本发明涉及h型钢的装配及焊接技术领域，具体涉及一种h型钢翻身装焊方法及其辅助工装。
背景技术：
对于截面为“h型”焊接型钢梁，h型钢包括腹板和位于所述腹板左右两侧的两块面板，整个h型钢的横截面呈现“h型”。
现有技术中，在胎架上完成h型钢的装配后，将装配完成的h型钢吊装放置在倾斜的焊接支架上进行埋弧焊焊接，每焊接完一条焊缝后，都要采用吊机将h型钢翻身至另外一条焊缝进行焊接，而一个h型钢梁共计有4条焊缝，即要完成一个h型钢梁焊接施工，需要翻身4次，大量的翻身吊装作业，不仅容易造成h型钢的变形，增加了后续矫正工作，降低整体制作质量，而且，增加起重人员的劳动强度，造成成本浪费。此外，h型钢的装配和焊接在不同的工位上进行，即完成装配后的h型钢需要吊装至焊接工位上，而移动工位后需要重新定位或增加保型加强后方可进行下一步作业，工序繁琐复杂，使得h型钢的装配和焊接作业效率低下。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种h型钢翻身装焊辅助工装，该h型钢翻身装焊辅助工装使得h型钢的装配和焊接在同一工位上进行，且焊接过程中不需要重复使用吊机对h型钢进行吊装翻身，减少因多次翻身吊装作业，h型钢受力导致变形的情况，且减少后续h型钢矫正工作，提高h型钢装焊效率，节约施工成本。
基于此，本发明提出了一种h型钢翻身装焊辅助工装，包括连接钢管、定位装置、端部固定装置和支撑装置，所述连接钢管的两端分别连接有用于固定h型钢的所述定位装置，所述端部固定装置位于所述定位装置侧部且与地牛相连接，所述端部固定装置设置有与所述连接钢管轴线平行的转轴，各所述转轴和所述连接钢管均与所述定位装置相连接，所述支撑装置可活动地设置于所述连接钢管的中下方；所述定位装置设置有第一定位孔，所述端部固定装置设置有与所述第一定位孔相对应的第二定位孔，所述第二定位孔和所述第一定位孔之间通过插销的配合能够使得所述定位装置和所述连接钢管整体旋转固定在不同角度上。
作为优选方案，所述定位装置包括支架，所述第一定位孔位于所述支架的侧部，所述支架的同一侧上安装有顶面板和两块侧部面板，所述顶面板位于所述连接钢管上侧，两块所述侧部面板分别位于所述连接钢管的左右两侧，所述顶面板上侧设置有第一竖直顶码，各所述侧部面板的侧部均分别设置有第一水平顶码，各所述第一水平顶码均与所述支架相连接。
作为优选方案，所述顶面板上可转动地设置有支撑圆钢，所述第一竖直顶码通过连接肋板而与所述支撑圆钢相连接。
作为优选方案，所述端部固定装置包括转盘，所述转盘与所述转轴相连接。
作为优选方案，所述端部固定装置还包括底部支撑架，所述底部支撑架与地牛相焊接，所述第二定位孔位于所述底部支撑架上，所述底部支撑架上侧设置有套筒，所述转轴可转动地安装于所述套筒内，且所述转轴和所述套筒之间设置有深沟球轴承。
作为优选方案，所述支撑装置包括山型支撑架、第二水平顶码和第二竖直顶码，所述山形支架的两侧设置有用于放置h型钢的面板的卡槽，所述山型支撑架的顶部与所述连接钢管相抵接，所述第二水平顶码位于所述卡槽的侧部，所述第二竖直顶码的上端与所述山型支撑架的底侧相抵接，所述第二竖直顶码的下端可转动地安装于地牛上，所述第二竖直顶码设置有棘轮式自锁机构。
作为优选方案，所述连接钢管和所述山型支撑架之间设置有上部侧眼板，所述上部侧眼板通过活动销轴可转动安装于所述山型支撑架上；所述第二竖直顶码的底部设置有下部侧眼板，所述下部侧眼板与地牛相焊接，所述下部侧眼板设置有螺栓螺母，所述第二竖直顶码的底端通过连接眼板而与所述螺栓螺母可转动连接。
作为优选方案，所述连接钢管的顶端设置有连接面板，所述连接面板的上表面为平齐结构。
为了实现相同的目的，本发明提出了一种h型钢翻身装焊方法，其装焊过程使用的工装与工具包括埋弧焊焊接支架、埋弧焊焊机和权利要求1至8任一项所述的h型钢翻身装焊辅助工装，具体的操作步骤如下：
1)将所述定位装置调整为水平状态后，采用插销将所述第一定位孔和所述第二定位孔固定，将h型钢的腹板吊装至所述连接钢管上并调整直线度，通过所述定位装置和所述支撑装置将所述腹板固定；
2)在所述腹板的一侧吊装一块与所述腹板相互垂直的面板，用铁锤敲打使得所述面板与所述腹板紧靠，调整所述面板和所述腹部之间的直线度且使得两者之间的焊缝压紧，此后采用点焊固定，点焊长度为50mm，沿所述面板长度方向每400mm点焊一次；
3)重复步骤2)中的过程，在所述腹板的另一侧吊装另一块与所述腹板相互垂直的面板，并采用点焊施工后，将另一块面板与所述腹板相装配，从而完成h型钢的装配作业；
4)拔出在步骤1)中插设在所述第一定位孔和所述第二定位孔之间的所述插销，并将所述支撑装置松开放下，此后转动所述转轴带动所述定位装置和所述连接钢管发生转动，从而带动所述装配完成的所述h型钢发生翻转，将所述h型钢翻转45°后，再次在所述第一定位孔和所述第二定位孔之间插上所述插销，由此使得所述h型钢固定在45°，此后在所述h型钢翻身装焊辅助工装的侧部放置所述埋弧焊焊接支架，并在所述埋弧焊焊接支架设置埋弧焊焊机，使用所述埋弧焊焊机完成所述h型钢的一条焊缝；
5)重复步骤4)中才操作过程，继续将旋转所述h型钢，并在所述h型钢翻身装焊辅助工装的另一侧部放置所述埋弧焊焊接支架，完成所述h型钢的另外三条焊缝，从而完成所述h型钢的四条焊缝的焊接；
6)将所述h型钢翻转至初始水平状态，松开所述定位装置，采用吊机将所述h型钢从所述h型钢翻身装焊辅助工装吊出，进而完成所述h型钢的装焊作业。
作为优选方案，所述埋弧焊焊接支架上设置有与所述连接钢管相平行的滑道，所述埋弧焊焊机可滑动地安装于滑道上。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、该工装上的定位装置能够依次将h型钢的腹板及其他两块面板进行固定，由此在该工装上完成h型钢的装配作业，而端部固定装置的底部与地牛相连接使得该工装稳定地与地面相连接，保证该工装的结构稳定性，其中，支撑装置可活动地设置于连接钢管的中下方，由此在装配过程中采用支撑装置抵接连接钢管从而避免h型钢受力导致变形，而可活动的支撑装置在h型钢装配完成需要翻转时，能够转动支撑装置避让，避免支撑装置对h型钢在翻转造成阻碍；端部固定装置设置有转轴，各转轴通过定位装置而与连接钢管相连接，h型钢在该工装上完成装配，上述结构使得定位装置和连接钢管形成一个整体，而转轴在发生旋转时能够带动上述整体发生翻转从而带动h型钢发生翻转，当h型钢翻转至特定角度将其固定，此后可采用埋弧焊焊机进行焊缝的焊接，此后通过继续翻转h型钢及固定，完成h型钢四条焊缝的焊接，整个焊接过程不需要采用吊机反复吊装翻转，由此不需要重复使用吊机对h型钢进行吊装翻身，减少因多次翻身吊装作业，h型钢受力导致变形的情况，且减少后续h型钢矫正工作，提高h型钢装焊效率，节约施工成本。
2、定位装置包括支架，支架的同一侧上安装有顶面板和两块侧部面板，顶面板位于所述连接钢管上侧，两块侧部面板分别位于连接钢管的左右两侧，顶面板上侧设置有第一竖直顶码，各侧部面板的侧部均分别设置有第一水平顶码顶面板和第一竖直顶码的配合结构能够将位于该工装上h型钢材的腹板进行压紧，而侧部面板和第一水平顶码的配合结构能够将h型钢的两块面板进行固定并压紧，从而保证h型钢的装配精度满足生产需求。
3、顶面板上可转动地设置有支撑圆钢，第一竖直顶码通过连接肋板而与支撑圆钢相连接，由此可使得第一竖直顶码能够沿支撑圆钢发生360°转动，在吊装h型钢时，能够转动该第一竖直顶码进而避免其阻碍h型钢的吊装。
4、端部固定装置包括转盘，转盘与转轴相连接，通过转动转盘带动转轴转动，由此使得该转矩变大，进而通过人工转动转盘即可以实现h型钢的转动，操作省力方便。
5、连接钢管的顶端设置有连接面板，连接面板的上表面为平齐结构，由此使得h型钢的腹板平整地放置在该工装上，进一步保证h型钢装配稳定。
6、在h型钢的焊接过程中，通过在h型钢翻身装焊辅助工装侧部设置埋弧焊焊接支架，而埋弧焊焊接支架上设置有与所述连接钢管相平行的滑道，由此使得埋弧焊焊接在沿滑道移动时完成焊缝的焊接，提高h型钢的焊缝焊接效率。
附图说明
图1为本发明实施例中h型钢翻身装焊辅助工装的结构示意图。
图2为本发明实施例中定位装置的结构示意图。
图3为本发明实施例中端部固定装置的结构示意图。
图4为本发明实施例中端部固定装置中转轴的连接结构示意图。
图5为本发明实施例中支撑装置的结构示意图。
图6为本发明实施例中支撑装置与连接钢管之间的连接结构示意图。
图7为本发明实施例中h型钢翻身装焊方法中吊装h型钢的腹板的结构示意图。
图8为本发明实施例中h型钢翻身装焊方法中装配h型钢一侧的面板的结构示意图。
图9为本发明实施例中h型钢翻身装焊方法中完成h型钢装配后的结构示意图。
图10为本发明实施例中h型钢翻身装焊方法中该工装将h型钢翻转后进行埋弧焊焊接时的结构示意图。
图中：1－连接钢管，2－定位装置，3－端部固定装置，4－支撑装置，5－连接面板，6－埋弧焊焊接支架，7－埋弧焊焊机，8－h型钢；21－支架，22－顶面板，23－侧部面板，24－第一竖直顶码，25－第一水平顶码，26－支撑圆钢，27－连接肋板，31－转轴，32－转盘，33－底部支撑架，34－套筒，35－深沟球轴承，41－山型支撑架，42－第二水平顶码，43－第二竖直顶码，44－卡槽，45－上部侧眼板，46－活动销轴，47－下部侧眼板，48－螺栓螺母，49－连接眼板，61－滑道，81－腹板，82－面板，21a－第一定位孔，33a－第二定位孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
如图1至图10所示，本实施例提供一种h型钢翻身装焊辅助工装，包括连接钢管1、定位装置2、端部固定装置3和支撑装置4，所述连接钢管1的两端分别连接有用于固定h型钢8的所述定位装置2，所述端部固定装置3位于定位装置2的侧部且与地牛相连接，而本实例例中的地牛是指构筑于内河航道、海洋的沿岸、码头、坡岸等地的地表，一般采用铁制，露在地表外的部分呈半环状，供水上设施、船舶、浮具等定位、系泊用，由此使得端部固定装置3与地面相固定，使得h型钢8稳定固定于该工装上，而上述结构使得h型钢8的腹板81及两块侧板均通过定位装置2进行固定，由此使得该工装满足h型钢8的装配需求；所述端部固定装置3设置有与所述连接钢管1轴线平行的转轴31，各所述转轴31和所述连接钢管1均与所述定位装置2相连接，所述支撑装置4可活动地设置于所述连接钢管1的中下方；所述定位装置2设置有第一定位孔21a，所述端部固定装置3设置有与所述第一定位孔21a相对应的第二定位孔33a，所述第二定位孔33a和所述第一定位孔21a之间通过插销的配合能够使得所述定位装置2和连接钢管1整体旋转固定在不同角度上。需要指出的是，h型钢8在该工装上完成装配，上述结构使得定位装置2和连接钢管1形成一个整体，而转轴31在发生旋转时能够带动上述整体发生翻转从而带动h型钢8发生翻转，当h型钢8翻转至特定角度，采用插销将第一定位孔21a和第二定位孔33a固定，从而使得定位装置2、连接钢管1和h型钢8整体与端部固定装置3相互固定，参加图10，此后可采用埋弧焊焊机7进行焊缝的焊接，此后通过继续翻转h型钢8及固定，完成h型钢8四条焊缝的焊接，整个焊接过程不需要采用吊机反复吊装翻转，而转轴31的转动可通过电机带动转动，也可以使用其他省力机构实现转轴31的转动，而本实施例中具体采用转盘32实现省力转动转轴31。
基于以上技术方案，该工装上的定位装置2能够依次将h型钢8的腹板81及其他两块面板82进行固定，由此在该工装上完成h型钢8的装配作业，而端部固定装置3的底部与地牛相连接使得该工装稳定地与地面相连接，保证该工装的结构稳定性，其中，支撑装置4可活动地设置于连接钢管1的中下方，由此在装配过程中采用支撑装置4抵接连接钢管1从而避免h型钢8受力导致变形，而可活动的支撑装置4在h型钢8装配完成需要翻转时，能够转动支撑装置4避让，避免支撑装置4对h型钢8在翻转造成阻碍；端部固定装置3设置有转轴31，各转轴31通过定位装置2而与连接钢管1相连接，h型钢8在该工装上完成装配，上述结构使得定位装置2和连接钢管1形成一个整体，而转轴31在发生旋转时能够带动上述整体发生翻转从而带动h型钢8发生翻转，当h型钢8翻转至特定角度将其固定，此后可采用埋弧焊焊机7进行焊缝的焊接，此后通过继续翻转h型钢8及固定，完成h型钢8四条焊缝的焊接，整个焊接过程不需要采用吊机反复吊装翻转，由此不需要重复使用吊机对h型钢8进行吊装翻身，减少因多次翻身吊装作业，h型钢8受力导致变形的情况，且减少后续h型钢8矫正工作，提高h型钢8装焊效率，节约施工成本。
在本实施例中，所述定位装置2包括支架21，所述第一定位孔21a位于所述支架21的侧部，所述支架21的同一侧上安装有顶面板22和两块侧部面板23，所述顶面板22位于所述连接钢管1上侧，两块所述侧部面板23分别位于所述连接钢管1的左右两侧，所述顶面板22上侧设置有第一竖直顶码24，各所述侧部面板23的侧部均分别设置有第一水平顶码25，各所述第一水平顶码25均与所述支架21相连接。基于上述结构，顶面板22和第一竖直顶码24的配合结构能够将位于该工装上h型钢8的腹板81进行压紧，而侧部面板23和第一水平顶码25的配合结构能够将h型钢8的两块面板82进行固定并压紧，从而保证h型钢8的装配精度满足生产需求。需要指出的是，本实施例中的顶码结构为在板材上设置螺旋伸缩杆，通过螺旋伸缩杆的调节从而实现伸缩杆与板材之间的间距，进而实现定位及压紧作业。
优选地，所述顶面板22上可转动地设置有支撑圆钢26，所述第一竖直顶码24通过连接肋板27而与所述支撑圆钢26相连接，由此可使得第一竖直顶码24能够沿支撑圆钢26发生360°转动，在吊装h型钢8时，能够转动该第一竖直顶码24进而避免其阻碍h型钢8的吊装。
其中，所述端部固定装置3包括转盘32，所述转盘32与所述转轴31相连接，通过转动转盘32带动转轴31转动，由此使得该转矩变大，进而通过人工转动转盘32即可以实现h型钢8的转动，操作省力方便。进一步地，所述端部固定装置3还包括底部支撑架33，所述底部支撑架33与地牛相焊接，由此使得该端部固定装置3与地面稳固设置，所述第二定位孔33a位于所述底部支撑架33上，所述底部支撑架33上侧设置有套筒34，所述转轴31可转动地安装于所述套筒34内，且所述转轴31和所述套筒34之间设置有深沟球轴承35，而本实施例中深沟球轴承35与套筒34之间通过断焊固定，深沟球轴承35能够减少转轴31在转动时的摩擦力，使得该转轴31转动更加省力。
此外，所述支撑装置4包括山型支撑架41、第二水平顶码42和第二竖直顶码43，所述山形支架的两侧设置有用于放置h型钢8的面板82的卡槽44，所述山型支撑架41的顶部与所述连接钢管1相抵接，所述第二水平顶码42位于所述卡槽44的侧部，所述第二竖直顶码43的上端与所述山型支撑架41的底侧相抵接，由此第二竖直顶码43能够使得山型支撑架41在竖直方向上完成高度调节，从而抵压h型钢8的腹板81，所述第二竖直顶码43的下端可转动地安装于地牛上，所述第二竖直顶码43设置有棘轮式自锁机构。基于上述结构，h型钢8两侧的面板82卡接在卡槽44内，通过第二水平顶码42进行限位固定，第二竖直顶码43在竖直方向将h型钢8的腹板81进行抵压固定，从而使得整个h型钢8结构固定稳定。需要指出的是，第二竖直顶码43设置有棘轮式自锁机构使得第二竖直顶码43在顶压连接钢管1时不会发生下降，棘轮式自锁机构能够防止第二竖直顶码43反向滑落，保证该结构的稳定性。
具体地，所述连接钢管1和所述山型支撑架41之间设置有上部侧眼板45，所述上部侧眼板45通过活动销轴46安装于所述山型支撑架41上；所述第二竖直顶码43的底部设置有下部侧眼板47，所述下部侧眼板47与地牛相焊接，所述下部侧眼板47设置有螺栓螺母48，所述第二竖直顶码43的底端通过连接眼板49而与所述螺栓螺母48可转动连接，通过拧紧螺栓螺母48结构能够使得第二竖直顶码43与下部侧眼板47连接牢固。基于上述结构，整个支撑装置4拆装维护方便，而通过插拔活动销轴46便可实现上部侧眼板45的拆装，操作方便，而整个山型支撑架41为可转动结构，当h型钢8需要发生翻转时，转动整个山型支撑架41进而使得该工装上的h型钢8转动方便。
在本实施例中，所述连接钢管1的顶端设置有连接面板5，所述连接面板5的上表面为平齐结构，由此使得h型钢8的腹板81平整地放置在该工装上，进一步保证h型钢8装配稳定。
为了实现相同的目的，本实施例还提供了一种h型钢翻身装焊方法，其装焊过程使用的工装与工具包括埋弧焊焊接支架6、埋弧焊焊机7和上述的h型钢8翻身装焊辅助工装，具体的操作步骤如下：
1)将所述定位装置2调整为水平状态后，采用插销将所述第一定位孔21a和所述第二定位孔33a固定，将h型钢8的腹板81吊装至所述连接钢管1上并调整直线度，通过所述定位装置2和所述支撑装置4将所述腹板81固定；
2)在所述腹板81的一侧吊装一块与所述腹板81相互垂直的面板82，用铁锤敲打使得所述面板82与所述腹板81紧靠，调整所述面板82和所述腹部之间的直线度且使得两者之间的焊缝压紧，此后采用点焊固定，点焊长度为50mm，沿所述面板82长度方向每400mm点焊一次；采用点焊的形式使得h型钢8板得到初步固定，进而完成装配作业，而上述点焊长度及布局形式在保证了结构牢固性的前提下方便h型钢8的装配作业；
3)重复步骤2)中的过程，在所述腹板81的另一侧吊装另一块与所述腹板81相互垂直的面板82，并采用点焊施工后，将另一块面板82与所述腹板81相装配，从而完成h型钢8的装配作业；
4)拔出在步骤1)中插设在所述第一定位孔21a和所述第二定位孔33a之间的所述插销，并将所述支撑装置4松开放下，此后转动所述转轴31带动所述定位装置2和所述连接钢管1发生转动，从而带动所述装配完成的所述h型钢8发生翻转，将所述h型钢8翻转45°后，再次在所述第一定位孔21a和所述第二定位孔33a之间插上所述插销，由此使得所述h型钢8固定在45°，此后在所述h型钢8翻身装焊辅助工装的侧部放置所述埋弧焊焊接支架6，并在所述埋弧焊焊接支架6设置埋弧焊焊机7，使用所述埋弧焊焊机7完成所述h型钢8的一条焊缝；
5)重复步骤4)中才操作过程，继续旋转所述h型钢8至焊接角度，并在所述h型钢8翻身装焊辅助工装的另一侧部放置所述埋弧焊焊接支架6，完成所述h型钢8的另外三条焊缝的焊接，从而完成所述h型钢8的四条焊缝的焊接；需要指出的是，上述提到焊接角度指该h型钢8转动角度后，使得焊缝与位于h型钢8翻身装焊辅助工装侧部的埋弧焊焊机7便于焊接作业，以初始状态为基准，需要瞬时针反针45°和135°，以及逆时针翻转45°和135°，合计四个角度，进而对应四条焊缝的焊接作业；
6)将所述h型钢8翻转至初始水平状态，松开所述定位装置2，采用吊机将所述h型钢8从所述h型钢8翻身装焊辅助工装吊出，进而完成所述h型钢8的装焊作业。
为了便于埋弧焊焊机7的焊接作业，所述埋弧焊焊接支架6上设置有与所述连接钢管1相平行的滑道61，所述埋弧焊焊机7可滑动地安装于滑道61上，而本实施例中的埋弧焊焊机7底部设置有与滑道61相对应的滑轮，由此使得埋弧焊焊接在沿滑道61移动时完成焊缝的焊接，提高h型钢8的焊缝焊接效率。
采用本发明实施例的h型钢翻身装焊方法及其辅助工装，该工装上的定位装置2能够依次将h型钢8的腹板81及其他两块面板82进行固定，由此在该工装上完成h型钢8的装配作业，而端部固定装置3的底部与地牛相连接使得该工装稳定地与地面相连接，保证该工装的结构稳定性，其中，支撑装置4可活动地设置于连接钢管1的中下方，由此在装配过程中采用支撑装置4抵接连接钢管1从而避免h型钢8受力导致变形，而可活动的支撑装置4在h型钢8装配完成需要翻转时，能够转动支撑装置4避让，避免支撑装置4对h型钢8在翻转造成阻碍；端部固定装置3设置有转轴31，各转轴31通过定位装置2而与连接钢管1相连接，h型钢8在该工装上完成装配，上述结构使得定位装置2和连接钢管1形成一个整体，而转轴31在发生旋转时能够带动上述整体发生翻转从而带动h型钢8发生翻转，当h型钢8翻转至特定角度将其固定，此后可采用埋弧焊焊机7进行焊缝的焊接，此后通过继续翻转h型钢8及固定，完成h型钢8四条焊缝的焊接，整个焊接过程不需要采用吊机反复吊装翻转，由此不需要重复使用吊机对h型钢8进行吊装翻身，减少因多次翻身吊装作业，h型钢8受力导致变形的情况，且减少后续h型钢8矫正工作，提高h型钢8装焊效率，节约施工成本。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。