CN108422066A - 大规格厚壁有缝弯头自动焊装置 - Google Patents

Abstract

大规格厚壁有缝弯头自动焊装置属于自动焊装置技术领域，尤其涉及一种大规格厚壁有缝弯头自动焊装置。本发明提供一种可解决有缝弯头采用手工焊接方式存在的焊接量大、容易产生缺陷且效率低的问题的大规格厚壁有缝弯头自动焊装置。本发明包括悬臂式可升降伸缩装置、埋弧自动焊机、变位机支座、翻转式变位机、弯头装夹平台和置弯头夹紧部件，其结构要点悬臂式可升降伸缩装置的升降的悬臂上设置埋弧自动焊机，埋弧自动焊机下方设置变位机支座，变位机支座上端设置翻转式变位机，翻转式变位机的上部旋转盘与弯头夹装平台相连接，弯头夹装平台上设置弯头夹紧部件。

Description

大规格厚壁有缝弯头自动焊装置

技术领域

本发明属于自动焊装置技术领域，尤其涉及一种大规格厚壁有缝弯头自动焊装置。

背景技术

随着经济的发展和技术的进步，各行各业对于能源的需求日益增长。近年来，环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向，火电行业在“上大压小”的政策导向下积极推进产业结构优化升级，关闭大批能效低、污染重的小火电机组，电站锅炉向高参数、大容量方向发展。相对应的电站锅炉的四大管道的规格均相应增大。目前，电站锅炉的四大管道冷段部分的管道弯头可采用有缝弯头的结构，随着电站锅炉容量的增大，相应的弯头的规格、弯头曲率半径和弯头壁厚均增大，且弯头焊缝的焊接质量要求极高，不允许出现缺陷。采用传统的手工焊方式，焊接量极大，容易产生缺陷，而且效率极低，因此实现大规格厚壁有缝弯头自动焊非常必要。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种可解决有缝弯头采用手工焊接方式存在的焊接量大、容易产生缺陷且效率低的问题的大规格厚壁有缝弯头自动焊装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括悬臂式可升降伸缩装置、埋弧自动焊机、变位机支座、翻转式变位机、弯头装夹平台和置弯头夹紧部件，其结构要点悬臂式可升降伸缩装置的升降的悬臂上设置埋弧自动焊机，埋弧自动焊机下方设置变位机支座，变位机支座上端设置翻转式变位机，翻转式变位机的上部旋转盘与弯头夹装平台相连接，弯头夹装平台上设置弯头夹紧部件。

作为一种优选方案，本发明所述弯头夹紧部件包括弯头夹紧压板和弯头定位座，弯头夹紧压板设置在弯头的两端，弯头定位座设置在弯头背弧侧和内弧侧；所述弯头夹紧部件为两组，对称设置在弯头装夹平台两侧，每组弯头夹紧部件对应一个弯头。

作为另一种优选方案，本发明所述弯头夹装平台上设置有弯头曲率半径尺寸线；弯头曲率半径尺寸线间距50mm一条，设置范围为R500mm至R2000mm。

作为另一种优选方案，本发明所述悬臂式可升降伸缩装置采用型号CZ-6×6悬臂式可升降伸缩装置，埋弧自动焊机采用型号ZD5-1250埋弧自动焊机。

作为另一种优选方案，本发明所述埋弧自动焊机包括埋弧自动焊机机箱、焊剂箱、埋弧自动焊机机头和送丝装置，埋弧自动焊机的埋弧自动焊机机箱和焊剂箱放置在铁皮柜子中，铁皮柜子通过螺栓固定在悬臂式可升降伸缩装置的悬臂一端，埋弧自动焊机机头和送丝装置通过固定钢板和螺栓组件固定在悬臂式可升降伸缩装置的悬臂另一端；自动焊机机箱和焊剂箱与埋弧自动焊机机头和送丝装置通过电缆及焊剂输送软管连接。

所述变位机支座通过螺栓与翻转式变位机相连接。

作为另一种优选方案，本发明所述弯头夹装平台上设置有与翻转式变位机旋转盘上的夹装槽相匹配的旋转盘连接固定槽，弯头夹装平台与翻转式变位机通过T型槽螺栓、翻转式变位机旋转盘上的夹装槽、旋转盘连接固定槽连接固定。

作为另一种优选方案，本发明所述弯头夹装平台上设置有起始弯头夹紧压板滑动槽，弯头夹装平台上以起始弯头夹紧压板滑动槽为起始端顺时针依次布置有30度弯头夹紧压板滑动槽、45度弯头夹紧压板滑动槽、60度弯头夹紧压板滑动槽、90度弯头夹紧压板滑动槽，起始弯头夹紧压板滑动槽与30度弯头夹紧压板滑动槽之间的弯头夹装平台上设置有第一弯头定位座滑动槽，60度弯头夹紧压板滑动槽与90度弯头夹紧压板滑动槽之间的弯头夹装平台上设置有第二弯头定位座滑动槽。

作为另一种优选方案，本发明所述弯头夹紧压板包括夹紧压板和T型槽螺栓紧固件，T型槽螺栓紧固件的小头端向上穿过夹紧压板并旋有螺母；所述起始弯头夹紧压板滑动槽、30度弯头夹紧压板滑动槽、45度弯头夹紧压板滑动槽、60度弯头夹紧压板滑动槽、90度弯头夹紧压板滑动槽为与T型槽螺栓紧固件相配合的T型槽，T型槽两端为取放T型槽螺栓紧固件的大槽端；所述T型槽螺栓紧固件的大头端置于T型槽内，夹紧压板下端压于弯头下端内壁上。

其次，本发明所述弯头定位座包括定位座筋板；定位座底板和T型槽螺栓紧固件，定位座底板一侧设置定位座筋板，定位座底板另一侧设置T型槽螺栓紧固件，T型槽螺栓紧固件的小头端向上穿过定位座底板并旋有螺母。

所述第一弯头定位座滑动槽和第二弯头定位座滑动槽为与T型槽螺栓紧固件相配合的T型槽，T型槽两端为取放T型槽螺栓紧固件的大槽端；所述T型槽螺栓紧固件的大头端置于T型槽内，定位座筋板与弯头下部外壁相抵。

另外，本发明所述定位座筋板为两个，沿弯头的长度方向平行布置，定位座筋板为直角三角形板，直角三角形板的斜边与弯头下部外壁相抵；所述定位座底板上的T型槽螺栓紧固件为两个，沿弯头宽度方向布置。

本发明有益效果。

本发明通过控制悬臂式可升降伸缩装置1的升降和伸缩控制埋弧自动焊机2的位置，使埋弧自动焊机的机头定位在有缝弯头的焊缝上方，以便于进行自动焊接。

本发明变位机支座3与翻转式变位机4的下部相连接，起到增加变位机高度，增加变位机配重比例的作用。

本发明翻转式变位机4的上部旋转盘与外头夹装平台5相连接，起到增大变旋转盘作业面，方便装夹有缝弯头的作用。

本发明弯头夹紧压板6与弯头夹装平台5连接，当有缝弯头确定位置后，起到夹紧有缝弯头的作用。

本发明弯头定位座7与弯头夹装平台5连接，当有缝弯头定位后，用弯头夹紧压板6夹紧后，起到增强定位的作用，防止变位机旋转盘旋转至垂直状态，有缝弯头因自重影响造成松动甚至脱落。

本发明特别针对大规格厚壁有缝弯头的自动焊接，考虑弯头的大直径问题、大曲率半径问题、弯头壁厚较厚问题、弯头自重较大问题及装置的通用性问题，采用如下设计方案。

a、通过弯头夹装平台5，增大翻转式变位机旋转盘的半径，解决弯头大直径，大曲率半径无法夹装的问题。

b、通过变位机支座3，增加变位机相对高度，解决弯头夹装平台与翻转式变位机连接后，旋转盘增大，变位机无法翻转至垂直位置的问题。同时也解决因弯头自重较大，变位机翻转至垂直位置之后，的配重比例失调，重心偏移的问题。

c、通过悬臂式可升降伸缩装置与埋弧自动焊机相连接，解决埋弧自动焊机焊接定位的问题。

d、通过弯头夹紧压板的夹紧弯头和弯头定位座的定位弯头的联合作用，解决弯头自重较大，当变位机旋转至垂直状态，有缝弯头因自重影响易松动和脱落的问题。

e、通过选用翻转式变位机，可以使弯头在旋转盘水平位置装夹，在旋转盘垂直位置施焊，解决弯头因直径大、曲率半径大、自重大导致的不易装夹的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1-1（弯头背弧侧焊接）、图图1-2（弯头内弧侧焊接）及图1-3、图1-4（为图1-3的P向视图）为本发明的结构原理示意图。

图2-1（水平状态放置弯头）、图2-2（旋转竖直状态待焊接）为本发明的翻转式变位机工作原理示意图。

图3-1、3-2、3-3、3-4为本发明的埋弧自动焊机与悬臂式可升降伸缩装置连接示意图。

图4-1（主视图）、4-2（俯视图）为本发明的弯头装夹平台结构示意图。

图5-1（主视图）、5-2（左视图）、5-3（俯视图）为本发明的弯头夹紧压板结构示意图。

图6-1（主视图）、6-2（左视图）、6-3（俯视图）为本发明的弯头定位座结构示意图。

图7-1（90度弯头夹装示意图）、7-2（60度弯头夹装示意图）、7-3（45度弯头夹装示意图）、7-4（30度弯头夹装示意图）为本发明的各角度弯头定位示意图。

图8-1为图7-1的A-A剖视图，图8-2为图7-2的A-A剖视图，图8-3为图7-3的A-A剖视图，图8-4为图7-4的A-A剖视图。

具体实施方式

如图所示，本发明包括悬臂式可升降伸缩装置、埋弧自动焊机、变位机支座、翻转式变位机、弯头装夹平台和置弯头夹紧部件，悬臂式可升降伸缩装置1的升降的悬臂上设置埋弧自动焊机2，埋弧自动焊机2下方设置变位机支座3，变位机支座3上端设置翻转式变位机4，翻转式变位机4的上部旋转盘与弯头夹装平台5相连接，弯头夹装平台5上设置弯头夹紧部件。

所述弯头夹紧部件包括弯头夹紧压板6和弯头定位座7，弯头夹紧压板6设置在弯头的两端，弯头定位座7设置在弯头背弧侧和内弧侧；所述弯头夹紧部件为两组，对称设置在弯头装夹平台两侧，每组弯头夹紧部件对应一个弯头。通过在弯头夹装平台5设置对称的弯头夹紧部件，将待焊弯头8对称装夹，解决变位机旋转盘在垂直旋转过程中因弯头自重较大引起的配重比例失调，旋转速度不均衡造成的影响焊接质量的问题。

所述弯头夹装平台5上设置有弯头曲率半径尺寸线；弯头曲率半径尺寸线间距50mm一条，设置范围为R500mm至R2000mm。方便不同曲率半径的弯头在5弯头夹装平台上定位。图7-1～7-4中标号10为弯头曲率半径，通过对照弯头曲率半径尺寸线5-4确定弯头夹装位置。

所述悬臂式可升降伸缩装置采用型号CZ-6×6悬臂式可升降伸缩装置，埋弧自动焊机采用型号ZD5-1250埋弧自动焊机。

所述埋弧自动焊机包括埋弧自动焊机机箱2-1、焊剂箱、埋弧自动焊机机头2-2和送丝装置，埋弧自动焊机的埋弧自动焊机机箱和焊剂箱放置在铁皮柜子中，铁皮柜子通过螺栓固定在悬臂式可升降伸缩装置的悬臂一端，埋弧自动焊机机头和送丝装置通过固定钢板2-3和螺栓组件固定在1悬臂式可升降伸缩装置的悬臂另一端；自动焊机机箱和焊剂箱与埋弧自动焊机机头和送丝装置通过电缆及焊剂输送软管连接。

所述变位机支座3通过螺栓与翻转式变位机4相连接。

所述弯头夹装平台5上设置有与翻转式变位机4旋转盘上的夹装槽相匹配的旋转盘连接固定槽5-1，弯头夹装平台5与翻转式变位机4通过T型槽螺栓、翻转式变位机4旋转盘上的夹装槽、旋转盘连接固定槽连接固定。

所述弯头夹装平台上设置有起始弯头夹紧压板滑动槽5-2，弯头夹装平台上以起始弯头夹紧压板滑动槽为起始端顺时针依次布置有30度弯头夹紧压板滑动槽、45度弯头夹紧压板滑动槽5-6、60度弯头夹紧压板滑动槽、90度弯头夹紧压板滑动槽，起始弯头夹紧压板滑动槽与30度弯头夹紧压板滑动槽5-5之间的弯头夹装平台上设置有第一弯头定位座滑动槽5-3，60度弯头夹紧压板滑动槽5-7与90度弯头夹紧压板滑动槽5-9之间的弯头夹装平台上设置有第二弯头定位座滑动槽5-8。本发明弯头夹装平台，其上设置弯头夹紧压板滑动槽，此夹紧压板滑动槽分别考虑能够夹装30度、45度、60度、90度弯头，且能够使得弯头夹紧压板6在其上能够自由滑动方便定位。这种设置具有通用性能够装夹的弯头规格为DN400～DN1200，弯头的曲率半径为R500mm～R1800mm，弯头的角度为30度、45度、60度、90度的各种规格弯头；具体夹装示意见图7-1、7-2、7-3、7-4。

所述弯头夹紧压板包括夹紧压板6-1和T型槽螺栓紧固件6-2，T型槽螺栓紧固件的小头端向上穿过夹紧压板6-1并旋有螺母；所述起始弯头夹紧压板滑动槽、30度弯头夹紧压板滑动槽、45度弯头夹紧压板滑动槽、60度弯头夹紧压板滑动槽、90度弯头夹紧压板滑动槽为与T型槽螺栓紧固件相配合的T型槽，T型槽两端为取放T型槽螺栓紧固件的大槽端9；所述T型槽螺栓紧固件的大头端置于T型槽内，夹紧压板下端压于弯头下端内壁上。如附图4-1所示，本发明弯头夹装平台5，其上设置弯头定位座滑动槽，设置4个，分别考虑30度、45度、60度、90度弯头的定位固定，并对称布置，这种设置能够使得弯头定位座7在其上自由滑动方便定位；具体夹装示意见图7-1、7-2、7-3、7-4。

所述弯头定位座包括定位座筋板7-1；定位座底板7-2和T型槽螺栓紧固件7-3，定位座底板7-2一侧设置定位座筋板7-1，定位座底板7-2另一侧设置T型槽螺栓紧固件7-3，T型槽螺栓紧固件的小头端向上穿过定位座底板7-2并旋有螺母。

所述第一弯头定位座滑动槽和第二弯头定位座滑动槽为与T型槽螺栓紧固件相配合的T型槽，T型槽两端为取放T型槽螺栓紧固件的大槽端；所述T型槽螺栓紧固件的大头端置于T型槽内，定位座筋板7-1与弯头下部外壁相抵。

所述定位座筋板7-1为两个，沿弯头的长度方向平行布置，定位座筋板为直角三角形板，直角三角形板的斜边与弯头下部外壁相抵；所述定位座底板上的T型槽螺栓紧固件为两个，沿弯头宽度方向布置。

通过本发明装置的应用将传统的大规格厚壁有缝弯头的制造工艺的焊接部分由全部手工焊改为自动焊与手工焊结合的方式。通过制造φ965×25.4，材质为A672B70CL32，曲率半径1500mm，角度90°的弯头，采用传统手工焊方式和采用本发明装置作对比。仅针对有缝弯头焊接工序，采用传统手工焊方式，焊接2个弯头需要优秀手工焊焊工，施焊45个工时。采用本发明装置需要埋弧焊工，施焊10个工时，优秀手工焊焊工施焊5个工时。通过对比仅在焊接工序效率提高近3倍。特别的，对于规格较大，壁厚较厚的弯头，效果更为明显。更主要的是在提高焊接效率的同时，提高了产品质量，降低了制造成本。

本发明装置的优点在于：结构相对简单，制造成本低，可通过设备改装实现；提高焊接效率明显，实用性强；产品质量显著提高，探伤合格率提升；缩短了制造周期，节约了人工成本，从而极大地降低了制造成本。

下面结合附图说明本发明的工作过程。

本发明装置的操作过程是将组对好的有缝弯头吊装至水平放置的弯头夹装平台5上，根据弯头的曲率半径，通过弯头曲率半径尺寸线5-4在平台上将弯头定位，使弯头的曲率半径与其旋转半径相吻合，同时装夹两个有缝弯头，对称布置；用弯头加紧压板6夹紧弯头两端，用弯头定位座7将弯头背弧侧和内弧侧定位牢固；操作翻转式变位机4翻转，使弯头夹装平台5翻转至垂直位置；操作悬臂式可升降伸缩装置1，将埋弧自动焊机3机头调整至待焊的有缝弯头背弧侧的焊口上方，操作翻转式变位机4旋转平台旋转，通过调整悬臂式可升降伸缩装置1的悬臂高度和伸缩位置，校正埋弧自动焊机2机头和焊口的相对位置；用埋弧自动焊机2施焊有缝弯头背弧侧的焊口，两个对称放置的弯头背弧侧的焊口施焊完毕；操作悬臂式可升降伸缩装置1，将埋弧自动焊机机头2调整至待焊的有缝弯头内弧侧的焊口上方，操作翻转式变位机旋转平台4旋转，通过调整悬臂式可升降伸缩装置1的悬臂高度和伸缩位置，校正埋弧自动焊机2机头和焊口的相对位置；用埋弧自动焊机2施焊有缝弯头内弧侧的焊口，两个对称放置的弯头内弧侧的焊口施焊完毕；操作悬臂式可升降伸缩装置，使埋弧自动焊机2远离施焊区域，然后操作翻转式变位机4翻转，使弯头夹装平台5翻转至水平位置；将紧固和定位弯头用的弯头夹紧压板6和弯头定位座7拆下，吊下焊接完毕的有缝弯头。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.大规格厚壁有缝弯头自动焊装置，包括悬臂式可升降伸缩装置、埋弧自动焊机、变位机支座、翻转式变位机、弯头装夹平台和置弯头夹紧部件，其特征在于悬臂式可升降伸缩装置的升降的悬臂上设置埋弧自动焊机，埋弧自动焊机下方设置变位机支座，变位机支座上端设置翻转式变位机，翻转式变位机的上部旋转盘与弯头夹装平台相连接，弯头夹装平台上设置弯头夹紧部件。

2.根据权利要求1所述大规格厚壁有缝弯头自动焊装置，其特征在于所述弯头夹紧部件包括弯头夹紧压板和弯头定位座，弯头夹紧压板设置在弯头的两端，弯头定位座设置在弯头背弧侧和内弧侧；所述弯头夹紧部件为两组，对称设置在弯头装夹平台两侧，每组弯头夹紧部件对应一个弯头。

3.根据权利要求1所述大规格厚壁有缝弯头自动焊装置，其特征在于所述弯头夹装平台上设置有弯头曲率半径尺寸线；弯头曲率半径尺寸线间距50mm一条，设置范围为R500mm至R2000mm。

4.根据权利要求1所述大规格厚壁有缝弯头自动焊装置，其特征在于所述悬臂式可升降伸缩装置采用型号CZ-6×6悬臂式可升降伸缩装置，埋弧自动焊机采用型号ZD5-1250埋弧自动焊机。

5.根据权利要求1所述大规格厚壁有缝弯头自动焊装置，其特征在于所述埋弧自动焊机包括埋弧自动焊机机箱、焊剂箱、埋弧自动焊机机头和送丝装置，埋弧自动焊机的埋弧自动焊机机箱和焊剂箱放置在铁皮柜子中，铁皮柜子通过螺栓固定在悬臂式可升降伸缩装置的悬臂一端，埋弧自动焊机机头和送丝装置通过固定钢板和螺栓组件固定在悬臂式可升降伸缩装置的悬臂另一端；自动焊机机箱和焊剂箱与埋弧自动焊机机头和送丝装置通过电缆及焊剂输送软管连接；

所述变位机支座通过螺栓与翻转式变位机相连接。

6.根据权利要求1所述大规格厚壁有缝弯头自动焊装置，其特征在于所述弯头夹装平台上设置有与翻转式变位机旋转盘上的夹装槽相匹配的旋转盘连接固定槽，弯头夹装平台与翻转式变位机通过T型槽螺栓、翻转式变位机旋转盘上的夹装槽、旋转盘连接固定槽连接固定。

7.根据权利要求2所述大规格厚壁有缝弯头自动焊装置，其特征在于所述弯头夹装平台上设置有起始弯头夹紧压板滑动槽，弯头夹装平台上以起始弯头夹紧压板滑动槽为起始端顺时针依次布置有30度弯头夹紧压板滑动槽、45度弯头夹紧压板滑动槽、60度弯头夹紧压板滑动槽、90度弯头夹紧压板滑动槽，起始弯头夹紧压板滑动槽与30度弯头夹紧压板滑动槽之间的弯头夹装平台上设置有第一弯头定位座滑动槽，60度弯头夹紧压板滑动槽与90度弯头夹紧压板滑动槽之间的弯头夹装平台上设置有第二弯头定位座滑动槽。

8.根据权利要求7所述大规格厚壁有缝弯头自动焊装置，其特征在于所述弯头夹紧压板包括夹紧压板和T型槽螺栓紧固件，T型槽螺栓紧固件的小头端向上穿过夹紧压板并旋有螺母；所述起始弯头夹紧压板滑动槽、30度弯头夹紧压板滑动槽、45度弯头夹紧压板滑动槽、60度弯头夹紧压板滑动槽、90度弯头夹紧压板滑动槽为与T型槽螺栓紧固件相配合的T型槽，T型槽两端为取放T型槽螺栓紧固件的大槽端；所述T型槽螺栓紧固件的大头端置于T型槽内，夹紧压板下端压于弯头下端内壁上。

9.根据权利要求7所述大规格厚壁有缝弯头自动焊装置，其特征在于所述弯头定位座包括定位座筋板；定位座底板和T型槽螺栓紧固件，定位座底板一侧设置定位座筋板，定位座底板另一侧设置T型槽螺栓紧固件，T型槽螺栓紧固件的小头端向上穿过定位座底板并旋有螺母；

所述第一弯头定位座滑动槽和第二弯头定位座滑动槽为与T型槽螺栓紧固件相配合的T型槽，T型槽两端为取放T型槽螺栓紧固件的大槽端；所述T型槽螺栓紧固件的大头端置于T型槽内，定位座筋板与弯头下部外壁相抵。

10.根据权利要求9所述大规格厚壁有缝弯头自动焊装置，其特征在于所述定位座筋板为两个，沿弯头的长度方向平行布置，定位座筋板为直角三角形板，直角三角形板的斜边与弯头下部外壁相抵；所述定位座底板上的T型槽螺栓紧固件为两个，沿弯头宽度方向布置。