CN104384651B - 热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热交换器U型管焊接用的工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，包括机架，所述机架上安装有火排装置组件、升降装置和控制系统，所述的火排装置组件为呈相对位置关系的两套，且火排装置组件与升降装置连接，所述的控制系统包括电控控制系统和气控控制系统，所述的电控控制系统与升降装置连接，所述的气控控制系统与火排装置组件连接。本发明热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，改变了简单流水线式的焊接方式，将直线轨道式焊接与工件定点式焊接相结合，且可以根据产品的自身规格将火排调节到最佳位置，实现焊接的最佳效果。

Description

热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备

技术领域

本发明涉及一种钎焊设备，具体是涉及一种在流水线上对热交换器进行工位定点火排摆动式焊接的火焰钎焊设备。

背景技术

在热交换器的U型管焊接工艺过程中，目前的焊接机大部分采用流水线式的焊接方式，即将需要焊接的产品放置在流水线上，产品一直随着流水线运动，当产品运动到焊机的焊接区域时，被焊工件从火排中间“流”过完成焊接，适用于“大量少批次”的生产，而对于“少量大批次”的生产则缺乏柔性。此类焊机难以实现上下游生产设备的自动化连接，作业人员较多。而且此类焊接方式焊接过程中火排喷管的位置是固定的，工件从火排前端“流”到火排末端的过程中，焊接区域的温度呈非均匀态分布，易造成焊接缺陷。目前此类流水线式火焰焊机的单个焊点不良率达到100ppm，整件不良率在2000～3000ppm。

因此，本领域急需改变此种简单流水线式的焊接方式，本发明由此产生。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种将流水线式焊接与工位定点焊接相结合的自动焊接机，改变传统简单流水线式的焊接方式，在产品的焊接过程中，将火排喷管的位置分为预热和焊接两段分别对应热交换器上U型管的不同位置，实现最佳的焊接效果。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，包括机架，所述机架上安装有火排装置组件、升降装置和控制系统，所述的火排装置组件为呈相对位置关系的两套，且火排装置组件与升降装置连接，所述的控制系统包括电控控制系统和气控控制系统，所述的电控控制系统与升降装置连接，所述的气控控制系统与火排装置组件连接。

所述的火排装置组件包括火排机构和火排机构安装架，所述火排机构安装在火排机构安装架上。

所述的火排机构包括火排安装板，所述的火排安装板安装在火排机构安装架上，所述火排安装板上安装有骑马夹管和火排垫板，所述骑马夹管上连接有若干个火排喷管，所述火排喷管位于火排垫板的下方；所述的气控控制系统包括若干个气控控制器，所述的火排喷管分成若干组，每一组火排喷管均与相应的气控控制器连接。

所述骑马夹管的下方安装有助焊剂总管，所述助焊剂总管上连接有若干个助焊剂喷管，所述的助焊剂喷管分成若干组，每一组助焊剂喷管均与相应的气控控制器连接。

所述的火排机构安装架包括前后调整底板，所述前后调整底板下方安装有缓冲器安装座和法兰无油轴套，所述缓冲器安装座上安装有缓冲器，所述法兰无油轴套上安装有第一滚珠丝杆，所述第一滚珠丝杆连接有第一伺服电机；所述的法兰无油轴套内安装有T型丝杆，所述T型丝杆一端安装有第一倾斜座，T型丝杆的另一端安装有T型丝杆固定板，所述第一倾斜座上连接有倾斜连接板，所述倾斜连接板上连接有倾斜中间板，所述倾斜中间板上连接有第二倾斜座，所述的第一倾斜座、倾斜连接板、倾斜中间板和第二倾斜座之间均通过旋转销连接；所述的T型丝杆固定板内安装有第二滚珠丝杆，所述第二滚珠丝杆的一端位于法兰无油轴套内，第二滚珠丝杆的另一端连接有第二伺服电机，第二滚珠丝杆上套装有中间过渡板、联轴器和第二伺服电机安装板，所述中间过渡板位于T型丝杆固定板的后方，所述联轴器位于T型丝杆固定板和第二伺服电机安装板之间；所述前后调整底板的一侧安装有摆动伺服电机安装座，所述摆动伺服电机安装座上安装有摆动伺服电机，所述摆动伺服电机的输出轴上安装有凸轮座，所述凸轮座上安装有摆动连接板。

所述的升降装置包括升降伺服电机，所述升降伺服电机连接有升降滚珠丝杆，所述的升降滚珠丝杆连接有升降架，所述升降架的一侧连接有拖链安装架，所述拖链安装架安装有拖链，所述升降架与火排装置组件连接，所述机架上设有直线导轨，所述升降架上安装有滑块，所述滑块沿着直线导轨上下滑动。

所述机架上安装有上下检测安装架，所述上下检测安装架上安装有感应块，所述感应块与升降伺服电机连接。

所述直线导轨的下端安装有安全支撑座。

所述的电控控制系统包括安装在电控箱安装架上的电控箱，所述的气控控制系统包括安装在气控箱安装架上的气控箱。

本发明的有益效果如下：

本发明热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，改变了传统的简单流水线式焊接方式，当被焊工件通过流水线运转到焊接工位时，将焊接产品固定在焊接区域进行焊接。本发明热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，通过与上下游生产设备的自动配合，可将整套生产线由原来的17人减少为3人，降低人工成本。

火排位置可以在焊接过程中的“预热”和“焊接”两个阶段进行上下自动调整，保证焊料更好的渗透进焊缝中以及更灵活地应对不同直径的U型管工件，从而使火焰加热位置更精确。同时火排喷管在焊接时可以通过摆动连接件进行小幅度摆动，克服了火排喷管中的火焰点状分布的弱点，使得火焰呈布状分布，使加热区域的热分布更均匀。单个焊点的不良率控制由100ppm降为50ppm，整件不良率由3000ppm降到1200ppm以内。

本设备可预先设定多种型号的产品所需的焊接参数，包括火排的高度、火排角度、火排间距、燃气流量、火排开启数量等参数，最多可保存30组数据。可以根据不同的热交换器型号的自身性能将火排喷管调节到最佳位置，实现焊接的最佳效果。满足同一条生产线多规格产品的生产需求。

考虑到焊接过程中的安全问题，本发明通过燃气传感器时刻监测设备周围的燃气浓度，当浓度大于设定值时，蜂鸣器报警，燃气自动切断。同时，考虑到焊接过程中可能出现的燃气已开通，但火排喷管点火失败的情况，可通过安装在火排附近的紫外线火焰传感器实现燃气的通断。

本发明在火排喷管的下方安装有助焊剂喷管，避免了焊接面的氧化，且助焊剂喷管和火排喷管均分成若干组，每一组火排喷管和助焊剂喷管均与相应的气控控制器连接，可以根据产品自身的规格自动选择开启或关闭哪几组火排喷管或助焊剂喷管，避免了燃气和助焊剂的浪费。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的后部结构示意图；

图3和图4为本发明中的火排装置组件的结构示意图；

其中，1为机架、2为火排安装板、3为骑马夹管、4为火排垫板、5为火排喷管、6为助焊剂总管、7为助焊剂喷管、8为前后调整底板、9为缓冲器安装座、10为法兰无油轴套、11为缓冲器、12为第一伺服电机、13为T型丝杆、14为第一倾斜座、15为T型丝杆固定板、16为倾斜连接板、17为倾斜中间板、18为第二倾斜座、19为旋转销、20为第二滚珠丝杆、21为第二伺服电机、22为中间过渡板、23为联轴器、24为第二伺服电机安装板、25为摆动伺服电机安装座、26为摆动伺服电机、27为凸轮座、28为摆动连接板、29为升降伺服电机、30为升降滚珠丝杆、31为升降架、32为拖链安装架、33为拖链、34为直线导轨、35为安全支撑座、36为电控箱安装架、37为电控箱、38为气控箱安装架、39为气控箱、40为上下检测安装架、41为感应块。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1-图4所示，本发明热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，包括机架1，机架1上安装有火排装置组件、升降装置和控制系统，火排装置组件为呈相对位置关系的两套，且火排装置组件与升降装置连接，控制系统包括电控控制系统和气控控制系统，电控控制系统与升降装置连接，气控控制系统与火排装置组件连接。通过燃气传感器时刻监测设备周围的燃气浓度，当浓度大于设定值时，蜂鸣器报警，燃气自动切断。当出现的燃气已开通，但火排喷管点火失败的情况，通过安装在火排附近的紫外线传感器实现燃气的通断。

本发明中的火排装置组件包括火排机构和火排机构安装架，火排机构安装在火排机构安装架上。

本发明中的火排机构包括火排安装板2，火排安装板2安装在火排机构安装架上，火排安装板2上安装有骑马夹管3和火排垫板4，骑马夹管3上连接有若干个火排喷管5，火排喷管5位于火排垫板4的下方；气控控制系统包括若干个气控控制器，火排喷管5分成若干组，每一组火排喷管5均与相应的气控控制器连接。在焊接过程中可以根据产品实际的宽度自动选择打开相应的气控控制器，实现火排的分段开启，避免因空烧现象而造成的原料浪费。

为防止焊接后的产品氧化，本发明中的骑马夹管3的下方安装有助焊剂总管6，助焊剂总管6上连接有若干个助焊剂喷管7，助焊剂喷管7分成若干组，每一组助焊剂喷管7均与相应的气控控制器连接。工作时，可以根据需要打开相应的气控控制器，即可在相应的产品上喷射助焊剂，有效防止焊接产品表面的氧化。

本发明中的火排机构安装架包括前后调整底板8，前后调整底板8下方安装有缓冲器安装座9和法兰无油轴套10，缓冲器安装座9上安装有缓冲器11，法兰无油轴套10上安装有第一滚珠丝杆（本发明附图中未标识），第一滚珠丝杆连接有第一伺服电机12，启动第一伺服电机12可以根据产品的厚度精确调节火排机构的前后距离；法兰无油轴套10内安装有T型丝杆13，T型丝杆13一端安装有第一倾斜座14，T型丝杆13的另一端安装有T型丝杆固定板15，第一倾斜座14上连接有倾斜连接板16，倾斜连接板16上连接有倾斜中间板17，倾斜中间板17上连接有第二倾斜座18，第一倾斜座14、倾斜连接板16、倾斜中间板17和第二倾斜座18之间均通过旋转销19连接；T型丝杆固定板15内安装有第二滚珠丝杆20，第二滚珠丝杆20的一端位于法兰无油轴套10内，第二滚珠丝杆20的另一端连接有第二伺服电机21，启动第二伺服电机21，倾斜连接板16在第二滚珠丝杆20的带动下上下调节，从而带动火排机构做更加精确的上下调节。第二滚珠丝杆20上套装有中间过渡板22、联轴器23和第二伺服电机安装板24，中间过渡板22位于T型丝杆固定板15的后方，联轴器23位于T型丝杆固定板15和第二伺服电机安装板24之间。

在焊接的过程中因为火排喷管中火焰的点状分布，容易造成焊接区域热分布的不均匀，本发明在前后调整底板8的一侧安装有摆动伺服电机安装座25，摆动伺服电机安装座25上安装有摆动伺服电机26，摆动伺服电机26的输出轴上安装有凸轮座27，凸轮座27上安装有摆动连接板28，在工作时带动火排喷管左右小幅摆动，使焊接温度均匀。

本发明中的升降装置包括升降伺服电机29，升降伺服电机29连接有升降滚珠丝杆30，升降滚珠丝杆30连接有升降架31，升降架31的一侧连接有拖链安装架32，拖链安装架32安装有拖链33，升降架31与火排装置组件连接，机架1上设有直线导轨34，升降架31上安装有滑块（本发明附图中未标识），滑块沿着直线导轨34上下滑动，可以根据产品实际的高度自动调节火排装置组件的位置。

本发明中的机架1上安装有上下检测安装架40，上下检测安装架40上安装有感应块41，感应块41与升降伺服电机29连接，可以精确判断火排装置组件的位置。

为增加火排装置组件在升降过程中的安全性，本发明中的直线导轨34的下端安装有安全支撑座35。

本发明中的电控控制系统包括安装在电控箱安装架36上的电控箱37，气控控制系统包括安装在气控箱安装架38上的气控箱39。电控箱37和气控箱39的具体结构、连接方式及其控制方式为本领域的公知性常识，此处不作赘述。

本发明在使用时，火排升降机构根据已存储好的对应产品参数调整到最佳焊接高度，然后通过第一伺服电机12调整好两个火排机构之间的距离，通过调节第二伺服电机21调节火排喷管5的角度。当检测到被焊工件通过流水线开始进入焊机时，火排点火；运转到焊接工位时，焊机通过检知开关检测到工件到位，自动将该工装工件脱离流水线实现工件定位；火排在小火状态下降到预热高度，火排摆动，用对应的火焰大小、时间等工艺参数进行预热；之后火排再下降到加热焊接高度，用对应的工艺参数进行加热焊接。焊接完成后，火焰马上变成小火状态避免产品再加热，火排停止摆动，火排机构上升复位。焊机在接收到下道工序可流入该工件的信号条件下，就控制该工件回到流水线，进入下一道工序，依此循环往复。

本发明热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，改变了传统简单流水线式的焊接方式，且可以根据产品的自身规格将火排喷管5调节到最佳位置，实现焊接的最佳效果。

本发明在火排喷管5的下方安装有助焊剂喷管7，避免了焊接面的氧化，且助焊剂喷管7和火排喷管5均分成若干组，每一组火排喷管5和助焊剂喷管7均与相应的气控控制器连接，可以根据产品自身的性能选择开启或关闭任意几组火排喷管5或助焊剂喷管7，避免了燃料和助焊剂的浪费。

本发明的火排喷管5在焊接时可以通过摆动连接件28进行小幅度摆动，克服了火排喷管5中的火焰点状分布的缺陷，使得加热区域的热分布更均匀。

上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，其特征在于：包括机架，所述机架上安装有火排装置组件、升降装置和控制系统，所述的火排装置组件为呈相对位置关系的两套，且火排装置组件与升降装置连接，所述的控制系统包括电控控制系统和气控控制系统，所述的电控控制系统与升降装置连接，所述的气控控制系统与火排装置组件连接；

所述的火排装置组件包括火排机构和火排机构安装架，所述火排机构安装在火排机构安装架上；

所述的火排机构安装架包括前后调整底板，所述前后调整底板下方安装有缓冲器安装座和法兰无油轴套，所述缓冲器安装座上安装有缓冲器，所述法兰无油轴套上安装有第一滚珠丝杆，所述第一滚珠丝杆连接有第一伺服电机；所述的法兰无油轴套内安装有T型丝杆，所述T型丝杆一端安装有第一倾斜座，T型丝杆的另一端安装有T型丝杆固定板，所述第一倾斜座上连接有倾斜连接板，所述倾斜连接板上连接有倾斜中间板，所述倾斜中间板上连接有第二倾斜座，所述的第一倾斜座、倾斜连接板、倾斜中间板和第二倾斜座之间均通过旋转销连接；所述的T型丝杆固定板内安装有第二滚珠丝杆，所述第二滚珠丝杆的一端位于法兰无油轴套内，第二滚珠丝杆的另一端连接有第二伺服电机，第二滚珠丝杆上套装有中间过渡板、联轴器和第二伺服电机安装板，所述中间过渡板位于T型丝杆固定板的后方，所述联轴器位于T型丝杆固定板和第二伺服电机安装板之间；所述前后调整底板的一侧安装有摆动伺服电机安装座，所述摆动伺服电机安装座上安装有摆动伺服电机，所述摆动伺服电机的输出轴上安装有凸轮座，所述凸轮座上安装有摆动连接板。

2.如权利要求1所述热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，其特征在于：所述的火排机构包括火排安装板，所述的火排安装板安装在火排机构安装架上，所述火排安装板上安装有骑马夹管和火排垫板，所述骑马夹管上连接有若干个火排喷管，所述火排喷管位于火排垫板的下方；所述的气控控制系统包括若干个气控控制器，所述的火排喷管分成若干组，每一组火排喷管均与相应的气控控制器连接。

3.如权利要求2所述热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，其特征在于：所述骑马夹管的下方安装有助焊剂总管，所述助焊剂总管上连接有若干个助焊剂喷管，所述的助焊剂喷管分成若干组，每一组助焊剂喷管均与相应的气控控制器连接。

4.如权利要求1所述热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，其特征在于：所述的升降装置包括升降伺服电机，所述升降伺服电机连接有升降滚珠丝杆，所述的升降滚珠丝杆连接有升降架，所述升降架的一侧连接有拖链安装架，所述拖链安装架安装有拖链，所述升降架与火排装置组件连接，所述机架上设有直线导轨，所述升降架上安装有滑块，所述滑块沿着直线导轨上下滑动。

5.如权利要求4所述热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，其特征在于：所述机架上安装有上下检测安装架，所述上下检测安装架上安装有感应块，所述感应块与升降伺服电机连接。

6.如权利要求4所述热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，其特征在于：所述直线导轨的下端安装有安全支撑座。

7.如权利要求1所述热交换器焊接用工件定点火排摆动式自动火焰钎焊设备，其特征在于：所述的电控控制系统包括安装在电控箱安装架上的电控箱，所述的气控控制系统包括安装在气控箱安装架上的气控箱。