CN106392260A - 管型件内壁堆焊设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管型件内壁堆焊设备包括管件夹持单元，用于固定管型件并可使管型件能够绕管型件的轴心线做旋转运动；管型件堆焊单元，用于实现对管型件内壁的可靠堆焊；焊缝质量检测单元，用于对完成堆焊的管型件内壁的焊缝质量检测；管型件堆焊单元和焊缝质量检测单元均设置于支撑架上，支撑架可旋转的安装在行走单元上；行走单元，用于靠近或远离所述管型件；控制单元，用于控制行走单元的运行速度和管型件夹持单元的运行速度使安装在行走单元上的管型件堆焊单元对管型件内壁被可靠堆焊。本发明的设备实行管型件内壁耐磨材料的自动焊接，且能够对焊接完成的管型件进行质量检测，提高了工作效率。

Description

管型件内壁堆焊设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及堆焊设备领域，具体而言涉及一种管型件内壁堆焊设备及其控制方法。

背景技术

在电力、冶金、矿山、建材等行业，当采用管道输送灰渣、煤粉、矿精粉、混凝土浆等物料时，输送管道内壁不仅承受严重的磨损，有时还要承受较大的压力，在这种工况条件下，普通钢管极易磨损破裂，使用寿命短，而且所需要的钢管尺寸较长。

通常情况下，为了节约成本，所述钢管通常采用两块直板堆叠，其中外层板为不锈钢板，内层板为耐磨板焊接后通过旋转、卷压，使之形成圆筒状，对形成卷取后的圆筒通过焊接使之成为无缝钢管，但是所述无缝钢管的焊接到钢板的厚度和无缝钢管的内径的限制，当无缝钢管厚度较大，而无缝钢管的内径较小时，无缝钢管无法卷取，不能达到使用要求。

为了适应上述工作条件，目前一种切实有效的办法是在普通碳素钢管内壁堆焊耐磨层，从而生产出一种高耐磨复合输送管道，这种输送管道使用范围广，需求量大，如果采用手工焊接，不仅生产效率低，工作条件差，而且堆焊质量无法保证，当管道直径相对较小时，焊工根本无法进入管道内进行堆焊作业，且管道的长度较长时，焊工无法达到所需要的焊接空间，造成输送管道的长度不能满足使用需求。

采用以上技术方案实现输送管道的制造，由于输送管道的长度较长，焊缝的质量无法得到及时的检测，通常会产生焊缝质量实际不满足条件的输送管道进入使用；或者在焊接完成后，通过质量检测部门的检测，将不符合条件的输送管道送入原加工地点再次焊接；若输送管道的焊缝无法进行修复，则将此根输送管道报废，造成了加工材料和生产时间上的浪费。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够实行管型件内壁耐磨材料的自动焊接，且能够对焊接完成的管型件进行质量检测的管型件内壁堆焊设备及控制方法。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明提出一种一种管型件内壁堆焊设备，其特征在于，所述设备包括控制单元、行走单元、管型件夹持单元、管型件堆焊单元、焊缝质量检测单元，其中：

管件夹持单元，用于固定管型件并可使管型件能够绕管型件的轴心线做旋转运动；

管型件堆焊单元，用于实现对管型件内壁的可靠堆焊；

焊缝质量检测单元，用于对完成堆焊的管型件内壁的焊缝质量检测；

所述管型件堆焊单元和焊缝质量检测单元均设置于支撑架上，所述支撑架可旋转的安装在行走单元上；

行走单元，用于靠近或远离所述管型件；

控制单元，用于控制行走单元的运行速度和管型件夹持单元的运行速度使安装在行走单元上的管型件堆焊单元对管型件内壁被可靠堆焊；

其中，若焊缝质量检测单元检测到管型件内壁焊缝质量不合格，则将相关的焊缝质量不合格位置处坐标发送给控制单元，焊缝质量检测完成后，控制单元控制管型件堆焊单元对焊缝不合格位置处进行再次焊接，使之达到焊缝质量。

进一步地，前述的行走单元包括底架和安装在底架上的行走架，其中，

所述底架由两根横梁和至少两根侧边固定连接组成；

所述行走架包括设置在底架上的轨道、支撑部组成，所述支撑部与所述轨道相配合用于使安装在行走架上的管型件堆焊单元和焊缝质量检测单元能够远离或靠近管型件。

进一步地，前述的支撑架包括旋转部、固定部，其中，

所述固定部设置于所述行走架上，所述旋转部通过转轴与所述固定部相连接，所述转轴与设置于行走架上的驱动电机相连接。

进一步地，前述的固定部的任意两侧边上分别设置有调节管型件堆焊单元、焊缝质量检测单元相对地面高度的高度调节装置，所述高度调节装置上均设置有夹持部，所述夹持部用于固定管型件堆焊单元和焊缝质量检测单元。

进一步地，前述的管型件堆焊单元设置于所述夹持部内，且所述管型件堆焊单元的两端均伸出所述夹持部，管型件堆焊单元的一端设置有可收缩的焊枪，所述焊枪上设置有送丝机构；管型件堆焊单元的另一端连接有送丝架，所述送丝架与夹持部之间设置有光滑段，所述光滑段上设置有使焊枪保持平衡的平衡块。

进一步地，前述的管件夹持单元包括支撑装置、锁紧装置、驱动装置，其中，

所述支撑装置固定设置于行走装置上；

所述锁紧装置用于夹持管型件；

所述驱动装置通过轴连接锁紧装置，驱动装置用于驱动所述锁紧装置，并使安装在锁紧装置上的管型件绕管型件的轴心线旋转。

进一步地，前述的管型件内壁堆焊设备还设置有管型件支撑架，所述支撑架可移动的设置于所述行走装置上。

进一步地，前述的焊缝质量检测单元为超声波检测装置。

进一步地，前述的焊缝质量检测单元为射线检测装置。

本发明的另一方面提出一种管型件内壁堆焊设备的控制方法，该方法包括：

固定管型件并可使管型件能够绕管型件的轴心线做旋转运动；

用于实现对管型件内壁的可靠堆焊；

用于对完成堆焊的管型件内壁的焊缝质量检测；

所述管型件堆焊单元和焊缝质量检测单元均设置于支撑架上，所述支撑架可旋转的安装在行走单元上；

行走单元使管型件堆焊单元或焊缝质量检测单元靠近或远离所述管型件；

控制行走单元的运行速度和管型件夹持单元的运行速度使安装在行走单元上的管型件堆焊单元对管型件内壁被可靠堆焊；

其中，若焊缝质量检测单元检测到管型件内壁焊缝质量不符合要求，则焊缝质量检测单元将焊缝质量不合格位置处的坐标发送给控制单元，控制单元焊缝质量检测完成后，控制单元控制管型件堆焊单元对焊缝不合格位置处进行再次焊接，使之达到焊缝质量。

由以上技术方案可知，本发明提供的管型件内壁堆焊设备的优点是：

1、采用本发明的管型件内壁堆焊设备加工的输送管路代替了传统平板堆焊后进行卷板焊接的管类，能够满足不同的使用工况下对管路的不同需求。

2、采用本发明的管型件内壁堆焊设备后能够对管型件的内壁堆焊各种耐磨材料，且该设备能够满足管型件长度过长和/或管型件内径过小的情形人工不能进行焊接的情况。

3、采用自动控制的方式实现管型件内壁耐磨材料的自动焊接，焊层均匀、晶粒细化，焊接质量得到满足。

4、本发明的设备能够实现对不可接头的管件的一次性堆焊。

5、本发明的设备对焊接完成后的管型件内壁的耐磨材料进行质量检测，避免了通常情况下需要将焊接完成的管型件送到质量部门进行检测，若检测不合格需要再次焊接或直接报废的情况，提高了工作效率。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明的管型件内壁堆焊设备的结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

如图1所示，本发明提出的一种管型件内壁堆焊设备，所述设备包括控制单元1、行走单元2、管型件夹持单元、管型件堆焊单元10、焊缝质量检测单元11，其中：管件夹持单元，用于固定管型件14并可使管型件14能够绕管型件的轴心线做旋转运动；管型件堆焊单元10，用于实现对管型件内壁的可靠堆焊；焊缝质量检测单元11，用于对完成堆焊的管型件14内壁的焊缝质量检测；所述管型件堆焊单元10和焊缝质量检测单元11均设置于支撑架上，所述支撑架可旋转的安装在行走单元2上；行走单元2，用于靠近或远离所述管型件14；控制单元1，用于控制行走单元2的运行速度和管型件夹持单元的运行速度使安装在行走单元2上的管型件堆焊单元10管型件14内壁被可靠堆焊。

其中，若焊缝质量检测单元11检测到管型件14内壁焊缝质量不合格，则将相关的焊缝质量不合格位置处坐标发送给控制单元1，焊缝质量检测完成后，控制单元1控制管型件堆焊单元10对焊缝不合格位置处进行再次焊接，使之达到焊缝质量。

其中当焊缝质量检测单元11检测到堆焊后的焊缝层存在沙眼、缩孔、较大面积的空洞或较深的裂纹时，焊缝质量检测单元11记录相关的位置参数，并将之传送给控制单元1，控制单元1根据所采集到的数据，调用管型件堆焊单元10对相关位置出进行再次焊接，使焊接完成后的管型件不存在沙眼、缩孔、较大面积的空洞或较深的裂纹，提高了管型件的使用寿命。

管型件夹持单元包括夹持管型件14的夹持部，连接夹持部和驱动电机的旋转轴5，所述旋转轴5通过底盘3固定，所述底盘3固定设置于行走单元2上。

进一步的实施例中，所述行走单元2包括底架和安装在底架上的行走架，其中，所述底架由两根横梁和至少两根侧边固定连接组成；所述行走架包括设置在底架上的轨道、支撑部组成，所述支撑部与所述轨道相配合用于使安装在行走架上的管型件堆焊单元10和焊缝质量检测单元11能够远离或靠近管型件。

其中行走架除本发明公开的轨道和支撑部相配合的方式外还可以通过齿轮齿条相啮合的方式实现行走架的移动，使之满足使用需求。

进一步的实施例中，所述支撑架包括旋转部8、固定部9，其中，所述固定部8设置于所述行走架上，所述旋转部8通过转轴与所述固定部9相连接，所述转轴与设置于行走架上的驱动电机相连接。

进一步的实施例中，所述固定部9的任意两侧边上分别设置有调节管型件堆焊单元10、焊缝质量检测单元11相对地面高度的高度调节装置，所述高度调节装置上均设置有夹持部15，所述夹持部15用于固定管型件堆焊单元10和焊缝质量检测单元11。

其中，所述固定部9为方型管件，所述高度调节装置包括夹持部15和在夹持部背面相对设置的升降台，所述升降台为安装在方型管件的丝杠，所述夹持部的背面设置有与所述丝杠相配合的滑块，夹持部的尺寸与焊缝质量检测单元和管型件堆焊单元的尺寸相配合。

高度调节装置相对固定部的运动可以采用自动控制方案，即所述夹持部通过电机驱动，使丝杠旋转，同时高度调节装置也可以采用齿轮齿条相配合的方式实现高度的调节。

进一步的方案中，管型件堆焊单元10设置于所述夹持部15内，且所述管型件堆焊单元10的两端均伸出所述夹持部15，管型件堆焊单元10的一端设置有可收缩的焊枪，所述焊枪上设置有送丝机构；管型件堆焊单元10的另一端连接有送丝架13，所述送丝架13与夹持部15之间设置有光滑段，所述光滑段上设置有使焊枪保持平衡的平衡块12。

焊枪为中空状管件，焊丝通过焊枪的中空状管件送到焊枪的前端，焊枪的前端设置有焊炬。

同时本方案中还可设置有气体保护装置，气体保护装置的送气管道通过中空状管件将保护气体输送到焊枪的前端，同时也可以采用将气体保护装置和焊丝输送机构放置于中空状管件的外部。

进一步的实施例，所述管件夹持单元包括支撑装置、锁紧装置、驱动装置，其中，所述支撑装置固定设置于行走装置上；所述锁紧装置用于夹持管型件；所述驱动装置通过轴连接锁紧装置，驱动装置用于驱动所述锁紧装置，并使安装在锁紧装置上的管型件14绕管型件14的轴心线旋转。

进一步的实施例中，所述管型件14内壁堆焊设备还设置有管型件支撑架7，所述管型件支撑架7可移动的设置于所述行走装置上，所述管型件支撑架7主要适用于当管型件长度较长的情况下支撑管型件14，避免出现管型件14不在同一直线范围内，不能可靠的焊接的情况。

管型件支撑架7可调节高度，管型件支撑架7为Y型，其中Y型管型支撑架7的直线端一端设置于行走装置2上，Y型管型支撑架7的另一端与管型件相接触，用于支撑管型件14。

管型件支撑架7为可收缩的管件，所述可收缩的管件之间通过螺纹件实现连接。

当管型件14长度较短时，管型件支撑架7可以通过行走单元上的轨道移动到

进一步的实施例中，所述焊缝质量检测单元11为超声波检测装置或射线检测装置。

一种管型件内壁堆焊设备的控制方法，该方法包括：固定管型件14并可使管型件14能够绕管型件14的轴心线做旋转运动；用于实现对管型件14内壁的可靠堆焊；用于对完成堆焊的管型件14内壁的焊缝质量检测；所述管型件堆焊单元10和焊缝质量检测单元11均设置于支撑架上，所述支撑架可旋转的安装在行走单元2上；行走单元2使管型件堆焊单元10或焊缝质量检测单元11靠近或远离所述管型件14；控制行走单元2的运行速度和管型件夹持单元的运行速度使安装在行走单元2上的管型件堆焊单元10对管型件14内壁被可靠堆焊；

其中，若焊缝质量检测单元11检测到管型件14内壁焊缝质量不符合要求，则焊缝质量检测单元11将焊缝质量不合格位置处的坐标发送给控制单元1，焊缝质量检测完成后，控制单元1控制管型件堆焊单元10对焊缝不合格位置处进行再次焊接，使之达到焊缝质量。

管型件内壁堆焊设备的通过如下方法和步骤实现管型件的堆焊和焊缝质量检测：

将管型件通过夹持部固定于管型件夹持单元上，调节高度调节装置，使固定部9上设置的管型件堆焊单元10的焊枪的轴心线相对地面的高度比管型件的靠近地面的内壁相对地面的高度高1.5厘米，便于对管型件14的内壁进行堆焊。

按下操作按钮，驱动电机带动旋转轴5旋转，夹持部上设置的管型件14旋转，带动使管型件夹持单元管型件夹持单元包括夹持管型件14的夹持部，连接夹持部和驱动电机的旋转轴5，所述旋转轴5通过底盘3固定，所述底盘3固定设置于行走单元2上。当驱动电机旋转10秒后，控制单元控制行走单元2，使安装在行走单元2上的管型件堆焊单元10靠近管型件14，管型件14旋转，管型件堆焊单元10对管型件14内壁堆焊，当管型件14内壁的直径段堆焊完成后控制单元1使管型件堆焊单元10向远离管型件方向移动，其中管型件14移动。

Claims (10)

1.一种管型件内壁堆焊设备，其特征在于，所述设备包括控制单元、行走单元、管型件夹持单元、管型件堆焊单元、焊缝质量检测单元，其中：

管型件夹持单元，用于固定管型件并可使管型件能够绕管型件的轴心线做旋转运动；

管型件堆焊单元，用于实现对管型件内壁的可靠堆焊；

焊缝质量检测单元，用于对完成堆焊的管型件内壁的焊缝质量检测；

所述管型件堆焊单元和焊缝质量检测单元均设置于支撑架上，所述支撑架可旋转的安装在行走单元上；

行走单元，用于靠近或远离所述管型件；

控制单元，用于控制行走单元的运行速度和管型件夹持单元的运行速度使安装在行走单元上的管型件堆焊单元对管型件内壁被可靠堆焊；

按下控制单元上设置的操作按钮，管型件夹持单元带动管型件旋转，管型件夹持单元的旋转速度、行走单元的行走速度与管型件内壁的耐磨层厚度呈正比；

当管型件内壁完成堆焊后，焊枪收缩，控制单元1控制行走单元2运动到安全位置，焊缝质量检测单元与管型件堆焊单元位置互换，使焊缝质量检测单元靠近管型件，焊缝质量检测单元对管型件内壁堆焊的耐磨层进行检测，当检测到不合格堆焊位置处，焊缝质量检测单元将相关的位置信息发送给控制单元，控制单元保存相关的数据，当焊缝质量检测单元完成焊缝质量检测后，焊缝质量检测单元关闭，行走单元运动到安全位置；

焊缝质量检测单元与管型件堆焊单元位置互换，使管型件堆焊单元靠近管型件，控制单元根据保存的质量不合格位置使管型件堆焊单元对不合格位置处进行补焊，焊接完成后行走单元运动到安全位置；再次调用焊缝质量检测单元对管型件内壁的焊缝质量进行检测直至焊缝质量满足质量要求。

2.根据权利要求1所述的管型件内壁堆焊设备，其特征在于，所述行走单元包括底架和安装在底架上的行走架，其中，

所述底架由两根横梁和至少两根侧边固定连接组成；

所述行走架包括设置在底架上的轨道、支撑部组成，所述支撑部与所述轨道相配合用于使安装在行走架上的管型件堆焊单元和焊缝质量检测单元能够远离或靠近管型件。

3.根据权利要求1所述的管型件内壁堆焊设备，其特征在于，所述支撑架包括旋转部、固定部，其中，

所述固定部设置于所述行走架上，所述旋转部通过转轴与所述固定部相连接，所述转轴与设置于行走架上的驱动电机相连接。

4.根据权利要求3所述的管型件内壁堆焊设备，其特征在于，所述固定部的任意两侧边上分别设置有调节管型件堆焊单元、焊缝质量检测单元相对地面高度的高度调节装置，所述高度调节装置上均设置有夹持部，所述夹持部用于固定管型件堆焊单元和焊缝质量检测单元。

5.根据权利要求4所述的管型件内壁堆焊设备，其特征在于，所述管型件堆焊单元设置于所述夹持部内，且所述管型件堆焊单元的两端均伸出所述夹持部，管型件堆焊单元的一端设置有可收缩的焊枪，所述焊枪上设置有送丝机构；管型件堆焊单元的另一端连接有送丝架，所述送丝架与夹持部之间设置有光滑段，所述光滑段上设置有使焊枪保持平衡的平衡块。

6.根据权利要求1所述的管型件内壁堆焊设备，其特征在于，所述管型件夹持单元包括支撑装置、锁紧装置、驱动装置，其中，

所述支撑装置固定设置于行走装置上；

所述锁紧装置用于夹持管型件；

所述驱动装置通过轴连接锁紧装置，驱动装置用于驱动所述锁紧装置，并使安装在锁紧装置上的管型件绕管型件的轴心线旋转。

7.根据权利要求1或6所述的管型件内壁堆焊设备，其特征在于，所述管型件内壁堆焊设备还设置有管型件支撑架，所述支撑架可移动的设置于所述行走装置上。

8.根据权利要求2所述的管型件内壁堆焊设备，其特征在于，所述焊缝质量检测单元为超声波检测装置。

9.根据权利要求2所述的管型件内壁堆焊设备，其特征在于，所述焊缝质量检测单元为射线检测装置。

10.一种根据权利要求1至6任一权利要求所述的管型件内壁堆焊设备的控制方法，其特征在于，该方法包括：

固定管型件并可使管型件能够绕管型件的轴心线做旋转运动；

对管型件内壁堆焊；

对完成堆焊的管型件内壁的焊缝进行质量检测；

所述管型件堆焊单元和焊缝质量检测单元均设置于支撑架上，所述支撑架可旋转的安装在行走单元上；

行走单元使管型件堆焊单元或焊缝质量检测单元靠近或远离所述管型件；

控制行走单元的运行速度和管型件夹持单元的运行速度使安装在行走单元上的管型件堆焊单元对管型件内壁被可靠堆焊；

其中，若焊缝质量检测单元检测到管型件内壁焊缝质量不符合要求，则焊缝质量检测单元将焊缝质量不合格位置处的坐标发送给控制单元，控制单元焊缝质量检测完成后，控制单元控制管型件堆焊单元对焊缝不合格位置处进行再次焊接，使之达到焊缝质量。