CN102275027B - 一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置及其堆焊方法 - Google Patents

一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置及其堆焊方法 Download PDF

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China First Heavy Industries Co Ltd
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本发明公开了一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置及其堆焊方法，所述装置包括连接臂机构A、变位器、操作机和带极堆焊机头，所述连接臂机构A包括操作机连接接头、操作机绝缘垫板、位置调节机构A、支撑臂A、位置调节机构B、支撑臂B、带极堆焊机头连接接头、带极堆焊机头绝缘垫板和焊带定位件，所述的位置调节机构A可以进行0°、45°和90°的角度调节，所述位置调节机构B可以进行0°-180°的角度调节。本发明在操作机和带极堆焊机头之间增加连接臂机构A，使得工件内腔体由过去的手工堆焊改为由带极堆焊设备自动堆焊，不仅降低了工人的劳动量，更降低了内腔堆焊工作时间约10倍左右，焊接的质量也比由人工堆焊提高了很多。

Description

一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置及其堆焊方法
技术领域
本发明涉及一种圆形腔体内壁的堆焊方法，特别是一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置及其堆焊方法。
背景技术
图3所示为不规则圆形腔体结构的工件，依据产品技术要求，在工件内部的所有内表面进行厚7mm的不锈钢堆焊。由于堆焊面均为内圆面，或者腔体结构，尺寸较小，对于普通的带极堆焊设备，均无法深入到内部进行自动焊。过去遇到类似的结构，均为人工用焊条堆焊。但是人工堆焊存在以下不利因素：
1、手工堆焊由于依赖于焊工的技术水平，使得焊接质量不能得到保证，经常有焊接缺陷产生；
2、由于焊接空间在腔体内部，人不能站立，劳动条件差，生产效率极低；
3、在工件进行堆焊的过程中，需要进行保温150℃，外部不断加热，并且由于大量焊烟无法排出，因此，工人在手工焊过程中必须穿着隔热服，行动极不便利，并且导致焊接质量差；
4、焊缝厚度要求7mm，手工焊需要进行多层的堆焊，导致焊工的劳动强度很大。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能够降低工人的劳动强度、提高焊接质量及生产效率，并完全实现自动堆焊的圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置及其堆焊方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置，包括连接臂机构A、变位器、操作机和带极堆焊机头，所述的连接臂机构A通过延长臂与操作机连接，所述的带极堆焊机头固定在连接臂机构A的末端；所述的变位器与工件固定；
所述的连接臂机构A包括操作机连接接头、操作机绝缘垫板、位置调节机构A、支撑臂A、位置调节机构B、支撑臂B、带极堆焊机头连接接头、带极堆焊机头绝缘垫板和焊带定位件，所述的位置调节机构A可以进行0°、45°和90°的角度调节，所述的位置调节机构B可以进行0°-180°的角度调节，所述的操作机连接接头的一端通过螺栓固定在操作机的延长臂端部、另一端连接操作机绝缘垫板；所述的支撑臂A左端通过位置调节机构A与操作机绝缘垫板连接，所述的位置调节机构A的一侧通过螺栓固定在操作机连接接头上、另一侧通过螺纹销与支撑臂A固定；所述的支撑臂A另一端通过螺纹销与位置调节机构B的上部连接，所述的位置调节机构B的下部通过螺栓与支撑臂B的上端连接，所述的支撑臂B的下端与带极堆焊机头连接接头固定；所述的带极堆焊机头连接接头通过带极堆焊机头绝缘垫板与带极堆焊机头连接；所述的支撑臂A上安装有焊带定位件。
本发明所述的连接臂机构A用连接臂机构B代替，所述的连接臂机构B包括操作机连接接头、操作机绝缘垫板、位置调节机构A、支撑臂A、位置调节机构B、支撑臂C、横向调节机构、支撑臂D、带极堆焊机头连接接头、带极堆焊机头绝缘垫板和焊带定位件，所述的位置调节机构A可以进行0°、45°和90°的角度调节，所述的位置调节机构B可以进行0°-180°的角度调节，所述的操作机连接接头的一端通过螺栓固定在操作机的延长臂端部、另一端连接操作机绝缘垫板；所述的支撑臂A左端通过位置调节机构A与操作机绝缘垫板连接；所述的支撑臂A另一端通过螺纹销与位置调节机构B的上部连接，所述的位置调节机构B的下部通过螺栓与支撑臂C的上端连接，所述的支撑臂C的下端与横向调节机构的一端连接，所述的横向调节机构的另一端通过螺钉与支撑臂D的一端固定，所述的支撑臂D的另一端与带极堆焊机头连接接头固定；所述的带极堆焊机头连接接头通过带极堆焊机头绝缘垫板与带极堆焊机头连接；所述的支撑臂A上安装有焊带定位件。
本发明所述的位置调节机构A的一侧通过螺栓、螺母和尼龙垫圈经操作机绝缘垫板固定在操作机连接接头上、另一侧通过螺纹销与支撑臂A固定。
一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置的堆焊方法，包括以下步骤：
A、堆焊内腔体圆柱面
在内腔体圆柱面堆焊过程中，使用连接臂机构A，下部连接带极堆焊机头，由人工将带极堆焊机头调整到垂直向下，变位器平台固定工件，并同样旋转至台面垂直向下，调整操作机延伸臂的前进、后退来调整带极堆焊机头沿水平方向的位置，通过旋转变位器的平台，实现工件沿中心轴的旋转，进行自动堆焊圆柱面的内腔体；
B、堆焊内腔体圆锥面
在内腔体圆锥面堆焊过程中，使用连接臂机构A，下部连接带极堆焊机头，由人工通过变换几个延伸臂的关节，将带极堆焊机头调整到垂直向下，变位器平台固定工件，并旋转至与水平面成45°位置，调整操作机延伸臂的前进、后退来调整堆焊机头沿水平方向的位置，通过翻转变位器的平台，调整所要堆焊的圆锥面到水平横焊位，通过旋转变位器的平台，实现工件中心轴的旋转，进行自动堆焊内腔体圆锥面；
C、堆焊内腔体圆平面
在内腔体圆平面堆焊过程中，使用连接臂机构B，下部连接带极堆焊机头，由人工通过变换几个延伸臂的关节，将带极堆焊机头调整到垂直向下位置，变位器平台固定工件，并旋转至水平位置，调整操作机延伸臂的前进、后退来调整堆焊机头沿水平方向的位置，通过旋转变位器的平台，实现工件沿中心轴的旋转，从而调整所要堆焊的圆平面到水平横焊位，进行自动堆焊内墙体圆平面；堆焊另一个圆平面时将工件翻转180°，并重复上述步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明在操作机和带极堆焊机头之间增加连接臂机构A或连接臂机构B，使得工件内腔体由过去的由焊工手工堆焊，提高为由带极堆焊设备自动堆焊，不仅降低了工人的劳动量，更降低了内腔堆焊工作时间约10倍左右，采用自动焊后，焊接的质量也比由人工堆焊提高了很多，经过探伤、射线后发现缺陷发生率大大降低。
2、本发明中，连接臂机构A由于有位置调节机构A、位置调节机构B，可以实现多个角度调节，在实际中由于工件摆放、变位器的旋转角度的误差原因，与理论的90°位置有不少的偏差，这个时候如果调整工件或者变位器时，将是非常不便利的。这时就可以利用两个位置调节机构实现对带极堆焊机头相对于堆焊面角度的微调，由于是手工调节，工人操作更为便利，实用性更强。
3、本发明中，连接臂机构B由于有位置调节机构A、位置调节机构B及横向位置调节机构，不仅可以实现各种角度的调节，而且可以解决直线位置微调的难题。由于操作机延长臂伸出长度较长，如果用它来微调，将会产生带极堆焊机头的颤动，过去常发生由于带极堆焊机头与工件碰撞，损伤工件和设备。在这种情况下，就可以利用横向调节机构，在小空间、小位置进行微调，避免颤动的发生，对保护工件、设备起到重要的作用。
4、本发明已经成功用于产品的生产中，缩短了生产周期，提高了产品质量，取得了很好的经济效益。
附图说明
本发明共有附图8张，其中：
图1是圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置的结构示意图。
图2是另一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置的结构示意图。
图3是工件形状示意图。
图4是连接臂机构A的示意图。
图5是连接臂机构B的示意图。
图6是内腔体圆柱面堆焊示意图。
图7是内腔体圆锥面堆焊示意图。
图8是内腔体圆平面堆焊示意图。
图中：1、连接臂机构A，2、连接臂机构B，3、变位器，4、操作机，5、带极堆焊机头，6、延长臂，11、操作机连接接头，12、操作机绝缘垫板，13、位置调节机构A，14、支撑臂A，15、位置调节机构B，16、支撑臂B，17、支撑臂C，18、横向调节机构，19、支撑臂D，20、带极堆焊机头连接接头，22、带极堆焊机头绝缘垫片，23、焊带定位件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-8所示，一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置，包括连接臂机构A1、变位器3、操作机4和带极堆焊机头5，所述的连接臂机构A1通过延长臂6与操作机4连接，所述的带极堆焊机头5固定在连接臂机构A1的末端；所述的变位器3与工件固定；
所述的连接臂机构A1包括操作机连接接头11、操作机绝缘垫板12、位置调节机构A13、支撑臂A14、位置调节机构B15、支撑臂B16、带极堆焊机头连接接头20、带极堆焊机头绝缘垫板22和焊带定位件23，所述的位置调节机构A13可以进行0°、45°和90°的角度调节，所述的位置调节机构B15可以进行0°-180°的角度调节，所述的操作机连接接头11的一端通过螺栓固定在操作机4的延长臂6端部、另一端连接操作机绝缘垫板12；所述的支撑臂A14左端通过位置调节机构A13与操作机绝缘垫板12连接，所述的位置调节机构A13的一侧通过螺栓固定在操作机连接接头11上、另一侧通过螺纹销与支撑臂A14固定；所述的支撑臂A14另一端通过螺纹销与位置调节机构B15的上部连接，所述的位置调节机构B15的下部通过螺栓与支撑臂B16的上端连接，所述的支撑臂B16的下端与带极堆焊机头连接接头20固定；所述的带极堆焊机头连接接头20通过带极堆焊机头绝缘垫板22与带极堆焊机头5连接；所述的支撑臂A14上安装有焊带定位件23。
本发明所述的连接臂机构A1用连接臂机构B2代替，所述的连接臂机构B2包括操作机连接接头11、操作机绝缘垫板12、位置调节机构A13、支撑臂A14、位置调节机构B15、支撑臂C17、横向调节机构18、支撑臂D19、带极堆焊机头连接接头20、带极堆焊机头绝缘垫板22和焊带定位件23，所述的位置调节机构A13可以进行0°、45°和90°的角度调节，所述的位置调节机构B15可以进行0°-180°的角度调节，所述的操作机连接接头11的一端通过螺栓固定在操作机4的延长臂6端部、另一端连接操作机绝缘垫板12；所述的支撑臂A14左端通过位置调节机构A13与操作机绝缘垫板12连接；所述的支撑臂A14另一端通过螺纹销与位置调节机构B15的上部连接，所述的位置调节机构B15的下部通过螺栓与支撑臂C17的上端连接，所述的支撑臂C17的下端与横向调节机构18的一端连接，所述的横向调节机构18的另一端通过螺钉与支撑臂D19的一端固定，所述的支撑臂D19的另一端与带极堆焊机头连接接头20固定；所述的带极堆焊机头连接接头20通过带极堆焊机头绝缘垫板22与带极堆焊机头5连接；所述的支撑臂A14上安装有焊带定位件23。
本发明所述的位置调节机构A13的一侧通过螺栓、螺母和尼龙垫圈经操作机绝缘垫板12板固定在操作机连接接头11上、另一侧通过螺纹销与支撑臂A14固定。
一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置的堆焊方法，包括以下步骤：
A、堆焊内腔体圆柱面
在内腔体圆柱面堆焊过程中，使用连接臂机构A1，下部连接带极堆焊机头5，由人工将带极堆焊机头5调整到垂直向下，变位器3平台固定工件，并同样旋转至台面垂直向下，调整操作机4延伸臂的前进、后退来调整带极堆焊机头5沿水平方向的位置，通过旋转变位器3的平台，实现工件沿中心轴的旋转，进行自动堆焊圆柱面的内腔体；
B、堆焊内腔体圆锥面
在内腔体圆锥面堆焊过程中，使用连接臂机构A1，下部连接带极堆焊机头5，由人工通过变换几个延伸臂的关节，将带极堆焊机头5调整到垂直向下，变位器3平台固定工件，并旋转至与水平面成45°位置，调整操作机4延伸臂的前进、后退来调整堆焊机头沿水平方向的位置，通过翻转变位器3的平台，调整所要堆焊的圆锥面到水平横焊位，通过旋转变位器3的平台，实现工件中心轴的旋转，进行自动堆焊内腔体圆锥面；
C、堆焊内腔体圆平面
在内腔体圆平面堆焊过程中，使用连接臂机构B2，下部连接带极堆焊机头5，由人工通过变换几个延伸臂的关节，将带极堆焊机头5调整到垂直向下位置，变位器3平台固定工件，并旋转至水平位置，调整操作机4延伸臂的前进、后退来调整堆焊机头沿水平方向的位置，通过旋转变位器3的平台，实现工件沿中心轴的旋转，从而调整所要堆焊的圆平面到水平横焊位，进行自动堆焊内墙体圆平面；堆焊另一个圆平面时将工件翻转180°，并重复上述步骤。

Claims (4)

1.一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置，其特征在于：包括连接臂机构A（1）、变位器（3）、操作机（4）和带极堆焊机头（5），所述的连接臂机构A（1）通过延长臂（6）与操作机（4）连接，所述的带极堆焊机头（5）固定在连接臂机构A（1）的末端；所述的变位器（3）与工件固定；
所述的连接臂机构A（1）包括操作机连接接头（11）、操作机绝缘垫板（12）、位置调节机构A（13）、支撑臂A（14）、位置调节机构B（15）、支撑臂B（16）、带极堆焊机头连接接头（20）、带极堆焊机头绝缘垫板（22）和焊带定位件（23），所述的位置调节机构A（13）可以进行0°、45°和90°的角度调节，所述的位置调节机构B（15）可以进行0°-180°的角度调节，所述的操作机连接接头（11）的一端通过螺栓固定在操作机（4）的延长臂（6）端部、另一端连接操作机绝缘垫板（12）；所述的支撑臂A（14）左端通过位置调节机构A（13）与操作机绝缘垫板（12）连接，所述的位置调节机构A（13）的一侧通过螺栓固定在操作机连接接头（11）上、另一侧通过螺纹销与支撑臂A（14）固定；所述的支撑臂A（14）另一端通过螺纹销与位置调节机构B（15）的上部连接，所述的位置调节机构B（15）的下部通过螺栓与支撑臂B（16）的上端连接，所述的支撑臂B（16）的下端与带极堆焊机头连接接头（20）固定；所述的带极堆焊机头连接接头（20）通过带极堆焊机头绝缘垫板（22）与带极堆焊机头（5）连接；所述的支撑臂A（14）上安装有焊带定位件（23）。
2.根据权利要求1所述的一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置，其特征在于：所述的连接臂机构A（1）用连接臂机构B（2）代替，所述的连接臂机构B（2）包括操作机连接接头（11）、操作机绝缘垫板（12）、位置调节机构A（13）、支撑臂A（14）、位置调节机构B（15）、支撑臂C（17）、横向调节机构（18）、支撑臂D（19）、带极堆焊机头连接接头（20）、带极堆焊机头绝缘垫板（22）和焊带定位件（23），所述的位置调节机构A（13）可以进行0°、45°和90°的角度调节，所述的位置调节机构B（15）可以进行0°-180°的角度调节，所述的操作机连接接头（11）的一端通过螺栓固定在操作机（4）的延长臂（6）端部、另一端连接操作机绝缘垫板（12）；所述的支撑臂A（14）左端通过位置调节机构A（13）与操作机绝缘垫板（12）连接；所述的支撑臂A（14）另一端通过螺纹销与位置调节机构B（15）的上部连接，所述的位置调节机构B（15）的下部通过螺栓与支撑臂C（17）的上端连接，所述的支撑臂C（17）的下端与横向调节机构（18）的一端连接，所述的横向调节机构（18）的另一端通过螺钉与支撑臂D（19）的一端固定，所述的支撑臂D（19）的另一端与带极堆焊机头连接接头（20）固定；所述的带极堆焊机头连接接头（20）通过带极堆焊机头绝缘垫板（22）与带极堆焊机头（5）连接；所述的支撑臂A（14）上安装有焊带定位件（23）。
3.根据权利要求1所述的一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置，其特征在于：所述的位置调节机构A（13）的一侧通过螺栓、螺母和尼龙垫圈经操作机绝缘垫板（12）板固定在操作机连接接头（11）上、另一侧通过螺纹销与支撑臂A（14）固定。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种圆形横截面不规则腔体内壁的堆焊装置的堆焊方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、堆焊内腔体圆柱面
在内腔体圆柱面堆焊过程中，使用连接臂机构A（1），下部连接带极堆焊机头（5），由人工将带极堆焊机头（5）调整到垂直向下，变位器（3）平台固定工件，并同样旋转至台面垂直向下，调整操作机（4）延伸臂的前进、后退来调整带极堆焊机头（5）沿水平方向的位置，通过旋转变位器（3）的平台，实现工件沿中心轴的旋转，进行自动堆焊圆柱面的内腔体；
B、堆焊内腔体圆锥面
在内腔体圆锥面堆焊过程中，使用连接臂机构A（1），下部连接带极堆焊机头（5），由人工通过变换几个延伸臂的关节，将带极堆焊机头（5）调整到垂直向下，变位器（3）平台固定工件，并旋转至与水平面成45°位置，调整操作机（4）延伸臂的前进、后退来调整堆焊机头沿水平方向的位置，通过翻转变位器（3）的平台，调整所要堆焊的圆锥面到水平横焊位，通过旋转变位器（3）的平台，实现工件中心轴的旋转，进行自动堆焊内腔体圆锥面；
C、堆焊内腔体圆平面
在内腔体圆平面堆焊过程中，使用连接臂机构B（2），下部连接带极堆焊机头（5），由人工通过变换几个延伸臂的关节，将带极堆焊机头（5）调整到垂直向下位置，变位器（3）平台固定工件，并旋转至水平位置，调整操作机（4）延伸臂的前进、后退来调整堆焊机头沿水平方向的位置，通过旋转变位器（3）的平台，实现工件沿中心轴的旋转，从而调整所要堆焊的圆平面到水平横焊位，进行自动堆焊内墙体圆平面；堆焊另一个圆平面时将工件翻转180°，并重复上述步骤。
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