一种钢结构焊接球定位装置的制作方法

本发明涉及建筑焊接，具体为一种钢结构焊接球定位装置。

背景技术：

1、焊接球又称焊接空心球，是网架、网壳等空间钢结构的核心节点构件。它由钢板冲压成两个半球，经坡口对焊成型，分为不加肋与内部增设加劲肋两种形式，常用q235b、q345b钢材制作。钢管杆件直接焊接于球体表面，形成刚性节点，可实现多方向杆件汇交，受力均匀、刚度大、适应性强。多用于荷载较大的大跨度建筑，如体育馆、会展中心、航站楼屋面。该节点对焊接工艺要求高，焊缝需探伤检测，适合荷载大、杆件规格较大的空间网格工程。

2、现有市场焊接空心球加工工艺普遍采用两半半球对位点焊预固定，再置于夹持设备挤压定位，定位工装多采用外壁夹持、外部支撑形式。结合焊接球工厂预制焊接、成品除锈防腐涂装的标准施工工序，该工艺存在多项行业易被忽视的短板：半球自重较大，依靠人工搬运并需要手动微调，对齐后进行点焊定位，对位操作难度高；外壁刚性夹持易在毛坯球体表面形成压痕、夹伤及凹凸变形，大幅增加后续打磨、除锈找平工作量；较深压痕易积存污物杂质，引发后期防腐涂层空鼓、脱落问题。同时抱箍、多点外壁支撑工装会大面积遮蔽焊接坡口，无法实现连续施焊，遮挡区域需拆除工装后补焊，形成焊接接茬，降低球体焊接成型质量，因此，针对上述问题提出一种钢结构焊接球定位装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种钢结构焊接球定位装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、作为本发明所述一种钢结构焊接球定位装置的一种可选方案，其中：一种钢结构焊接球定位装置，包括焊接基座、焊接球定位模块、控制设备和辅助定位模块；

4、焊接基座的上方安装有用于对焊接球进行定位的焊接球定位模块和辅助定位模块，并且焊接球定位模块的一侧还设置有与焊接基座呈固定连接的控制设备；

5、焊接球定位模块包括第一弧形轨迹移动设备、第一弧形导向框和移动筒，第一弧形轨迹移动设备的内部移动端安装有气缸设备，气缸设备的自由端固定连接有转动设备,转动设备的自由端固定连接有移动筒,移动筒外侧与第一弧形导向框呈滑动连接，第一弧形导向框的一侧与第一弧形轨迹移动设备呈固定连接；

6、移动筒的内部固定连接有伸缩设备，伸缩设备的自由端固定连接有球面定位机构,球面定位机构外侧与移动筒呈滑动连接，球面定位机构的另一端固定连接有弧面电磁铁。

7、作为本发明所述一种钢结构焊接球定位装置的一种可选方案，其中：

8、移动筒的一侧设置有弧面定位面，弧面定位面呈内凹弧面设置。

9、现有市场焊接空心球加工工艺普遍采用两半半球对位点焊预固定，再置于夹持设备挤压定位，定位工装多采用外壁夹持、外部支撑形式。结合焊接球工厂预制焊接、成品除锈防腐涂装的标准施工工序，该工艺存在多项行业易被忽视的短板：半球自重较大，依靠人工搬运对齐后点焊定位，对位操作难度高；外壁刚性夹持易在毛坯球体表面形成压痕、夹伤及凹凸变形，大幅增加后续打磨、除锈找平工作量；较深压痕易积存污物杂质，引发后期防腐涂层空鼓、脱落问题。同时抱箍、多点外壁支撑工装会大面积遮蔽焊接坡口，无法实现连续施焊，遮挡区域需拆除工装后补焊，形成焊接接茬，降低球体焊接成型质量，本装置实现预定位与精确定位一体化集成。开展焊接球预定位作业前，先于单侧焊接半圆球端部开设定位孔；将下方焊接半圆球安放至辅助定位模块内，依托定位盘上部若干辅助支撑球完成承托，再将带孔另一半焊接半圆球实施坡面对接。通过焊接球定位模块调节，使球面定位机构伸入带孔焊接半圆球内部，继而驱动伸缩设备令球面定位机构扩张，实现上下两组焊接半圆球自适应自动对中定位，便于开展点焊预固定。预固定完成后，同步驱动焊接球定位模块与辅助定位模块，带动焊接球旋转90°，便于沿对接坡口实施连续焊接。

10、作为本发明所述一种钢结构焊接球定位装置的一种可选方案，其中：

11、球面定位机构包括定位筒和调节杆,定位筒的内部滑动连接有调节杆,调节杆的一端与伸缩设备的自由端呈固定连接；

12、定位筒的外侧分别开设有均匀分布的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽的内部设置有与定位筒呈转动连接的第一定位板,第一定位板的一侧均转动连接有第一转动杆,第一转动杆的另一端与调节杆呈转动连接，第二凹槽的内部均设置有第二定位板，第二定位板的一侧分别转动连接有第二转动杆和转动轴,第二转动杆的一端与调节杆呈转动连接，转动轴的另一端均与定位筒呈转动连接，第三凹槽的内部均设置有第三定位板,第三定位板的一端均与定位筒呈转动连接，第三定位板的另一端均转动连接有第三转动杆,第三转动杆的另一端与调节杆呈转动连接；

13、定位筒的一侧安装有弧面电磁铁。

14、作为本发明所述一种钢结构焊接球定位装置的一种可选方案，其中：

15、第三定位板的背向定位筒的一侧呈弧形设置，第一定位板背向定位筒的一侧呈弧形设置。

16、作为本发明所述一种钢结构焊接球定位装置的一种可选方案，其中：

17、第二定位板背向定位筒的一侧呈弧形设置，并且第二定位板的表面还开设有凹槽。

18、作为本发明所述一种钢结构焊接球定位装置的一种可选方案，其中：

19、辅助定位模块包括第二弧形轨迹移动设备、第二弧形导向框和连接杆,第二弧形轨迹移动设备的外侧与焊接基座呈固定连接，第二弧形轨迹移动设备的移动端安装有连接杆,连接杆的另一端固定连接有定位盘,定位盘的表面安装有均匀分布的球形套,球形套的内部滚动连接有辅助支撑球。

20、作为本发明所述一种钢结构焊接球定位装置的一种可选方案，其中：

21、第二弧形轨迹移动设备的一侧固定连接有第二弧形导向框,第二弧形导向框的内侧与连接杆呈滑动连接。

22、本装置将传统外部夹持固定方式改进为内撑外扩式定位结构，依靠多组第一定位板与第三定位板贴合球体内壁支撑，完成球心校准、居中锁紧，全程不接触球体外壁且无坡口遮挡。第二定位板开设避让凹槽，避开坡口施焊区域，防止熔融焊料粘连构件，保障支撑机构顺利收回。该装置能够消除传统外壁夹持造成的球坯压痕、局部变形，显著削减后续打磨除锈工作量，从源头杜绝防腐涂层起皮空鼓病害；特别适用于薄壁空心焊接球，攻克薄壁构件受外壁刚性夹持易凹陷变形、常规工装难以稳定装夹的痛点，契合钢结构焊接球先焊接成型、后整体防腐的标准制造工艺，填补行业内无外壁接触、无坡口遮挡的内撑式定位技术空白。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、本装置实现预定位与精确定位一体化集成。开展焊接球预定位作业前，先于单侧焊接半圆球端部开设定位孔；将下方焊接半圆球安放至辅助定位模块内，依托定位盘上部若干辅助支撑球完成承托，再将带孔另一半焊接半圆球实施坡面对接。通过焊接球定位模块调节，使球面定位机构伸入带孔焊接半圆球内部，继而驱动伸缩设备令球面定位机构扩张，实现上下两组焊接半圆球自适应自动对中定位，便于开展点焊预固定。预固定完成后，同步驱动焊接球定位模块与辅助定位模块，带动焊接球旋转90°，便于沿对接坡口实施连续焊接。这种设置无需摒弃传统对夹式定位方式，保证焊接圆球外壁质量，降低后续打磨、除锈找平工作量；同时坡口焊接处无遮挡，可以实现连续施焊工作，保证球体焊接成型质量。

25、本装置将传统外部夹持固定方式改进为内撑外扩式定位结构，依靠多组第一定位板与第三定位板贴合球体内壁支撑，完成球心校准、居中锁紧，全程不接触球体外壁且无坡口遮挡。第二定位板开设避让凹槽，避开坡口施焊区域，防止熔融焊料粘连构件，保障支撑机构顺利收回。该装置能够消除传统外壁夹持造成的球坯压痕、局部变形，显著削减后续打磨除锈工作量，从源头杜绝防腐涂层起皮空鼓病害；特别适用于薄壁空心焊接球，攻克薄壁构件受外壁刚性夹持易凹陷变形、常规工装难以稳定装夹的痛点，契合钢结构焊接球先焊接成型、后整体防腐的标准制造工艺，填补行业内无外壁接触、无坡口遮挡的内撑式定位技术空白。