[0001] 本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种桥梁钢结构焊接装置及焊接方法。

[0002] 桥梁钢结构主要包括钢箱梁节段、钢桁架杆件、钢塔节段、钢拱肋节段等，而其中钢箱梁节段有着复杂的结构组成，一般生产工艺需要在车间内完成拼接焊装后再转运至施工现场进行安装。

[0003] 现有申请号为CN202410634348.X的专利，公开了一种钢制桥梁生产用的六臂式焊接装置。包括有支撑座，所述支撑座上固接有镜像的支撑块，镜像的所述支撑块共同转动连接有安装板，所述安装板固接有镜像的弧形杆，所述弧形杆固接有与相邻镜像所述支撑滑杆滑动连接的导向杆，所述导向杆滑动连接有镜像的连接壳，所述连接壳的下侧滑动连接有移动杆，所述移动杆转动连接有转动筒，所述转动筒设置有转动轮，所述转动筒滑动连接有滑动支杆，所述滑动支杆设置有转动轮，通过转动筒与滑动支杆上转动轮的移动，使由中部向两侧逐步弯曲变形，保证了底板表面角度变化的均匀性，提高了本装置对底板反向弯曲变形的稳定性和准确性。

[0004] 现有技术存在以下问题：

[0005] 通过两个挤压板的挤压和转动筒与滑动支杆上转动轮的移动，使底板居中同时由中部向两侧逐步弯曲变形，只能控制外力，不能从根本上解决因为焊接造成的变形，变形的产生是因为大厚度钢板在生产过程中，由于冷却速度、化学成分分布等因素的影响，导致内部微观结构存在一定的不均匀性，这种不均匀性会影响热传导的效率，导热性能下降会进一步影响焊接产生的热量传递，进而造成焊缝及周围母材的温度分布不均匀，阻碍晶粒的细化，粗大的晶粒会降低焊缝的强度、韧性和塑性，使其力学性能降低。

[0055] 下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

[0056] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

[0057] 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0058] 在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是螺栓连接，也可以是铆接；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。

[0059] 实施例1：

[0060] 请参照图1至图17以及图20，图1至图17以及图20所示为本申请的一种实施例。

[0061] 本实施例提供一种桥梁钢结构焊接装置，如图1和图15所示，其包括基槽1、第一覆盖层202、第三覆盖层205以及第一隔离槽3，如图1至图4所示，基槽1放置于地基上并用于填充第一填充层201，第一填充层201用于支撑顶板401，进一步的为了获得更稳定的支撑的同时，如图4所示，基槽1内还焊接有若干支撑板101；如图7所示，第一覆盖层202用于顶板401焊接时覆盖于顶板401上方，用于吸收和传导焊接产生的热量；如图17所示，第三覆盖层205用于底板408焊接时覆盖于底板408上方，用于吸收和传导焊接产生的热量；第一隔离槽3点焊于两块相邻顶板401的拼缝处和两块相邻底板408的拼缝处，用于隔离顶板401之间的焊缝和底板408之间的焊缝；

[0062] 上述第一填充层201、第一覆盖层202和第三覆盖层205均由若干导热颗粒铺设而成，示例性的导热颗粒选用氮化硼颗粒，碳化硅在高温下具有很高的稳定性，且导热性能良好。

[0063] 通过上述技术方案，采用导热颗粒铺设的填充层和覆盖层可以将大厚度钢板焊接时产生的热量吸收并迅速传导再均匀作用于钢板整体，使母材的温度分布均匀，提高晶粒细化程度，增强底板408和顶板401的力学性能。

[0064] 作为一种较优的实施方式，如图8至图11所示，上述焊接装置还包括第二覆盖层203和第二隔离槽6，第二覆盖层203用于顶板401、纵向加劲肋402、中间腹板403以及侧腹板
404焊接时，第二覆盖层203覆盖于顶板401和纵向加劲肋402、中间腹板403以及侧腹板404之间，用于吸收和传导焊接产生的热量；第二隔离槽6点焊于顶板401和纵向加劲肋402、中间腹板403或侧腹板404之间的焊缝处，用于隔离顶板401和纵向加劲肋402、中间腹板403或侧腹板404之间的焊缝；

[0065] 上述第二覆盖层203由若干导热颗粒铺设而成。

[0066] 通过上述技术方案，采用导热颗粒铺设的覆盖层覆盖垂直连接的板材，降低焊缝在冷却过程中发生的收缩，避免由于冷却过快，收缩不均匀，导致焊缝及周围区域产生收缩变形。

[0067] 作为一种较优的实施方式，如图12至图14所示，上述焊接装置还包括第二填充层204和第三隔离槽7，第二填充层204用于中间内隔板407和中间腹板403以及侧腹板404焊接时，第二填充层204填充于中间内隔板407、中间腹板403、侧腹板404以及顶板401之间，用于吸收和传导焊接产生的热量；第三隔离槽7点焊于中间内隔板407和中间腹板403或侧腹板
404之间的焊缝处，用于隔离中间内隔板407和中间腹板403或侧腹板404之间的焊缝；

[0068] 上述第二填充层204由若干导热颗粒填充而成。

[0069] 通过上述技术方案，采用导热颗粒形成填充层填充入板材围成的空间内，对板材施加均匀的压力，并且充分传导出焊接产生的热量，进一步避免了焊接产生的变形。

[0070] 作为一种较优的实施方式，如图12所示，上述焊接装置还包括隔离罩406，两片隔离罩406相互通过螺栓连接于中间内隔板407中间的通孔处，隔离罩406将中间内隔板407的两面对应的空间隔离。

[0071] 需要说明的是，如图14所示，当通过隔离罩406形成独立空间后，还可以在第二填充层204上抵接加压板8，通过加压板8压实第二填充层204后，通过相邻的腔体内相互施加的压力，进而当钢板出现轻微变形的时候，会被压力自动修正。

[0072] 通过上述技术方案，采用隔离罩406，将每个钢板围成的空间独立，避免热量的过度扩散，进一步提高了第二填充层204的保温性能。

[0073] 作为一种较优的实施方式，如图20所示，上述焊接装置还包括负压吸尘腔120，负压吸尘腔120设置于基槽1一侧，负压吸尘腔120通过压缩空气形成负压将导热颗粒在存储罐和焊接装置之间进行转移，负压吸尘腔120通过吸尘管121伸入腔体内进行吸取或吹出。

[0074] 通过上述技术方案，采用负压吸尘腔120完成导热颗粒的吸取和铺设，提高了操作便捷性。

[0075] 作为一种较优的实施方式，如图1至图4所示，上述焊接装置还包括龙门机械臂9，龙门机械臂9架设于基槽1的两侧，并连接有第一焊枪501，第一焊枪501对焊缝进行焊接。

[0076] 通过上述技术方案，采用龙门机械臂9，提高了焊枪的灵活性。

[0077] 需要说明的是，对于整条长焊缝采用隔离槽隔离后进行焊接，而对于纵向加劲肋402和中间内隔板407之间的异形焊缝而言，则可以采用人工焊接的方式进行，大框架焊接完成后，局部焊接产生的变形对整体影响也会很轻微。

[0078] 实施例2：

[0079] 本实施例提供一种桥梁钢结构焊接装置，其主体大致与实施例1相同，其不同之处在于，如图18和图19所示，还包括导轨110和自动焊机111，导轨110连接于第三隔离槽7内壁；自动焊机111通过伺服电机和滚轮自行走连接于导轨110，自动焊机111连接有第二焊枪502，第二焊枪502对中间内隔板407的竖向焊缝进行焊接。

[0080] 通过上述技术方案，采用自动焊机111，减少了后工序对于工位的需求，提高了加工的整体效率。

[0081] 本实施例还提供一种桥梁钢结构焊接方法，其使用了上述实施例1中的焊接装置，还包括以下步骤：

[0082] 步骤S1：基槽1内铺设第一填充层201，并将多块顶板401倒置放置于基槽1内的支撑板101上进行定位；

[0083] 步骤S2：在顶板401之间的拼缝处放置第一隔离槽3后并通过点焊的方式将其连接在顶板401上，然后在第一隔离槽3外侧填充第一覆盖层202，第一覆盖层202与第一填充层201共同将顶板401包裹，然后使用第一焊枪501对第一隔离槽3内的拼缝进行焊接，焊接完成并保温冷却后采用吸尘管121和负压吸尘腔120去除第一覆盖层202，并拆除所有的第一隔离槽3；

[0084] 步骤S3：采用点焊将纵向加劲肋402、中间腹板403、侧腹板404定位连接于顶板401上，然后采用点焊的方式将第二隔离槽6焊接于纵向加劲肋402和顶板401的焊缝处、中间腹板403和顶板401的焊缝处、以及侧腹板404和顶板401的焊缝处，然后填充第二覆盖层203，填充完成后采用第一焊枪501对焊缝进行焊接，完成焊接后采用吸尘管121和负压吸尘腔120去除第二覆盖层203，并拆除所有的第二隔离槽6；

[0085] 步骤S4：采用点焊的方式将中间内隔板407和工艺隔板405定位连接于中间腹板403和侧腹板404之间，采用点焊的方式将工艺隔板405定位连接于中间腹板403和侧腹板
404两端，采用点焊的方式将第三隔离槽7焊接于中间内隔板407和中间腹板403之间的焊缝处，以及中间内隔板407和侧腹板404之间的焊缝处，然后填充第二填充层204，填充完成后采用第一焊枪501对焊缝进行焊接，完成焊接后采用吸尘管121和负压吸尘腔120去除第二填充层204，并拆除所有的第三隔离槽7和所有工艺隔板405；

[0086] 步骤S5：采用点焊的方式将多块底板408定位连接于中间腹板403和侧腹板404顶部，并采用点焊的方式将第一隔离槽3定位连接于两块底板408之间的拼缝处，然后铺设第三覆盖层205后对拼缝处进行焊接，完成焊接后采用吸尘管121和负压吸尘腔120去除第三覆盖层205，并拆除所有的第一隔离槽3；

[0087] 步骤S6：采用人工焊接的方式对钢箱内侧的其余未焊接焊缝进行补充焊接。

[0088] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明记载的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。