隨著(zhù)國內鋼結構行業(yè)的不斷發(fā)展，H型鋼在許多鋼結構廠(chǎng)房、機場(chǎng)、高層建筑及橋梁中得到普遍的應用。H型鋼原本由鋼廠(chǎng)軋制而成，但因軋制型鋼的規格有限且價(jià)格比普通優(yōu)質(zhì)鋼板高得多，使焊接H型鋼逐漸成為建筑鋼結構設計和生產(chǎn)中首選的結構型材，焊接H型鋼的需求量逐年大幅度增加。采用手工加機械組裝焊接生產(chǎn)焊接H型鋼的方式由于生產(chǎn)效率低，而遠遠不能滿(mǎn)足建筑鋼結構高速發(fā)展的需要。因此，為提高焊接H型鋼的生產(chǎn)效率，以自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的方式組織生產(chǎn)是必然的發(fā)展趨勢。 

無(wú)錫市陽(yáng)通機械設備有限公司自1994年開(kāi)始生產(chǎn)焊接適用于輕鋼制作的H型鋼組裝、焊接、矯正及多頭切割機等設備，到目前為止，已在400多家用戶(hù)單位得到成功的應用。1996年初，上海中遠川崎鋼結構有限公司首先向我公司訂購中型焊接H型鋼自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，并于當年上半年設計、試制、調試成功，正常投入生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟效益。迄今，我公司已生產(chǎn)十多條類(lèi)似的焊接H型鋼 自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。主要的用戶(hù)有：武鋼金屬結構廠(chǎng)、唐山二十二冶金屬結構有限公司、浙江中南集團、上海振華港機和上海明珠石材等單位。實(shí)際生產(chǎn)應用證明，焊接H型鋼自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)達到了預期的效果。 

一、焊接H型鋼組裝焊接工藝流程 

焊接H型鋼組裝焊接工藝流程按所生產(chǎn)的H型鋼規格范圍和技術(shù)要求而有多種形式。圖1示出一種中型焊接H型鋼組裝焊接工藝流程方框圖。主要工序有切割下料、組裝成形、點(diǎn)固焊、角焊縫自動(dòng)焊、工件翻轉，另一面角焊縫自動(dòng)焊及翼緣矯正。根據不同的技術(shù)要求還可增加 焊前預處理或焊后拋丸清理處理以及切割坯料的矯正等。

生產(chǎn)線(xiàn)主要設備包括：數控/多頭直條火焰切割機、輸送輥道、H型組立機、90°翻轉架，第一組單臂焊接操作機(兩臺)、60°翻轉支架、平移機、二級輸送輥道，180°鏈條翻轉機、三級輸送輥道、第二組單臂焊接操作機(兩臺)、60°翻轉支架、平移機、可升降液壓輸入輥道、液壓翼緣矯正機和可升降液壓輸出輥道等。 

自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的工作程序如下： 
①原材料鋼板由車(chē)間橋式吊車(chē)吊至切割平臺，多頭切割機將鋼板切割成不同規格的翼緣板和腹板，分別堆放于翼板和腹板坯料堆放區。 
②將一塊翼緣板和腹板吊至H型鋼組裝點(diǎn)固焊機輸入輥道，并由三組拉桿夾緊機構將翼板和腹板初步夾緊定位，由主動(dòng)輸入輥道將工件輸入主機，將工件精確定位對中并按預定的程序進(jìn)行自動(dòng)點(diǎn)固焊。 
③將點(diǎn)固成形的T形型鋼輸入翻轉支架翻轉90°，用吊車(chē)分別將另一塊翼板和T形型鋼吊到輸入輥道，重復以上相同程序，將組裝件自動(dòng)點(diǎn)固成H型鋼。 
④組裝點(diǎn)固成形H型鋼由輸送輥道送入到A焊接區的平移機1和2上，平移機的頂升裝置將H型鋼抬離輥道面，并將型鋼送入焊接操作機1的翻轉支架上，然后平移機脫離工件，由翻轉支架將工件轉動(dòng)45°，使接縫處于船形位置，由單臂焊接操作機焊接第1條角焊縫。 
⑤第1條角焊縫完成后，翻轉支架將工件復原，再由平移機將工件頂升送入第2臺焊接操作機的翻轉支架上，將工件轉至45°船形位置，由第2臺焊接操作機焊接第2條角焊縫。 
⑥第2條角焊縫焊完后，由平移機將工件送至輸送輥道上，再由輸送輥道將工件送入180°鏈條翻轉機，翻轉180°后由輸送輥道送至B焊接區。 
⑦重復與A焊接區相同的工作程序，自動(dòng)完成另一面的二條角焊縫的焊接。 
⑧最后一條角焊縫焊完后，由液壓輸送輥道將工件送入液壓翼緣矯正機進(jìn)行矯正，直至達到標準規定的尺寸允許偏差。 

二、加工型鋼規格 

H型鋼翼緣板寬度：200～800mm 
H型鋼翼緣板高度：200～1200mm 
H型鋼翼緣板厚度：6～40mm 
H型鋼長(cháng)度：4000～15000mm 

三、生產(chǎn)線(xiàn)主要設備的技術(shù)特性 

1.數控/多頭直條火焰切割機 

數控/多頭直條火焰切割機是專(zhuān)門(mén)用于將鋼板切割成不同寬度板條的高效率切割下料設備，其由T形機架，縱向軌道，縱向和橫向移動(dòng)驅動(dòng)機構，供氣系統，電氣控制系統，割炬架及調節機構和割炬等組成。采用齒輪齒條傳動(dòng)，行走切割平穩。 

數控/多頭直條火焰切割機軌道跨距可從3000～9000mm任選。軌道的長(cháng)度可按鋼板進(jìn)料長(cháng)度設計，通常在12～15mm之間。割炬的數量可按用戶(hù)的要求選定。 

2.H型鋼組立機 

H型鋼組立機的特點(diǎn)是采用立式組裝點(diǎn)固的方法，克服了傳統的臥式組裝點(diǎn)固方法組裝合格率低的問(wèn)題。我公司設計的H型鋼組裝點(diǎn)固焊機由門(mén)架及定位壓緊機構、拉桿夾緊機構、主傳動(dòng)系統、輸入輥道、輸出輥道、液壓系統、電控系統和CO2氣體保護自動(dòng)點(diǎn)固焊機等八大部分組成。 

本機的最大特點(diǎn)是翼板和腹板的定位采用液壓傳動(dòng)，左右兩側機械同步夾緊對中，可保證不同寬度的翼板與腹板自動(dòng)準確定位對中。整個(gè)組裝和點(diǎn)固焊過(guò)程由可編程序控制器(PLC)全自動(dòng)控制，焊點(diǎn)長(cháng)度、焊接速度、間隔距離和兩點(diǎn)固焊之間空程移動(dòng)速度可預先設定。 

3.單臂焊接操作機 

焊接H型鋼4條角焊縫的埋弧焊可以采用單臂焊接操作機4臺，依次焊接角焊縫1，2，3，4。亦可采用龍門(mén)式焊接操作機，同時(shí)焊接二根H型鋼的二條角焊縫。本文介紹的焊接H型鋼自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)配備4臺單臂焊接操作機，其優(yōu)點(diǎn)更適應流水作業(yè)的節拍。 

單臂焊接操作機由臺車(chē)體、立柱、橫梁、滑板行走機構、電機驅動(dòng)系統、焊槍跟蹤機構、焊劑輸送回收系統、焊接機頭、焊接電源和電氣控制系統等組成，其結構外形圖見(jiàn)圖2。 

單臂焊接操作機臺車(chē)在軌道上的移動(dòng)由交流變頻器拖動(dòng)主電動(dòng)機實(shí)現無(wú)級調速，驅動(dòng)機構通過(guò)鏈輪副帶動(dòng)從動(dòng)軸，形成雙軸四輪驅動(dòng)，確保臺車(chē)移動(dòng)速度平穩。焊接滑板裝在操作機橫梁上，由電動(dòng)機驅動(dòng)可作上下左右移動(dòng)，以適應不同規格H型鋼的焊接，焊接機頭裝于縱向滑板的端部，特制的跟蹤機構可使焊槍對焊縫作三向跟蹤。焊槍離工件表面距離的控制采用氣 動(dòng)跟蹤，焊槍相對于接縫左右位置和旋轉角度為浮動(dòng)式機械跟蹤，可確保在整個(gè)焊接過(guò)程中，焊絲始終對準接縫的中心線(xiàn)，形成外形均整的優(yōu)質(zhì)焊縫。 

4.鏈條式翻轉機 

鏈條式翻轉機專(zhuān)用于將待焊接的H型鋼翻轉至所要求的位置，并防止工件在翻轉過(guò)程中產(chǎn)生扭曲變形。翻轉機由兩個(gè)機座和四根立柱組成，在每個(gè)立柱上都裝有驅動(dòng)機構，由主電動(dòng)機通過(guò)擺線(xiàn)針輪減速器帶動(dòng)鏈輪。鏈輪上方裝有兩個(gè)上滑輪，其中上滑輪安裝在擺臂上。上滑輪的作用是改變鏈條的運動(dòng)方向和鏈條伸縮的位置。緊靠鏈輪的下部裝有兩個(gè)導向輪，用來(lái)增加鏈條在鏈輪上的包角，使鏈輪更有效地將功率傳遞到鏈條上。鏈輪的下面還裝有一個(gè)下滑輪，以改變鏈條端部均重塊的位置。立柱上部各設一個(gè)擺臂及重錘裝置，其作用是當工件需要翻轉時(shí)，擺臂向下轉動(dòng)一個(gè)角度。當不需要翻轉時(shí)擺臂抬起，鏈條松開(kāi)，便于工件前后輸送。 

兩個(gè)機座和四個(gè)立柱組成一個(gè)整體，通過(guò)各立柱主動(dòng)鏈輪旋轉方向的不同組合，實(shí)現工件的上升、下降、翻轉(180°)和鏈條的復位。每根鏈條的末端均裝有一個(gè)均重塊，使鏈條不會(huì )因外力而滑出。立柱上還設有行程開(kāi)關(guān)，可避免誤操作而發(fā)生故障。 

5.H型鋼翼緣矯正機 

H型鋼翼緣矯正機由機座、機架、傳動(dòng)輥輪、電動(dòng)機驅動(dòng)機構、上輥輪組、下壓機構和導向輥輪等組成。主要用于H型鋼焊接后翼緣板的角變形的矯正，該矯正機通過(guò)二組上下輥輪對翼緣兩側邊的頂壓，使其在連續送進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生反方向的塑性變形，完成H型鋼翼緣的連續矯正。 

H型鋼翼緣矯正機的主要操作步驟如下： 

(1)根據待矯正H型鋼翼緣寬度和厚度調整好機架的位置，使上輥輪和傳動(dòng)輥輪構成的矯正孔型符合矯正的要求。 
(2)根據腹板的厚度及縱向變形量，將導向輥輪調到正確的位置，使其不受過(guò)大的軸向力。 
(3)矯正孔型調整好后，起動(dòng)主電動(dòng)機帶動(dòng)傳動(dòng)輥輪，使被矯H型鋼送入矯正機進(jìn)行翼緣的連續矯正。當翼緣厚度超過(guò)25mm時(shí)，通常需要往返矯正多次，才能達到標準要求。 

四、H型鋼自動(dòng)化生產(chǎn)配套設備 

隨著(zhù)鋼結構行業(yè)的飛速發(fā)展，對鋼結構制造質(zhì)量要求越來(lái)越高，特別焊接后的H型鋼涂裝前表面處理已成為鋼結構生產(chǎn)中的重要工藝。針對這一情況，本公司1998年底研制開(kāi)發(fā)了H型鋼拋丸清理機，采用輥道連續輸送清理形式，自動(dòng)化程度高、表面清潔度可達Sa2１/2，并達到一定的粗糙度使H型鋼油漆后附著(zhù)牢固，并解決了H型鋼的防腐蝕問(wèn)題。目前該設備已在近60家鋼結構生產(chǎn)廠(chǎng)應用，取得了良好效果。 

五、結論 

(1)多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，我公司設計和生產(chǎn)的焊接H型鋼自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)大大提高了焊接H型鋼的生產(chǎn)速度。所生產(chǎn)的焊接H型鋼的外形尺寸和焊縫質(zhì)量完全符合有關(guān)行業(yè)標準和專(zhuān)業(yè)標準的要求，值得大力推廣應用。 

(2)焊接H型鋼自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)是一種低成本自動(dòng)化生產(chǎn)裝備，可獲得可觀(guān)的經(jīng)濟效益，通?？稍趦赡曛畠韧耆栈卦O備投資。 

(3)可按用戶(hù)的需求采取各種改進(jìn)方案，使焊接H型鋼自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的設備和生產(chǎn)工藝布局更趨合理，生產(chǎn)效率更高，焊接質(zhì)量更易得到保證。 

(4)對于要求高質(zhì)量的焊接H型鋼的生產(chǎn)，自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的工藝流程應增加鋼板焊前預處理或焊接H型鋼的焊后清理處理，并設置相應的拋丸清理設備。