CN107824936B - 小直径管道内孔纵缝焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小直径管道内孔纵缝焊接装置，属于重熔焊接技术领域。本发明的横臂为中空结构，在所述横臂内部设置有摆杆，所述摆杆与所述横臂通过万向调节装置连接且可左右及上下摆动，所述焊枪安装在所述摆杆前端部且伸出所述横臂，所述焊嘴上下调整装置、焊嘴左右调整装置、焊嘴弧长跟踪装置、焊嘴横向摆动装置依次串联安装在所述横臂的后端，所述焊嘴横向摆动装置通过球头螺栓装置连接所述摆杆的后部。本发明大大减小了焊接横臂前端部位尺寸，使焊接横臂深入到小直径管道内部进行焊接，很好满足了小直径管道内孔纵缝重熔焊接的要求。

Description

小直径管道内孔纵缝焊接装置
技术领域
本发明涉及重熔焊接技术领域，尤其涉及一种适用于化工、空分等行业的小直径管道内孔纵缝焊接装置。
背景技术
在化工、空气分离设备中，广泛使用铝制管道进行流体输送。由于管道直径规格较多，因此多采用铝板下料、卷制、焊接工艺制作管道，卷制管道的最小直径为200mm。为提高管道焊接的外观及内在质量，在管道纵缝焊接完成后，为提高焊缝外观质量，需要进行焊缝重熔焊接。
管道重熔焊机的焊嘴在焊接时必须能够实现以下动作功能：焊嘴上下位置调整、焊嘴左右位置调整、焊嘴弧长自动跟踪、焊嘴横向连续摆动。每一种动作都需要一套单独的电机传动装置。一般市面上的该类焊机结构如下：焊接臂前端顺序串联安装焊嘴上下调整装置、焊嘴左右调整装置、焊嘴弧长跟踪装置、焊嘴横向摆动装置等部件，装置的最前端安装焊枪。由于焊接横臂前端安装了各种运动部件，每一种运动部件需要一套单独的电机及减速机驱动，因此尺寸体积较大，无法深入到管径小于300mm的管道内，致使小直径管道无法进行内孔焊缝重熔焊接。
发明内容
为克服上述技术问题，本发明提供了一种可焊接管径小于300mm管道的小直径管道内孔纵缝焊接装置。
为实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：
一种小直径管道内孔纵缝焊接装置，包括立柱、横臂、焊枪、焊嘴上下调整装置、焊嘴左右调整装置、焊嘴弧长跟踪装置、焊嘴横向摆动装置，所述横臂可在所述立柱上作上下左右连续移动，所述横臂为中空结构，在所述横臂内部设置有摆杆，所述摆杆与所述横臂通过万向调节装置连接且可左右及上下摆动，所述焊枪安装在所述摆杆前端部且伸出所述横臂，所述焊嘴上下调整装置、焊嘴左右调整装置、焊嘴弧长跟踪装置、焊嘴横向摆动装置依次串联安装在所述横臂的后端，所述焊嘴横向摆动装置通过球头螺栓装置连接所述摆杆的后端部，所述焊嘴上下调整装置、焊嘴左右调整装置、焊嘴弧长跟踪装置、焊嘴横向摆动装置的运动可通过所述球头螺栓装置传递至所述摆杆使所述摆杆做左右及上下摆动。
所述球头螺栓装置包括球头螺栓座及与所述球头螺栓座的圆柱内孔相匹配的球头螺栓，所述球头螺栓座连接在所述焊嘴横向摆动装置的滑座上，所述球头螺栓的球头安装在所述球头螺栓座的圆柱内孔内，所述球头螺栓的螺纹部位连接所述摆杆的后端部。
所述万向调节装置包括支座、摆环、垂直支撑螺钉、水平支撑螺钉、水平支撑钉，所述支座上端设置有锥形凹槽且孔装在所述摆杆上下两端的凸台上，所述摆环设置在所述摆杆的外侧且所述摆环的两侧中间设有锥形凹槽，所述摆环的上下两侧设置有贯通的螺纹孔，所述垂直支撑螺钉螺纹连接在所述摆环的螺纹孔内且所述垂直支撑螺钉的锥形压头与所述支座的锥形凹槽相匹配，所述水平支撑螺钉与所述水平支撑钉分别连接在所述横臂上且其二者的锥形压头与所述摆环两侧中间设置的锥形凹槽相匹配。
所述万向调节装置设置在所述摆杆的中点处。
本发明具有以下积极效果：
本发明大大减小了横臂前端部位尺寸，使横臂深入到小直径管道内部进行焊接，很好满足了小直径管道内孔纵缝重熔焊接的要求。
附图说明
附图1为本发明的主视结构示意图。
附图2为本发明的俯视结构示意图。
附图3为本发明的万向调节装置的剖视结构示意图。
附图4为本发明的球头螺栓装置的放大结构示意图。
附图5为本发明的摆环的剖面结构示意图。
附图6为本发明的球头螺栓座的剖面结构示意图。
1、立柱，2、横臂，3、球头螺栓，4、球头螺栓座，5、焊嘴弧长自动跟踪装置，6、焊枪横向摆动装置，7、焊嘴左右调整装置，8、焊嘴上下调整装置，9、摆杆，10、 垂直支撑螺钉，11、摆环，12、支座，13、焊枪，14、横臂伸缩驱动齿轮，15、水平支撑螺钉，16、水平支撑钉，17、直线运动导轨，18、横臂伸缩驱动齿条。
具体实施方式
参看附图1、2、3、4、5、6，一种小直径管道内孔纵缝焊接装置，包括立柱1、横臂2、焊枪13、焊嘴上下调整装置8、焊嘴左右调整装置7、焊嘴弧长自动跟踪装置5、焊嘴横向摆动装置6，所述横臂2可在所述立柱1上作上下左右连续移动。所述立柱1固定在地面上，动力装置能驱动所述横臂2作上下移动，工件定位夹紧、调整焊嘴与焊缝位置后，所述横臂2在横臂伸缩驱动齿轮14驱动下沿直线运动导轨17向前连续移动进行焊接加工；所述横臂2为中空结构，在所述横臂2内部设置有摆杆9，所述摆杆9与所述横臂2通过万向调节装置连接且可左右及上下摆动，所述焊枪13安装在所述摆杆9前端部且伸出所述横臂2，所述万向调节装置设置在所述摆杆9的中点处；所述焊嘴上下调整装置8、焊嘴左右调整装置7、焊嘴弧长自动跟踪装置5、焊嘴横向摆动装置6依次串联安装在所述横臂2的后端，所述横臂2的后端部安装所述焊嘴上下调整装置8的固定座，所述焊嘴左右调整装置7的固定座连接所述焊嘴上下调整装置8的活动座，按此方法依次连接所述焊嘴弧长自动跟踪装置6与所述焊嘴横向摆动装置5，每种装置都由各自电机及减速机单独驱动实现运动，各装置均可根据使用要求进行订制；所述焊嘴横向摆动装置6通过球头螺栓装置连接所述摆杆9的后端部，所述焊嘴上下调整装置8、焊嘴左右调整装置7、焊嘴弧长自动跟踪装置5、焊嘴横向摆动装置6的运动可通过所述球头螺栓装置传递至所述摆杆9使所述摆杆9做左右及上下运动。
所述球头螺栓装置包括球头螺栓座4及与所述球头螺栓座4的圆柱内孔相匹配的球头螺栓3，所述球头螺栓座4连接在所述焊嘴横向摆动装置6的滑座上，所述球头螺栓3的球头安装在所述球头螺栓座4的圆柱内孔内，所述球头螺栓3的螺纹部位连接所述摆杆9的后端部，所述摆杆9在所述万向调节装置的支撑，只能作上下、左右弧形摆动；各运动机构带动所述球头螺栓座4作直线运动，为避免两种运动产生干涉，采用所述球头螺栓座4的圆柱内孔与所述球头螺栓3的球头配合形式；所述摆杆9的运动是所述焊嘴上下调整装置8、焊嘴左右调整装置7、焊嘴弧长自动跟踪装置5、焊嘴横向摆动装置6运动的叠加。
所述万向调节装置包括支座12、摆环11、垂直支撑螺钉10、水平支撑螺钉15、水平支撑钉16，所述支座12的上端设置有锥形凹槽且孔装在所述摆杆9上下两端的凸台上，所述摆环11设置在所述摆杆9的外侧且所述摆环11的两侧中间设有锥形凹槽，所述摆环11的上下两侧设置有贯通的螺纹孔，所述垂直支撑螺钉10螺纹连接在所述摆环11的螺纹孔内且所述垂直支撑螺钉10的锥形压头与所述支座12的锥形凹槽相匹配，能够保证摆杆9相对摆环11作左右摆动；所述水平支撑螺钉15与所述水平支撑钉16分别连接在所述横臂2的侧壁上且其二者的锥形压头与所述摆环11两侧中间设置的锥形凹槽相匹配，保证所述摆环11相对所述横臂2作上下运动。因此，当所述摆杆9后端部在各调整运动装置的带动下作上下、左右运动时，所述摆杆9的前端部能够做同样的上下、左右运动，由于所述摆杆9的前端部固定所述焊枪13，因此所述焊枪13能够在各运动机构的驱动下实现不同需要的运动。
所述万向调节装置几乎承担了所述摆杆9、所述焊枪13等部件的全部重量，大为减轻各运动机构的静止、运动负荷，使运动部件运动更轻快、准确，使用寿命更长；十字型万向机构的所述万向调节装置能够实现所述摆杆9上下、左右自由摆动，保证了机构运动的可靠传递；所述摆杆9的摆动半径较大，达1m以上，焊枪所需的移动、摆动量很小，一般不大于10mm，因此在所述调整运动装置的驱动下，可以认为所述摆杆9的端部近似直线运动，也就是摆杆机构能将各调整运动装置的运动近似1:1传递给焊枪，保证焊接的正常进行。
由于所述横臂2的前端部通过所述摆杆9仅仅安装一个所述焊枪13，其径向尺寸大为减小，因此，能够伸进直径≥200mm的管径内进行管道纵缝重熔焊接，很好地解决了小直径管道内壁纵缝的重熔焊接问题；由于各调整运动装置布置在焊接横臂后端部，焊接时不需进入到管道内部，因此其结构尺寸不受限制，可以将运动部件设计出更高强度、进行更合理布置，使设备具有更长的使用寿命。
本发明的工作原理如下：
进行管道内壁重熔焊接时，首先，要将管道放置在滚轮架上调平，并将焊缝调整位于管道下侧；其次，移动横臂2，将焊枪13置于焊缝上方大致合适位置；之后，手动按钮调节焊嘴上下调整装置8，球头螺栓座4跟随运动，通过球头螺栓3带动摆杆9后端部上下移动，摆杆9前端部亦作相反方向移动，精确调整焊枪13与工件焊缝之间的垂直距离；同样道理，手动按钮调节焊嘴左右调整装置7，球头螺栓座4跟随运动，通过球头螺栓3带动摆杆9后端部作左右移动，摆杆9前端部亦作相反方向移动，精确调整焊枪13与工件焊缝水平中心位置，进行焊嘴与焊缝中心对中。
焊枪13在沿焊缝向前移动的同时，还需要进行左右摆动。焊枪横向摆动装置6的滑动块能够实现左右连续摆动。在重熔焊接过程中，焊枪横向摆动装置6带动球头螺栓座4作连续横向直线摆动，通过球头螺栓3带动摆杆9前端部作连续横向圆弧摆动，摆杆9前端部的焊枪13亦作连续横向圆弧摆动。
为保证重熔焊接质量的稳定，就需要保证焊嘴与工件之间的距离。在实际焊接过程中，受工件形状等因素影响，焊嘴与工件的距离会发生变化，为解决这一问题，通常的方法就是增加弧长跟踪反馈系统，利用焊嘴与工件距离变化引起焊接电流的变化进行信号反馈，通过自动跟踪系统，自动调整焊嘴与工件距离。焊嘴弧长自动跟踪装置5带动球头螺栓座4上下移动，通过球头螺栓3带动摆杆9后端部上下移动，摆杆9前端部的焊枪13亦作上下跟踪移动。

Claims (1)

1.一种小直径管道内孔纵缝焊接装置，包括立柱、横臂、焊枪、焊嘴上下调整装置、焊嘴左右调整装置、焊嘴弧长跟踪装置、焊嘴横向摆动装置，所述横臂可在所述立柱上作上下左右连续移动，其特征在于：
所述横臂为中空结构，在所述横臂内部设置有摆杆，所述摆杆与所述横臂通过万向调节装置连接且可左右及上下摆动，所述焊枪安装在所述摆杆前端部且伸出所述横臂，所述焊嘴上下调整装置、焊嘴左右调整装置、焊嘴弧长跟踪装置、焊嘴横向摆动装置依次串联安装在所述横臂的后端，所述焊嘴横向摆动装置通过球头螺栓装置连接所述摆杆的后端部，所述焊嘴上下调整装置、焊嘴左右调整装置、焊嘴弧长跟踪装置、焊嘴横向摆动装置的运动可通过所述球头螺栓装置传递至所述摆杆使所述摆杆做左右及上下摆动；
所述球头螺栓装置包括球头螺栓座及与所述球头螺栓座的圆柱内孔相匹配的球头螺栓，所述球头螺栓座连接在所述焊嘴横向摆动装置的滑座上，所述球头螺栓的球头安装在所述球头螺栓座的圆柱内孔内，所述球头螺栓的螺纹部位连接所述摆杆的后端部；
所述万向调节装置包括支座、摆环、垂直支撑螺钉、水平支撑螺钉、水平支撑钉，所述支座上端设置有锥形凹槽且孔装在所述摆杆上下两端的凸台上，所述摆环设置在所述摆杆的外侧且所述摆环的两侧中间设有锥形凹槽，所述摆环的上下两侧设置有贯通的螺纹孔，所述垂直支撑螺钉螺纹连接在所述摆环的螺纹孔内且所述垂直支撑螺钉的锥形压头与所述支座的锥形凹槽相匹配，所述水平支撑螺钉与所述水平支撑钉分别连接在所述横臂上且其二者的锥形压头与所述摆环两侧中间设置的锥形凹槽相匹配；
所述万向调节装置设置在所述摆杆的中点处。
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