一种钢结构的现场焊接设备及其焊接工艺的制作方法

本发明涉及焊接领域，具体涉及一种钢结构的现场焊接设备及其焊接工艺。

背景技术：

1、螺柱焊是将螺柱或其他紧固件的一端与待焊工件（板件或管件等）表面接触，通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力完成焊接的方法。螺柱焊因焊接时无需钻孔、冲孔、车螺纹、铆接、拧螺纹和精整等步骤；焊接时间短，焊后变形少、背面几乎没有印痕，故不需要修整；焊后接头可以达到很高的强度（即螺柱焊的接头强度大于螺柱本身强度）；能实现全位置焊接，借助于扩展器可以焊接到受限制的垂直隔板上等便捷高效的施焊特点在钢结构的安装施工过程中被广泛使用。

2、现有的螺柱焊机在夹持螺栓时，通常利用金属夹持管进行夹持，金属夹持管的端部开设有若干圆周均布的槽口，使得金属夹持管具有一定的弹性形变能力，螺柱撑开金属夹持管的端部穿入金属夹持管，进而被金属夹持管夹持。上述方法在使用时，不同尺寸的螺柱撑开金属管的程度不同，进而夹持力不同，直径越大的螺柱受到的夹持力越大，直径越小的螺柱受到的夹持力越小，但是对于螺柱这种小型连接件而言，其直径的增大与质量的增大往往不成比例，也就是直径增大的过程中质量的增大并不显著，这就导致夹持力与螺柱的质量不匹配，夹持力小螺柱容易掉落，需要手扶，而夹持力大导致拔出时困难，影响施工效率。进一步的，现有的螺柱焊常使用瓷环辅助保护熔池以及强制焊缝成型，但是瓷环在安装时难以与螺柱保持同轴，瓷环与螺柱相对偏移后，瓷环对飞边的拘束会发生中心偏离而产生偏焊，甚至咬边，影响焊缝成形；在焊接完成后主要依靠人工敲击瓷环，但敲击力度难以控制，过大的敲击力度容易使得瓷环碎片崩飞，不仅难以清理，而且容易伤到工人。

3、公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、根据现有技术的不足之处，本发明的其中一个目的在于提出一种钢结构的现场焊接设备及其焊接工艺，以解决现有的钢结构现场焊接设备在进行螺柱焊接时对螺柱的夹持力不可控，影响焊接效率的问题。

2、本发明的另一个目的在于解决由瓷环安装引起的偏焊问题。

3、本发明的再一个目的在于解决瓷环敲击依赖人工，且敲击力度不可控的问题。

4、本发明的一种钢结构的现场焊接设备采用如下技术方案：包括：

5、焊接枪；

6、支撑筒，其设置于焊接枪的端部且远离焊接枪的一端敞口；

7、多组第一夹持组件，安装于支撑筒且沿支撑筒的圆周方向均布；第一夹持组件包括第一夹持板、活动板和调控结构；

8、第一夹持板沿支撑筒的径向滑动设置于支撑筒内，安装时，待焊接的螺柱从支撑筒的敞口端插入第一夹持板的中心；

9、活动板位于支撑筒和第一夹持板之间，活动板沿支撑筒的径向能够滑动的设置于第一夹持板，活动板与支撑筒的内壁之间设置有第一复位弹簧，活动板与第一夹持板之间设置有第一夹持弹簧，第一夹持弹簧的弹力大于第一复位弹簧的弹力；

10、调控结构作用于第一夹持板和活动板，调控结构配置成在螺柱未插入以及插入至设定深度前使得第一夹持板和活动板锁定且第一夹持弹簧压缩至预设程度，在螺柱插入至设定深度后使得活动板固定且使得第一夹持板和活动板解锁。

11、可选地，调控结构包括滑块、齿轮、限位杆、第二复位弹簧、齿条；

12、滑块设置于活动板的顶部且能够沿支撑筒的径向滑动；滑块内设置有能够沿支撑筒的轴向滑动的锁止块，锁止块的底部具有连接部和解锁部，连接部能够沿支撑筒的轴向滑动插装于第一夹持板顶部、解锁部位于第一夹持板外侧且能够与螺栓抵接，滑块和锁止块之间设置有锁止弹簧，锁止弹簧配置成初始状态下使得锁止块的连接部插入第一夹持板；每个滑块上均设置有齿条；

13、齿轮转动同轴设置于支撑筒，齿轮的内周壁设置有锁槽；限位杆设置于支撑筒且插装于齿轮，限位杆能够沿支撑筒的轴向移动、并周向止转，限位杆的外周壁设置有锁块，锁块和锁槽适配；

14、第二复位弹簧设置于限位杆与支撑筒之间，第二复位弹簧配置成初始使得限位杆处于远离焊接枪的极限位置，此时锁槽和锁块错位、齿轮和齿条啮合且限位杆底部低于锁止块的解锁部的底部。

15、可选地，所述钢结构的现场焊接设备还包括瓷环夹和第二夹持组件，瓷环夹设置于焊接枪，瓷环夹与支撑筒同轴且相较于支撑筒远离焊接枪；第二夹持组件包括第二夹持板、随动板和第二夹持弹簧；

16、第二夹持板沿瓷环夹的径向滑动设置于瓷环夹；

17、随动板位于瓷环夹和第二夹持板之间，随动板沿瓷环夹的径向能够滑动的设置于第二夹持板，随动板配置成能够与活动板同步径向移动且能够沿支撑筒的轴向与活动板相对滑动，随动板在向远离支撑筒的轴线方向移动时能够带动第二夹持板同步移动，第二夹持弹簧设置于随动板与第二夹持板之间。

18、可选地，所述钢结构的现场焊接设备还包括敲击组件，敲击组件包括升降架、第三复位弹簧和敲击杆；

19、升降架沿支撑筒的轴向滑动设置于第二夹持板，第三复位弹簧设置于升降架和第二夹持板之间，第三复位弹簧配置成初始使得升降架处于上极限位置；升降架上设置有摩擦块，第二夹持板夹紧陶瓷环时，摩擦块与陶瓷环摩擦接触；

20、支撑筒的内底部设置有挡块，敲击杆中部铰接于升降架顶端、顶部位于挡块内侧并能够与挡块接触、末端与陶瓷环对正；敲击杆与升降架的铰接处设置有扭簧，扭簧使得敲击杆有与支撑筒的轴线保持水平的趋势。

21、可选地，升降架上设置有按压板，按压板能够与陶瓷环外周形成的台阶面抵接。

22、可选地，瓷环夹与焊接枪之间的轴向距离能够调节，敲击杆为伸缩杆。

23、可选地，瓷环夹上设置有连接滑柱，连接滑柱沿支撑筒的轴向滑动插装于焊接枪，连接滑柱与焊接枪的连接处设置有锁紧螺钉。

24、可选地，敲击杆包括第一杆段和第二杆段，第一杆段和第二杆段滑动插接，且通过连接件锁止，第二杆段远离第一杆段的端部设置有球头，第二杆段的顶端与升降架铰接。

25、可选地，支撑筒能够相对于焊接枪沿自身轴向移动，支撑筒和焊接枪之间设置有拉弧弹簧，拉弧弹簧使得支撑筒有远离焊接枪的趋势，焊接枪上设置有磁力提升机构和扳机，磁力提升机构用于控制支撑筒移动，扳机用于启动焊接。

26、本发明还提供了一种钢结构的现场焊接工艺，使用了上述的一种钢结构的现场焊接设备。

27、本发明的有益效果是：本发明的一种钢结构的现场焊接设备中设置了包括活动板、第一夹持板以及调控结构的第一夹持组件，装夹螺柱的过程中，第一夹持板和活动板首先处于锁止状态，随着螺柱逐渐插入第一夹持板中心，第一夹持板和活动板同步径向向外移动，螺柱插入至设定位置后，活动板和第一夹持板处于解锁状态且活动板固定，第一夹持弹簧的弹力通过第一夹持板作用于螺柱，进而夹紧螺柱。由于在螺柱的安装过程中，第一夹持弹簧的弹力始终保持恒定，因此当夹持不同尺寸的螺柱时，第一夹持板始终能够保持相同的夹持力，避免了因为夹持力小螺柱容易掉落，需要手扶，而夹持力大导致拔出时困难，影响操作效率。

28、进一步的，本发明还设置了第二夹持组件和瓷环夹，第二夹持组件与第一夹持组件能够始终保持同轴，避免陶瓷环安装后与螺柱偏心；同时在安装螺柱阶段，随动板和第二夹持板随活动板同步向外移动，适配了陶瓷环的直径，在此过程中第二夹持弹簧的弹力不发生变化，装入陶瓷环时，第二夹持弹簧的压缩量相对较小，进而使得第二夹持板对不同尺寸的陶瓷环的夹紧力能够基本保持一致，不会出现夹持力过小使得陶瓷环掉落，或者夹持力过大焊接枪难以拔出的情况。

29、进一步的，本发明还设置了敲击组件，能够在焊接完成后自动将陶瓷环敲碎，无需人工手动操作；同时，敲击组件与第一夹持组件和第二夹持组件联动，适配了陶瓷环的直径，敲击杆的敲击力度能够随陶瓷环的尺寸变化而变化，保持始终适当的敲击力度。