[發(fā)明專利]一種適用于高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)多極縱骨的自動(dòng)焊接裝備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011444054.9
• 申請(qǐng)日: 2020-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112548275B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁飛;周南陽(yáng);王南南;李紅衛(wèi);袁明明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B23K9/16
• 分類號(hào): B23K9/16;B23K9/127;B23K9/32
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 沈金美

本發(fā)明提供一種適用于高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)多極縱骨的自動(dòng)焊接裝備，包括設(shè)置在每極縱骨處的自動(dòng)焊接單元；自動(dòng)焊接單元包括跟蹤控制器、移動(dòng)小車、安裝于移動(dòng)小車的激光跟蹤器、焊槍、連接在焊槍和移動(dòng)小車之間的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、供給保護(hù)氣體的氣源、供給實(shí)心焊絲的供絲機(jī)構(gòu)、以及機(jī)械跟蹤機(jī)構(gòu)，機(jī)械跟蹤機(jī)構(gòu)包括鉸接于移動(dòng)小車的安裝架、固定于安裝架且用于吸附腹板的第一側(cè)面的第一磁鐵、以及固定于移動(dòng)小車且用于吸附面板的上平面的第二磁鐵，激光跟蹤器和角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)源都與跟蹤控制器相連接。本申請(qǐng)采用實(shí)心焊絲結(jié)合保護(hù)氣體的焊接工藝，結(jié)合激光跟蹤和機(jī)械跟蹤，實(shí)現(xiàn)高效率高質(zhì)量焊接，滿足甲板上多極縱骨角焊縫自動(dòng)焊接的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種，特別是涉及一種適用于高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)多極縱骨的自動(dòng)焊接裝備。

背景技術(shù)

在船舶的建造中，屈服強(qiáng)度≥590MPa的低合金高強(qiáng)鋼是一種常用的船體結(jié)構(gòu)用鋼，比如：如圖1所示，船舶的甲板10上焊接有多極縱骨20，多極縱骨20為高強(qiáng)度雙頭球扁鋼，具有上下延伸的腹板21、以及設(shè)置在腹板21上端的面板22，腹板21的下端與甲板10焊接固定。

長(zhǎng)期以來(lái)，船舶的建造時(shí)所采用的焊接方式是傳統(tǒng)手工焊、埋弧焊焊接方法，技術(shù)相對(duì)成熟，但是存在焊接效率低下、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定、焊接變形不可控、焊接損耗大等特點(diǎn)，嚴(yán)重制約了船舶的建造周期。尤其是對(duì)于甲板縱骨結(jié)構(gòu)，即多極縱骨20與甲板10之間的焊接，為典型小焊腳雙面連續(xù)角焊縫；若采用手工電弧焊接方法，焊接效率低下，焊接損耗嚴(yán)重，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定；若采用埋弧焊接方式，焊接變形大，且只能單獨(dú)完成一條角焊縫的焊接，焊接質(zhì)量不可控；這些均造成了船舶分段建造效率低下的原因。

進(jìn)一步地，在船舶的建造中，我們突破了屈服強(qiáng)度≥590MPa的低合金高強(qiáng)鋼實(shí)心焊絲氣體保護(hù)焊接技術(shù)，相對(duì)于手工焊和埋弧焊而言，氣保焊具有良好的熔滴過(guò)渡特性，有利于控制焊縫的雜質(zhì)元素含量，可以顯著提高焊縫沖擊韌性。氣保焊不僅可大幅度提高焊接質(zhì)量，還可以大幅度提高焊接效率；實(shí)心焊絲還可以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)鋼不預(yù)熱焊接，能夠顯著降低薄板焊接變形等。因此，實(shí)心焊絲氣體保護(hù)焊是高強(qiáng)鋼焊接的必要選擇，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接的唯一途徑。

然而，多極縱骨20為屈服強(qiáng)度≥590MPa的低合金高強(qiáng)鋼，由于屈服強(qiáng)度≥590MPa高強(qiáng)鋼實(shí)心焊絲氣保焊焊接工藝要求較高、焊接操作難度大，焊接時(shí)極易產(chǎn)生氣孔、未熔合、裂紋等缺陷。同時(shí)，低合金高強(qiáng)鋼的焊接對(duì)焊接質(zhì)量要求較高，需要在焊接過(guò)程中對(duì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程質(zhì)量的管控。因此，急需研究新工藝、新裝備技術(shù)，提升船舶建造水平。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)多極縱骨的自動(dòng)焊接裝備，實(shí)現(xiàn)多極縱骨的高質(zhì)量全自動(dòng)焊。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種適用于高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)多極縱骨的自動(dòng)焊接裝備，用于將多極縱骨與甲板焊接，所述縱骨包括腹板和固設(shè)在腹板上端的面板，所述腹板在其寬度方向上的兩側(cè)面分別為第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述面板的上端面為上平面，所述自動(dòng)焊接裝備包括設(shè)置在每極縱骨處的自動(dòng)焊接單元、以及將多組自動(dòng)焊接單元相連的連桿；

每組自動(dòng)焊接單元都包括跟蹤控制器、可沿縱骨延伸方向移動(dòng)的移動(dòng)小車、安裝于移動(dòng)小車的激光跟蹤器、焊槍、連接在焊槍和移動(dòng)小車之間的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、向焊槍的噴嘴處供給保護(hù)氣體的氣源、向焊槍的噴出處供給實(shí)心焊絲的供絲機(jī)構(gòu)、以及機(jī)械跟蹤機(jī)構(gòu)，所述機(jī)械跟蹤機(jī)構(gòu)包括鉸接于移動(dòng)小車的安裝架、固定于安裝架且用于吸附腹板的第一側(cè)面的第一磁鐵、以及固定于移動(dòng)小車且用于吸附面板的上平面的第二磁鐵，所述激光跟蹤器和角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)源都與跟蹤控制器相連接。

進(jìn)一步地，每組自動(dòng)焊接單元中，所述焊槍有兩把、分別布置在腹板的第一側(cè)面?zhèn)群偷诙?cè)面?zhèn)取?/p>

進(jìn)一步地，所述保護(hù)氣體為80％Ar和20％CO₂的混合氣體，所述實(shí)心焊絲為φ1.2mm、WM960S實(shí)心焊絲。

進(jìn)一步地，每組自動(dòng)焊接單元都為一獨(dú)立模塊，所述自動(dòng)焊接單元的移動(dòng)小車與連桿之間通過(guò)螺釘可拆卸連接。