[發明專利]一種鋼板雙面搭接焊系統及方法

有效

• 申請號: 202110754307.0
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113369740B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 劉文強;張建宇;劉文亮;陳樹君;郭偉中;張華杰;劉猛
• 申請（專利權）人: 北京住總集團有限責任公司
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B23K37/00;B23K37/02
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

本發明涉及一種鋼板雙面搭接焊系統，尤其是用于箱型鋼上筋板與鋼筋之間搭接焊的系統，至少包括：箱型鋼，其以立柱式固定定位在地面上；至少一個筋板，其分別固定在箱型鋼的不同側壁上，且其板體均延伸出箱型鋼；至少一個鋼筋，其部分筋體可搭放在筋板上；以及焊接裝置，其特征在于，焊接裝置以其非貼壁式支撐于箱型鋼上的方式對形成于鋼筋與筋板之間的待焊接位置進行焊接操作。

技術領域

本發明涉及自動化焊接技術領域，尤其涉及一種鋼板雙面搭接焊系統及方法。

背景技術

箱型鋼結構具有自重輕、塑性和韌性好、施工安裝周期短等優勢，在鋼結構建筑和橋梁等領域應用越來越廣泛。以國家體育場鳥巢為例，鳥巢獨特的結構就是采用箱型鋼焊接而成的，證明了箱型鋼優異的結構特征和良好的力學性能。箱型鋼結構的應用需要經過車間制造和現場安裝兩個環節，無論在哪個環節，焊接都是箱型鋼連接過程中極為重要的技術。

伴隨著制造業向自動化和智能化方向發展，越來越多的焊接機器人系統投入生產應用，焊接自動化水平不斷提高。在箱型鋼的車間制造環節，工作環境相對較好，工況簡單固定，任務明確，通常不需要大范圍移動，大多數焊接機器人均應用于箱型鋼的車間制造，焊接自動化程度較高，可以保證制造精度和焊接質量，國內外已有多種自動化焊接機器人設備和系統，如北京石油化工學院研發的GDC系列全位置自動焊接機器人。但是在施工安裝現場，由于現場環境的復雜性，焊接條件惡劣，目前仍以手工焊接為主，從而使焊接過程易受環境和人為因素的影響，焊接質量的穩定性難以保證，可能產生的焊接缺陷不僅嚴重影響鋼結構建筑的使用壽命，也埋下了產生事故的潛在隱患，并且工人常常需要懸掛在高空進行焊接作業，對人身安全產生極大威脅，從而導致箱型鋼結構的安裝現場焊接普遍存在焊接自動化程度低、接頭質量穩定性不足、工人勞動強度大和高空作業危險性高等問題。

隨著工業技術的不斷發展，工程中大型焊接結構的應用與日俱增，大量的焊接作業必須在安裝現場進行，如地鐵站、大型艦船艙體、船體甲板、大型球罐、箱型柱梁等。安裝現場焊接作業的自動化對于提高焊接效率和焊接質量具有重要意義，而現場焊接機器人由于具有機構簡單、適應性強、能夠在非結構環境下進行焊接作業等特點，對于現場焊接工作來說，是提高生產效率和焊接質量的最佳方式，因此針對箱型鋼的結構特征、安裝現場的空間位姿多樣化和焊接過程的復雜性研究開發適用于高層建筑和橋梁建設的箱型鋼結構現場焊接機器人具有廣闊的發展和應用前景。

現場焊接機器人一般由機器人本體、焊炬微調機構、焊縫跟蹤傳感器、控制器和焊接系統等多部分組成。現場焊接機器人一般分為軌道式和無軌道式兩大類，而軌道式又分為剛性導軌和柔性導軌兩類。

所謂剛性導軌焊接機器人，就是在待焊工件周圍安裝剛性導軌，小車搭載焊槍在導軌上移動，對待焊焊縫進行焊接。該類機器人中相對較為成熟的是管道全位置自動焊接設備，已有美國CRC、德國VIETZ、荷蘭的VERAWE LD等多家公司生產相關產品。現有技術中如北京石油化工學院研制的嚙合式導軌管道焊接機器人機構，其行走機構在電機驅動下沿導軌行走，通過導軌與管道的契合實現管道的全位置焊接。國家體育中心鳥巢的主體工程的矩形立柱由厚壁板大型箱型鋼構成，需要多層多道焊，北京石油化工學院研發了一款剛性直軌道式焊接機器人，用于鳥巢的鋼結構焊接。該機器人使用鋁制輕型剛性導軌，焊接小車和軌道采用齒輪齒條傳動，車體上載有焊槍，焊槍具有二維姿態調整模塊和焊槍擺動模塊，具有焊縫軌跡示教、焊接參數存儲記憶、焊接電源聯動控制等功能，可解決厚壁長焊縫、多種焊接位置鋼結構的焊接。