一种钢结构桥梁节点焊接设备及其方法

1.本发明涉及钢结构桥梁加工设备，特别是一种钢结构桥梁节点焊接设备及其方法。


背景技术：

2.钢构桥（steel bridge），主要承重结构采用钢材的桥梁，即钢结构桥梁、钢桥。装配式钢桥在世界各地都得到了广泛应用。主要承重结构采用钢构的桥梁，即梁和腿或墩台身构成刚性连接。钢构桥的主要承重结构是梁与桥墩固结的钢架结构，由于墩梁固结，使得梁和桥墩整体受力，桥墩不仅承受梁上荷载引起的竖向压力，还承担弯矩和水平推力。钢构桥在竖向荷载作用下，梁的 弯矩通常比同等跨径连续梁或简支梁小，其跨越能力大于梁桥；墩梁固结省去了大型支座，结构整体性强、抗震性能好。
3.申请号为 201810782508.x公开了腹杆与弦杆的连接结构及焊接方法，其中腹杆与弦杆的连接结构包括节点板、腹杆翼缘板和腹板接头，节点板包括第一节点板和第二节点板，上弦杆单元件的第一节点板与下弦杆单元件上的第二节点板相对设置；腹杆翼缘板设置在腹板单元件的两侧，腹杆翼缘板的长度大于腹板单元件的长度，腹杆翼缘板的两端分别焊接在第一节点板、第二节点板上；腹板接头一端与腹板单元件的端部焊接，另一端焊接在第一节点板或第二节点板的内部。但是该结构在焊接过程中没法实现对节点板的分支弧形处实现平焊操作，影响连接点的美观和连接强度，传统的方式采用人工焊接，因此焊缝处凹凸不平，是目前急需解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种便于提高焊接效果和效率，解决节点板弧形部位的焊接，实现平焊焊接方式保证焊接效果，便于提高节点结构强度的钢结构桥梁节点焊接设备及其方法。
5.本发明的技术方案是：一种钢结构桥梁节点焊接设备，包括旋转机构、焊接机构和控制器，旋转机构和焊接机构均受控制器的控制，焊接机构能够在相对旋转机构前后移动和上下移动，并对旋转机构上工件扫描形成焊接路线；所述旋转机构包括立柱和旋转架，旋转架安装在立柱上并受立柱的控制升降移动，旋转架受驱动装置的驱动360
°
旋转。
6.本方案的优点在于，在对桥梁节点进行焊接过程中，通过旋转架和焊接机构的相互配合对工件进行焊接加工，焊接机构对工件进行扫描，将扫描结果输送至控制器中自动生成焊接路线，控制器控制旋转架的旋转同时调整到合适的焊接位置，使焊接点始终保持在水平位置，焊接机构对焊接点进行平焊，进而保证了工件焊接的效果，使焊接处平整美观，同时保证了焊接的质量和效果，有效的提高了焊接效率，降低了人工操作。
7.进一步，所述旋转架上设于用于安装固定工件的卡扣。便于提高对工件的固定效果，避免工件在加工过程中旋转重心不稳而发生掉落，便于操作安全的提高。
8.进一步，所述旋转架为矩形框架，矩形框架的中间通过固定杆设有旋转轴，旋转轴
与驱动装置连接，便于提高安装的效果，同时降低旋转架的自身重量，降低对设备的磨损，提高使用寿命。
9.进一步，所述旋转架的外表面为标准平面，提高焊接机构对工件扫描的效果，保证扫描的精度，便于焊接路线的精准成形。
10.进一步，所述旋转架上设于强磁铁，磁铁的外表面与旋转架的外边面持平。提高对工件的安装效果，避免工件在旋转架上发生位移，另外，采用强磁铁能够提高焊接效果，当焊接过程中焊丝融化后受磁铁的吸附能够很平整的贴合在节点板与盖板的缝隙表面，使熔化后的焊丝填满缝隙，提高焊接的效果，降低缝隙中的间隙或者空气存在，提高焊接密封效果。
11.进一步，所述旋转架上设有凹槽，强磁铁安装在凹槽内，提高对强磁铁的安装效果，避免安装工件的过程中发生掉落，同时避免强磁铁妨碍工件的安装固定。
12.进一步，所述旋转架为空心型钢制成，强磁铁安装固定在型钢内。降低旋转架自身的重量，提高强磁铁的安装效果，根据使用的需要，强磁铁可以采用电磁铁。
13.进一步，所述立柱上设有液压缸，液压缸受控制器的控制。
14.进一步，所述焊接机构包括底座、主杆和动力装置，动力装置包括第一驱动电机和第二驱动电机，底座上设有导轨，主杆安装在导轨上并受第一驱动电机的驱动沿导轨移动，主杆上设有第二驱动电机、ccd扫描仪和焊枪，第二驱动电机用于驱动ccd扫描仪和焊枪的升降移动。
15.一种钢结构桥梁节点焊接方法，采用上述的焊接设备进行焊接，将两块节点板平行放置，节点板之间通过连接筋焊接固定，然后将工件上的盖板安装在节点板之间，使盖板与节点板的侧面持平，并通过人工点焊固定，固定后将其安装在旋转架上，通过ccd扫描仪对工件的外表面进行扫描在控制器内形成焊接路径，旋转架受控制器的控制旋转或升降移动使焊接的位置始终保持水平状态，焊枪受控制器的控制与旋转架配合实现对盖板和节点板之间的缝隙进行平焊。
16.本发明具有如下特点：有效的解决了钢结构桥梁在焊接加工生产过程中笨重，没法对节点实现平焊的问题，降低的人工劳动和人工操作误差，提高了焊接质量、精度和效果，提高了焊缝处的美观效果，受磁铁的增效使融化后的焊丝与工件结合更加紧密，提高了工件焊接效率，便于大批量加工生产。
17.以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
18.图1-为本发明结构示意图；图2-为旋转架结构示意图；图3-为钢结构桥梁节点示意图；1-立柱，2-液压缸，3-旋转轴，4-旋转架，5-ccd扫描仪，6-焊枪，7-主杆，8-移动小车，9-底座，10-固定杆，11-强磁铁，12-节点板，13-盖板，14-连接筋。
具体实施方式
19.如附图所示：一种钢结构桥梁节点焊接设备，包括旋转机构、焊接机构和控制器，
旋转机构和焊接机构均受控制器的控制，焊接机构能够在相对旋转机构前后移动和上下移动，并对旋转机构上工件扫描形成焊接路线；旋转机构包括立柱1和旋转架4，旋转架4安装在立柱1上并受立柱1的控制升降移动，旋转架4受驱动装置的驱动360
°
旋转。
20.本方案在对桥梁节点进行焊接过程中，通过旋转架4和焊接机构的相互配合对工件进行焊接加工，焊接机构对工件进行扫描，将扫描结果输送至控制器中自动生成焊接路线，控制器控制旋转架4的旋转同时调整到合适的焊接位置，使焊接点始终保持在水平位置，焊接机构对焊接点进行平焊，进而保证了工件焊接的效果，使焊接处平整美观，同时保证了焊接的质量和效果，有效的提高了焊接效率，降低了人工操作。
21.在实施例中，旋转架4上设于用于安装固定工件的卡扣。便于提高对工件的固定效果，避免工件在加工过程中旋转重心不稳而发生掉落，便于操作安全的提高。优选地，旋转架4为矩形框架，矩形框架的中间通过固定杆10设有旋转轴3，旋转轴3与驱动装置连接，便于提高安装的效果，同时降低旋转架4的自身重量，降低对设备的磨损，提高使用寿命。
22.在实施例中，旋转架4的外表面为标准平面，提高焊接机构对工件扫描的效果，保证扫描的精度，便于焊接路线的精准成形。优选地，旋转架4上设于强磁铁11，磁铁的外表面与旋转架4的外边面持平。提高对工件的安装效果，避免工件在旋转架4上发生位移，另外，采用强磁铁11能够提高焊接效果，当焊接过程中焊丝融化后受磁铁的吸附能够很平整的贴合在节点板12与盖板13的缝隙表面，使熔化后的焊丝填满缝隙，提高焊接的效果，降低缝隙中的间隙或者空气存在，提高焊接密封效果。更优地，旋转架4上设有凹槽，强磁铁11安装在凹槽内，提高对强磁铁11的安装效果，避免安装工件的过程中发生掉落，同时避免强磁铁11妨碍工件的安装固定。
23.在另一个实施例中，旋转架4为空心型钢制成，强磁铁11安装固定在型钢内。降低旋转架4自身的重量，提高强磁铁11的安装效果，根据使用的需要，强磁铁11可以采用电磁铁。
24.在实施例中，立柱1上设有液压缸2，液压缸2受控制器的控制，液压缸2用于控制旋转架4的上下升降。
25.在实施例中，焊接机构包括底座9、主杆7和动力装置，动力装置包括第一驱动电机和第二驱动电机，底座9上设有导轨，主杆7通过移动小车8安装在导轨上并受第一驱动电机的驱动沿导轨移动，主杆7上设有第二驱动电机、ccd扫描仪5和焊枪6，第二驱动电机用于驱动ccd扫描仪5和焊枪6的升降移动，ccd扫描仪5设于焊枪6的上方，便于对工件的外表面进行全面扫描，提高扫描的效果，便于精准的形成焊接路径，扫描形成的路径可以根据焊接的需要选择删除其中部分路径，比如节点的两端端部位置、无需焊接的部位进行删除，进而提高焊接的效率和效果。
26.一种钢结构桥梁节点焊接方法，采用上述的焊接设备进行焊接，将两块节点板12平行放置，节点板12之间通过连接筋14焊接固定，然后将工件上的盖板13安装在节点板12之间，使盖板13的外表面与节点板12的侧面持平，并通过人工点焊固定，避免盖板13从节点板12上脱落，固定后将工件安装在旋转架4上，通过ccd扫描仪5对工件的外表面进行扫描在控制器内形成焊接路径，焊接路径与节点板12的外部轮廓相同，路径的尺寸大小、角度与节点板12精准匹配，旋转架4受控制器的控制旋转或升降移动，使盖板13与节点板12之间的连接缝隙上的焊接位置始终保持水平状态，焊枪6受控制器的控制与旋转架4配合实现对盖板
13和节点板12之间的缝隙进行平焊；根据使用的需要，焊枪6受第二驱动电机的驱动也可以沿主杆7实现上下移动，与旋转架4配合实现对工件进行平焊，进而提高了焊接效果和质量。
27.本发明有效的解决了钢结构桥梁在焊接加工生产过程中笨重，没法对节点实现平焊的问题，降低的人工劳动和人工操作误差，提高了焊接质量、精度和效果，提高了焊缝处的美观效果，受磁铁的增效使融化后的焊丝与工件结合更加紧密，提高了工件焊接效率，便于大批量加工生产。
28.以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。