本發(fā)明涉及大型水利管道焊接，具體的說是一種大型水利管道的外壁弧形加強筋的焊接裝置。
背景技術：
1、大型水利管道是國家水資源調配、水力發(fā)電、城市供水、防洪排澇等重大基礎設施的核心組成部分。為滿足高水壓、大跨度、復雜地質條件等苛刻要求，常在管道外壁沿環(huán)向或特定軌跡焊接弧形加強筋（也稱加勁環(huán)、止推環(huán)、環(huán)肋）。這些加強筋能顯著提高管道的環(huán)向剛度、抗外壓穩(wěn)定性、抗彎能力及整體結構強度，是保障管道長期安全穩(wěn)定運行的關鍵構件。當前大型水利管道弧形加強筋的焊接作業(yè)面臨諸多嚴峻挑戰(zhàn)：人工依賴度高，效率低下：傳統(tǒng)焊接主要依賴焊工手持焊槍沿管道外壁進行作業(yè)。大型管道直徑動輒數(shù)米甚至十幾米，單根加強筋周長巨大，人工焊接勞動強度極高，耗時長，效率難以滿足大型水利工程快速施工的需求。
2、焊接質量穩(wěn)定性差：人工焊接過程中，焊工的技能水平、體力狀態(tài)、操作穩(wěn)定性直接影響焊縫質量。長距離、長時間焊接難以保證焊縫的均勻性、熔深一致性和外觀成形，易產生咬邊、未熔合、氣孔等缺陷，給管道長期服役帶來安全隱患?；⌒诬壽E的精確跟蹤對人工操作更是巨大挑戰(zhàn)。
3、作業(yè)環(huán)境惡劣，安全隱患大：焊接現(xiàn)場通常存在高溫、煙塵、弧光、噪音等危害因素。高空、深坑或狹窄空間內的焊接作業(yè)，增加了焊工跌落、觸電等安全風險。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明旨在提供一種大型水利管道的外壁弧形加強筋的焊接裝置，大幅度提高焊接效率和焊接質量。
2、為了解決以上技術問題，本發(fā)明采用的具體方案為：一種大型水利管道的外壁弧形加強筋的焊接裝置，包括固定框架和通過驅動件沿豎向滑動配合于固定框架上的升降框架，升降框架的下方供大型水利管道放置，在升降框架底部設有呈弧形并用于夾持固定加強筋的加強筋夾持工裝，加強筋夾持工裝上固定設有與所夾持的加強筋形狀相對應的弧形的軌道，軌道上則設有焊接小車，焊接小車能夠沿軌道行進并具有用于焊接加強筋和大型水利管道之間焊縫的焊接機構。
3、優(yōu)選的，加強筋夾持工裝包括平行間隔分布的兩塊弧形板，兩塊弧形板之間的間隙形成供加強筋放置的夾持槽，在其中一塊弧形板上設有液壓缸，液壓缸的伸縮端能夠由開設在弧形板上的穿孔伸入夾持槽內，并將位于夾持槽中的加強筋頂壓固定于另一弧形板上。
4、優(yōu)選的，加強筋夾持工裝上設有t形夾頭，t形夾頭通過x形工字軌夾具與升降框架相連；x形工字軌夾具包括兩個呈x形分布的夾片，兩個夾片的中部通過銷軸鉸接，銷軸的兩端配合安裝在升降框架上，兩個夾片的下端彎折設置并與t形夾頭相適配，兩個夾片的上端通過平行四邊形連桿機構相連，平行四邊形連桿機構的其中一組對角之間設有絲杠，絲杠的一端與其中一個角轉動連接，另一端與另一個角螺紋連接，在平行四邊形連桿機構上還設有用于驅動絲杠轉動的電機。
5、優(yōu)選的，t形夾頭和兩個夾片的下端均設有對應的定位孔，定位孔中插設有用于將t形夾頭固定在夾片上的定位銷。
6、優(yōu)選的，焊接小車上具有卡接于軌道上的卡槽、用于與軌道滾動配合的行走輪和用于驅動行走輪行進的驅動組件。
7、優(yōu)選的，部分或全部的行走輪的輪緣設有卡齒，在軌道上設有供卡齒配合的齒槽。
8、優(yōu)選的，升降框架和固定框架均為矩形框架，固定框架的四個角位置均具有立柱，升降框架的四個角位置均設有與立柱滑動配合的滑套；所述驅動件為豎向分布的液壓缸，液壓缸的缸體固定在固定框架上，液壓缸的伸縮端頂觸于升降框架的下沿。
9、優(yōu)選的，固定框架的底部設有成對分布并用于支撐大型水利管道的輥輪。
10、與現(xiàn)有的大型水利管道加強筋焊接方式相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
11、大幅提升焊接效率與產能：通過自動化或高度機械化的焊接過程，顯著縮短單根加強筋的焊接時間，成倍提高施工效率，有效縮短大型水利工程的建設周期。
12、確保焊接質量卓越且穩(wěn)定：裝置具備精確的運動控制和焊接參數(shù)管理能力，能實現(xiàn)焊縫的均勻一致、熔深達標、成形美觀，極大降低焊接缺陷率，從根本上提升管道的結構安全性和服役壽命，保障國家重大水利設施的安全可靠運行。
13、顯著改善作業(yè)環(huán)境與安全性：減少焊工直接暴露在惡劣焊接環(huán)境中的時間和強度，降低職業(yè)健康危害風險。通過機械化操作替代或輔助人工在危險位置作業(yè)，大幅提升施工本質安全水平。
14、實現(xiàn)高精度定位與焊接：裝置集成精密的定位、夾緊和軌跡跟蹤系統(tǒng)，能有效補償管道微小變形，確?；⌒渭訌娊钆c管壁緊密、均勻貼合，并精確沿預定軌跡（包括復雜弧形、螺旋形）進行焊接，滿足高標準的設計要求。
15、有效降低綜合成本：減少對高技能焊工的依賴，降低人力成本；提高效率縮短工期，減少間接成本；提升質量減少返修和維護成本，帶來顯著的經濟效益。
16、推動水利裝備制造智能化升級：本裝置代表了水利工程關鍵施工裝備向自動化、智能化方向邁進的創(chuàng)新成果，有助于提升我國在大型水利基礎設施建造領域的核心競爭力和技術水平。
17、填補技術空白，應用前景廣闊：為大型水利管道加強筋焊接這一特定且關鍵工序提供了一種高效、優(yōu)質的專用解決方案，填補了市場空白。其應用不僅限于新建水利工程，在既有管道的維修加固領域也具有廣闊潛力。
1.一種大型水利管道的外壁弧形加強筋的焊接裝置，其特征在于：包括固定框架（6）和通過驅動件（2）沿豎向滑動配合于固定框架（6）上的升降框架（3），升降框架（3）的下方供大型水利管道放置，在升降框架（3）底部設有呈弧形并用于夾持固定加強筋的加強筋夾持工裝（1），加強筋夾持工裝（1）上固定設有與所夾持的加強筋形狀相對應的弧形的軌道（8），軌道（8）上則設有焊接小車（10），焊接小車（10）能夠沿軌道（8）行進并具有用于焊接加強筋和大型水利管道之間焊縫的焊接機構（1003）。
2.如權利要求1所述的一種大型水利管道的外壁弧形加強筋的焊接裝置，其特征在于：加強筋夾持工裝（1）包括平行間隔分布的兩塊弧形板（101），兩塊弧形板（101）之間的間隙形成供加強筋放置的夾持槽（102），在其中一塊弧形板（101）上設有液壓缸，液壓缸的伸縮端能夠由開設在弧形板（101）上的穿孔伸入夾持槽（102）內，并將位于夾持槽（102）中的加強筋頂壓固定于另一弧形板（101）上。
3.如權利要求1所述的一種大型水利管道的外壁弧形加強筋的焊接裝置，其特征在于：加強筋夾持工裝（1）上設有t形夾頭（11），t形夾頭（11）通過x形工字軌夾具（9）與升降框架（3）相連；x形工字軌夾具（9）包括兩個呈x形分布的夾片（902），兩個夾片（902）的中部通過銷軸（901）鉸接，銷軸（901）的兩端配合安裝在升降框架（3）上，兩個夾片（902）的下端彎折設置并與t形夾頭（11）相適配，兩個夾片（902）的上端通過平行四邊形連桿機構（905）相連，平行四邊形連桿機構（905）的其中一組對角之間設有絲杠（903），絲杠（903）的一端與其中一個角轉動連接，另一端與另一個角螺紋連接，在平行四邊形連桿機構（905）上還設有用于驅動絲杠（903）轉動的電機（904）。
4.如權利要求3所述的一種大型水利管道的外壁弧形加強筋的焊接裝置，其特征在于：t形夾頭（11）和兩個夾片（902）的下端均設有對應的定位孔，定位孔中插設有用于將t形夾頭（11）固定在夾片（902）上的定位銷（12）。
5.如權利要求1所述的一種大型水利管道的外壁弧形加強筋的焊接裝置，其特征在于：焊接小車（10）上具有卡接于軌道（8）上的卡槽（1001）、用于與軌道（8）滾動配合的行走輪和用于驅動行走輪行進的驅動組件。
6.如權利要求5所述的一種大型水利管道的外壁弧形加強筋的焊接裝置，其特征在于：部分或全部的行走輪的輪緣設有卡齒，在軌道（8）上設有供卡齒配合的齒槽（7）。
7.如權利要求1所述的一種大型水利管道的外壁弧形加強筋的焊接裝置，其特征在于：升降框架（3）和固定框架（6）均為矩形框架，固定框架（6）的四個角位置均具有立柱（5），升降框架（3）的四個角位置均設有與立柱（5）滑動配合的滑套（4）；所述驅動件（2）為豎向分布的液壓缸，液壓缸的缸體固定在固定框架（6）上，液壓缸的伸縮端頂觸于升降框架（3）的下沿。
8.如權利要求1所述的一種大型水利管道的外壁弧形加強筋的焊接裝置，其特征在于：固定框架（6）的底部設有成對分布并用于支撐大型水利管道的輥輪。