焊接变形校正设备及校正方法
【专利摘要】本发明公开了一种焊接变形校正设备及校正方法，该设备包括相互连接的操作杆和工作部，工作部内安装有温度传感器和用于高频加热的线圈，传感器接入线圈的控制电路。该方法包括测量、建模和加热灯步骤。本发明通过高频加热的方式提高了校火的效率，并降低了能耗，减少了人力资源投入。
【专利说明】焊接变形校正设备及校正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种焊接变形恢复装备与恢复方法，具体涉及一种焊接变形校正设备及校正方法。
【背景技术】
[0002]在钢结构的焊接制造中，即便是直焊缝，由于施焊时间、电流和温度等参数，以及焊材和板材的差异，也会造成焊后焊缝周围的变形，对于异形零部件以及复杂焊缝更是如此。尤其是在需要装配的大型钢结构中，某些面板的背面具有大量的加强筋，这些加强筋与面板结合处的焊缝，在焊接时极易变形而导致面板表面的凹凸不平，不仅严重影响美观性，而且给拼装带来了很大的误差，再者表面的变形也会致使表面应力不均，极大地影响了结构强度。
[0003]可见，对焊接后产品进行表面校正是非常必要的，对于小型零件可以进行机械校正，但大型钢结构的形式各异，很难有通用的机械恢复工具，主要采用火工校正的方法，俗称校火，是在通用的胎架上进行通过区域性的火焰加热使焊接后产品的变形得到恢复和校正，是最为简单，适用和运用最为广泛的焊接变形校正方法。
[0004]目前的火工校正操作方法如下:在胎架上对结构件表面平整度进行测量，依据测量结果指定校正方案，即在内凹和外凸部位的加强筋或侧板上使用火焰喷枪形成定向的三角形的加热区域，对变形严重的凸起区域还需要通过吊装压块进行压平。在加热过程中需要采用测温枪监控温度，避免温度不足时变形不足和温度过高造成钢材的晶相和性能的改变。
[0005]由于目前采用通用的火焰喷枪进行加热，完成一个三角形加热块耗时较长，在此过程中工人还需在三角形内不断移动喷枪，劳动强度和工作环境差，在需要多点同时加热时必须多人操作，加热过程中有相当部分的热量损失到空气中，燃气的利用率较低，使用天然气加热后还会形成冷凝水，可见现有的火工校正操作存在很大的改进空间。
【发明内容】
[0006]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于高频加热的焊接变形校正设备及其校正方法。
[0007]技术方案:为解决上述技术问题，本发明提供的焊接变形校正设备，包括相互连接的操作杆和工作部，所述工作部内安装有温度传感器和用于高频加热的线圈，所述传感器接入线圈的控制电路。
[0008]作为优选，针对常用的三角形加热方法，所述工作部为三角形，所述线圈在工作部内呈二角形绕制。
[0009]作为优选，为了便于调整工作部的朝向以适应不同的操作空间，所述操作杆与工作部之间通过球铰连接。
[0010]作为优选，该设备作为手持使用设备时，所述操作杆上具有用于握持的手柄，所述操作杆的尾端引出有电源线，所述电源线连接到高频电源。
[0011]作为优选，该设备作为固定设备使用时，所述操作杆安装于活动臂上。
[0012]本发明同时提出应用上述设备的焊接变形校正方法，包括以下步骤:
1)对焊接后工件进行平整度测量，在表面等间隔地采集阵列式的高度数据，利用该数据生成工件表面的曲面图，选取数据的中位数的高度的水平面作为基准面；
2)制定校火方案，将工件背面的加强筋或侧板位置标入曲面图中，依据曲面相对基准面的变形程度在相应位置的加强筋或侧板上标注施加三角形加热区域；
3)依据校火方案将工作部的线圈指向加热区域，通电进行加热，传感器采集被加热工件的温度，达到相应工件材质额温度阀值后停止加热。
[0013]作为优选，所述步骤I)中在计算机制图软件中利用数据进行曲面建模。
[0014]作为优选，所述步骤3)中采用多个工作部同时加热，所述工作部通过活动臂固定在指定位置后同时通电。
[0015]有益效果:本发明通过高频加热取代现有的火焰加热，利用加热线圈的形状使得一次加热就可以得到所需的加热区域，相比人工移动喷枪完成三角形的加热区域操作更加省时省力，具有更高的效率。而且通过加热区域的温度传感器直接连续地采集工件的温度，相比现有间断性地拿红外测温枪测试更加精准可靠，使得校火过程的温度更加可控。进一步通过活动臂将工作部全部固定在指定位置后，一次通电就可以同时完成工件多处的同时加热，由以往的多人操作改为单人操作，劳动强度大大降低，节约了校火工序的人力资源投入。而且高频电加热的能量转换率极高，散失到空气中的热量相比火焰加热要少得多，也没有副产物，降低了校火工序的能耗。
[0016]除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的焊接变形校正设备及校正方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是本发明实施例二的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]实施例一
本实施例的焊接变形校正设备如图1所示，包括操作杆I和工作部2，其中工作部2的外轮廓为三角形，其内部绕制有用于高频加热的三角形线圈3，线圈3的中央安装有温度传感器4，该传感器可以选用现有的热电偶或红外测温模块等可以测温的传感器，并将温度传感器4接入线圈3的控制电路。操作杆I用于人工操作，具有握持手柄，而且在操作杆I和工作部2之间连接有球铰，方便在不同使用环境下调整角度以确保工作部2处于加热的最佳位置。
[0019]使用时，包括以下步骤:
I)对焊接后工件进行平整度测量，依据在表面等间隔采集的阵列形式的数据，利用计算机制图软件中利用数据进行曲面建模，生成工件表面的曲面图，选取曲面上各点高度值中位数的高度的水平面作为基准面；
2)制定校火方案，将工件背面的加强筋的位置或侧板位置标在曲面图中，依据各点距基准面高度差从大到小排列，得出变形程度的分布，依据该分布在曲面上标注施加三角形加热区域；
3)将使用高频加热的工作部靠近加热区域，通电进行加热，传感器采集工件被加热的温度,达到相应工件材质额温度阀值后停止加热。
[0020]实施例二
本实施例是在实施例一基础上的改进，主要改进之处在于，为了满足多点同时加热的需要，工作部2安装在活动臂5上，活动臂5通过磁性或配重的底座固定在工件上，也可以通过行车或车间立柱等形式固定，采用现有的机械臂形式，具有多个关节，可以让工作部悬挂或停留在靠近工件的位置。
[0021]当按照校火方案将多个工作部固定咋指定位置后，可以按照时序通电或同时通电对不同区域进行加热，使工件恢复变形。
[0022]上述实施例中未加具体描述的部分均采用现有技术实现，例如机械臂、高频加热、和温度传感器均为本领域的成熟技术，本发明对现有技术的贡献在于将上述现有成熟的部件相结合，应用于校火这一特定的【技术领域】并解决了该领域技术人员长期渴望解决而未解决的高效率加热、快速一次加热形成指定形状的加热区域以及同时多位置加热等技术难题。
[0023]以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行实施方式进行多种变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种焊接变形校正设备，其特征在于包括:相互连接的操作杆和工作部，所述工作部内安装有温度传感器和用于高频加热的线圈，所述传感器接入线圈的控制电路。
2.根据权利要求1所述的焊接变形校正设备，其特征在于:所述工作部为三角形，所述线圈在工作部内呈三角形绕制。
3.根据权利要求1所述的焊接变形校正设备，其特征在于:所述操作杆与工作部之间通过球铰连接。
4.根据权利要求1所述的焊接变形校正设备，其特征在于:所述操作杆上具有用于握持的手柄，所述操作杆的尾端引出有电源线，所述电源线连接到高频电源。
5.根据权利要求1所述的焊接变形校正设备，其特征在于:所述操作杆安装于活动臂上。
6.一种焊接变形校正方法，其特征在于包括以下步骤: 1)对焊接后工件进行平整度测量，在表面等间隔地采集阵列式的高度数据，利用该数据生成工件表面的曲面图，选取数据的中位数的高度的水平面作为基准面； 2)制定校火方案，将工件背面的加强筋或侧板位置标入曲面图中，依据曲面相对基准面的变形程度在相应位置的加强筋或侧板上标注施加三角形加热区域； 3)依据校火方案将工作部的线圈指向加热区域，通电进行加热，传感器采集被加热工件的温度，达到相应工件材质额温度阀值后停止加热。
7.根据权利要求6所述的校正方法，其特征在于:所述步骤I)中在计算机制图软件中利用数据进行曲面建模。
8.根据权利要求6所述的校正方法，其特征在于:所述步骤3)中采用多个工作部同时加热，所述工作部通过活动臂固定在指定位置后同时通电。
【文档编号】B23K37/00GK104308400SQ201410444625
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】贺永 申请人:贺永