定位设备以及焊接方法与流程

1.本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种定位设备以及焊接方法。


背景技术：

2.栅盘是一种由钢管横竖交叉焊接而成的一种载具，现有的栅盘在焊接前将裁切好的不同长度的钢管放在平台上通过手工拼接的方式，并通过直尺或卷尺测量对应位置后进行焊接。
3.当焊接单个或者少量钢管，焊接效率和品质的影响不大。但当批量生产时，由于每一个都需要手工拼接的方式，并通过直尺或卷尺测量对应位置后进行焊接，导致作业效率低；同时焊接钢管的过程中，由于焊接应力收缩，栅盘容易变形，无法保证焊接后栅盘的品质，焊接效率低。此外，焊接时随意的焊接顺序也会导致栅盘内部的应力不均，增大栅盘的变形量。
4.因此，亟需设计一种定位设备以及焊接方法，以解决焊接效率低以及焊接应力变形的问题。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的在于提供一种定位设备，能够加快焊接钢管的定位进程，从而提高焊接速度。
6.本发明的另一个目的在于提供一种焊接方法，能够减小焊接后的栅盘的内部应力，减小栅盘的变形量。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：定位设备，用于对栅盘进行定位，上述栅盘包括回形框体、第一管和第二管，上述第一管和上述第二管交叉设置且均位于上述回形框体中，上述第一管的两端和上述第二管的两端均与上述回形框体相连接，上述定位设备包括：支撑装置，被配置为能支撑上述栅盘；以及定位装置，包括设置在上述支撑装置上的第一定位机构、第二定位机构和第三定位机构，上述第一定位机构被配置为对上述回形框体定位，上述第二定位机构被配置为对上述第一管定位，上述第三定位机构被配置为对上述第二管定位，上述第一定位机构、上述第二定位机构和上述第三定位机构分别与上述支撑装置位置可调。
8.作为优选方案，上述第一定位机构包括第一定位组件和第二定位组件，上述回形框体的每根管的外侧至少布置两个上述第一定位组件，上述回形框体的每根管的内侧至少布置两个上述第二定位组件。
9.作为优选方案，上述回形框体的每根管的外侧的两端分别设置有上述第一定位组件。
10.作为优选方案，上述第二定位机构包括第三定位组件，上述第三定位组件与上述第一管的一侧贴合；上述第三定位机构包括第四定位组件，上述第四定位组件与上述第二
管的一侧贴合。
11.作为优选方案，上述第一管的一侧至少布置两个上述第三定位组件。
12.作为优选方案，上述支撑装置包括多个导向件，多个上述导向件依次并排布置，相邻的两个导向件顶部间隔设置形成导向间隙，上述第一定位机构包括第一定位组件和第二定位组件，上述第二定位机构包括第三定位组件，上述第三定位机构包括第四定位组件，上述第一定位组件、上述第二定位组件、上述第三定位组件以及上述第四定位组件均能沿上述导向间隙滑动，上述第一定位组件、上述第二定位组件、上述第三定位组件以及上述第四定位组件结构相同，上述第一定位组件包括：定位件，为u型结构并搭设相邻的两个上述导向件上，上述定位件的边框为矩形，上述定位件上开设过孔；螺钉，上述螺钉的螺纹端依次穿过上述导向间隙和上述过孔；以及螺母，与上述螺钉螺纹连接并能将上述定位件固定于上述导向件上。
13.作为优选方案，上述过孔为长圆孔。
14.焊接方法，用于栅盘的焊接，上述栅盘的待焊接管为方管，方管两端转折处为拐点，上述第二管由多个子管组成，上述子管设置在相邻的两个上述第一管之间或者设置在上述回形框体与上述第一管之间，包括以下步骤：s1：使用上述的定位设备将回形框体、第一管以及第二管定位，栅盘初始面朝上；s2：对上述回形框体相连的管的连接处进行点焊；s3：对上述第一管两端朝上的四个上述拐点与上述回形框体进行点焊，以及对上述子管位于朝上的两端的四个上述拐点与上述回形框体或与上述第一管进行点焊；s4：将上述栅盘翻面，对上述栅盘的另一面进行满焊处理；s5：将上述栅盘翻回，对初始面进行满焊处理。
15.作为优选方案，上述第一管包括第一端和第二端，上述第一端和上述第二端分别与上述回形框体焊接，上述第一端位于上面的两个上述拐点为第一焊接点组，上述第二端位于上面的两个上述拐点为第二焊接点组，上述s3包括：s31：从上述第一焊接点组中选一点进行点焊；s32：从上述第二焊接点组中选一点进行点焊：s33：从剩余两个上述拐点中选任一点进行点焊；s34：点焊四个点中最后一点；上述子管的四个上述拐点的焊接顺序与上述第一管的四个拐点的焊接顺序相同。
16.作为优选方案，上述s2具体为在上述回形框体相连的管的最外侧的连接线的中部进行点焊。
17.本发明的有益效果在于：本发明提供了一种定位设备，通过第一定位机构、第二定位机构和第三定位机构的设置实现了对栅盘的各个部分进行定位，使得在焊接栅盘前，使用者可以根据第一定位机构、第二定位机构和第三定位机构的位置快速找准钢管的位置，实现了栅盘的快速定位，从而提高了栅盘的焊接速度。
18.本发明提供了一种焊接方法，通过使用上述定位设备定位后先点焊回形框体，再对中间的第一管和子管进行点焊，使得栅盘的一面先进行点焊，此时栅盘的整体被连接起
来且应力很小，再翻面进行满焊，使得两面的焊接应力相对平衡，再进行初始面的满焊，使得整体焊接到位，整个过程中，最大程度地减小了焊接应力，提高栅盘的焊接品质。
附图说明
19.图1是本发明实施例提供的栅盘的结构示意图；图2是本发明实施例提供的定位装置将栅盘定位在支撑装置上的结构示意图一；图3是本发明实施例提供的定位装置将栅盘定位在支撑装置上的结构示意图二；图4是图3中a处的放大图；图5是本发明实施例提供的第一定位组件的剖视图；图6是本发明实施例提供的第一管点焊示意图；图7是本发明实施例提供的回形框体点焊示意图。
20.图中：10、支撑装置；11、导向件；12、导向间隙；13、支撑台；20、定位装置；21、第一定位机构；211、第一定位组件；2111、定位件；21111、过孔；2112、螺钉；2113、螺母；212、第二定位组件；22、第二定位机构；221、第三定位组件；23、第三定位机构；231、第四定位组件；300、栅盘；310、第一管；311、第一端；3111、第一焊接点组；31111、第一点；31112、第二点；312、第二端；3121、第二焊接点组；31211、第三点；31212、第四点；320、第二管；321、子管；330、回形框体；331、第五点。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
22.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
24.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
25.栅盘是一种由钢管横竖交叉焊接而成的一种载具，现有的栅盘的在焊接前将裁切好的不同长度的钢管放在平台上通过手工拼接的方式，并通过直尺或卷尺测量对应位置后进行焊接。如图1所示，栅盘300包括回形框体330、第一管310和第二管320，第一管310和第二管320交叉设置且均位于回形框体330中，第一管310的两端和第二管320的两端均与回形框体330相连。为了保持栅盘300的平整度，第二管320由多个子管321组成，子管321设置在相邻的两个第一管310之间或者设置在回形框体330与第一管310之间，可以理解的是，每个子管321可以独立存在。由于管体的数量过多，栅盘300在进行批量生产时，经常由于手工定位导致定位速度慢，或者定位的尺寸不精准，造成栅盘300成品一致性差，焊接效率低。
26.为了解决上述问题，如图2所示，本实施例提供一种定位设备包括支撑装置10和定位装置20，支撑装置10被配置为支撑栅盘300，定位装置20包括设置在支撑装置10上的第一定位机构21、第二定位机构22和第三定位机构23，第一定位机构21被配置为对回形框体330定位，第二定位机构22被配置为对第一管310定位，第三定位机构23被配置为对第二管320定位，第一定位机构21、第二定位机构22和第三定位机构23分别与支撑装置10位置可调。具体使用此定位设备时，先根据图纸手工焊接好一个栅盘300，此栅盘300作为第一定位机构21、第二定位机构22和第三定位机构23位置的基准，首先将提前焊好的栅盘300放到支撑装置10上，然后调整第一定位机构21、第二定位机构22以及第三定位机构23的位置使得第一定位机构21与回形框体330贴合，第二定位机构22与第一管310贴合，第三定位机构23与第二管320贴合，这里每个子管321都需与第三定位机构23贴合，然后将标准栅盘300拿走，再次制作栅盘300时，依次将回形框体330的每个管分别与第一定位机构21抵接，再将第一管310与第二定位机构22抵接，最后将第二管320与第三定位机构23抵接，所有的钢管位置被定好后，即可开始焊接。通过第一定位机构21、第二定位机构22和第三定位机构23的设置实现了对栅盘300的各个部分进行定位，使得在焊接栅盘300前，使用者可以根据第一定位机构21、第二定位机构22和第三定位机构23的位置快速找准钢管的位置，实现了栅盘300的快速定位，从而提高了栅盘300的焊接速度。
27.优选地，如图2所示，第一定位机构21包括第一定位组件211和第二定位组件212，回形框体330的每根管的内外两侧均分别设置有第二定位组件212和第一定位组件211，即，回形框体330的每根管的内外两侧均紧贴布置有第二定位组件212和第一定位组件211，使得回形框体330的每根管均被夹住，从而提高回形框体330的定位稳定性，从而更好地防止回形框体330焊接后变形。
28.优选地，回形框体330每根管的内侧至少布置两个第二定位组件212，回形框体330每根管的外侧至少布置两个第一定位组件211，通过上述设置，在将回形框体330的每根管被夹紧的基础上，由于回形框体330的每根管长度较长，上述设置一方面能防止在定位回形框体330时，回形框体330的每根管被误触碰发生窜动，保证被定位的好的回形框体330位置的唯一性；另一方面，防止回形框体330焊接后变形。
29.优选地，如图2所示，回形框体330的每根管的外侧的两端分别设置有第一定位组件211，由于在焊接回形框体330时，经常发生焊接时应力收缩管体变形缩腰，在外部体现为管体的中间凹陷，两端向外翘起，通过上述设置可以通过第二定位组件212限制管体两端的
翘起力，防止管体的两端变形，从而保证了回形框体330的外观品质。优选地，第一定位组件211和第二定位组件212沿其长度方向错开设置，有利于限制回形框体330的每根管，使得每根管的焊接应力均布。本实施例中，两个第一定位组件211在每根管外侧的两端，两个第二定位组件212在每根管内侧的中部位置。在其他实施例中，第二定位组件212也可以设置多个，在此不作限定。
30.优选地，如图2所示，第二定位机构22包括第三定位组件221，第三定位组件221与第一管310的一侧贴合，第三定位机构23包括第四定位组件231，第四定位组件231与第二管320的一侧贴合。由于回形框体330定位时被夹住的状态，焊接后取件时，如第一管310和第二管320都被夹住，由于管体很多，将导致必须克服很大的夹紧力才能将栅盘300取下，也会造成栅盘300变形，通过上述设置可以实现在保证栅盘300外形的基础上，使得回形框体330内部的管体不受夹紧力，从而使得栅盘300取件更为顺畅。
31.优选地，第一管310的一侧布置至少两个第三定位组件221，防止第一管310在定位过程中绕一个第三定位组件221发生转动。可选地，每个子管321的一侧至少紧贴布置有一个第四定位组件231，由于子管321的长度较短，且两端可与回形框体330或第一管310抵接，设置一个第四定位组件231即可保证子管321较好的定位效果，且上述设置防止定位组件的设置过于密集。
32.进一步地，如图2所示，多个第一管310侧边布置的第三定位组件221位于相应的第一管310的同一侧，多个子管321侧边布置的第四定位组件231位于相应的子管321的同一侧，上述设置能够使得所有的第一管310受力方向统一以及所有的子管321受力方向统一，最大程度地避免夹紧力的产生导致取件不便。
33.可选地，如图3所示，支撑装置10包括多个导向件11，多个导向件11依次并排布置，相邻的两个导向件11顶部间隔设置形成导向间隙12，第一定位组件211、第二定位组件212、第三定位组件221和第四定位组件231均能沿导向间隙12滑动。通过以上设置可以实现第一定位机构21、第二定位机构22以及第三定位机构23相对支撑装置10可调。可选地，支撑装置10还包括支撑台13，多个导向件11设置在支撑台13上，支撑台13的设置能够使得操作台面的高度更方便操作者操作。本实施例中，导向件11为工字梁，工字梁间隔设置形成导向间隙12，且在工字梁长度方向的两端，两个工字梁之间形成安装空间，方便第一定位组件211、第二定位组件212、第三定位组件221以及第四定位组件231从端部安装和放入。这里，优选导向间隙12的宽度小于钢管的宽度，防止钢管卡到导向间隙12中去。在其他实施例中，导向件11也可以为整体的，只要其上有导向间隙12用于各定位组件的调整即可，在此不作限定。
34.下面结合图2和图3对栅盘300的管体定位顺序进行阐述。
35.如图2和图3所示，将手工做好的标准栅盘300放入到多个支撑装置10上，在对应的导向间隙12上调整第一定位组件211和第二定位组件212的位置使二者分别抵在栅盘300模板的内外两侧，再在对应的导向间隙12上调整第三定位组件221的位置使其抵接到第一管310上，最后在对应的导向间隙12上调整第四定位组件231的位置使其抵接到子管321上；将标准栅盘300取走；将回形框体330的每根管与对应的第一定位组件211和第二定位组件212抵紧，再将第一管310与对应的第三定位组件221抵紧，最后将每个子管321与对应的第四定位组件231抵紧；以上完成整个栅盘300在焊接前的定位工作。
36.可选地，第一定位组件211、第二定位组件212、第三定位组件221以及第四定位组
件231结构相同，下面结合图4和图5对第一定位组件211的结构进行阐述。如图4和图5所示，第一定位组件211包括定位件2111和固定件，定位件2111能沿导向间隙12滑动，固定件用于将定位件2111固定在导向件11上，其中，定位件2111为u型结构并搭设在两个导向件11上，定位件2111的外缘为矩形。通过上述设置，使得定位件2111在u型结构的两端和延伸方向均有一定的长度，从而使得定位件2111在两个方向上均能抵在管体上进行定位，进而使得栅盘300内部用于放置定位组件的空间在某一方向不足时，可以对定位组件（以下提及的定位组件指第一定位组件211、第二定位组件212、第三定位组件221以及第四定位组件231中的任一个）进行选装以适配狭小的安装空间。参见图2，定位件2111的规格可以有多种，例如，回形框体330的外侧安装空间没有限制，可以用稍大的定位件2111进行定位，位于内部的定位组件，空间不够的可以用定位件2111的端部进行定位，空间足够的可以用长边进行定位。
37.可选地，定位件2111上开设过孔21111，固定件包括螺钉2112和螺母2113，螺钉2112的螺纹端依次穿过导向间隙12和过孔21111，螺母2113与螺钉2112螺纹连接并能将定位件2111固定于导向件11上。基于上述设置，使用者在调节定位组件的位置时，拧松螺母2113，滑动定位组件或者转动定位组件调节定位组件的位置，定位组件的位置调整到位后，拧紧螺母2113使得夹设于螺母2113和螺钉2112头部之间的定位件2111与导向件11抵紧，从而实现定位件2111的固定，此种方式操作简单方便。在其他实施例中，也可以是其他的固定方式，在此不作限定。
38.优选地，上述过孔21111为长圆孔，能够使得在螺母2113插入到某一个导向间隙12中时，定位件2111的位置可以进行微调，而无需将定位件2111从导向件11上拿出换到另一个导向间隙12中去，使得定位组件的位置的确定更加灵活。
39.现有技术中，在焊接钢管的过程中，由于焊接应力收缩，栅盘300容易变形，无法保证焊接后栅盘300的品质。此外，焊接时随意的焊接顺序也会导致栅盘300内部的应力不均，增大栅盘300的变形量。
40.为了解决上述问题，如图1和图6所示，本实施例提供一种焊接方法，用以将方管焊接成栅盘300，上述焊接方法包括以下步骤：s1使用上述定位设备将回形框体330、第一管310以及第二管320定位，此时，栅盘300朝上的面为初始面；s2：对回形框体330相连的管体进行点焊；s3:对第一管310两端朝上的四个拐点与回形框体330进行点焊以及对子管321位于朝上的两端的四个拐点与回形框体330或与第一管310进行点焊；s4：将栅盘300翻面，对栅盘300的另一面进行满焊处理；s5：将栅盘300翻回，对初始面进行满焊处理。通过使用上述定位设备定位后先点焊回形框体330，再对中间的第一管310和第二管320进行点焊，使得栅盘300的一面先进行点焊，此时栅盘300的整体被连接起来且应力很小，再翻面进行满焊，使得两面的焊接应力相对平衡，再进行初始面的满焊，使得整体焊接到位，整个过程中，最大程度地减小了焊接应力，提高栅盘300的焊接品质。
41.下面结合图6对第一管310两端朝上的四个拐点或子管321位于朝上的两端的四个拐点的焊接顺序进行说明，图中以第一管310为例，第一管310包括第一端311和第二端312，第一端311和第二端312与回形框体330焊接，第一端311位于上面的两个拐点为第一焊接点组3111，第二端312位于上面的两个拐点为第二焊接点组3121，s3包括：s31：从第一焊接点组3111中选一点进行点焊；s32：从第二焊接点组3121中选一点进行点焊：s33：从剩余两个焊接点中选任一点进行点焊；s34：点焊四个点中最后一点。由此，操作者在焊接方管时，使
方管的两端分别有一点进行点焊，焊接的应力较小，且两端应力相对均衡且达到了将方管粗略焊的目的，防止将方管一端均焊接完成后此端的应力集中，导致另一端的变形量过大，再焊接另一端将会使整个方管内部的应力很大的现象发生，且操作均为点焊，避免在栅盘300的初始面产生过大的应力导致初始面变形量过大。具体而言，如图6所示，第一焊接点组3111包括第一点31111和第二点31112，第二焊接点组3121包括第三点31211和第四点31212，第一点31111、第二点31112、第三点31211以及第四点31212均需与回形框体330进行点焊，以上四点的焊接顺序可以为：第一点31111、第三点31211、第二点31112、第四点31212；第一点31111、第三点31211、第四点31212、第二点31112；第一点31111、第四点31212、第三点31211、第二点31112；第一点31111、第四点31212、第二点31112、第三点31211；第二点31112、第三点31211、第四点31212、第一点31111；第二点31112、第三点31211、第一点31111、第四点31212；第二点31112、第四点31212、第一点31111、第三点31211；或第二点31112、第四点31212、第三点31211、第一点31111。以上八种的焊接顺序均可。
42.可选地，如图7所示，s2具体为在回形框体330相连的管的最外侧连接线的中部进行点焊，即图中的第五点331，以均衡回形框体330上下两面的焊接应力。
43.显然，本发明的实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。