CN107498155B - 一种灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具及应用方法 - Google Patents

一种灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具及应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及提供一种灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具及应用方法，包括可变频调速旋转机构、上封头定位法兰、筒身锁紧机构、焊接装置以及电气控制装置，所述上封头定位法兰固定上封头，所述上封头定位法兰与所述可变频调速旋转机构连接，所述上封头定位法兰还与所述筒身锁紧机构连接，所述筒身锁紧机构固定筒身，所述焊接装置活动伸入所述筒身内部与所述上封头连接处，可变频调速旋转机构由所述电气控制装置控制。本发明通过电极产生高温将灭火器的上封头和筒身两个介质结合面区域进行熔合焊接，不用填充焊丝，节省了焊丝的成本从而大大提高灭火器产品的市场竞争能力；同时焊接的方式采用内壁焊接，确保灭火器的上封头和筒身焊接后外观美观。

Description

一种灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具及应用方法
技术领域
本发明涉及灭火器生产辅助装置设备技术领域，具体涉及一种灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具及应用方法。
背景技术
灭火器是一种可携式灭火工具。灭火器内放置化学物品，用以救灭火灾。灭火器是常见的防火设施之一，存放在公众场所或可能发生火灾的地方，不同种类的灭火器内装填的成分不一样，是专为不同的火警而设。
市场上灭火器的上封头和筒身的焊接设备及夹具，通常采用外壁环缝焊的方式，通过CO2气体保护焊自动送丝焊接，而过大的环形焊缝并且显露在外面导致影响了产品的美观。有的采用内壁环缝焊也要填充焊丝进行焊接，大大增加了焊接成本。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具，包括可变频调速旋转机构、上封头定位法兰、筒身锁紧机构、焊接装置以及电气控制装置，所述上封头定位法兰固定上封头，所述上封头定位法兰与所述可变频调速旋转机构连接，所述上封头定位法兰还与所述筒身锁紧机构连接，且所述筒身锁紧机构固定筒身，所述焊接装置活动伸入所述筒身内部与所述上封头连接处，所述可变频调速旋转机构由所述电气控制装置控制。
作为优选，所述可变频调速旋转机构包括变频电机、驱动轴和连接法兰，所述驱动轴与所述变频电机的输出轴连接，所述驱动轴的尾部固定设有所述连接法兰，所述连接法兰与所述上封头定位法兰连接。
作为优选，所述筒身锁紧机构包括锁紧机构、活动半圆夹以及固定半圆夹，所述活动半圆夹与所述固定半圆夹通过所述锁紧机构活动连接；所述固定半圆夹包括第一半圆夹、安装板连接块、第一铰座以及第一半圆铜环，所述第一半圆铜环通过螺钉与所述第一半圆夹固定连接，所述第一半圆夹一端的外壁上设有所述第一铰座，所述第一半圆夹另一端的外壁上设有安装板连接块；所述活动半圆夹包括第二半圆夹、拉杆固定块、第二铰座以及第二半圆铜环，所述第二半圆铜环通过螺钉与所述第二半圆夹固定连接，所述第二半圆夹一端的外壁上设有所述铰座，所述第二铰座通过销与所述第一铰座活动连接，在所述第二半圆夹的另一端的外壁上还设有拉杆固定块，所述拉杆固定块设有两个，在两个所述的拉杆固定块间还设有拉杆；所述锁紧机构包括气缸、气缸安装板、铰座连接件、铰链挂钩以及拉杆，所述气缸安装板固定设在所述安装连接板的下端，在所述气缸安装板的下端设有气缸、所述气缸与所述铰座连接件连接，所述铰座连接件设在所述气缸安装板的上端，且所述铰座连接件还通过销活动连接有铰链挂钩，所述铰链挂钩与所述拉杆配对活动连接。固定半圆夹上安装有气缸，气缸驱动铰链挂钩对活动半圆夹进行锁紧；当气缸活塞杆伸出时，铰链挂钩向上运动脱离活动半圆夹上的拉杆，此时人手将活动半圆夹顺时针转动打开，当活动动半圆夹转动到铰链的死点时自动停止；打开状态下，整个活动半圆夹打开角度超过140度，保证活动半圆夹在打开情况下不会自动逆时针关闭，确保人员操作的安全。
作为优选，所述焊接装置采用等离子焊焊机和焊枪，且所述焊机采用氩弧焊机，所述焊枪活动伸入所述筒身内与所述上封头连接处。焊接采用氩弧焊气体保护焊或是等离子焊，通过电极（钨针等）产生高温将灭火器的上封头和筒身两个介质结合面区域进行熔合焊接，不用填充焊丝。相比传统采用CO2气体保护焊自动送丝进行焊接，由于节省了焊丝的成本从而大大提高灭火器产品的市场竞争能力；同时焊接的方式采用内壁焊接，确保灭火器的上封头和筒身焊接后的外观美观。
作为优选，所述筒身的尾部还设有活动顶锥。活动顶锥的作用是当往固定半圆夹中放置并定位好灭火器的上封头和筒身后，活动顶锥将筒身和上封头从右向左提供一个压紧的轴向力；当活动半圆夹在气缸作用下处于锁紧状态后，活动顶锥向后运动并撤离筒身轴线区域，以便下一步焊枪能前进运动到灭火器上封头和筒身的结合面部位进行焊接作业；活动顶锥的锥面可确保灭火器筒身对中且垂直地从右向左传递轴向力，以保证灭火器的上封头和筒身的环形面能很好地贴合在一起；另外，活动顶锥的锥面可适应不同规格的灭火器产品筒身的轴向定位并传递轴向压紧力。
作为优选，所述上封头定位法兰的定位面为上封头外形的仿形面。这样的设计是为了便于上封头定位法兰对灭火器上封头进行定位。
作为优选，所述驱动轴上设有气体旋转接头，所述驱动轴和所述连接法兰上设有相应气孔。这样可以保证焊接夹具上的气缸在旋转工作中能进行伸出和缩回动作。
作为优选，所述驱动轴、连接法兰、上封头定位法兰、所述筒身锁紧机构同轴。这几个零部件的同轴可保证在固定上封头与筒身后的上封头与筒身的同轴，提升焊接产品质量。
作为优选，所述活动半圆夹上设有凹槽，所述固定半圆夹上设有凸台，所述凸台与所述凹槽配合使用。当活动半圆夹逆时针旋转关闭时，凹槽和凸台进行配合使活动半圆夹和固定半圆夹能对中而不会产生轴向错位，从而保证两个半圆夹的同心度。
本发明还提供一种根据所述的灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具的应用方法，具体步骤如下：
（a）启动电源开关，将灭火器上封头放置至上封头定位法兰中进行定位；
（b）在步骤（a）之后，将灭火器的筒身放置至筒身锁紧机构中进行预定位；
（c）在步骤（b）之后，活动顶锥将灭火器的筒身和上封头从右向左作轴向压紧，使筒身和上封头的结合面贴合；
（d）在步骤（c）之后，将铰链挂钩挂在拉杆上，气缸活塞杆缩回并驱动铰链挂钩向下运动将活动半圆夹和固定半圆夹锁紧，使灭火器筒身和上封头的结合面轴向及径向被定位并处于保持状态；
（e）在步骤（d）之后，焊枪枪头沿灭火器的筒身轴线方向运动并对准灭火器筒身和上封头的结合面引弧进行焊接；
（f）在步骤（e）之后，可变频调速机构驱动整个焊接夹具逆时针匀速旋转；
（g）在步骤（f）之后，气缸活塞杆伸出，掰开铰链挂钩使其脱离拉杆，顺时针旋转打开活动半圆夹，取走灭火器筒身和上封头环缝焊接好的半成品；
（h）重复步骤（a）-(g)，直至加工完成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明将灭火器筒身与灭火器上封头通过筒身锁紧机构与上封头固定法兰进行同轴固定，采用氩弧焊气体保护焊或是等离子焊，通过电极（钨针等）产生高温将灭火器的上封头和筒身两个介质结合面区域进行熔合焊接，不用填充焊丝；相比传统采用CO2气体保护焊自动送丝进行焊接，由于节省了焊丝的成本从而大大提高灭火器产品的市场竞争能力；同时焊接的方式采用内壁焊接，确保灭火器的上封头和筒身焊接后的外观美观。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1的爆炸图；
图3为本发明的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例
如图1至图3所示，本发明最佳实施例的一种灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具，包括可变频调速旋转机构1、上封头定位法兰2、筒身锁紧机构3、焊接装置以及电气控制装置，所述上封头定位法兰1固定上封头6，所述上封头定位法兰2与所述可变频调速旋转机构1连接，所述上封头定位法兰2还与所述筒身锁紧机构3连接，且所述筒身锁紧机构3固定筒身5，所述焊接装置活动伸入所述筒身5内部与所述上封头6连接处8，所述可变频调速旋转机构1由所述电气控制装置控制。
作为优选，所述可变频调速旋转机构1包括变频电机11、驱动轴和连接法兰12，所述驱动轴与所述变频电机11的输出轴连接，所述驱动轴的尾部固定设有所述连接法兰12，所述连接法兰12与所述上封头定位法兰2连接。
作为优选，所述筒身锁紧机构3包括锁紧机构33、活动半圆夹31以及固定半圆夹32，所述活动半圆夹31与所述固定半圆夹32通过所述锁紧机构33活动连接；所述固定半圆夹32包括第一半圆夹322、安装板连接块321、第一铰座323以及第一半圆铜环324，所述第一半圆铜环324通过螺钉与所述第一半圆夹322固定连接，所述第一半圆夹322一端的外壁上设有所述第一铰座323，所述第一半圆夹322另一端的外壁上设有安装板连接块321；所述活动半圆夹31包括第二半圆夹312、拉杆固定块311、第二铰座313以及第二半圆铜环314，所述第二半圆铜环314通过螺钉与所述第二半圆夹312固定连接，所述第二半圆夹312一端的外壁上设有所述第二铰座313，所述第二铰座313通过销34与所述第一铰座323活动连接，在所述第二半圆夹312的另一端的外壁上还设有拉杆固定块311，所述拉杆固定块311设有两个，在两个所述的拉杆固定块311间还设有拉杆315；所述锁紧机构33包括气缸332、气缸安装板331、铰座连接件334、铰链挂钩333以及拉杆315，所述气缸安装板331固定设在所述安装连接板321的下端，在所述气缸安装板331的下端设有气缸332、所述气缸332与所述铰座连接件334连接，所述铰座连接件334设在所述气缸安装板331的上端，且所述铰座连接件334还通过销34活动连接有铰链挂钩333，所述铰链挂钩333与所述拉杆315配对活动连接。固定半圆夹上安装有气缸，气缸驱动铰链挂钩对活动半圆夹进行锁紧；当气缸活塞杆伸出时，铰链挂钩向上运动脱离活动半圆夹上的拉杆，此时人手将活动半圆夹顺时针转动打开，当活动动半圆夹转动到铰链的死点时自动停止；打开状态下，整个活动半圆夹打开角度超过140度，保证活动半圆夹在打开情况下不会自动逆时针关闭，确保人员操作的安全。
作为优选，所述焊接装置采用等离子焊焊机和焊枪7，且所述焊机采用氩弧焊机，所述焊枪7活动伸入所述筒身5内与所述上封头6连接处8。焊接采用氩弧焊气体保护焊或是等离子焊，通过电极（钨针等）产生高温将灭火器的上封头和筒身两个介质结合面区域进行熔合焊接，不用填充焊丝。相比传统采用CO2气体保护焊自动送丝进行焊接，由于节省了焊丝的成本从而大大提高灭火器产品的市场竞争能力；同时焊接的方式采用内壁焊接，确保灭火器的上封头和筒身焊接后的外观美观。
作为优选，所述筒身5的尾部还设有活动顶锥4。活动顶锥的作用是当往固定半圆夹中放置并定位好灭火器的上封头和筒身后，活动顶锥将筒身和上封头从右向左提供一个压紧的轴向力；当活动半圆夹在气缸作用下处于锁紧状态后，活动顶锥向后运动并撤离筒身轴线区域，以便下一步焊枪能前进运动到灭火器上封头和筒身的结合面部位进行焊接作业；活动顶锥的锥面可确保灭火器筒身对中且垂直地从右向左传递轴向力，以保证灭火器的上封头和筒身的环形面能很好地贴合在一起；另外，活动顶锥的锥面可适应不同规格的灭火器产品筒身的轴向定位并传递轴向压紧力。
作为优选，所述上封头定位法兰2的定位面为上封头6外形的仿形面。这样的设计是为了便于上封头定位法兰对灭火器上封头进行定位。
作为优选，所述驱动轴上设有气体旋转接头，所述驱动轴和所述连接法兰12上设有相应气孔。这样可以保证焊接夹具上的气缸在旋转工作中能进行伸出和缩回动作。
作为优选，所述驱动轴、连接法兰12、上封头定位法兰2、所述筒身锁紧机构3同轴。这几个零部件的同轴可保证在固定上封头与筒身后的上封头与筒身的同轴，提升焊接产品质量。
作为优选，所述活动半圆夹31上设有凹槽316，所述固定半圆夹32上设有凸台325，所述凸台325与所述凹槽316配合使用。当活动半圆夹逆时针旋转关闭时，凹槽和凸台进行配合使活动半圆夹和固定半圆夹能对中而不会产生轴向错位，从而保证两个半圆夹的同心度。
本发明还提供一种根据所述的灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具的应用方法，其特征在于，具体步骤如下：
（a）启动电源开关，将灭火器上封头6放置至上封头定位法兰2中进行定位；
（b）在步骤（a）之后，将灭火器的筒身5放置至筒身锁紧机构3中进行预定位；
（c）在步骤（b）之后，活动顶锥4将灭火器的筒身5和上封头6从右向左作轴向压紧，使筒身5和上封头6的结合面贴合；
（d）在步骤（c）之后，将铰链挂钩333挂在拉杆34上，气缸活塞杆缩回并驱动铰链挂钩333向下运动将活动半圆夹31和固定半圆夹32锁紧，使灭火器筒身和上封头的结合面轴向及径向被定位并处于保持状态；
（e）在步骤（d）之后，焊枪7枪头沿灭火器的筒身5轴线方向运动并对准灭火器筒身5和上封头6的结合面引弧进行焊接；
（f）在步骤（e）之后，可变频调速机构1驱动整个焊接夹具逆时针匀速旋转；
（g）在步骤（f）之后，气缸活塞杆伸出，掰开铰链挂钩使其脱离拉杆315，顺时针旋转打开活动半圆夹31，取走灭火器筒身5和上封头6环缝焊接好的半成品；
（h）重复步骤（a）-(g)，直至加工完成。
具体的工作原理如下：
1）启动电源开关。
2）各部件处于零位初始状态。（如图1所示）
3）人工将灭火器上封头放置到上封头定位法兰中进行定位。（如图1所示）
4）人工将灭火器筒身放置到固定半圆夹中进行预定位。（如图1所示）
5）活动顶锥动作将灭火器的筒身和上封头从右向左作轴向压紧，使筒身和上封头的结合面很好地贴合在一起。（如图2所示）
6）人工将铰链挂钩挂在拉杆上，气缸活塞杆缩回动作驱动铰链挂钩向下运动将活动半圆夹和固定半圆夹锁紧，保证灭火器筒身和上封头的结合面轴向及径向定位好并处于保持状态。（如图2所示）
7）焊枪枪头沿灭火器筒身轴线方向运动并向下对准灭火器筒身和上封头的结合面引弧进行焊接。（如图3所示）
8）可变频调速机构驱动整个焊接夹具逆时针匀速旋转。（如图3所示）
9）环缝焊接完成后，气缸活塞杆伸出动作，人工用手掰开铰链挂钩让它脱离拉杆，用手顺时针旋转打开活动半圆夹，拿走灭火器筒身和上封头环缝焊接好的半成品。（如图1所示）
10）重复2-9步骤。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具，其特征在于，包括可变频调速旋转机构(1)、上封头定位法兰(2)、筒身锁紧机构(3)、焊接装置以及电气控制装置，所述上封头定位法兰(2)固定上封头(6)，所述上封头定位法兰(2)与所述可变频调速旋转机构(1)连接，所述上封头定位法兰(2)还与所述筒身锁紧机构(3)连接，且所述筒身锁紧机构(3)固定筒身(5)，所述焊接装置活动伸入所述筒身(5)内部与所述上封头(6)连接处(8)，所述可变频调速旋转机构(1)由所述电气控制装置控制；
所述筒身锁紧机构(3)包括锁紧机构(33)、活动半圆夹(31)以及固定半圆夹(32)，所述活动半圆夹(31)与所述固定半圆夹(32)通过所述锁紧机构(33)活动连接；
所述固定半圆夹(32)包括第一半圆夹(322)、安装板连接块(321)、第一铰座(324)以及第一半圆铜环(323)，所述第一半圆铜环(323)通过螺钉与所述第一半圆夹(322)固定连接，所述第一半圆夹(322)一端的外壁上设有所述第一铰座(324)，所述第一半圆夹(322)另一端的外壁上设有所述安装板连接块(321)；
所述活动半圆夹(31)包括第二半圆夹(312)、拉杆固定块(311)、第二铰座(313)以及第二半圆铜环(314)，所述第二半圆铜环(314)通过螺钉与所述第二半圆夹(312)固定连接，所述第二半圆夹(312)一端的外壁上设有所述第二铰座(313)，所述第二铰座(313)通过销(34)与所述第一铰座(324)活动连接，在所述第二半圆夹(312)的另一端的外壁上还设有拉杆固定块(311)，所述拉杆固定块(311)设有两个，在两个所述的拉杆固定块(311)间还设有拉杆(315)；
所述锁紧机构(33)包括气缸(332)、气缸安装板(331)、铰座连接件(334)、铰链挂钩(333)以及拉杆(315)，所述气缸安装板(331)固定设在所述安装连接块(321)的下端，在所述气缸安装板(331)的下端设有气缸(332)、所述气缸(332)与所述铰座连接件(334)连接，所述铰座连接件(334)设在所述气缸安装板(331)的上端，且所述铰座连接件(334)还通过销(34)活动连接有铰链挂钩(333)，所述铰链挂钩(333)与所述拉杆(315)配对活动连接；
所述可变频调速旋转机构(1)包括变频电机(11)、驱动轴和连接法兰(12)，所述驱动轴与所述变频电机(11)的输出轴连接，所述驱动轴的尾部固定设有所述连接法兰(12)，所述连接法兰(12)与所述上封头定位法兰(2)连接；
所述焊接装置采用等离子焊焊机和焊枪(7)，且所述焊机采用氩弧焊机，所述焊枪(7)活动伸入所述筒身(5)内与所述上封头(6)连接处(8)；
所述筒身(5)的尾部还设有活动顶锥(4)，活动顶锥(4)的作用是当往固定半圆夹(32)中放置并定位好灭火器的上封头(6)和筒身(5)后，活动顶锥(4)将筒身(5)和上封头(6)从右向左提供一个压紧的轴向力；当活动半圆夹(31)在气缸(332)作用下处于锁紧状态后，活动顶锥(4)向后运动并撤离筒身(5)轴线区域，以便下一步焊枪能前进运动到灭火器上封头(6)和筒身(5)的结合面部位进行焊接作业；活动顶锥(4)的锥面可确保灭火器筒身(5)对中且垂直地从右向左传递轴向力，以保证灭火器的上封头(6)和筒身(5)的环形面能很好地贴合在一起；另外，活动顶锥(4)的锥面可适应不同规格的灭火器产品筒身的轴向定位并传递轴向压紧力。
2.根据权利要求1所述的灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具，其特征在于，所述上封头定位法兰(2)的定位面为上封头(6)外形的仿形面。
3.根据权利要求1所述的灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具，其特征在于，所述驱动轴上设有气体旋转接头，所述驱动轴和所述连接法兰(12)上设有相应气孔。
4.根据权利要求2或3所述任一项的灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具，其特征在于，所述驱动轴、连接法兰(12)、上封头定位法兰(2)、所述筒身锁紧机构(3)同轴。
5.根据权利要求2或3所述任一项的灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具，其特征在于，所述活动半圆夹(31)上设有凹槽(316)，所述固定半圆夹(32)上设有凸台(325)，所述凸台(325)与所述凹槽(316)配合使用。
6.一种根据权利要求1所述的灭火器上封头和筒身的内壁环缝焊接夹具的应用方法，其特征在于，具体步骤如下：
(a)启动电源开关，将灭火器上封头(6)放置至上封头定位法兰(2)中进行定位；
(b)在步骤(a)之后，将灭火器的筒身(5)放置至筒身锁紧机构(3)中进行预定位；
(c)在步骤(b)之后，活动顶锥(4)将灭火器的筒身(5)和上封头(6)从右向左作轴向压紧，使筒身(5)和上封头(6)的结合面贴合；
(d)在步骤(c)之后，将铰链挂钩(333)挂在拉杆(315)上，气缸活塞杆缩回并驱动铰链挂钩(333)向下运动将活动半圆夹(31)和固定半圆夹(32)锁紧，使灭火器筒身和上封头的结合面轴向及径向被定位并处于保持状态；
(e)在步骤(d)之后，焊枪(7)枪头沿灭火器的筒身(5)轴线方向运动并对准灭火器筒身(5)和上封头(6)的结合面引弧进行焊接；
(f)在步骤(e)之后，可变频调速旋转机构(1)驱动整个焊接夹具逆时针匀速旋转；
(g)在步骤(f)之后，气缸活塞杆伸出，掰开铰链挂钩使其脱离拉杆(315)，顺时针旋转打开活动半圆夹(31)，取走灭火器筒身(5)和上封头(6)环缝焊接好的半成品；
(h)重复步骤(a)-(g)，直至加工完成。
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