CN103464961A - 圆形环缝焊接夹具及弯头与直管焊接方法 - Google Patents

Abstract

圆形环缝焊接夹具及弯头与直管焊接方法，焊接时先将两个金属圆形端面对位并初固定；将直管段夹持在圆形环缝焊接夹具上；将焊枪移动至对准两个金属圆形端面对接部位的圆形环缝；边旋转变位夹具边焊接，圆形环缝焊接夹具至少具有机架（1）；旋转变位机构（4）；传动机构(3)；电机；焊枪夹持机构（5）；焊枪夹持机构（5）具有第一轴套（5a）、与第一轴套（5a）配合连接第一轴杆（5b）、位于第一轴杆（5b）一端的第二轴套（5c）、与第二轴套（5c）配合连接的第二轴杆（5d）、位于第二轴杆（5d）一端的第三轴套（5e）、与第三轴套（5e）配合连接的第三轴杆（5f）、位于第三轴杆（5f）一端的焊枪夹具（6）。

Description

圆形环缝焊接夹具及弯头与直管焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种用于辅助两个圆形端面零件对焊的焊接夹具；本发明还涉及一种弯头与直管焊接方法。

背景技术

当需要把两个金属圆形端面零件互相对接固定时，通常采用焊接的办法来完成，在传统的焊接工艺中，焊接时先要把两个金属圆形端面对位，然后在对接部位的不同位置先焊上至少二点形成初固定，接下来再靠手带动电焊条或焊枪沿对接位移动进行焊接，把两个金属圆形端面固定在一起，这种焊接方式存在以下问题：

 1)焊缝差异化问题 

焊缝没有统一的标准、要求，只凭借焊接工个人的实践经验、工作能力来判断焊缝的质量，由于每个人的焊接技术高低不同，手带动电焊条或焊枪移动速度快慢不均，焊接质量较难保证，因此不同焊接工焊接的工件存在多种标准，焊缝的质量很难保证统一。此外，即使是同一个焊接工，由于容易受到外部环境、焊接工的心情、工作态度等其它因素的影响，因此也不能保证每次焊接的焊缝的质量一致； 

 2)焊缝质量问题 

焊缝通常会出现宽窄不一致、高低不平、波纹明显的现象，时常还会出现咬边的现象。此外，焊接一圈存在多处起弧点、接弧点，严重影响焊接工件的外观质量。尤其是带有弯头的零件，其焊缝质量更难保障；

3）操作安全问题 

靠手带动焊条或焊枪移动焊接速度慢且劳动强度大，人工操作容易造成人员疲劳，精力不集中，导致工作效率低下，甚至出现安全事故。

为了解决上述问题，目前已提出了一些利用各式传感器和计算机技术来实现焊缝自动焊接的方法，例如：主控制器采用运动控制器可编程控制器为核心控制单元的环缝自动焊机。但是，实现这些方法的控制系统通常都较为复杂，对焊接工的技术要求较高，设备费用较高，适合于大批量的生产。 另外，现有的环缝自动焊机是专用焊接设备，主要适用于回转工件的焊接，属通用的自动焊接设备，对一些特殊形状的产品，例如，弯头与直管连接处的圆形环缝焊接，这种自动焊机难以取代传统的手工焊接作业。 

发明内容

一方面，本发明要解决的技术问题是提供一种圆形环缝焊接夹具，其能提高圆形端面零件的对焊质量和速度，减轻人的劳动强度。

为了解决上述技术问题，本发明的基本技术方案是：一种圆形环缝焊接夹具，至少具有机架；可旋转地设置在所述机架上的旋转变位机构；驱动所述旋转变位机构旋转变位的传动机构；与所述传动机构传动连接的电机；连接在所述机架上的焊枪夹持机构；所述焊枪夹持机构具有固定在所述机架上的第一轴套、与所述第一轴套配合连接并可调节位移和转向的第一轴杆、位于所述第一轴杆一端的第二轴套、与所述第二轴套配合连接并可调节位移和转向的第二轴杆、位于所述第二轴杆一端的第三轴套、与所述第三轴套配合连接并可调节位移和转向的第三轴杆、位于所述第三轴杆一端的焊枪夹具。

作为本发明基本技术方案的改进方案之一：所述圆形环缝焊接夹具的旋转变位机构还具有环形刻度标尺或刻度盘，所述机架上还固定有用于协助读取所述刻度标尺或刻度盘数值的定位指示针。

作为本发明基本技术方案的优选方案之一：所述旋转变位机构为卡盘。

作为本发明基本技术方案的改进方案之二：所述的圆形环缝焊接夹具还具有电机控制和调速系统，所述电机控制和调速系统控制电机的运行和转速。

作为本发明基本技术方案的优选方案之二：所述第一轴套、第二轴套和第三轴套具有径向螺栓孔，通过固定螺栓分别将所述第一轴杆、第二轴杆、第三轴杆可拆卸地连接在其配合连接的轴套内。

作为本发明基本技术方案的改进方案之三：所述的圆形环缝焊接夹具，还具有与所述焊枪夹持机构或机架可拆卸连接的焊接防护屏。

另一方面，本发明要解决的技术问题是提供弯头与直管焊接方法，其能提高连接端面的焊接质量和速度，减轻人的劳动强度。

为了解决上述技术问题，本发明的基本技术方案是：一种弯头与直管焊接方法，至少包括以下步骤：焊接时先将两个金属圆形端面对位，然后在对接部位的不同位置先焊上至少二点形成初固定；将直管段夹持在圆形环缝焊接夹具上；将焊枪移动至对准两个金属圆形端面对接部位的圆形环缝；通过圆形环缝焊接夹具边旋转待焊接件边焊接，所述圆形环缝焊接夹具至少具有机架；可旋转地设置在所述机架上的旋转变位机构；驱动所述旋转变位机构旋转变位的传动机构；与所述传动机构传动连接的电机；连接在所述机架上的焊枪夹持机构；所述焊枪夹持机构具有固定在所述机架上的第一轴套、与所述第一轴套配合连接并可调节位移和转向的第一轴杆、位于所述第一轴杆一端的第二轴套、与所述第二轴套配合连接并可调节位移和转向的第二轴杆、位于所述第二轴杆一端的第三轴套、与所述第三轴套配合连接并可调节位移和转向的第三轴杆、位于所述第三轴杆一端的焊枪夹具；工作时通过调节第一轴杆与第一轴套的相对位置及方向、第二轴杆与第二轴套的相对位置及方向、和第三轴杆与第三轴套的相对位置及方向使焊枪移动至对准两个金属圆形端面对接部位的圆形环缝。

作为弯头与直管焊接方法基本技术方案的改进方案之一：所述旋转变位机构还具有环形刻度标尺或刻度盘，所述机架上还固定有用于协助读取所述刻度标尺或刻度盘数值的定位指示针。

作为弯头与直管焊接方法基本技术方案的改进方案之二：还包括以下步骤：焊接开始时记录所述刻度标尺或刻度盘与定位指示针对准的数值，焊接后当记录的刻度标尺或刻度盘的数值与所述定位指示针重新对准后，停止焊接。

本发明的有益效果是：本发明提供的圆形环缝焊接夹具，通过旋转变位机构固定待焊接工件的一端，克服了现有技术工艺的缺点，可满足对一些特殊形状的产品，例如，弯头与直管连接处的圆形环缝焊接，可取代传统的手工焊接作业，在保障焊接质量和速度的同时，降低劳动强度。焊枪夹持机构通过三组轴套及其配合连接并可调节位移和转向的轴杆，使焊枪位置可在三维方向任意调节，降低调节焊枪的时间，提高精度，从而易于保障产品的质量。 

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是实施例圆形环缝焊接夹具的主视结构示意图；

图2是实施例圆形环缝焊接夹具的左视结构示意图；

图3是实施例圆形环缝焊接夹具的焊枪夹持机构结构示意图。

具体实施方式

如附图1-3所示的圆形环缝焊接夹具，具有机架1，旋转变位机构4为卡盘，卡盘可旋转地设置在所述机架1上，驱动所述卡盘旋转变位的传动机构3及电机安装在机架1上，它们之间传动连接，电机控制和调速系统安装在机架1上，电机控制和调速系统控制电机的运行和转速，使转速与工件焊接的速度相适应，在卡盘的周向上具有环形刻度标尺，用于协助读取所述刻度标尺数值的定位指示针固定在所述机架1上，焊枪夹持机构5连接在机架1上，焊枪夹持机构5具有固定在机架1上的第一轴套5a、与第一轴套5a配合连接并可调节位移和转向的第一轴杆5b、位于第一轴杆5b一端的第二轴套5c、与第二轴套5c配合连接并可调节位移和转向的第二轴杆5d、位于第二轴杆5d一端的第三轴套5e、与第三轴套5e配合连接并可调节位移和转向的第三轴杆5f、位于第三轴杆5f一端的焊枪夹具6，第一轴套5a、第二轴套5c和第三轴套5e具有径向螺栓孔，通过固定螺栓分别将第一轴杆5b、第二轴杆5d、第三轴杆5f可拆卸地连接在其配合连接的轴套内，第一轴套5a的轴向与水平面垂直，第二轴套5c的轴向与第一轴杆5b的轴向垂直，第三轴套5e的轴向与第二轴杆5d的轴向垂直，这样调节焊枪的速度和精准度要优。焊接防护屏可拆卸连接在焊枪夹持机构5的焊枪夹具6上。电焊机2的焊枪7可拆卸连接在焊枪夹具6上。

在其它实施例中，第一轴套5a的方向，第二轴套5c的轴向与第一轴杆5b的轴向方向，第三轴套5e的轴向与第二轴杆5d的轴向方向可为其它方向，例如呈一定的夹角，只要焊枪夹持机构5使焊枪夹具6能在前后、左右、上下三维方向运动，即可实现本发明的构思。

在其它实施例中，旋转变位机构4可以为除卡盘之外的其它卡持物，只要能将待焊接件卡固并能使待焊接件完成周向变位即可实现本发明的构思。

在其它实施例中，轴杆与轴套之间的位置和方向固定可用除固定螺栓之外的其它固定方式，如在轴套的外表面设置螺纹，在轴杆与轴套之间设置V型片，在轴套的外表面设置用于推进V型片的螺母，利用V型片和螺母推进定位夹紧。只要能满足轴杆与轴套之间能处于位置固定或位置可调两种状态，即可实现本发明的技术构思。

在其它实施例中，设置在旋转变位机构4上的刻度盘与刻度标尺的作用和功能相同，具有相同的技术效果。

前述实施例圆形环缝焊接夹具用于圆形环缝焊接，例如弯头与直管焊接时，至少包括以下步骤过程：焊接时先将两个金属圆形端面对位，然后在对接部位的不同位置先焊上至少二点形成初固定；将直管段夹持在圆形环缝焊接夹具上；通过调节第一轴杆5b与第一轴套5a的相对位置及方向、第二轴杆5d与第二轴套5c的相对位置及方向、和第三轴杆5f与第三轴套5e的相对位置及方向使焊枪移动至对准两个金属圆形端面对接部位的圆形环缝；焊接开始时记录所述刻度标尺或刻度盘与定位指示针对准的数值；通过圆形环缝焊接夹具边旋转其变位机构4边焊接；焊接后当记录的刻度标尺或刻度盘的数值与所述定位指示针重新对准后，停止焊接。本发明提供的圆形环缝焊接夹具和焊接方法，通过旋转变位机构固定待焊接工件的一端，克服了现有技术工艺的缺点，可满足对一些特殊形状的产品，例如，弯头与直管连接处的圆形环缝焊接，可取代传统的手工焊接作业，在保障焊接质量和速度的同时，降低劳动强度。

显然，本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种圆形环缝焊接夹具，其特征在于：至少具有机架（1）；可旋转地设置在所述机架（1）上的旋转变位机构（4）；驱动所述旋转变位机构(4)旋转变位的传动机构(3)；与所述传动机构(3)传动连接的电机；连接在所述机架（1）上的焊枪夹持机构（5）；所述焊枪夹持机构（5）具有固定在所述机架（1）上的第一轴套（5a）、与所述第一轴套（5a）配合连接并可调节位移和转向的第一轴杆（5b）、位于所述第一轴杆（5b）一端的第二轴套（5c）、与所述第二轴套（5c）配合连接并可调节位移和转向的第二轴杆（5d）、位于所述第二轴杆（5d）一端的第三轴套（5e）、与所述第三轴套（5e）配合连接并可调节位移和转向的第三轴杆（5f）、位于所述第三轴杆（5f）一端的焊枪夹具（6）。

2.根据权利要求1所述的圆形环缝焊接夹具，其特征在于：所述旋转变位机构（4）还具有环形刻度标尺或刻度盘，所述机架（1）上还固定有用于协助读取所述刻度标尺或刻度盘数值的定位指示针。

3.根据权利要求1或2所述的圆形环缝焊接夹具，其特征在于：所述旋转变位机构（4）为卡盘。

4.根据权利要求1或2所述的圆形环缝焊接夹具，其特征在于：还具有电机控制和调速系统，所述电机控制和调速系统控制电机的运行和转速。

5.根据权利要求1所述的圆形环缝焊接夹具，其特征在于：所述第一轴套（5a）、第二轴套（5c）和第三轴套（5e）具有径向螺栓孔，通过固定螺栓分别将所述第一轴杆（5b）、第二轴杆（5d）、第三轴杆（5f）可拆卸地连接在其配合连接的轴套内。

6.根据权利要求1所述的圆形环缝焊接夹具，其特征在于：还具有与所述焊枪夹持机构（5）或机架（1）可拆卸连接的焊接防护屏。

7.一种弯头与直管焊接方法，至少包括以下步骤：焊接时先将两个金属圆形端面对位，然后在对接部位的不同位置先焊上至少二点形成初固定；将直管段夹持在圆形环缝焊接夹具上；将焊枪（7）移动至对准两个金属圆形端面对接部位的圆形环缝；通过圆形环缝焊接夹具边旋转待焊接件边焊接，其特征在于：所述圆形环缝焊接夹具至少具有机架（1）；可旋转地设置在所述机架（1）上的旋转变位机构（4）；驱动所述旋转变位机构(4)旋转变位的传动机构(3)；与所述传动机构(3)传动连接的电机；连接在所述机架（1）上的焊枪夹持机构（5）；所述焊枪夹持机构（5）具有固定在所述机架（1）上的第一轴套（5a）、与所述第一轴套（5a）配合连接并可调节位移和转向的第一轴杆（5b）、位于所述第一轴杆（5b）一端的第二轴套（5c）、与所述第二轴套（5c）配合连接并可调节位移和转向的第二轴杆（5d）、位于所述第二轴杆（5d）一端的第三轴套（5e）、与所述第三轴套（5e）配合连接并可调节位移和转向的第三轴杆（5f）、位于所述第三轴杆（5f）一端的焊枪夹具（6）；工作时通过调节第一轴杆（5b）与第一轴套（5a）的相对位置及方向、第二轴杆（5d）与第二轴套（5c）的相对位置及方向、和第三轴杆（5f）与第三轴套（5e）的相对位置及方向使焊枪（7）移动至对准两个金属圆形端面对接部位的圆形环缝。

8.根据权利要求7所述的弯头与直管焊接方法，其特征在于：所述旋转变位机构（4）还具有环形刻度标尺或刻度盘，所述机架（1）上还固定有用于协助读取所述刻度标尺或刻度盘数值的定位指示针。

9.根据权利要求8所述的弯头与直管焊接方法，其特征在于，还包括以下步骤：焊接开始时记录所述刻度标尺或刻度盘与定位指示针对准的数值，焊接后当记录的刻度标尺或刻度盘的数值与所述定位指示针重新对准后，停止焊接。

Images