CN106392466B - 一种多功能板板焊接模拟试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能板板焊接模拟试验装置，按照试验工艺流程包括一组双头拆卷机、拉送辊、七辊矫平机、一组钢带双侧刨边机、钢带自动对中辊、递送辊道、活套递送入料辊、活套出料辊、开口角调控装置、挤压焊接装置、保压辊、拉送辊、剪切装置和下料台架。矫平刨边后的被加工钢带通过递送辊送入挤压焊接装置，试验焊接过程的模拟试验。本发明的多功能板板焊接模拟试验装置，不仅可以对高频焊管生产机组和各种带钢新材料的可焊性试验进行模拟，而且可对不同材质、不同规格尺寸的带钢进行开口角、挤压力及倾角的检测与调节，提高生产线调整焊接工艺参数的效率，降低调试过程中对生产原料的消耗，节约生产成本，缩短产品研发周期。

Description

一种多功能板板焊接模拟试验装置
技术领域：
本发明涉及一种工程管材焊接技术领域，具体涉及一种多功能板板焊接模拟试验装置。
背景技术：
随着石油行业的技术发展，对高品质的石油管道需求日趋强烈，需要对不同钢级、不同材质板材的焊接工艺以及可焊性进行试验研究，从而得到性能更加优良的石油管材。
目前，国内焊接实验装置的焊接工艺基本上是埋弧焊接，针对石油管材如连续油管及套管的高频焊接工艺是无法在实验室实现模拟的，同时也无法实现焊接速度、开口角、挤压力的检测与调节。
而现有制管企业生产线进行的大量焊接试验，在调试过程中不仅增加了生产原料的消耗和试制的准备时间，而且增加了试验设备的维护保养费用等，增加生产成本。
发明内容：
为了克服上述缺点，本发明的目的是提供一种多功能板板焊接模拟试验装置，实现石油管材在不同材质下焊接速度、开口角、挤压力的检测与调节；模拟新产品开发中焊接工艺和试验材料的可焊性研究，缩短产品研发周期，降低试验成本。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种多功能板板焊接模拟试验装置，包括一组双头拆卷机、拉送辊、七辊矫平机、一组钢带双侧刨边机、钢带自动对中辊、递送辊道、活套递送入料辊、活套出料辊、开口角调控装置、挤压焊接装置、保压辊、拉送辊、剪切装置和下料台架；按照试验工艺顺序，各设备摆放顺序入下双头拆卷机、拉送辊、七辊矫平机、一组钢带双侧刨边机、钢带自动对中辊、递送辊道、活套递送入料辊、活套出料辊、开口角调控装置、挤压焊接装置、保压辊、拉送辊、剪切装置和下料台架。
本发明的有益效果：
1、采用本发明的多功能板板焊接模拟试验装置不仅可以对高频焊管生产机组进行模拟，而且可以对各种带钢新材料的可焊性试验进行模拟。
2、本发明的开口角调控装置通过前调整辊和后调整辊相互配合完成开口角的调整，挤压焊接装置包括前挤压辊、中挤压辊和后挤压辊，这样可对不同材质、不同规格尺寸的带钢进行开口角、挤压力及倾角的的检测与调节。
3、采用本发明的多功能板板焊焊接模拟试验装置模拟生产焊接工艺技术，可以提高生产线调整焊接工艺参数的效率，降低调试过程中对生产原料的消耗，节约生产成本，缩短产品研发周期。
附图说明：
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为多功能板板焊接模拟试验装置结构示意图；
图2为开口角调整装置主视图；
图3为开口角调整装置俯视图；
图4为挤压焊接装置主视图；
图5为挤压焊接装置俯视图；
附图标记说明：1-双头拆卷机、2-第一拉送辊、3-七辊矫平机、4-钢带双侧刨边机、5-钢带自动对中辊、6-递送辊道、7-活套递送入料辊、8-活套出料辊、9-开口角调控装置、10-挤压焊接装置、11-保压辊、12-第二拉送辊、13-钢带剪切装置、14-下料台架、15-钢带、16-前调整辊、17-后调整辊、18-夹辊、19-第一底座、20-调节丝杠、21-电动机构、22-驼峰装置、23-调整辊、24-框架、25-电动丝杠、26-第一挤压辊、27-第二底座、28-升降丝杠、29-横向丝杠、30-第二挤压辊、31-立辊、32-第三底座、33-丝杠、34-前挤压辊、35-中挤压辊、36-后挤压辊、37-第四底座、38-伺服驱动装置、39-压辊、40-侧辊、41-辊架、42-力传感器、43-角度调节丝杠、44-耐高温塑料保护罩、45-不锈钢气网。
具体实施方式：
如图1所示的一种多功能板板焊焊接模拟试验装置包括一组双头拆卷机1、第一拉送辊2、七辊矫平机3、一组钢带双侧刨边机4、钢带自动对中辊5、递送辊道6、活套递送入料辊7、活套出料辊8、开口角调控装置9、挤压焊接装置10、保压辊11、第二拉送辊12、钢带剪切装置13、下料台架14。
拆卷机1将两条被焊钢带15进行拆卷，通过第一拉送辊2将拆卷机1拆开的带状钢带进入七辊矫平机3进行矫平；娇平后钢带通过第一拉送辊2将钢带送入到刨边机4，刨边机4根据钢带宽度进行调整完成对被加工钢带15的铣边及铣切焊接坡口，通过第一拉送辊2将刨完后的钢带先后送入钢带自动对中辊5，防止钢带15偏离中心，之后进入递送辊道6，通过递送辊道6将钢带15送到活套递送入料辊7与活套出料辊8使钢带15自然松弛实现活套功能，之后钢带15进入开口角调整装置6与将两条钢带15分开完成开口角的调整；通过送辊道6将钢带15送入挤压焊接装置10对钢带进行高频焊接、TIG焊、MIG焊等焊接方式，焊接后钢带15经过保压辊11进行焊缝保压，继成型机组后钢带通过第二拉送辊12将钢带15拉出，钢带15拉出后进入剪切装置13装置将钢带15切断后进入下料台架。
如图2所示的开口角调控装置9由前调整辊16与后调整辊17组成。前调整辊包括夹辊18、第一底座19、调节丝杠20及电动机构21。夹辊18与第一底座19相连，第一底座19与调节丝杠20相连接，通过电动调节丝杠宽度调整完成开口角的初调节。后调整辊包括驼峰装置22、调整辊23、框架24、电动丝杠25，驼峰装置22、调整辊23与框架相连，电动丝杠25与驼峰装置22相连。驼峰装置22包括第一挤压辊26、第二底座27、升降丝杠28、横向丝杠29，第一挤压辊26与第二底座27相连，升降丝杠28、横向丝杠29固定与第二底座27；调整辊包括第二挤压辊30、立辊31、第三底座32及丝杠33，立辊31为固定式与第三底座32相连，第二挤压辊30与丝杠33相连，丝杠33与第三底座32相连。
如图3所示的上述的焊接装置，包括前挤压辊34、中挤压辊35及后挤压辊36，每组挤压辊装置均由第四底座37、伺服驱动装置38、压辊39、侧辊40、辊架41、力传感器42、角度调节丝杠43、耐高温塑料保护罩44、不锈钢气网45。侧辊40与压辊39相连固定在辊架41上，辊架41与第四底座37相连，伺服驱动装置38与辊架41相连，力传感器42安装在辊架41上并与侧辊40相连，伺服驱动装置38固定在辊架41，角度调节丝杠43与辊架41相连固定在第四底座37底部，耐高温塑料保护罩44固定在中挤压辊35及后挤压辊36的辊架41上，不锈钢气网45固定在压辊39底部。
试验的具体步骤如下：
(1)上料：由挂吊工配合天车工将存放在原料堆放区的钢带卷分别给双头开卷机的两侧上各吊放一卷。
(2)拆卷：启动拆卷机铲刀铲开钢带卷料头并将其导/送入待料状态的矫平机夹送辊。
(3)矫平：夹送辊压下后往矫平机送料，同时启动矫平机，可反复缓慢调整矫平辊的压下量，直到送出矫平机的钢带目视平整度符合实验要求。
(3)刨边：由刨边机对每条钢带的两边缘进行刨削。
(4)开口角调整：开口角调整辊将钢带夹紧，开口角测量设备采用开口角测量仪，固定在后开口角调整辊上，测量数据通过上位机传输到开口角调整辊的伺服驱动装置上，伺服驱动装置驱动丝杠移动，前调整辊与后调整辊相互配合，使开口角满足要求。当钢带的钢级高或者壁厚较厚时，可以调整驼峰的与调整辊的距离，降低钢带由于相交而带来的应力。
(5)倾斜度调整：前挤压辊、中挤压辊及后挤压辊同时夹住钢带，上位机将参数传输给伺服驱动装置，伺服驱动装置调整通过角度调整丝杠调整辊角度实现倾斜度调整。
(6)焊接区域保护气氛：当焊接需要保护气时，可将耐高温塑料保护罩固定在中挤压辊及后挤压辊之间，将整个区域完全覆盖，保护气体气体由钢带下部的不锈钢气网实现气体的填充，焊机机头深入进保护罩内实现焊接。
(7)下料：焊接后的钢带由后夹送辊拉行并切断下料。
根据需要可实现：模拟钢带开口角在2°～10°之间变化时的焊接质量；模拟钢带可实现开倾斜度：0°～－10°之间变化时的焊接质量；焊接区域内可实现保护气氛，如氩气、氮气、氦气单一气体、两种或三种气
以上所述，仅为本发明的较佳具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，对于熟悉本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (4)

1.一种多功能板板焊接模拟试验装置，其特征在于：包括一组双头拆卷机(1)、第一拉送辊(2)、七辊矫平机(3)、一组钢带双侧刨边机(4)、钢带自动对中辊(5)、递送辊道(6)、活套递送入料辊(7)、活套出料辊(8)、开口角调控装置(9)、挤压焊接装置(10)、保压辊(11)、第二拉送辊(12)、剪切装置(13)和下料台架(14)；按照试验工艺顺序，各设备摆放顺序如下：双头拆卷机、第一拉送辊、七辊矫平机、钢带双侧刨边机、钢带自动对中辊、递送辊道、活套递送入料辊、活套出料辊、开口角调控装置、挤压焊接装置、保压辊、第二拉送辊、剪切装置和下料台架；
所述开口角调控装置(9)包括前调整辊(16)和后调整辊(17)，前调整辊(16)和后调整辊(17)相互配合完成开口角的调整；
所述挤压焊接装置(10)包括前挤压辊(34)、中挤压辊(35)和后挤压辊(36)，所述前中后挤压辊(34、35、36)均由第四底座(37)、伺服驱动装置(38)、压辊(39)、侧辊(40)、辊架(41)、力传感器(42)、角度调节丝杠(43)和不锈钢气网(45)组成；伺服驱动装置(38)与辊架(41)固定相连，压辊(39)与侧辊(40)相连并固定在辊架(41)上，力传感器(42)安装在辊架(41)上并与侧辊(40)相连，角度调节丝杠(43)与辊架(41)相连固定在第四底座(37)底部，不锈钢气网(45)固定在压辊(39)底部。
2.根据权利要求1所述的多功能板板焊接模拟试验装置，其特征在于：所述前调整辊(16)包括夹辊(18)、第一底座(19)、调节丝杠(20)和电动机构(21)，夹辊(18)和调节丝杠(20)与第一底座(19)相连，调节丝杠(20)通过电动机构(21)完成开口角的初调节；所述后调整辊(17)包括驼峰装置(22)、调整辊(23)、框架(24)和电动丝杠(25)，驼峰装置(22)和调整辊(23)与框架(24)相连，电动丝杠(25)与驼峰装置(22)相连。
3.根据权利要求2所述的多功能板板焊接模拟试验装置，其特征在于：所述驼峰装置(22)包括第一挤压辊(26)、第二底座(27)、升降丝杠(28)和横向丝杠(29)，第一挤压辊(26)与第二底座(27)相连，升降丝杠(28)和横向丝杠(29)固定在第二底座(27)上；所述调整辊(23)包括第二挤压辊(30)、立辊(31)、第三底座(32)和丝杠(33)，立辊(31)与第三底座(32)固定相连，第二挤压辊(30)与丝杠(33)相连，丝杠(33)与第三底座(32)相连。
4.根据权利要求1所述的多功能板板焊接模拟试验装置，其特征在于：所述挤压焊接装置(10)还包括耐高温塑料保护罩(44)，耐高温塑料保护罩(44)固定在中挤压辊(35)和后挤压辊(36)的辊架(41)上。
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