CN103056499A - 换热器用双工位环缝叠焊设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种换热器用双工位环缝叠焊设备，其包括：一机架、设置于机架上并用于对换热器的板片进行定位的治具以及用于焊接的焊接装置，该焊接装置包括：两个能够同步对换热器板片的内圆进行焊接的第一焊枪和第二焊枪以及用于驱动第一焊枪和第二焊枪按圆形轨迹进行焊接的驱动电机；该治具包括：固定安装于机架上的上、下夹紧模具以及活动安装于上、下夹紧模具之间的活动夹板，其中，该上夹紧模具与活动夹板之间形成有供换热器板片放置的承载位，且活动夹板中设置有两个可伸缩并用于对换热器板片进行限位的顶块。本发明为自动化焊接设备，其定位准确，并能够同时对换热器板片的两个内圆进行焊接，且焊接质量效果显著、工作效率高、生产成本低。

Description

换热器用双工位环缝叠焊设备

技术领域：

本发明涉及换热器技术领域，特指一种定位准确，能够同时对换热器板片的两个内圆进行焊接，且焊接质量效果显著、工作效率高的换热器用双工位环缝叠焊设备。

背景技术：

换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。

现有的换热器以板壳式换热器为主导，板壳式换热器一般包括一壳体以及安装于壳体内的换热芯，该换热芯包括多组由两块板片焊接而成的板片组配合构成，其中，每两片板片叠加，板片的波纹凸起应对应，即波峰对波峰进行全焊接，且相对应的圆孔边缘通过全焊接组合形成所述板片组，其中该板片组内部形成有多个波纹间隙；然后，分别将两组板片组的外沿焊接在一起，这样板片的间壁形成波纹间隙，形成板片束。将板片束的前后两端焊接在一头板和尾板之间，构成整体式换热芯，该换热芯插入壳体内，并固定以组装形成完整的板壳式换热器。

针对上述的焊接工艺，传统的焊接方式采用下述方式：

提供一工作台、焊枪，在焊接的过程中，操作人员通过人工手动将两块板片对应放置好，其中，两块板片中的圆孔相对应；此时通过人工手动使用焊枪沿着两块板片中圆孔的边缘实现焊接，形成一板片组；然后将两组板片组的外圆对应，此时通过人工手动使用焊枪沿着两板片组的外圆实现焊接，经多组焊接后，形成板片束。

上述的传统的焊接方式定位不准确，在焊接的过程中很容易使板片之间的圆孔偏离或板片组之间的外圆偏离，焊接过程十分困难，且焊接效果极差，导致焊接出来的产品的质量大打折扣。另外，上述的传统的焊接方式基本都是采用人工操作，由于换热芯的焊接工艺需求精度更高，而人工操作则会产生极大的人为误差，焊接效果极差，导致需要多次返工，浪费大量的人力物力，增加了生产成本。

另外，传统的焊接方式在焊接板片之间的圆孔都是采用单一的焊接方式，只能依次对板片之间的圆孔进行焊接，不能同时对两个圆孔进行焊接，大大降低了焊接的工作效率。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种定位准确，能够同时对换热器板片的两个内圆进行焊接，且焊接质量效果显著、工作效率高的换热器用双工位环缝叠焊设备。

为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：该换热器用双工位环缝叠焊设备包括：一机架、设置于机架上并用于对换热器的板片进行定位的治具以及用于焊接的焊接装置，所述的焊接装置包括：两个能够同步对换热器板片的内圆进行焊接的第一焊枪和第二焊枪以及用于驱动第一焊枪和第二焊枪按圆形轨迹进行焊接的驱动电机；所述的治具包括：固定安装于所述机架上的上、下夹紧模具以及活动安装于上、下夹紧模具之间的活动夹板，其中，该上夹紧模具与活动夹板之间形成有供换热器板片放置的承载位，且活动夹板中设置有两个可伸缩并用于对换热器板片进行限位的顶块。

进一步而言，上述技术方案中，所述的机架上安装有一可在机架中上下移动的安装台，所述的焊接装置安装于该安装台中。

进一步而言，上述技术方案中，所述的第一焊枪通过一第一转轴配合一第一夹紧装置安装于所述的安装台中。

进一步而言，上述技术方案中，所述的第二焊枪通过一第二转轴配合一第二夹紧装置安装于所述的安装台中；所述的第一转轴、第二转轴与驱动电机之间通过一皮带连动，令第一焊枪和第二焊枪同步动作。

进一步而言，上述技术方案中，所述的第一转轴中安装有一顶杆，该顶杆末端安装有一与所述第一焊枪配合的焊缝限位块。

进一步而言，上述技术方案中，所述的第一夹紧装置包括：用于夹紧所述第一转轴的第一夹套、用于夹紧所述第一焊枪的第二夹套以及安装于第一夹套与第二夹套之间并用于调整其之间相对距离的调整件。

进一步而言，上述技术方案中，所述的机架上安装有一用于驱动所述活动夹板上下移动的第二气缸。

进一步而言，上述技术方案中，所述的上夹紧模具上形成有两个第一通孔，于该通孔处可拆卸地安装有一水冷装置。

进一步而言，上述技术方案中，所述的水冷装置包括有一散热座，该散热座中设置有曲折的水流孔，该水流孔的口部显露于散热座侧端，该散热座中形成有一斗型槽以及位于该斗型槽中的通孔。

进一步而言，上述技术方案中，所述的活动夹板安装有用于驱动所述顶块上下移动的第三气缸。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

1、本发明为自动化焊接设备，大大降低由于人工操作产生的人为误差，焊接效果极好，还可大大减少返工次数，节省了大量的人力物力，降低了生产成本。另外，本发明安装的第一焊枪和第二焊枪能够同时对换热器板片的两个内圆进行焊接，其工作效率及高。

2、本发明中用于对换热器的板片进行定位的治具结构紧凑，该治具中的活动夹板设置有两个可伸缩并用于对换热器板片进行限位的顶块；在治具在对换热器板片夹紧的过程中，顶块伸出以对换热器板片进行定位；当治具夹紧换热器板片后，顶块收缩复位，以便焊接装置对换热器板片进行焊接。

3、本发明中的上夹紧模具设置有水冷装置，这样能够快速散发由焊接装置焊接时产生的热量。

附图说明：

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的内部结构示意图；

图3是本发明中上夹紧模具的立体图；

图4是本发明中上夹紧模具另一视角的立体图；

图5是本发明中水冷装置的立体图；

图6是本发明中活动夹板的立体图；

图7是本发明中第一夹紧装置的立体图；

图8是本发明的使用状态图；

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。

参见图1-7所示，换热器用双工位环缝叠焊设备，包括：一机架1、设置于机架1上并用于对换热器的板片进行定位的治具2以及用于焊接的焊接装置3。

所述的机架1上安装有一可在机架1中上下移动的安装台4，所述的焊接装置3安装于该安装台4中。具体而言，所述的机架1上安装有一供所述安装台4装配的滑轨11以及用于驱动安装台4于滑轨11中上下移动的第一气缸12。

所述的安装台4上安装有一外盖41，该外盖41能够有效保护安装于该安装台4中焊接装置3。

所述的治具2包括：固定安装于所述机架1上的上、下夹紧模具21、22以及活动安装于上、下夹紧模具21、22之间的活动夹板23，其中，该上夹紧模具21与活动夹板23之间形成有供换热器板片放置的承载位20，且活动夹板23中设置有两个可伸缩并用于对换热器板片进行限位的顶块231。

所述的机架1上安装有一用于驱动所述活动夹板23上下移动的第二气缸24。

所述的上夹紧模具21上形成有两个第一通孔211，于该通孔211处可拆卸地安装有一水冷装置25，其中。该上夹紧模具21背面设置有一造型与换热器的板片相匹配的下承载槽212，该下承载槽212中形成有用于装配水冷装置25的安装槽213，所述的水冷装置25安装于该安装槽213中。

所述的活动夹板23安装有用于驱动所述顶块231上下移动的第三气缸232。所述活动夹板23上端面形成有与所述上夹紧模具21背面的下承载槽212相匹配的上承载槽233。活动夹板23的上承载槽233与上夹紧模具21中的下承载槽212能够有效地对换热器的板片进行限位。所述的活动夹板23于上承载槽233中设置有两个第二通孔234，所述的第三气缸232可驱动所述顶块231穿过该第二通孔234向上移动，令顶块231凸出于活动夹板23外，还可驱动顶块231向下移动，令顶块231收纳于第二通孔234中。

所述的水冷装置25包括有一散热座251，该散热座251中设置有曲折的水流孔252，该水流孔252的口部显露于散热座251侧端，该散热座251中形成有一斗型槽253以及位于该斗型槽253中的通孔254。该散热座251相对于斗型槽253的另一面形成有凸纹。

所述的焊接装置3包括：两个能够同步对换热器板片的内圆进行焊接的第一焊枪31和第二焊枪32以及用于驱动第一焊枪31和第二焊枪32按圆形轨迹进行焊接的驱动电机33。该驱动电机33是可调速的，并且是正反转工作，令第一焊枪31和第二焊枪32焊完一圈自动旋转复位，保证第一焊枪31和第二焊枪32的管线不缠绕。

所述的第一焊枪31通过一第一转轴34配合一第一夹紧装置35安装于所述的安装台4中。所述的第一转轴34中安装有一顶杆341，该顶杆341末端安装有一与所述第一焊枪31配合的焊缝限位块342。

所述的第一夹紧装置35包括：用于夹紧所述第一转轴34的第一夹套351、用于夹紧所述第一焊枪31的第二夹套352以及安装于第一夹套351与第二夹套352之间并用于调整其之间相对距离的调整件353，其中第一夹套351与第二夹套352分别形成有用于夹紧第一转轴34和第一焊枪31的第一夹紧腔354、第二夹紧腔355。

同样的，所述的第二焊枪32通过一第二转轴36配合一第二夹紧装置37安装于所述的安装台4中。所述的第二转轴36中安装有一顶杆361，该顶杆361末端安装有一与所述第二焊枪32配合的焊缝限位块362。所述的第二夹紧装置37与上述的第一夹紧装置35结构一致，在此不再一一赘述。

所述的第一转轴34、第二转轴36、驱动电机33之间通过一皮带38实现连动。

本发明工作时，结合图8所示，将两块换热器的板片5放置于治具2的承载位20中，即将两块换热器的板片5放置于所述活动夹板23的上承载槽233中，所述的第三气缸232可驱动顶块231穿过活动夹板2中的第二通孔234向上移动，令顶块231凸出于活动夹板23外并卡嵌于换热器的板片5中的两个圆孔中，进一步对板片5进行定位。

随后，活动夹板23通过第二气缸24驱动而向上移动，令板片5落入所述上夹紧模具21中的下承载槽212中，此时，第三气缸232驱动顶块231向下移动，令顶块231收纳于第二通孔234中，令板片的两个圆孔中空，且令该板片5固定在治具2中。

所述的第一气缸12驱动安装台4于滑轨11中上下移动，令第一、二转轴34、36中的焊缝限位块342、362分别与板片5的两个圆孔的边缘抵触，该焊缝限位块342、362分别与上夹紧模具21中的水冷装置25之间形成有一圆环形间隙，而板片5的两个圆孔的边缘处分别显露于该圆环形间隙。与之对应的，焊接装置3中第一焊枪31的枪口移动至该圆环形间隙的正上方。

所述的驱动电机33驱动第一焊枪31和第二焊枪32按圆形轨迹进行，即第一焊枪31和第二焊枪32分别沿上述的圆环形间隙进行等离子焊接，以实现双工位环缝叠焊。

焊接完成后，治具2和焊接装置3均进行复位。

当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (10)

1.换热器用双工位环缝叠焊设备，其包括：一机架（1）、设置于机架（1）上并用于对换热器的板片进行定位的治具（2）以及用于焊接的焊接装置（3），其特征在于：所述的焊接装置（3）包括：两个能够同步对换热器板片的内圆进行焊接的第一焊枪（31）和第二焊枪（32）以及用于驱动第一焊枪（31）和第二焊枪（32）按圆形轨迹进行焊接的驱动电机（33）；所述的治具（2）包括：固定安装于所述机架（1）上的上、下夹紧模具（21、22）以及活动安装于上、下夹紧模具（21、22）之间的活动夹板（23），其中，该上夹紧模具（21）与活动夹板（23）之间形成有供换热器板片放置的承载位（20），且活动夹板（23）中设置有两个可伸缩并用于对换热器板片进行限位的顶块（231）。

2.根据权利要求1所述的换热器用双工位环缝叠焊设备，其特征在于：所述的机架（1）上安装有一可在机架（1）中上下移动的安装台（4），所述的焊接装置（3）安装于该安装台（4）中。

3.根据权利要求2所述的换热器用双工位环缝叠焊设备，其特征在于：所述的第一焊枪（31）通过一第一转轴（34）配合一第一夹紧装置（35）安装于所述的安装台（4）中。

4.根据权利要求3所述的换热器用双工位环缝叠焊设备，其特征在于：所述的第二焊枪（32）通过一第二转轴（36）配合一第二夹紧装置（37）安装于所述的安装台（4）中；所述的第一转轴（34）、第二转轴（36）与驱动电机（33）之间通过一皮带（38）连动，令第一焊枪（31）和第二焊枪（32）同步动作。

5.根据权利要求3所述的换热器用双工位环缝叠焊设备，其特征在于：所述的第一转轴（34）中安装有一顶杆（341），该顶杆（341）末端安装有一与所述第一焊枪（31）配合的焊缝限位块（342）。

6.根据权利要求3所述的换热器用双工位环缝叠焊设备，其特征在于：所述的第一夹紧装置（35）包括：用于夹紧所述第一转轴（34）的第一夹套（351）、用于夹紧所述第一焊枪（31）的第二夹套（352）以及安装于第一夹套（351）与第二夹套（352）之间并用于调整其之间相对距离的调整件（353）。

7.根据权利要求1所述的换热器用双工位环缝叠焊设备，其特征在于：所述的机架（1）上安装有一用于驱动所述活动夹板（23）上下移动的第二气缸（24）。

8.根据权利要求1所述的换热器用双工位环缝叠焊设备，其特征在于：所述的上夹紧模具（21）上形成有两个第一通孔（211），于该通孔（211）处可拆卸地安装有一水冷装置（25）。

9.根据权利要求7所述的换热器用双工位环缝叠焊设备，其特征在于：所述的水冷装置（25）包括有一散热座（251），该散热座（251）中设置有曲折的水流孔（252），该水流孔（252）的口部显露于散热座（251）侧端，该散热座（251）中形成有一斗型槽（253）以及位于该斗型槽（253）中的通孔（254）。

10.根据权利要求1所述的换热器用双工位环缝叠焊设备，其特征在于：所述的活动夹板（23）安装有用于驱动所述顶块（231）上下移动的第三气缸（232）。

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