CN102699490A - 窄间隙焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种窄间隙焊接设备，包括进行焊丝矫直的焊丝矫直装置、焊丝角摆装置及与焊丝角摆装置连接的焊枪，所述焊丝角摆装置包括架体、固定在架体上的焊丝摆动机构及位于焊丝摆动机构下方的焊丝传动机构，所述焊丝摆动机构包括固定在架体上的步进电机，固定在步进电机上的螺杆、固定在螺杆上并随螺杆移动的滑块、活动性地固定在架体上并与滑块连接的摆动杆、及设置于摆动杆上以定位焊丝的传动轮，所述焊丝传动机构包括位于传动轮下侧并固定在架体上的第一压轮、与第一压轮相抵接以将焊丝送入焊枪内的送丝轮、及驱动送丝轮转动的送丝电机，所述架体上设有轴孔，所述摆动杆设有位于传动轮下方且定位于轴孔中以在轴孔中转动的销轴。

Description

窄间隙焊接设备

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种包括焊丝角摆装置的窄间隙焊接设备。

背景技术

焊接领域中，在火电厂、核电站、发电设备制造等行业中，存在大量的厚壁合金管道和相关其他厚壁部件的焊接。通常，由于管道和相关其他厚壁部件的规格众多，业内各厂商大多都采用埋弧焊和手工焊焊接的方式来进行。由于在进行厚壁部件焊接时，埋弧焊焊接坡口开的比较大，则填充的金属多，焊接的热输入也较大。但是，众多的合金管道材料的价格和填充焊丝的价格都很高，导致该种埋弧焊的焊接方式投入成本较高。另外，传统的手工焊的焊接方式无法满足施工要求，且其焊接质量和效率也是制约设备安装和制造厂家的主要因素。

因此，有必要提供一种窄间隙焊接设备以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可提高焊接质量和效率、且降低焊接成本的窄间隙焊接设备。

相应地，本发明的窄间隙焊接设备，包括进行焊丝矫直的焊丝矫直装置、焊丝角摆装置及与焊丝角摆装置连接的焊枪，所述焊丝角摆装置包括架体、固定在架体上的焊丝摆动机构及位于焊丝摆动机构下方的焊丝传动机构，所述焊丝摆动机构包括固定在架体上的步进电机，固定在步进电机上的螺杆、固定在螺杆上并随螺杆移动的滑块、活动性地固定在架体上并与滑块连接的摆动杆、及设置于摆动杆上以定位焊丝的传动轮，所述焊丝传动机构包括位于传动轮下侧并固定在架体上的第一压轮、与第一压轮相抵接以将焊丝送入焊枪内的送丝轮、及驱动送丝轮转动的送丝电机，所述架体上设有轴孔，所述摆动杆设有位于传动轮下方且定位于轴孔中以在轴孔中转动的销轴。

作为本发明的进一步改进，所述摆动杆上端设有一圆柱型的转轴，所述滑块下端设有收容并定位转轴的定位槽。

作为本发明的进一步改进，所述焊丝摆动机构还包括固定于送丝电机上的主动轮，所述主动轮与送丝轮相啮合以在送丝电机的驱动下驱动送丝轮转动。

作为本发明的进一步改进，所述销轴沿架体横向方向位于第一压轮和送丝轮的轴心之间。

作为本发明的进一步改进，所述焊丝矫直装置包括上下堆叠设置的第一矫直装置和第二矫直装置，每一矫直装置包括有一设置有顶壁、底壁、连接于顶壁和底壁之间的侧壁的U型架，固定在U型架侧壁上的上矫丝轮、沿上下方向与上矫丝轮位于同一直线上的下矫丝轮、及位于上矫丝轮和下矫丝轮一侧中间位置处的第二压轮，所述第一矫直装置上的侧壁与第二矫直装置上的侧壁垂直设置。

作为本发明的进一步改进，所述每一矫直装置还设有连接于第二压轮的调节旋钮。

作为本发明的进一步改进，所述焊枪包括设置于焊枪内焊丝两侧的水冷保护机构及位于水冷保护机构外侧的气保护机构。

作为本发明的进一步改进，所述水冷保护机构包括设置于焊丝两侧的两条水冷通道，所述水冷通道向下延伸至焊枪的焊矩头两侧，所述气保护机构包括分别位于两条水冷通道外侧的保护气通道。

作为本发明的进一步改进，所述窄间隙焊接设备还包括设置于焊枪外侧的背保护气装置及定位该背保护气装置的升降机构。

作为本发明的进一步改进，所述背保护气装置包括连接一保护气供应装置的背保护气罩和设置于该背保护气罩周围的水冷管道。 

本发明的有益效果是：通过焊丝角摆装置中设置的步进电机驱动螺杆旋转，然后经过滑块带动摆动杆绕销轴摆动，从而将焊丝折弯成为具有规则形状的曲线状，并将该曲线状焊丝送入焊枪进行焊接，从而可有效将厚壁部件之间的窄间隙焊缝填满，不仅可节省材料成本，还可提高焊接质量和效率。

附图说明

图1是本发明窄间隙焊接设备一具体实施方式的立体图；

图2是图1中窄间隙焊接设备另一角度的立体图；

图3是图2中焊丝矫直装置的立体图；

图4是图2中焊丝角摆装置的立体图；

图5是图3中焊丝角摆装置的立体分解图；

图6是图1中焊枪的立体图；

图7是沿图6中A-A线方向的剖视示意图，显示焊枪中的水冷保护机构和气保护机构的布局；

图8是图6中焊枪的部分剖视图，显示焊枪中焊丝的形状；

图9是图1中背保护气装置及升降机构的立体图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

请参照图1及图2所示为本发明窄间隙焊接设备100的一具体实施方式。所述窄间隙焊接设备100为一窄间隙MIG(Metal Inert Gas，惰性气体保护焊接)焊接设备，并包括位于顶部的焊丝矫直装置1、位于焊丝矫直装置1下侧的焊丝角摆装置2、连接于焊丝角摆装置2下侧的焊枪3、设置于焊枪3外侧的背保护气装置4及固定背保护气装置4的升降机构5。

请参照图1至图3所示，所述焊丝矫直装置1包括上下堆叠设置的第一矫直装置11和第二矫直装置12，每一矫直装置11、12包括有一设置有顶壁13、底壁14、连接于顶壁14和底壁14之间的侧壁15的U型架10，固定在U型架10侧壁15上的上矫丝轮16、与上矫丝轮16沿上下方向位于同一直线上的下矫丝轮17、及位于上矫丝轮16和下矫丝轮17一侧中间位置处的第二压轮18。所述第一矫直装置11上的侧壁15与第二矫直装置12上的侧壁15垂直设置。从而使得第一矫直装置11和第二矫直装置12分别从相互垂直的两个方向对焊丝6进行矫直，进而提高焊丝6的垂直度。所述侧壁15设有一沿其宽度方向延伸的收容槽151。每一矫直装置11、12还设有收容于收容槽151内并连接第二压轮18的调节旋钮19。所述顶壁13和底壁14分别设有一供焊丝6穿过的穿孔131。当焊丝6穿过穿孔131后，通过旋动旋钮19以调节第二压轮18对焊丝6进行抵压的松紧度，使得焊丝6在送入焊丝角摆装置2之前将焊丝6充分矫直。

请参照图4、图5及图8所示，所述焊丝角摆装置2包括架体21、固定在架体21上的焊丝摆动机构22及位于焊丝摆动机构22下方的焊丝传动机构23。所述架体21成一箱体状，并设有位于其顶部以支撑固定焊丝矫直装置1的上顶壁214、固定焊丝摆动机构22及焊丝传动机构23的固定壁215、位于其下端以连接并固定焊枪3的下底壁216、及连接上顶壁214和下底壁216两端的连接壁217。

所述焊丝摆动机构22包括固定在连接壁217上的步进电机221、固定在步进电机221上的螺杆222、固定在螺杆222上并随螺杆222摆动的滑块223、活动性地固定在固定壁215上并与滑块223连接的摆动杆224。所述摆动杆224上端设有一圆柱型的转轴2241、下端设有活动性地固定在固定壁215上的销轴2242、及沿上下方向位于转轴2241与销轴2242之间以定位焊丝6的两个传动轮2243。所述固定壁215上设有收容销轴2242并使销轴2242可在其中旋转的轴孔2151。所述滑块223下端设有收容并定位转轴2241的定位槽2231，从而使得步进电机221驱动螺杆222、进而带动滑块223移动时，滑块223可拉动摆动杆224绕其销轴2242左右摆动，最终使得焊丝6随摆动杆224上的传动轮2243移动而形成曲线状。

所述焊丝传动机构23包括固定在固定壁215上且位于传动轮2243下侧的第一压轮231、与第一压轮231相抵接以将焊丝6送入焊枪3内的送丝轮232、及固定在固定壁215上以驱动送丝轮232转动的送丝电机233。所述架体21下端设有固定槽211。所述焊丝传动机构23还包括与固定槽211相固定以将第一压轮231固定于架体21下侧的调节机构234，从而可调节第一压轮231抵压传送焊丝6时的松紧度。所述固定壁215上还设有位于轴孔2151一侧上方的定位孔2152。所述焊丝角摆机构23还包括固定于送丝电机233上的主动轮2331，所述送丝电机233设有穿过定位孔2152以固定主动轮2331的驱动杆2332，所述主动轮2331与送丝轮232相啮合以在送丝电机233的驱动下驱动送丝轮232转动。所述销轴2242沿架体21横向方向位于第一压轮231和送丝轮232的轴心之间、且位于滑块223沿架体21横向方向带动摆动杆224摆动的行程的中间位置，从而使得焊丝6经过焊丝角摆装置2后形成具有规则形状的曲线状。

请参照图6至图8所示，所述焊枪3包括本体30、设置于本体30内焊丝6两侧的水冷保护机构31及位于水冷保护机构31外侧的气保护机构32。所述水冷保护机构31包括设置于焊丝6两侧的两条水冷通道311，所述水冷通道311向下延伸至焊枪3的焊矩头33两侧，从而可有效降低焊接过程中焊矩头33上的温度，提高焊枪3的使用寿命。每一水冷通道311设有一位于焊枪3上侧的入水接头312和位于入水接头312下侧的出水接头313。所述气保护机构32包括分别位于两条水冷通道311外侧的保护气通道321，从而可保护焊接时焊接熔池不受外界空气的影响，提高焊接质量。每一保护气通道321设有一位于焊枪3上侧以连接一保护气供应装置（未图示）的保护气接头322。

请参照图9所示，所述背保护气装置4包括连接保护气供应装置的背保护气罩41和设置于该背保护气罩41周围的水冷管道42。所述背保护气罩41设有供焊枪3穿过的开口411及位于背保护气罩41上侧的两个保护气输入接头412，由此可有效保证焊接后焊缝表面成型的质量，避免焊接后的焊缝受到外界空气影响形成氧化皮。所述水冷管道42环绕于背保护气罩41的外侧周围、并设有固定于背保护气罩41上的入水接头421和出水接头422。由此可大大降低焊接过程中热辐射到背保护气罩41表面的温度。

请参照图9所示，所述升降机构5包括可进行升降设置的齿轮齿条机构51和连接固定背保护气装置4的连接块52。通过所述升降机构5可根据焊接焊缝的深度调节背保护气装置4的高度，以有效保证焊接后焊缝表面成型的质量。

由以上可见，本发明窄间隙焊接设备100通过焊丝角摆装置2中设置的步进电机221驱动螺杆222旋转，然后经过滑块223带动摆动杆224绕销轴2242摆动，从而将焊丝6折弯成为具有规则形状的曲线状，并将该曲线状焊丝6送入焊枪3进行焊接，从而可有效将厚壁部件之间的窄间隙焊缝填满，不仅可节省材料成本，还可提高焊接质量和效率。 

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种窄间隙焊接设备，包括进行焊丝矫直的焊丝矫直装置、焊丝角摆装置及与焊丝角摆装置连接的焊枪，其特征在于，所述焊丝角摆装置包括架体、固定在架体上的焊丝摆动机构及位于焊丝摆动机构下方的焊丝传动机构，所述焊丝摆动机构包括固定在架体上的步进电机，固定在步进电机上的螺杆、固定在螺杆上并随螺杆移动的滑块、活动性地固定在架体上并与滑块连接的摆动杆、及设置于摆动杆上以定位焊丝的传动轮，所述焊丝传动机构包括位于传动轮下侧并固定在架体上的第一压轮、与第一压轮相抵接以将焊丝送入焊枪内的送丝轮、及驱动送丝轮转动的送丝电机，所述架体上设有轴孔，所述摆动杆设有位于传动轮下方且定位于轴孔中以在轴孔中转动的销轴。

2.根据权利要求1所述的窄间隙焊接设备，其特征在于，所述摆动杆上端设有一圆柱型的转轴，所述滑块下端设有收容并定位转轴的定位槽。

3.根据权利要求1所述的窄间隙焊接设备，其特征在于，所述焊丝摆动机构还包括固定于送丝电机上的主动轮，所述主动轮与送丝轮相啮合以在送丝电机的驱动下驱动送丝轮转动。

4.根据权利要求1所述的窄间隙焊接设备，其特征在于，所述销轴沿架体横向方向位于第一压轮和送丝轮的轴心之间。

5.根据权利要求1所述的窄间隙焊接设备，其特征在于，所述焊丝矫直装置包括上下堆叠设置的第一矫直装置和第二矫直装置，每一矫直装置包括有一设置有顶壁、底壁、连接于顶壁和底壁之间的侧壁的U型架，固定在U型架侧壁上的上矫丝轮、沿上下方向与上矫丝轮位于同一直线上的下矫丝轮、及位于上矫丝轮和下矫丝轮一侧中间位置处的第二压轮，所述第一矫直装置上的侧壁与第二矫直装置上的侧壁垂直设置。

6.根据权利要求5所述的窄间隙焊接设备，其特征在于，所述每一矫直装置还设有连接于第二压轮的调节旋钮。

7.根据权利要求1所述的窄间隙焊接设备，其特征在于，所述焊枪包括设置于焊枪内焊丝两侧的水冷保护机构及位于水冷保护机构外侧的气保护机构。

8.根据权利要求7所述的窄间隙焊接设备，其特征在于，所述水冷保护机构包括设置于焊丝两侧的两条水冷通道，所述水冷通道向下延伸至焊枪的焊矩头两侧，所述气保护机构包括分别位于两条水冷通道外侧的保护气通道。

9.根据权利要求1所述的窄间隙焊接设备，其特征在于，所述窄间隙焊接设备还包括设置于焊枪外侧的背保护气装置及定位该背保护气装置的升降机构。

10.根据权利要求9所述的窄间隙焊接设备，其特征在于，所述背保护气装置包括连接一保护气供应装置的背保护气罩和设置于该背保护气罩周围的水冷管道。

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