CN104625521A - 核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备 - Google Patents

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郭彦辉
田玉鑫
李刚
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Abstract

本发明涉及自动焊接领域，尤其涉及对核电站钢制安全壳进行全位置自动焊接用的轨道设备。为降低核电站中自动焊焊接成本，本发明提出一种核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，该轨道设备包括导轨、传动齿条和若干支撑结构；导轨由半刚性的金属材料制成，该导轨的顶面上设置有安装传动齿条用的齿槽，导轨上位于齿槽两侧的侧面设置为导向面；传动齿条嵌置并固定在导轨上的齿槽中；支撑结构包括可吸附到待焊接钢制安全壳上的吸附体和支撑梁，该支撑梁的两端与吸附体连接；导轨架设并固定在支撑梁上，并通过吸附体固定在待焊接钢制安全壳上。这样的轨道设备适用范围广，重复利用率高，降低了核电站中自动焊焊接的成本。

Description

核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备
技术领域
本发明涉及自动焊接领域，尤其涉及对核电站钢制安全壳进行全位置自动焊接用的轨道设备。
背景技术
现有的自动焊轨道根据适用对象分类，主要有两大类：1、适用于管道焊接用的自动焊轨道；2、适用于大直径容器焊接用自动焊轨道。
适用于管道焊接用的自动焊轨道一般是如图1所示的圆环形的刚性轨道01，该刚性轨道01的直径为d轨，该刚性轨道01适用的管道的直径为d管，且d管＝d轨±25mm，由此可见，该刚性轨道的使用范围较小。在使用该刚性轨道时，需先将其套设在待焊接的管道上，并使用螺栓抵紧该刚性轨道的外壁或内壁，将该刚性轨道临时固定在待焊接管道上，或者通过焊接将该刚性轨道固定在待焊接管道上。这样，不论是使用螺栓还是通过焊接对刚性轨道进行固定，都会对刚性轨道造成损伤，甚至是永久性损伤，导致刚性轨道的使用寿命缩短。
适用于大直径容器焊接用的自动焊轨道一般是如图2所示的刚性且一次成型的轨道02，该轨道02的曲率半径与待焊接工件的曲率半径必须相等，比如，当待焊接工件为曲率半径为30m的容器时，轨道02的曲率半径也必须是30m，否则无法使用自动焊机沿该轨道02前进对待焊接工件进行焊接。由此可见，该种刚性且一次成型的轨道02仅适用于一种特定型号的待焊接工件，使用范围小，重复利用率低，进而导致焊接成本较高。
发明内容
为降低核电站中自动焊焊接成本，本发明提出一种核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，该轨道设备包括导轨、传动齿条和若干支撑结构；所述导轨由半刚性的金属材料制成，且该导轨的顶面上设置有安装所述传动齿条用的齿槽，所述导轨上位于所述齿槽两侧的侧面设置为导向面；所述传动齿条嵌置并固定在所述导轨上的齿槽中；所述支撑结构包括可吸附到待焊接钢制安全壳上的吸附体和支撑梁，该支撑梁的两端与所述吸附体连接；所述导轨架设并固定在所述支撑梁上，并通过所述吸附体固定在所述待焊接钢制安全壳上。这样的轨道设备中导轨的曲率可根据待焊接钢制安全壳的曲率进行调整，适用范围广，重复利用率高，降低了核电站中自动焊焊接的成本；该轨道设备通过吸附体吸附到待焊接钢制安全壳上，在使用完毕后，不会对待焊接钢制安全壳及轨道设备本性造成损伤，使用寿命长。
优选地，所述导轨由钛合金材料或超硬铝合金材料制成。这样的导轨强度高，韧性好，且耐腐蚀性能好，尤其是使用超硬铝合金材料制作导轨，制作成本更为低廉。
优选地，所述导轨的底部设置有与所述齿槽延伸方向一致的通槽。这样，可以节省制作导轨所耗费的材料，降低制作成本。
优选地，所述支撑梁上设置有支撑块并通过该支撑块与所述导轨连接。进一步地，所述支撑块容纳在所述导轨的底部的通槽中。这样，可提高架设在支撑结构上导轨的稳固性，以避免因导轨固定不稳而影响自动焊机的行走机构前进。
优选地，所述吸附体为强力磁铁块，且该吸附体与所述支撑梁通过螺栓连接。这样，支撑结构可直接通过吸附体的磁力吸附在待焊接钢制安全壳上，使用时，轨道设备安装方便快捷。
优选地，所述支撑梁为门形框架结构，且该支撑梁通过两侧框与所述吸附体连接。这样，可根据需要调整支撑结构的高度，同时节约制作吸附体用的强磁力材料。
优选地，所述吸附体包括真空吸盘和连杆，该连杆竖直设置在所述真空吸盘的顶部并与所述支撑梁垂直连接，且所述连杆上设置有与所述真空吸盘连通的通气孔。这样，在使用时，位于真空吸盘内的空气可直接通过通气孔排出，从而使真空吸盘吸附到待焊接钢制安全壳上。进一步地，所述通气孔通过气管与空气压缩机连接。这样，在使用时，可使用空气压缩机将位于真空吸盘内的空气完全吸出，使吸附体更为紧密的吸附在待焊接钢制安全壳上，从而使轨道设备更牢固的固定在待焊接钢制安全壳上。
优选地，所述支撑梁呈方管状，该支撑梁上设置有气管引出孔，且该支撑梁的顶部设置有定位孔。这样，连接连杆和空气压缩机用的气管从支撑梁中穿出，可避免气管在支撑结构附近盘绕，妨碍施工人员操作；导轨可直接通过螺栓与支撑梁连接并固定在支撑梁上，简单方便。
本发明核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，采用半刚性金属材料制成导轨，并使用若干个支撑结构将该导轨架设起来，且支撑结构采用吸附体吸附到待焊接钢制安全壳上。这样，在使用该导轨设备对不同曲率的待焊接钢制安全壳进行焊接时，可根据需要调整导轨的曲率，使用范围广，且重复利用率高，降低了核电站中自动焊焊接的成本；该轨道设备通过吸附体吸附到待焊接钢制安全壳上，在使用完毕后，不会对待焊接钢制安全壳及轨道设备本性造成损伤，使用寿命长。在导轨的底部设置延伸方向与导轨上安装传动齿条的齿槽一致的通槽，以节约制作导轨所需的耗材，降低制作成本。在支撑梁上设置支撑块，且该支撑块可容纳在导轨底部的通槽中，从而提高导轨安装到支撑梁上后稳固性，以避免因导轨安装不稳定而影响自动焊机的行走机构在导轨上前进。吸附体采用强力磁力材料制成，可直接通过吸附体本身具有的磁力吸附到待焊接钢制安全壳上；吸附体采用真空吸盘吸附到待焊接钢制安全壳上，这样的吸附体在吸附到待焊接的钢制安全壳上时，均不会对钢制安全壳造成损伤。
附图说明
图1为现有技术中适用于管道焊接用的自动焊轨道的结构示意图；
图2为现有技术中使用于大直径容器焊接用的自动焊轨道的结构示意图；
图3为本发明核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备的第一实施例的结构示意图；
图4为图3中所示的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备中的传动齿条的结构示意图；
图5为图3中所示的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备中的支撑结构的装配示意图；
图6为本发明核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备的第二实施例的结构示意图；
图7为图6中所示的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备中的支撑结构的装配示意图。
具体实施方式
现结合附图3-7对核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备进行详细描述。
第一实施例：
如图3所示，核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备包括导轨1、传动齿条2和若干支撑结构3，传动齿条2安装在导轨1上，且导轨1架设并固定在支撑结构3上。
如图3所示，导轨1采用半刚性的金属材料制成，且导轨1的顶面上设置有安装传动齿条2用的齿槽11，导轨1上位于齿槽11两侧的侧面设置为导向面，该导向面与自动焊机的行走机构向配合，从而使自动焊接在其行走机构的带动下沿导轨前进实施焊接操作。导轨1采用半刚性的金属材料制成，该处的半刚性的金属材料具体指的是刚度在刚性金属材料和柔性金属材料之间的金属材料，这样，在使用该核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备时，该导轨1的曲率可根据待焊接的钢制安全壳的曲率进行调整，适用于不同曲率的待焊接钢制安全壳，使用范围广，重复利用率高，降低焊接成本。优选用钛合金材料或超硬铝合金材料制作导轨1，这样，制成的导轨强度高，韧性好，且耐腐蚀性能好，尤其是使用超硬铝合金材料制作导轨1，价格更为低廉。优选地，在导轨1的底部设置有与齿槽11的延伸方向一致的通槽12。这样，可以节省制作导轨所耗费的材料，降低制作成本。
如图3和4所示，传动齿条2嵌置并固定在导轨1上的齿槽11中，且该传动齿条2上的传动齿21与自动焊机的行走机构中的传动齿轮相互啮合，以使自动焊机的行走机构在传动齿轮的转动过程中沿导轨1前进。优选地，传动齿条2采用淬火的合金钢材料制成，这样的传动齿条2硬度大，耐磨性能好，使用寿命长。
如3和5所示，支撑结构3包括用于吸附到待焊接钢制安全壳上的吸附体31和支撑梁32，且该支撑梁32的两端与吸附体31连接。吸附体31为由强力磁铁材料制成的块状结构，这样，支撑梁32通过吸附体31吸附在待焊接钢制安全壳上，不会对钢制安全壳造成损伤。优选地，支撑梁32与吸附体31通过螺栓连接，连接方便且稳定。优选地，支撑梁32为呈门形框架结构，该支撑梁32通过两个侧框与吸附体31连接，且该支撑梁32位于两个吸附体31之间。这样，可根据需要调整支撑结构的高度，同时节约制作吸附体31用的强磁力材料。优选地，在支撑梁32上设置有支撑块33，并通过该支撑块33与导轨1连接，以提高导轨1在支撑梁32上的稳固性。优选地，支撑块33可容纳到导轨1底部的通槽12中，这样，可进一步提高导轨1在支撑梁32上的稳固性，方便自动焊机的行走机构沿导轨前进。
第二实施例：
如图3和6所示，该实施例中的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备与第一实施例中的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备的区别在于，该实施例中，支撑结构3中的吸附体31包括真空吸盘311并通过该真空吸盘311吸附在待焊接钢制安全壳上，也不会对钢制安全壳造成损伤。
如图6和7所示，支撑结构3中的吸附体31包括真空吸盘311和连杆312，该连杆312竖直设置在真空吸盘311的顶部并与支撑梁32垂直连接，且连杆312上设置有与真空吸盘311连通的通气孔(图中未示出)。这样，在使用时，可通过连杆312上的通气孔将真空吸盘311与待焊接钢制安全壳之间的空气排出使真空吸盘311紧密吸附在待焊接钢制安全壳上。优选地，连杆312上的通气孔通过气管313与空气压缩机(图中未示出)连接。这样，在使用时可通过空气压缩机将真空吸盘311与待焊接钢制安全壳之间的空气吸出，使真空吸盘311能够更牢固地吸附在待焊接钢制安全壳上。优选地，支撑结构3中的支撑梁32呈方管状，且该支撑梁32的顶部设置有定位孔321，以便于将架设在支撑梁32上导轨1通过螺栓固定。优选地，在支撑梁32上设置有气管引出孔322。这样，连接连杆312上的通气孔和空气压缩机用的气管313从支撑梁32中穿过并从该气管引出孔322中引出后再与空气压缩机连接，可避免气管313在支撑结构3附近盘绕，影响施工人员操作。

Claims (10)

1.一种核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，其特征在于，该轨道设备包括导轨、传动齿条和若干支撑结构；所述导轨由半刚性的金属材料制成，且该导轨的顶面上设置有安装所述传动齿条用的齿槽，所述导轨上位于所述齿槽两侧的侧面设置为导向面；所述传动齿条嵌置并固定在所述导轨上的齿槽中；所述支撑结构包括可吸附到待焊接钢制安全壳上的吸附体和支撑梁，该支撑梁的两端与所述吸附体连接；所述导轨架设并固定在所述支撑梁上，并通过所述吸附体固定在所述待焊接钢制安全壳上。
2.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，其特征在于，所述导轨由钛合金材料或超硬铝合金材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，其特征在于，所述导轨的底部设置有与所述齿槽延伸方向一致的通槽。
4.根据权利要求3所述的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，其特征在于，所述支撑梁上设置有支撑块并通过该支撑块与所述导轨连接。
5.根据权利要求4所述的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，其特征在于，所述支撑块容纳在所述导轨的底部的通槽中。
6.根据权利要求3所述的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，其特征在于，所述吸附体为强力磁铁块，且该吸附体与所述支撑梁通过螺栓连接。
7.根据权利要求6所述的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，其特征在于，所述支撑梁为门形框架结构，且该支撑梁通过两侧框与所述吸附体连接。
8.根据权利要求3所述的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，其特征在于，所述吸附体包括真空吸盘和连杆，该连杆竖直设置在所述真空吸盘的顶部并与所述支撑梁垂直连接，且所述连杆上设置有与所述真空吸盘连通的通气孔。
9.根据权利要求8所述的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，其特征在于，所述通气孔通过气管与空气压缩机连接。
10.根据权利要求9所述的核电站钢制安全壳全位置自动焊接用轨道设备，其特征在于，所述支撑梁呈方管状，该支撑梁上设置有气管引出孔，且该支撑梁的顶部设置有定位孔。
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