[发明专利]一种闭口肋板单元焊接预热装置及控制焊接热变形的方法

说明书

本发明提供一种闭口肋板单元焊接预热装置及控制焊接热变形的方法，所述闭口肋板单元焊接预热装置包括：第一加热装置和第二加热装置；所述第一加热装置设置在底板的下侧，所述第二加热装置设置在底板的上侧，且所述第二加热装置设置在闭口肋的顶部；所述第一加热装置和第二加热装置在纵向与焊枪距离为0‑2000mm。本发明的闭口肋板单元焊接预热装置及控制焊接热变形的方法可实现焊接后结构变形较小，满足质量控制规范要求。本发明在焊接的同时就控制了焊接热变形，相较于现有的焊接后再进行矫正，节省了大量的人力物力，同时极大地提高工作效率。

技术领域

本发明涉及桥梁焊接技术领域。更具体地说，本发明涉及闭口肋板单元焊接预热装置及控制焊接热变形的方法，是针对闭口肋板单元生产过程中，通过在焊接热输入对称区域采取同步控制焊接热变形的专用装置及方法。

背景技术

闭口肋板单元在焊接的过程中，由于焊接热输入的作用，使焊缝区域产生塑性变形区，导致整体板单元的纵向角变形和横向角变形，对质量精度造成很大困扰。目前一般的钢结构企业的处理办法主要是两种：一是机械矫正法，即在焊接前或焊接后利用机械外力使构件产生与焊接变形方向相反的预变形，以抵抗焊接产生的变形；二是火工矫正法，即焊接完成后，通过加热实现变形收缩区域再变形为原来的状态，虽然效果是可行的，但是费时费力，而且温度容易过高使钢材性能失效并费材耗能。因此需要更好的方法控制焊接热变形及减小结构的残余应力。

发明内容

本发明的目的是提供闭口肋板单元焊接预热装置及控制焊接热变形的方法，主要解决闭口肋板单元焊接产生的热变形问题，通过采用同步加热平衡的方法，使闭口肋板单元在焊接的过程中尽可能的减小热变形，甚至完全控制住热变形，辅助的效果是给焊缝区域母材预热或延缓冷却，充分保证焊接性能。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种闭口肋板单元焊接预热装置，所述闭口肋板单元包括闭口肋和底板，所述底板具有上侧和下侧，所述上侧为与闭口肋焊接的一侧，所述闭口肋板单元焊接预热装置包括：第一加热装置和第二加热装置；

所述第一加热装置设置在底板的下侧，所述第二加热装置设置在底板的上侧，且所述第二加热装置设置在闭口肋的顶部；

所述第一加热装置和第二加热装置在纵向与焊枪距离为0-2000mm。

具体的，所述第一加热装置为一对，以闭口肋纵向中轴线对称设置在底板的下侧，并设置在闭口肋两侧的翼板的纵向焊缝处。

具体的，所述第一加热装置为火焰加热枪或电加热器，第一加热装置的火焰加热枪或电加热器正对底板；所述第二加热装置包括加热罩，所述加热罩为圆弧形，且开口正对底板，加热罩置于焊枪前方或后方；所述加热罩内部设置有多个加热器，所述加热器为火焰加热枪或电加热器。

具体的，所述加热罩包括设置在闭口肋外侧的外侧加热罩和/或设置在闭口肋内腔的内侧加热罩；外侧加热罩设置在闭口肋的外侧面的顶部并覆盖闭口肋顶部，开口正对闭口肋顶部；内侧加热罩设置在闭口肋型腔内的顶部，开口正对底板。

具体的，所述加热罩内设置有保温棉。

优选的，所述闭口肋为U肋，第二加热装置包括在U肋外侧的外侧加热罩；外侧加热罩仅在中部设置火焰加热枪或电加热器，两侧不设置，中间设置火焰加热枪或电加热器的区域为加热区域，两侧为保温区域，所述保温区域设置有保温棉。

具体的，所述加热罩上还设置有热反射层，所述热反射层设置在保温棉与加热罩壳体之间。

具体的，所述保温棉包括：黏土熟料45-65wt％、氧化铝粉10-15wt％、硅石粉10-15wt％、铬英砂10-15wt％，稀土氧化物2-5wt％和石墨烯3-5wt％。

利用上述的闭口肋板单元焊接预热装置，本发明还提供一种控制焊接热变形的方法，包括以下步骤：