CN109877497A - 一种移动式冷却磁棒焊接erw管的装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式冷却磁棒焊接ERW管的装置及工艺，装置包括磁棒水平移动机构、PLC控制器、挤压辊、焊管、丝杠，磁棒水平移动机构包括支撑架、柔性挡板、磁棒、喷淋器、游动支座、第一、第二传感器、伸缩调节器、支撑腿；工艺是移动支撑架使第一传感器位于焊接V点下方开始焊接；第一传感器处达到一定温度后移动支撑架使感应器第二传感器位于V点下方继续工作，同时喷淋器开始喷水冷却磁棒，第一传感器处磁棒温度降至指定温度后停止喷，第一、第二传感器交替工作；焊接完成，喷水冷却磁棒至指定温度，停止喷水。本发明结构简单、自动化高，延长磁棒的使用寿命，使磁棒工作部分温度保持较低水平，提高了焊接效率与焊管质量。

Description

一种移动式冷却磁棒焊接ERW管的装置及工艺

技术领域

本发明涉及ERW管焊接领域，特别涉及一种移动式冷却磁棒焊接ERW管的装置及工艺。

背景技术

目前，ERW(Electric Rerisdance Welding)管在焊接过程中都要使用磁棒作为阻抗器，以限制磁场，减小管周向的无效电流，将电流更多的聚集在待焊接贴合面处，提高焊接质量及焊接效率。在实际焊管车间里，由于焊接V点处温度可达到1600°左右，热辐射非常大，导致焊接V点下方磁棒温度过高，当磁棒温度达到150°时磁力就会开始下降，磁棒温度达到450°时就会彻底失去铁磁性。因此要给磁棒增加冷却装置，最常见的冷却装置是将磁棒置于空心圆柱桶中，并向内通入循环冷却水。但由于受到冷却水流量的限制，冷却效果具有一定的上限，无法达到将磁棒降至室温的要求。同时，这种方法也相应的要求磁棒直径减小，以增大冷却水流量，适当增大磁棒与焊接V点之间的距离，以减小辐射传热。因此磁棒工作能力及寿命提升并不多，磁棒损坏更换依旧是焊管企业的重要经济负担。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种移动式冷却磁棒焊接ERW管的装置及工艺，通过运动装置将焊接V点下方的过热磁棒移至非焊接区喷水冷却，同时将已冷却的磁棒区域移动至焊接V点下方继续工作，从而极大地降低磁棒工作时的温度，并大幅提高磁棒的使用寿命，提高焊接效率，保证生产的稳定性与可靠性。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种移动式冷却磁棒焊接ERW管的装置，其特征在于，包括PLC控制器、磁棒水平移动机构、挤压辊、待焊接焊管、丝杠、丝杠支座、电动机、底座、第一导线、第二导线、第一固定板、第二固定板，其中，所述底座用螺钉固定在地面，所述PLC控制器安装在所述底座边缘，并与所述电动机通过第一导线连接，所述PLC控制器与磁棒水平移动机构的传感器组通过第二导线连接，用于分辨传感器组的传输信号并控制所述电动机正反转；所述待焊接焊管置于安装在地面上的两个所述挤压辊之间，所述待焊接焊管的焊缝朝上；所述磁棒水平移动机构内置在所述待焊接焊管内部，所述丝杠的一端设置于待焊接焊管内的磁棒水平移动机构中，所述丝杠的另一端水平安装在所述丝杠支座中，用于控制磁棒水平移动机构在待焊接焊管中的移动；所述丝杠支座通过第一固定板固定在底座上，所述电动机与所述丝杠支座连接，所述电动机通过第二固定板固定在底座上。

上述技术方案中，所述磁棒水平移动机构包括支撑架、柔性挡板、支柱、磁棒、喷淋器、游动支座、滚轮、伸缩调节器、支撑腿，其中所述支撑架置于所述待焊接焊管内部，所述支撑腿安装在所述支撑架下方，所述伸缩调节器安装于两侧支撑腿之间，所述滚轮安装在所述支撑腿末端并与待焊接焊管内壁接触，用于调节所述支撑架在待焊接焊管内的位置；所述支柱固定在所述支撑架上方，所述喷淋器安装在两侧所述支柱上部，用于喷出冷却水给磁棒降温，所述柔性挡板安装在所述支柱顶部；所述磁棒横置于所述支撑架中，所述传感器组包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器分别安装在所述磁棒的前端与中部，所述支撑架底部开有槽口，所述游动支座安装在所述支撑架的槽口内，所述丝杠的末端安装在所述游动支座中。

本发明还提供了一种移动式冷却磁棒焊接ERW管的工艺，利用上述的装置实现的，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将待焊接焊管放置于两挤压辊之间，待焊接焊管直径在450∽580mm范围内，使焊缝处于正上方，启动PLC控制器控制电动机转动调整磁棒水平移动机构位置，使用伸缩调节器改变支撑腿倾斜角度使之与焊管内壁接触，使第一传感器处于待焊接焊管的焊接V点正下方，将两电极固定在焊接V角两侧并外接80kHz高频交流电，控制牵引速度使焊管以65∽75mm/s恒定速度进行焊接；

(2)当第一传感器检测到该处磁棒温度达到190°时PLC控制器控制电动机正转，丝杠带动支撑架移动，当第二传感器到达焊接V点正下方时电动机停转，PLC控制器控制喷淋器向磁棒喷淋冷却水，当第一传感器检测到该处磁棒温度降低至70°时即停止喷水冷却；

(3)当第二传感器检测到该处磁棒温度达到190°时PLC控制器控制电动机反转，丝杠带动支撑架移动，当第一传感器到达焊接V点正下方时电动机停转，PLC控制器控制喷淋器向磁棒喷淋冷却水，当第二传感器检测到该处磁棒温度降低至70°时即停止喷水冷却，当磁棒工作时从70°上升至190°所用时间超过110s时，喷淋器延长喷水时间并加大冷却水流量；

(4)当焊接结束时断开电极上外接的电源，PLC控制器控制喷淋器向磁棒喷淋冷却水，第一传感器与第二传感器检测到两处磁棒温度均降低至60°时即停止喷水冷却。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、通过加长磁棒长度，交替磁棒不同部分位于焊接V点下方进行持续工作，使磁棒过热部分离开焊接V点下方并进行喷水快速冷却，这种方案与现有的套住磁棒通水冷却的方式相比，具有冷却水流量大，冷却速度快的优势，有效降低了磁棒的工作温度，在提高工作效率的同时，极大地延长磁棒的使用寿命。

2、通过在磁棒关键位置安装传感器，可及时有效的监测磁棒工作温度，当磁棒温度较高时可及时喷水冷却降温，避免了因磁棒温度过高，使磁棒丧失聚磁阻抗作用而导致的焊接质量缺陷。

3、通过伸缩调节器调节支撑腿的倾斜程度以改变支撑架在焊管中的位置，并可适应不同直径的焊管。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明装置的总体结构示意图；

图2为本发明装置的局部结构示意图；

图3为本发明装置的工艺流程图；

其中，附图标记：1-螺钉，2-PLC控制器，3-丝杠支座，4-第二导线，5-丝杠，6-待焊接焊管，7-挤压辊，8-电极，9-支撑架，10-第一固定板，11-电动机，12-第二固定板，13-底座，14-第一导线，15-喷淋器，16-第一传感器，17-柔性挡板,18-支柱，19-磁棒，20-第二传感器，21-支撑腿，22-伸缩调节器，23-滚轮，24-游动支座。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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在本发明中的具体含义。

如图1所示，本实施例是移动式冷却磁棒焊接ERW管的装置，包括PLC控制器2、丝杠支座3、第二导线4、丝杠5、待焊接焊管6、挤压辊7、第一固定板10、电动机11、第二固定板12、底座13、第一导线14、磁棒水平移动机构，底座13通过螺钉1固定在地面，PLC控制器2安装在底座13边缘，并与电动机11通过第一导线14连接，PLC控制器2与磁棒水平移动机构的传感器组通过第二导线4连接，用于分辨传感器组的传输信号并控制电动机11正反转；待焊接焊管6置于安装在地面上的两个所述挤压辊7之间，待焊接焊管6的焊缝朝上，电极8安装于焊缝两侧对称位置并通入高频交流电；磁棒水平移动机构内置在待焊接焊管6内部，丝杠5的一端设置于待焊接焊管6内的磁棒水平移动机构中，丝杠5的另一端水平安装在丝杠支座3中，用于控制磁棒水平移动机构在待焊接焊管6中的移动；丝杠支座3通过第一固定板10固定在底座13上，电动机11与丝杠5支座连接，电动机11通过第二固定板12固定在底座13上。

本发明中，PCL控制器采用西门子公司所生产的，其型号可以根据实际需要进行选择。

如图2所示，所示磁棒水平移动机构包括支撑架9、柔性挡板17、支柱18、喷淋器15、磁棒19、游动支座24、支撑腿21、伸缩调节器22、滚轮23，支撑架9置于所述待焊接焊管6内部，支撑腿21安装在支撑架9下方，伸缩调节器22安装在左右支撑腿21之间，滚轮23安装在支撑腿21末端与待焊接焊管6内壁接触，用于调节所述支撑架在待焊接焊管内的位置；支柱18固定在支撑架9上方，喷淋器15安装在两侧支柱18上部，用于喷出冷却水给磁棒降温，柔性挡板17安装在支柱18顶部，磁棒19横置于支撑架9中，传感器组包括第一传感器16和第二传感器20，传感器均使用PT100温度传感器，用于测量磁棒实时温度，第一传感器16与第二传感器20分别安装在磁棒19前端与中部，支撑架9底部开有槽口，游动支座24安装在支撑架9槽口内，丝杠5末端安装在游动支座24中。

如图3所示，本发明还提供了一种移动式冷却磁棒焊接ERW管的工艺，利用上述的装置实现的，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将待焊接焊管放置于两挤压辊之间，待焊接焊管直径在450∽580mm范围内，使焊缝处于正上方，启动PLC控制器控制电动机转动调整磁棒水平移动机构位置，使用伸缩调节器改变支撑腿倾斜角度使之与焊管内壁接触，使第一传感器处于待焊接焊管的焊接V点正下方，将两电极固定在焊接V角两侧并外接80kHz高频交流电，控制牵引速度使焊管以65∽75mm/s恒定速度进行焊接；

(2)磁棒长度1000mm，第一传感器安装于距离磁棒端部300mm处，第二传感器安装于距离磁棒另一端500mm处，当第一传感器检测到该处磁棒温度达到190°时PLC控制器控制电动机正转，丝杠带动支撑架移动，当第二传感器到达焊接V点正下方时电动机停转，PLC控制器控制喷淋器向磁棒喷淋冷却水，当第一传感器检测到该处磁棒温度降低至70°时即停止喷水冷却；

(3)当第二传感器检测到该处磁棒温度达到190°时PLC控制器控制电动机反转，丝杠带动支撑架移动，当第一传感器到达焊接V点正下方时电动机停转，PLC控制器控制喷淋器向磁棒喷淋冷却水，当第二传感器检测到该处磁棒温度降低至70°时即停止喷水冷却，当磁棒工作时从70°上升至190°所用时间超过110s时，喷淋器延长喷水时间并加大冷却水流量；

(4)当焊接结束时断开电极上外接的电源，PLC控制器控制喷淋器向磁棒喷淋冷却水，第一传感器与第二传感器检测到两处磁棒温度均降低至60°时即停止喷水冷却。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (3)

1.一种移动式冷却磁棒焊接ERW管的装置，其特征在于，包括PLC控制器、磁棒水平移动机构、挤压辊、待焊接焊管、丝杠、丝杠支座、电动机、底座、第一导线、第二导线、第一固定板、第二固定板，其中，所述底座用螺钉固定在地面，所述PLC控制器安装在所述底座边缘，并与所述电动机通过第一导线连接，所述PLC控制器与磁棒水平移动机构的传感器组通过第二导线连接，用于分辨传感器组的传输信号并控制所述电动机正反转；所述待焊接焊管置于安装在地面上的两个所述挤压辊之间，所述待焊接焊管的焊缝朝上；所述磁棒水平移动机构内置在所述待焊接焊管内部，所述丝杠的一端设置于待焊接焊管内的磁棒水平移动机构中，所述丝杠的另一端水平安装在所述丝杠支座中，用于控制磁棒水平移动机构在待焊接焊管中的移动；所述丝杠支座通过第一固定板固定在底座上，所述电动机与所述丝杠支座连接，所述电动机通过第二固定板固定在底座上。

2.根据权利要求1所述的一种移动式冷却磁棒焊接ERW管的装置，其特征在于，所述磁棒水平移动机构包括支撑架、柔性挡板、支柱、磁棒、喷淋器、游动支座、滚轮、伸缩调节器、支撑腿，其中所述支撑架置于所述待焊接焊管内部，所述支撑腿安装在所述支撑架下方，所述伸缩调节器安装于两侧支撑腿之间，所述滚轮安装在所述支撑腿末端并与待焊接焊管内壁接触，用于调节所述支撑架在待焊接焊管内的位置；所述支柱固定在所述支撑架上方，所述喷淋器安装在两侧所述支柱上部，用于喷出冷却水给磁棒降温，所述柔性挡板安装在所述支柱顶部；所述磁棒横置于所述支撑架中，所述传感器组包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器分别安装在所述磁棒的前端与中部，所述支撑架底部开有槽口，所述游动支座安装在所述支撑架的槽口内，所述丝杠的末端安装在所述游动支座中。

3.一种移动式冷却磁棒焊接ERW管的工艺，利用权利要求2所述的装置实现的，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将待焊接焊管放置于两挤压辊之间，待焊接焊管直径在450∽580mm范围内，使焊缝处于正上方，启动PLC控制器控制电动机转动调整磁棒水平移动机构位置，使用伸缩调节器改变支撑腿倾斜角度使之与焊管内壁接触，使第一传感器处于待焊接焊管的焊接V点正下方，将两电极固定在焊接V角两侧并外接80kHz高频交流电，控制牵引速度使焊管以65∽75mm/s恒定速度进行焊接；

(2)当第一传感器检测到该处磁棒温度达到190°时PLC控制器控制电动机正转，丝杠带动支撑架移动，当第二传感器到达焊接V点正下方时电动机停转，PLC控制器控制喷淋器向磁棒喷淋冷却水，当第一传感器检测到该处磁棒温度降低至70°时即停止喷水冷却；

(3)当第二传感器检测到该处磁棒温度达到190°时PLC控制器控制电动机反转，丝杠带动支撑架移动，当第一传感器到达焊接V点正下方时电动机停转，PLC控制器控制喷淋器向磁棒喷淋冷却水，当第二传感器检测到该处磁棒温度降低至70°时即停止喷水冷却，当磁棒工作时从70°上升至190°所用时间超过110s时，喷淋器延长喷水时间并加大冷却水流量；

(4)当焊接结束时断开电极上外接的电源，PLC控制器控制喷淋器向磁棒喷淋冷却水，第一传感器与第二传感器检测到两处磁棒温度均降低至60°时即停止喷水冷却。