专利名称：半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑产业及桥梁工程中的钢筋焊接技术领域，特别是涉及钢筋的固态气压焊接设备，具体地说是一种半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备。
背景技术：
进入21世纪后，气压焊技术在国外已广泛应用于工程建设及建筑桥梁的钢筋连接工艺中。日本标准中指出，钢筋气压焊按其焊接工艺的不同，可分为闭式即固态气压焊和开式即熔态气压焊两种，日本当前推广应用的属于闭式固态气压焊。我国在推广应用的前期阶段，包括在国标12219-89中规定的，也是固态气压焊。“固态气压焊”术语可解释如下 采用氧乙炔火焰，或其它火焰对两钢筋接缝处进行加热，使其达到1200度 1300度，即热塑性状态，施加压力，形成牢固对焊接头的一种压焊方法。在我国的建筑行业及桥梁工程建设中，传统的钢筋连接方式不外乎有钢筋绑扎搭接、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、预埋件钢筋埋弧压力焊、螺纹套管连接等。而传统的钢筋连接方法中存在着施工成本高、耗材严重、污染严重、机械大型化等缺陷，其操作起来非常困难并且技术含量很低、耗费人力、拖延工程时间、设备投入成本大，而且还只能用作钢筋的横向连接，设备较大，移动不便，接头合格率较低。在中国节能环保的号召下，传统的钢筋连接方法无疑是阻碍中国节能环保的重大难题，而中国建筑行业也需要有新的钢筋连接方法和设备出现，来高科技化地保证钢筋的连接质量和实现节能环保的目的。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供焊接强度好， 成品合格率高，设备占地面积小的一种半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，其具有结构简单、效益高、成本低、操作方便并且节能环保无污染等优点。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，设备包括能切断钢筋母材以提高母材连接断面平整性的钢筋常温直角切断机和用于将钢筋母材连接头加热至热塑性状态的加热焊炬以及在钢筋母材塑化变形后施压连接的压接器，压接器连接有液压推进系统，液压推进系统包括液压油缸推进器和通过液压管路与液压油缸推进器相连接的智能型电动超高压油泵，液压油缸推进器推动压接器动作对钢筋母材施压连接，智能型电动超高压油泵为液压油缸推进器提供液压动力。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内部安装有旋转主轴的主架体，主架体配装有传动机构和钢筋压紧装置；传动机构包括连有电源线的电动机和与电动机输出轴相配装的变向减速器，变向减速器与旋转主轴传动相配合，旋转主轴上至少安装有一个同旋转主轴高速旋转的割刀，割刀包括陶瓷刀片和嵌装在陶瓷刀片外圆周上的特制刀头，钢筋压紧装置包括用于夹紧钢筋母材的钢筋夹具和控制钢筋夹具松紧的操作手柄，主架体上设置有牵引手柄，牵引手柄带动夹紧的钢筋母材与割刀作切割相配合。上述的压接器包括设置在筒体上用于分别压紧两根待连接钢筋母材的前V型钢筋夹紧座和后V型钢筋夹紧座，前V型钢筋夹紧座和后型钢筋夹紧座均连接有手动夹紧手柄，筒体的内腔中滑动设置有平缓施压推进钢筋母材连接的推杆，且推杆的前端顶压有复位弹簧，筒体后端部设置有制有嵌入腔的装配连接头，装配连接头与液压油缸推进器 嵌入式定位相卡配，推杆的后端与液压油缸推进器的伸缩杆抵触相配合。上述的装配连接头嵌入腔上制有三道环状螺旋滑槽，且螺旋滑槽的末端制有定位槽，液压油缸推进器上制有三个与定位槽相配合的定位柱；液压油缸推进器的无杆腔安装有管接口，管接口与液压管路相连接。上述的液压管路的出液口和进液口分别液密封配装有出液管接头和进液管接头， 出液管接头与液压油缸推进器的管接口相连接，进液管接头与智能型电动超高压油泵的油泵输出口相连接。上述的智能型电动超高压油泵设置有由智能液压控制阀回路控制的两级串接的压力油泵和调压阀，调压阀安装有调节所需供油压力大小的调压阀操纵手柄，两级压力油泵配设有间隙运转制驱动电机，驱动电机经电机电缆与电源相连接，智能型电动超高压油泵配装有针式压力表并经远程电缆外接有远程控制开关。上述的加热焊炬包括用于喷火加热的环管型加热器和用于输送调节混合燃气的焊炬本体，环管型加热器与焊炬本体的前端密封固定相连接，焊炬本体后端配设有氧气进气接头和燃气进气接头，氧气进气接头和燃气进气接头分别经软管与氧气储罐和燃气储罐相连通，焊炬本体配装有两个分别用于调节氧气和燃气进气混合成分比的调节针阀。上述的环管型加热器由分别焊接在后环管两端头的上环管和下环管组成，后环管的封闭端经管螺纹接头与焊炬本体相连接，上环管和下环管的内弧上相对应等弧度等数量各布设有四至六个火焰喷嘴，火焰喷嘴对安置在压接器上的钢筋母材作切向包围状喷火， 使钢筋母材加热至钢筋塑性变形温度。上述的远程控制开关套装在焊炬本体上，远程控制开关设有红、黑两个自复位型按钮。上述钢筋常温直角切断机主架体的下方开设有铁屑排屑口。与现有技术相比，本实用新型的焊接成套工艺设备具有以下优越性1、整套设备小巧、灵活，携带方便。2、整套设备操作简单，易于掌握，劳动强度低。3、本设备焊接速度快，效率高。4、本设备可适用于水平、垂直、倾斜等全方位钢筋焊接，适宜于各种直径钢筋的焊接。5、焊接后的钢筋接头呈枣核状，外形圆滑、美观。应力传递均衡，焊接后的钢筋在同轴线上，受力状态良好。6、焊接质量稳定，合格率高。在试验中曾从接头中抽取100组，按标准作拉伸、弯曲试验，一次合格率达100%。7、在焊接中无烟、无尘对环境没有污染，也不产生焊渣，因此节能环保。8、本设备焊接方法能节省焊接材料，缩短施工时间，效益高、成本低。
图1是本实用新型实施例组配结构示意图；图2是图1中压接器的结构示意图；图3是图1中加热焊炬的结构示意图；图4是图1中钢筋常温直角切断机的结构示意图；图5是图1中液压推进系统的组装分解图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。图1至图5所示为本实用新型的结构示意图。其中的附图标记为钢筋常温直角切断机1、主架体11、铁屑排屑口 11a、电动机 12、变向减速器13、割刀14、刀头14a、钢筋夹具15、操作手柄16、牵引手柄17、加热焊炬2、 焊炬本体21、氧气进气接头21a、燃气进气接头21b、调节针阀21c、环管型加热器22、后环管 22a、上环管22b、下环管22c、管螺纹接头22d、火焰喷嘴22e、压接器3、手动夹紧手柄3a、筒体31、前V型钢筋夹紧座32、后V型钢筋夹紧座33、推杆34、复位弹簧35、装配连接头36、定位槽36a、液压油缸推进器4、定位柱4a、伸缩杆41、管接口 42、液压管路5、出液管接头51、 进液管接头52、智能型电动超高压油泵6、油泵输出口 6a、调压阀操纵手柄61、电机电缆62、 针式压力表63、远程电缆64、远程控制开关65、软管7、氧气储罐8、燃气储罐9。如图1至5所示，本实用新型的半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，包括能切断钢筋母材以提高母材连接断面平整性的钢筋常温直角切断机1和用于将钢筋母材连接头加热至热塑性状态的加热焊炬2以及在钢筋母材塑化变形后施压连接的压接器3，压接器3连接有液压推进系统，液压推进系统包括液压油缸推进器4和通过液压管路5与液压油缸推进器4相连接的智能型电动超高压油泵6，液压油缸推进器4推动压接器3动作加压连接，智能型电动超高压油泵6为液压油缸推进器4提供液压动力。本实用新型整套设备小巧灵活，携带方便。加热焊炬2通过把氧气和燃气的混合气体喷射点燃后对钢筋接头部位加热到约1250度的钢筋塑性变形温度，在液压系统加压以后，经压接器3将钢筋接头焊接成型，其焊接过程无有害气体产生，也不产生焊渣，因此节能环保，焊接接头应力均衡，强度高，节省焊接材料，并且焊接速度快、质量稳定、效益高、成本低、操作方便。有资料反映，在日本建筑行业中，钢筋气压焊接技术已占主导地位，据日本94年统计，钢筋连接中93. 5% 是采用气压焊接方法，解决了以往存在的各种质量问题，气压焊已是一种非常成熟的钢筋焊接工艺。此种技术在我国应用尽管刚刚开始，但前景是非常宽广的。因此本实用新型具有很强的市场竞争力。实施例中，如图4所示，钢筋常温直角切断机1包括内部安装有旋转主轴的主架体 11，主架体11配装有传动机构和钢筋压紧装置；传动机构包括连有电源线的电动机12和与电动机12输出轴相配装的变向减速器13，变向减速器13与旋转主轴传动相配合，旋转主轴上至少安装有一个同旋转主轴高速旋转的割刀14，割刀包括陶瓷刀片和嵌装在陶瓷刀片外圆周上的特制刀头14a，钢筋压紧装置包括用于夹紧钢筋母材的钢筋夹具15和控制钢筋夹具15松紧的操作手柄16，主架体11上设置有牵引手柄17，牵引手柄17带动夹紧的钢筋母材与割刀14作切割相配合。钢筋常温直角切断机主架体11的下方开设有铁屑排屑口 11a。 本实用新型的电动机12为单向电动机，采用220伏电压，电动机通过变向减速器13带动割刀14高速转动，钢筋压紧装置压紧全方位位置的钢筋，再由手柄操作压紧动作，在牵引手柄带动下将钢筋送入旋转刀片切割区，直接把钢筋切断，完成常温钢筋切割机的功能。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。本实用新型的钢筋常温直角切断机，切割时无夹渣，噪音小，钢筋端面光滑且无氧化污渍。切断时间短，只需3-5秒即可。实施例中，如图2所示，压接器3包括设置在筒体31上用于分别压紧两根待连接钢筋母材的前V型钢筋夹紧座32和后V型钢筋夹紧座33，前V型钢筋夹紧座32和后型钢筋夹紧座33均连接有手动夹紧手柄3a，筒体31的内腔中滑动设置有平缓施压推进钢筋母材连接的推杆34，且推杆34的前端顶压有复位弹簧35，筒体31后端部设置有制有嵌入腔的装配连接头36，装配连接头36与液压油缸推进器4嵌入式定位相卡配，推杆34的后端与液压油缸推进器4的伸缩杆41抵触相配合。两根经钢筋常温直角切割机1切断的钢筋放置在压接器的特制的V型钢筋夹紧座中，钢筋断面对准轴线并紧密接触后，分别转动手柄3a夹紧两根钢筋，压接器必须保持钢筋端面与钢筋中心线垂直并密切结合，缝隙不得大于0. 5-0. 8毫米。与压接器匹配的液压油缸推进器4将加热到塑性变形温度的焊接钢筋施加压力，达到三次加压成型的工艺要求。本实用新型的压接器由优质钢材加工制造，因此整套结构强度高，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。实施例中，如图2、图5所示，装配连接头36嵌入腔上制有三道环状螺旋滑槽，螺旋滑槽的末端制有定位槽36a，液压油缸推进器4上制有三个与定位槽36a相配合的定位柱 4a ；液压油缸推进器4的无杆腔安装有管接口 42，管接口 42与液压管路5相连接。采用嵌入式保证了液压油缸推进器4跟压接器3的紧密连接。液压油缸推进器4连接压接器3和液压油管5，起到一个推进加压和连接的作用。液压管路5的出液口和进液口分别液密封配装有出液管接头51和进液管接头52，出液管接头51与液压油缸推进器的管接口 42相连接，进液管接头52与智能型电动超高压油泵6的油泵输出口 6a相连接。液压油缸推进器 4、液压油管5和智能型电动超高压油泵6组成-完整的液压推进系统。实施例中，智能型电动超高压油泵6设置有由智能液压控制阀回路控制的两级串接的压力油泵和调压阀，调压阀安装有调节所需供油压力大小的调压阀操纵手柄61，两级压力油泵配设有间隙运转制驱动电机，驱动电机经电机电缆62与电源相连接，智能型电动超高压油泵6配装有针式压力表63并经远程电缆64外接有远程控制开关65。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。在油泵工作过程中出现焊接工况的变化能自行调节压力变换。本油泵设有指针式压力表，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。远程控制开关 65能实现远距离的操作，能操纵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，在达到塑性变形温度时，使钢筋端面晶粒中分子转移，从而将两根钢筋接头牵固连接在一起成为一个整体，连接处外形美观且有质量保证。本实用新型的智能型电动超高压油泵主要是提供液压动力，是当钢筋接头加热到塑性软化状态时，在两根连接钢筋两端施加适当压力，使钢筋连接成型。此超高压油泵是为了缩小钢筋压紧装置而设计成双级泵压力串接结构及智能化的控制，为便于携带使之小型化，采用我国最新技术制造，其结构简单、性能优良、非常耐用、体积小、噪音低、适用于在工地上移动场合使用，内设自动液态控制系统，实现从低压到高压的转换。实施例中，如图3所示，加热焊炬2包括用于喷火加热的环管型加热器22和用于输送调节混合燃气的焊炬本体21，环管型加热器22与焊炬本体21的前端密封固定相连接， 焊炬本体21后端配设有氧气进气接头21a和燃气进气接头21b，氧气进气接头21a和燃气进气接头21b分别经软管7与氧气储罐8和燃气储罐9相连通，焊炬本体21配装有两个分别用于调节氧气和燃气进气混合成分比的调节针阀21c。环管型加热器22由分别焊接在后环管22a两端头的上环管22b和下环管22c组成，后环管22a的封闭端经管螺纹接头22d与焊炬本体21相连接，上环管22b和下环管22c 的内弧上相对应等弧度等数量各布设有四至六个火焰喷嘴22e，火焰喷嘴22e对安置在压接器3上的钢筋母材作切向包围状喷火，使钢筋母材加热至钢筋塑性变形温度。本实用新型的加热焊炬2为钢筋气压固态焊接的专用焊矩，内部结构能按照燃料气体性质不同如乙炔或液化石油气的不同作相应调整，在加热焊接钢筋时使加热火焰为中性火焰，焊接后的钢筋接头不氧化，光洁美观。环管型加热器是半自动固态气压焊接设备的关键部件，其在混合气体喷射点燃后对钢筋接头部位加热到塑性变形温度，在液压系统加压以后，钢筋接头焊接成型。环管型加热器为多喷嘴加热器，各喷嘴按一定角度互相包容，钢筋接头使氧-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观美观，机械强度高金属结构细腻，质量有保证。本实用新型的远程控制开关65能套装在焊炬本体21上，远程控制开关65设有红、黑两个自复位型按钮。与焊炬相配的远程控制开关65能远距离控制智能型电动超高压油泵实现一个操作人员既操作钢筋加热焊接，又可操纵钢筋三次加压动作。既减少了人力资源的投入，还大大提高了工作效率。本实用新型的最佳实施例已阐明，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.半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，其特征是所述的设备包括能切断钢筋母材以提高母材连接断面平整性的钢筋常温直角切断机(1)和用于将钢筋母材连接头加热至热塑性状态的加热焊炬(2)以及在钢筋母材塑化变形后施压连接的压接器(3)，所述压接器(3)连接有液压推进系统，液压推进系统包括液压油缸推进器(4)和通过液压管路(5) 与液压油缸推进器(4)相连接的智能型电动超高压油泵(6)，所述液压油缸推进器(4)推动压接器(3)动作加压连接，所述智能型电动超高压油泵(6)为液压油缸推进器(4)提供液压动力。
2.根据权利要求1所述的半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，其特征是所述的钢筋常温直角切断机(1)包括内部安装有旋转主轴的主架体(11)，主架体(11)配装有传动机构和钢筋压紧装置；所述传动机构包括连有电源线的电动机(12)和与电动机(12)输出轴相配装的变向减速器(13)，变向减速器(13)与旋转主轴传动相配合，所述旋转主轴上至少安装有一个同旋转主轴高速旋转的割刀(14)，割刀包括陶瓷刀片和嵌装在陶瓷刀片外圆周上的特制刀头(14a)，所述钢筋压紧装置包括用于夹紧钢筋母材的钢筋夹具(15)和控制钢筋夹具(15)松紧的操作手柄(16)，所述主架体(11)上设置有牵引手柄(17)，牵引手柄 (17)带动夹紧的钢筋母材与割刀(14)作切割相配合。
3.根据权利要求2所述的半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，其特征是所述的压接器(3)包括设置在筒体(31)上用于分别压紧两根待连接钢筋母材的前V型钢筋夹紧座(32)和后V型钢筋夹紧座(33)，前V型钢筋夹紧座(32)和后型钢筋夹紧座(33)均连接有手动夹紧手柄(3a)，所述筒体(31)的内腔中滑动设置有平缓施压推进钢筋母材连接的推杆(34)，且推杆(34)的前端顶压有复位弹簧(35)，所述筒体(31)后端部设置有制有嵌入腔的装配连接头(36)，装配连接头(36)与液压油缸推进器(4)嵌入式定位相卡配，所述推杆(34)的后端与液压油缸推进器(4)的伸缩杆(41)抵触相配合。
4.根据权利要求3所述的半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，其特征是所述的装配连接头(36)嵌入腔上制有三道环状螺旋滑槽，且螺旋滑槽的末端制有定位槽(36a)， 所述液压油缸推进器(4)上制有三个与定位槽(36a)相配合的定位柱(4a)；所述液压油缸推进器(4)的无杆腔安装有管接口(42)，管接口(42)与液压管路(5)相连接。
5.根据权利要求4所述的半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，其特征是所述的液压管路(5)的出液口和进液口分别液密封配装有出液管接头(51)和进液管接头(52)，所述出液管接头(51)与液压油缸推进器的管接口(42)相连接，所述进液管接头(52)与智能型电动超高压油泵(6)的油泵输出口(6a)相连接。
6.根据权利要求5所述的半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，其特征是所述的智能型电动超高压油泵(6)设置有由智能液压控制阀回路控制的两级串接的压力油泵和调压阀，调压阀安装有调节所需供油压力大小的调压阀操纵手柄(61)，所述两级压力油泵配设有间隙运转制驱动电机，驱动电机经电机电缆(62)与电源相连接，所述智能型电动超高压油泵(6)配装有针式压力表(63)并经远程电缆(64)外接有远程控制开关(65)。
7.根据权利要求6所述的半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，其特征是所述的加热焊炬(2)包括用于喷火加热的环管型加热器(22)和用于输送调节混合燃气的焊炬本体(21)，环管型加热器(22)与焊炬本体(21)的前端密封固定相连接，所述焊炬本体(21) 后端配设有氧气进气接头(21a)和燃气进气接头(21b)，氧气进气接头(21a)和燃气进气接头(21b)分别经软管(7)与氧气储罐(8)和燃气储罐(9)相连通，所述焊炬本体(21)配装有两个分别用于调节氧气和燃气进气混合成分比的调节针阀(21c)。
8.根据权利要求7所述的半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，其特征是所述的环管型加热器(22)由分别焊接在后环管(22a)两端头的上环管(22b)和下环管(22c)组成，所述后环管(22a)的封闭端经管螺纹接头(22d)与焊炬本体(21)相连接，所述上环管 (22b)和下环管(22c)的内弧上相对应等弧度等数量各布设有四至六个火焰喷嘴(22e)，火焰喷嘴(22e)对安置在压接器(3)上的钢筋母材作切向包围状喷火，使钢筋母材加热至钢筋塑性变形温度。
9.根据权利要求8所述的半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，其特征是所述的远程控制开关(65)套装在焊炬本体(21)上，远程控制开关(65)设有红、黑两个自复位型按钮。
10.根据权利要求8所述的半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，其特征是所述钢筋常温直角切断机主架体(11)的下方开设有铁屑排屑口(11a)。
专利摘要本实用新型公开了一种半自动钢筋固态气压焊接成套工艺设备，设备包括能切断钢筋母材以提高母材连接断面平整性的钢筋常温直角切断机和用于将钢筋母材连接头加热至热塑性状态的加热焊炬以及在钢筋母材塑化变形后施压连接的压接器，压接器连接有液压推进系统，液压推进系统包括液压油缸推进器和通过液压管路与液压油缸推进器相连接的智能型电动超高压油泵，液压油缸推进器推动压接器动作对钢筋母材施压连接，智能型电动超高压油泵为液压油缸推进器提供液压动力。该设备智能、环保、节材、高效能满足大桥建造、高层建筑以及建设工程中钢筋连接的需要，具有结构简单、效益高、成本低、操作方便等优点并且节能环保无污染。
文档编号B23K7/00GK201969984SQ20112010093
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者郑奶谷 申请人:郑奶谷