度高，压接器采用滑筒式移动结构，以保证两焊接钢筋 承受塑性变形的压力在同一轴线上，确保焊接钢筋接头受力均勻，强度高，满足工程设计需 要。上述的液压油缸推进器一端制有与圆周环三槽连接筒相旋转定位连接的三销轴 连接座，另一端制有与液压管路相连接的管接口。上述的液压管路一端制有与管接口连接的液压管接头，另一端制有与智能型电动 超高压油泵相连接的管接头。上述的智能型电动超高压油泵上制有与管接头相连接的输出液压接口和与操作 开关匣相连接的接头座以及指针式压力表。智能型电动超高压油泵由两级压力油泵串接组 成，并由智能液压控制阀回路控制，压力油泵由内装间隙运转制电动机驱动，在焊接工艺所需条件设定压力的工况下提供柱塞油缸高达63MPa的液态压力，并设自动液态控制系统， 实现从低压到高压的转换。智能型电动超高压油泵上还设有指针式压力表，操作者可以根 据焊接不同直径钢筋的需要在油泵下部调节压力调节阀来调整所需的工作压力。上述的焊矩上套装有控制智能型电动超高压油泵的操作开关匣，操作开关匣通过 电缆线与接头座相连接，焊矩的一端与环管形加热器相连接配合，另一端制有用于接入助 燃氧气的 氧气接头和接入燃烧气体的燃气接头。实现了一个操作人员既操作钢筋加热焊 接，又可操纵钢筋加压成型动作。上述的环管形加热器由环管与侧环管焊接成型，侧环管端部制有与焊矩相连接的 管螺纹接头，环管内侧制有8至12个按特定的角度焊制成型的喷咀。环管形加热器为多喷 咀加热器，各喷咀按一定角度互相包容。钢筋接头喷出燃气，使氧_燃气火焰燃烧时，火焰 包裹钢筋接头部位。加热范围受热均勻，加压成型后的钢筋接头外形美观，机械强度高，金 相组织好。手动操作控制开关与焊矩相配，套装在焊矩手柄上。从而实现操作者既可操作 钢筋气压焊接，又可远距离操作超高压智能油泵工作。与现有技术相比，本实用新型能通过钢筋常温直角切断机进行常温切断，钢筋端 面不升温，不会发生高温氧化，切断后保证钢筋轴线与端面垂直，不用打磨可直接焊接，达 到钢筋连接高质量、高强度的目标。智能型电动超高压油泵及环管形加热器等焊接设备小 型轻便、移动方便、操作简便，易于掌握和使用，并可适用于各种位置、各种方向、各种直径 钢筋，施工效率高、速度快、无溅落焊渣等废物，是一种种结构简单、成本较低、操作方便、经 济效益好、环保绿色的钢筋连接设备。
图1是本实用新型实施例中钢筋常温直角切断机的装配示意图；图2是本实用新型实施例中压接器的装配示意图；图3是本实用新型实施例中液压油缸推进器的装配示意图；图4是本实用新型实施例中液压油管的装配示意图；图5是本实用新型实施例中智能型电动超高压油泵的示意图；图6是本实用新型实施例中焊矩及环管型加热器的装配示意图；图7是本实用新型实施例中操作开关匣的示意图；图8是本实用新型实施例中电缆线的示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。如图1至图7所示，图标号说明如下钢筋常温直角切断机1、刀片11、夹具12、驱 动电机13、排屑口 14、主轴15、保护罩16、压接器2、夹紧座21、圆周环三槽连接筒22、压缩 弹簧23、手动夹紧手柄24、底座25、滑座26、液压油缸推进器3、三销轴连接座31、管接口 32、液压油管4、液压管接头41、管接头42、智能型电动超高压油泵5、输出液压接口 51、接头 座52、指针式压力表53、操作开关匣6、焊炬7、氧气接头71、燃气接头72、环管型加热器8、 管螺纹接头81、环管82、喷咀83、侧环管84、电缆线9。本实用新型的半自动钢筋气压固态焊接成套设备，包括用于对钢筋进行直角切割的钢筋常温直角切断机1、用于固定待焊接钢筋的压接器2、用于将油泵压力传送至压接 器2的液压油缸推进器3、用于输送油压的液压油管4、用于提供对钢筋加压成型所需压力 的智能型电动超高压油泵5、用于控制智能型电动超高压油泵5的操作开关匣6、用于输送 及混合燃气和助燃气体的焊矩7、用于加热钢筋焊接断面的环管型加热器8和用于连接操 作开关匣6和智能型电动超高压油泵5的电缆线9。压接器2通过设置于压接器2 —端的 圆周环三槽连接筒22与液压油缸推进器3旋转定位连接；液压油缸推进器3通过液压油管 4连接智能型电动超高压油泵5 ；操作开关匣6通过电缆线9连接智能型电动超高压油泵5 ； 焊矩7 —端与环管型加热器8相连接配合。钢筋常温直角切断机1包括主轴15和经变向机构连接主轴15的驱动电机13，主 轴15上安装有至少一片多齿形刀片11，在主轴15的一侧设置有用于夹紧钢筋的夹具12， 在刀片11上安装有保护罩16，保护罩16上设置有排出铁屑和飞灰的排屑口 14。钢筋常温 直角切断机1用于切断所需连接钢筋的端面，保证切断平面与钢筋中心线垂直，并达到切 断平面光滑平整无氧化。压接器2包括底座25和滑动设置在底座25内的滑座26，在底座25和滑座26之 间设置有压缩弹簧23，滑座26的外端设置有圆周环三槽连接筒22，圆周环三槽连接筒22 与液压油缸推进器3相连接配合；底座25和滑座26上分别固定有V型夹紧座21，V型夹紧 座21 —侧设置有手动夹紧手柄24。液压油缸推进器3 —端制有与圆周环三槽连接筒22相旋转定位连接的三销轴连 接座31，另一端制有与液压管路4相连接的管接口 32。液压管路4 一端制有与管接口 32连接的液压管接头41，另一端制有与智能型电动 超高压油泵5相连接的管接头42。智能型电动超高压油泵5上制有与管接头42相连接的输出液压接口 51和与操作 开关匣6相连接的接头座52以及指针式压力表53。智能型电动超高压油泵最高压力可达 63MPa，工作压力为50MPa，低压为0. 35MPa。在油泵工作过程中可根据出现焊接工况的变化 自行调节压力变换，并设有指针式压力表53，操作者可以根据焊接不同直径钢筋的需要在 油泵下部调节压力调节阀来调整所需的工作压力。焊矩7上套装有控制智能型电动超高压油泵5的操作开关匣6，操作开关匣6通过 电缆线9与接头座52相连接，焊矩7的一端与环管形加热器8相连接配合，另一端制有用 于接入助燃氧气的氧气接头71和接入燃烧气体的燃气接头72。环管形加热器8由环管82与侧环管84焊接成型，侧环管84端部制有与焊矩7相 连接的管螺纹接头81，环管82内侧制有8至12个按特定的角度焊制成型的喷咀83。 在工作时，钢筋常温直角切断机1由夹具12紧固钢筋，由单相电动机经转向机构 驱动刀片11转动，把需连接的钢筋端部切割成光洁平整的断面。两根经钢筋常温直角切断 机1切断的钢筋放置在压接器2的V型夹紧座21中，钢筋端面对准轴线并紧密接触后，分 别转动手动夹紧手柄24夹紧两根钢筋。通过焊炬7 —端的氧气接头71和燃气接头72接 入氧气及燃气，并在焊炬7管体内混合成合成燃料输送至环管形加热器8，由环管形加热器 8上8至12个按特定的角度焊制成型的喷咀83喷出火焰，将钢筋加热至约1250°C的塑化 加热温度，同时操作安装在焊矩7手柄上的操作开关匣6，控制智能型电动超高压油泵5对 焊接加热中的钢筋接头部位作3次加压动作。使钢筋接头处密切接合，钢筋端面晶粒中分子转移，从而将两根钢 筋接头紧固连接在一起成为一个整体。本实用新型的优点在于环管型加热器8的特定角度的喷咀83围绕钢筋加热的火 焰使钢筋的接头处加热均勻，隔离外界空气，避免钢筋焊接表面氧化，提高钢筋接头焊接质 量。通过钢筋常温直角切断机1进行常温切断，钢筋端面不升温，不会发生高温氧化，切断 后保证钢筋轴线与端面垂直，不用打磨可直接焊接，达到钢筋连接高质量、高强度的目标。 智能型电动超高压油泵5及环管形加热器8等焊接设备小型轻便、移动方便、操作简便，易 于掌握和使用，并可适用于各种位置、各种方向、各种直径钢筋，施工效率高、速度快、无溅 落焊渣等废物，是一种种结构简单、成本较低、操作方便、经济效益好、环保绿色的钢筋连接 设备。本实用新型的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改 型都不会脱离本实用新型的范围。
权利要求1.半自动钢筋气压固态焊接成套设备，包括配套使用并用于对钢筋进行直角切割的钢 筋常温直角切断机(1)和用于固定待焊接钢筋的压接器(2)，其特征是还包括有相配装并 用于将油泵压力传送至所述压接器(2)的液压油缸推进器(3)、用于输送油压的液压油管 (4)、用于提供对钢筋加压成型所需压力的智能型电动超高压油泵(5)、用于控制智能型电 动超高压油泵(5)的操作开关匣(6)、用于输送及混合燃气和助燃气体的焊矩(7)、用于加 热钢筋焊接断面的环管型加热器(8)和用于连接所述的操作开关匣(6)和智能型电动超高 压油泵(5)的电缆线(9)；所述的压接器(2)通过设置于压接器(2) —端的圆周环三槽连 接筒(22)与所述的液压油缸推进器(3)旋转定位连接；所述的液压油缸推进器(3)通过液 压油管(4)连接智能型电动超高压油泵(5)；所述的操作开关匣(6)通过电缆线(9)连接 智能型电动超高压油泵(5)；所述的焊矩(7) —端与环管型加热器(8)相连接配合。
2.根据权利要求1所述的半自动钢筋气压固态焊接成套设备，其特征是所述的钢筋 常温直角切断机⑴包括主轴(15)和经变向机构连接主轴(15)的驱动电机(13)，所述的 主轴(15)上安装有至少一片多齿形刀片(11)，在主轴(15)的一侧设置有用于夹紧钢筋的 夹具(12)，在所述的刀片(11)上安装有保护罩(16)，所述的保护罩(16)上设置有排出铁 屑和飞灰的排屑口(14)。
3.根据权利要求2所述的半自动钢筋气压固态焊接成套设备，其特征是所述的压接 器(2)包括底座(25)和滑动设置在底座(25)内的滑座(26)，在所述的底座(25)和滑座 (26)之间设置有压缩弹簧(23)，滑座(26)的外端设置有圆周环三槽连接筒(22)，所述的 圆周环三槽连接筒(22)与液压油缸推进器(3)相连接配合；所述的底座(25)和滑座(26) 上分别固定有V型夹紧座(21)，所述的V型夹紧座(21) —侧设置有手动夹紧手柄(24)。
4.根据权利要求3所述的半自动钢筋气压固态焊接成套设备，其特征是所述的液压 油缸推进器(3) —端制有与所述的圆周环三槽连接筒(22)相旋转定位连接的三销轴连接 座(31)，另一端制有与所述的液压管路(4)相连接的管接口(32)。
5.根据权利要求4所述的半自动钢筋气压固态焊接成套设备，其特征是所述的液压 管路(4) 一端制有与所述的管接口(32)连接的液压管接头(41)，另一端制有与所述的智能 型电动超高压油泵(5)相连接的管接头(42)。
6.根据权利要求5所述的半自动钢筋气压固态焊接成套设备，其特征是所述的智能 型电动超高压油泵(5)上制有与所述的管接头(42)相连接的输出液压接口(51)和与所述 的操作开关匣(6)相连接的接头座(52)以及指针式压力表(53)。
7.根据权利要求6所述的半自动钢筋气压固态焊接成套设备，其特征是所述的焊矩 (7)上套装有控制所述的智能型电动超高压油泵(5)的操作开关匣(6)，所述的操作开关匣(6)通过电缆线(9)与所述的接头座(52)相连接，焊矩(7)的一端与环管形加热器(8)相连 接配合，另一端制有用于接入助燃氧气的氧气接头(71)和接入燃烧气体的燃气接头(72)。
8.根据权利要求7所述的半自动钢筋气压固态焊接成套设备，其特征是所述的环管 形加热器(8)由环管(82)与侧环管(84)焊接成型，所述的侧环管(84)端部制有与焊矩(7)相连接的管螺纹接头(81)，所述的环管(82)内侧制有8至12个按特定的角度焊制成 型的喷咀(83)。
专利摘要本实用新型公开了半自动钢筋气压固态焊接成套设备，包括对钢筋进行直角切割的钢筋常温直角切断机；固定待焊接钢筋的压接器；将油泵压力传送至压接器的液压油缸推进器；输送油液的液压油管；提供固定待焊接钢筋所需压力的智能型电动超高压油泵；控制智能型电动超高压油泵的操作开关匣；输送及混合燃气和助燃气体的焊矩；加热钢筋焊接断面的环管型加热器。钢筋常温直角切断机能对钢筋进行常温切断，钢筋端面不升温，不会发生高温氧化，切断后保证钢筋轴线与端面垂直，不用打磨可直接焊接，达到钢筋连接高质量、高强度的目标。环管型加热器能使火焰围绕钢筋加热，使钢筋的接头处加热均匀，隔离外界空气，避免钢筋焊接表面氧化，提高钢筋接头焊接质量。
文档编号B23K20/02GK201833112SQ20102051437
公开日2011年5月18日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者郑奶谷 申请人:宁波市富隆焊接设备科技有限公司, 陕西建筑科学研究院