CN110193652A - 一种导管焊接工装设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导管焊接工装设备，所述导管焊接工装设备包括下电极组件、上电极组件和上电极运动组件；所述多个上电极在朝向所述参考轴线运动至行程终点位置时，所述多个上电极组成一个包围导管的上电极头，通过对上电极头施加压力，使上电极头压紧在导管法兰上，焊接质量较好；通过导管预定位销和导管定位销的设置，导管的定位效果较好，提高了导管与导管接口的同轴性，进一步提高导管焊接效果，具有良好的实用性。

Description

一种导管焊接工装设备

技术领域

本发明涉及焊接领域，具体涉及到一种导管焊接工装设备。

背景技术

图1示出了压缩机壳体与导管连接结构三维示意图。压缩机壳体1上设置有供导管2连接的导管接口3，导管接口3端面为一平面，导管2下端设置有导管法兰4；具体实施中，需要将导管接口3端面与导管法兰4端面焊接一体。

具体实施中，具有多个作业难点，如工装设备的灵活性较差，容易与压缩机壳体1或导管2发生干涉，导致焊接速度慢，焊接效率低；导管接口3和导管法兰4之间为平面接触，较难保证导管接口3与导管2的同轴度；压缩机壳体1与导管2之间的需施加压力以保证焊接效果，但导管2可供施加压力的位置较少，工装设备设计难度大；电极设置位置越靠近焊接面，焊接效果越好且焊接作业时高温对工件的影响程度较低，现有实施方式中，将电极头设置在导管上端面上，焊接面的通电均匀性较好，当焊接时整根导管会发热，且由于焊接压力大，容易导致导管失稳变形；或采用U型电极头卡在导管外实现焊接，U型电极头虽然能卡在导管上实现焊接，但焊接电流分布不均匀，焊接质量较差。

发明内容

为了保证导管和压缩机壳体之间的焊接效果，提高焊接效率，本发明实施例提供一种导管焊接工装设备，该导管焊接工装设备具有焊接质量好、焊接效率高等特点。

相应的，本发明提供了一种导管焊接工装设备，所述导管焊接工装设备包括下电极组件、上电极组件和上电极导向组件，空间中设置有一沿竖直方向设置的参考轴线；

所述下电极组件包括下电极头，所述下电极头轴线与所述参考轴线共线；

所述上电极组件设置在所述下电极组件上方，所述上电极组件包括沿水平方向运动两个以上的上电极；基于所述上电极导向组件，所述两个以上的上电极朝向或背离所述参考轴线运动，且所述两个以上的上电极沿所述参考轴线方向运动；

所述两个以上的上电极分别朝向所述参考轴线运动至行程终点位置时，所述两个以上的上电极朝向所述上参考轴线一侧的侧壁围成一上电极头，所述上电极头轴线与所述参考轴线共线。

可选的实施方式，所述下电极组件还包括壳体定位销；所述壳体定位销设置在所述电极头上方，且所述壳体定位销轴线与所述参考轴线共线。

可选的实施方式，所述下电极组件还包括导管预定位销，所述导管预定位销设置在所述壳体定位销上方。

可选的实施方式，所述上电极组件包括一导管定位销，所述导管定位销轴线与所述参考轴线共线且所述导管定位销沿所述参考轴线方向运动。

可选的实施方式，所述上电极组件包括两个上电极，所述两个上电极分别为第一上电极和第二上电极；所述第一上电极朝向所述参考轴线的一侧设置有半环状的第一子电极头，所述第二上电极朝向所述参考轴线的一侧设置有半环状的第二子电极头；

所述两个上电极在朝向所述参考轴线运动至行程终点位置时，所述第一子电极头和第二子电极头组合形成环状的上电极头。

可选的实施方式，所述上电极组件还包括两个连接块，所述两个连接块分别为第一连接块和第二连接块；

所述第一连接块底面与所述第一上电极顶面连接固定，所述第二连接块底面与所述第二上电极顶面连接固定；

所述第一上电极基于所述第一连接块驱动，所述第二上电极基于所述第二连接块驱动。

可选的实施方式，所述第一连接块和第二连接块在朝向所述参考轴线一侧分别开有导管避让槽。

可选的实施方式，所述上电极导向组件包括一轴线沿水平方向设置的直线运动导向件，所述第一连接块和第二连接块分别滑动配合在所述直线运动导向件上；

所述第一连接块和第二连接块分别基于所述直线运动导向件朝向或背离所述参考轴线运动。

可选的实施方式，所述导管焊接工装设备还包括绝缘层，所述绝缘层设置在所述上电极导向组件顶面上；

或所述导管焊接工装设备还包括绝缘层和电极平衡器，所述绝缘层设置在所述上电极导向组件顶面上，所述电极平衡器设置在所述绝缘层顶面上。

可选的实施方式，所述两个以上的上电极基于气动驱动元件或液压驱动元件驱动。

本发明提供了一种导管焊接工装设备，该导管焊接工装设备的上电极组件中的多个上电极组合形成上电极头，在作业前不易与压缩机壳体或导管发生干涉，作业时焊接位置针对性好，焊接电流分布均匀，焊接效果良好；通过对上电极头施加压力，导管与压缩机外壳之间在焊接时具有相对压力，焊接面成型质量好；壳体定位销、导管预定位销和导管定位销的的配合设置，可有效对压缩机外壳和导管进行定位，保证导管法兰和导管接口的同轴度，提高焊接质量；冷却水道的设置，可以有效降低上电极组件和下电极组件的作业问题，增加上电极组件和下电极组件使用寿命；绝缘层的设置，可有效防止焊接电流传递至外部设备上，具有良好的安全防护作用。

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的附图。

图1示出了压缩机壳体与导管连接结构三维示意图；

图2示出了本发明实施例一的导管焊接工装设备三维结构示意图；

图3示出了本发明实施例二的导管焊接工装设备三维结构示意图；

图4示出了本发明实施例的下电极组件三维结构示意图；

图5示出了本发明实施例的下电极组件剖面结构示意图；

图6示出了本发明实施例的导管预定位销结构局部放大示意图；

图7示出了本发明实施例上电极组件和上电极导向组件三维结构示意图；

图8示出了本发明实施例上电极组件和上电极导向组件剖面结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

图2示出了本发明实施例的导管焊接工装设备导管焊接工装设备三维结构示意图，本发明实施例提供了一种导管焊接工装设备导管焊接工装设备，所述导管焊接工装设备包括下电极组件20、上电极组件30和上电极导向组件40。为了便于描述，本发明实施例在空间中设置有一根沿竖直方向设置的参考轴线(图中未示出)。

基本的，所述下电极组件20包括下电极头，所述下电极头轴线与所述参考轴线共线；所述上电极组件30设置在所述下电极组件上方，所述上电极组件30包括沿水平方向运动两个以上的上电极；基于所述上电极导向组件40，所述两个以上的上电极朝向或背离所述参考轴线运动，且所述两个以上的上电极沿所述参考轴线方向运动；所述两个以上的上电极分别朝向所述参考轴线运动至行程终点位置时，所述两个以上的上电极朝向所述上参考轴线一侧的侧壁围成一上电极头，所述上电极头轴线与所述参考轴线共线。

此外，本发明实施例的导管焊接工装设备还包括绝缘层50绝缘层50用于隔绝上电极组件和外部的电连接，防止上电极组件的高压电传递到外界。

实施例二

图3示出了本发明实施例的导管焊接工装设备导管焊接工装设备三维结构示意图。在发明实施例一的基础上，本发明实施例的导管焊接工装设备在绝缘层50上设置有电极平衡器60，电极平衡器60用于同时向第一上电极和第二上电极提供较为稳定的焊接压力，保证第一上电极和第二上电极的受力平衡，提高焊接质量。

实施例一和实施例二的区别特征为绝缘垫上是否设置有电极平衡器60，除该特征外，其余技术特征为共有技术特征，以下针对所述共有技术特征进行说明；部分视图以实施例二的导管焊接工装设备为基础进行建立并示出。

结合附图图1所示结构，在焊接作业时，所述下电极头顶在导管接口3上，所述两个以上的上电极在上电极导向组件导向下，组合形成一包围导管2的上电极头；上电极导向组件40和所述两个以上的上电极在电极平衡器60驱动下沿参考轴线向下运动，上电极头压紧在导管法兰4上；通过对上电极头和下电极头接电，完成焊接。

在本发明实施例中，以上电极组件包括两个上电极为例进行说明。

图4示出了本发明实施例的下电极组件三维结构示意图，图4示出了本发明实施例的下电极组件剖面结构示意图。本发明实施例的下电极组件20包括下电极头201、下电极头连接板204、下电极座205和壳体定位销202。

具体的，所述下电极头201轴线与所述参考轴线9同轴。所述下电极头201基于下电极头连接板204固定在所述下电极座205顶面上。具体实施中，所述下电极头201需与导管接口3配套进行设计，如附图图5所示结构，下电极头201侧壁设置为向内侧倾斜的拔模面，顶面尺寸大于所述压缩机壳体1的导管接口3尺寸，且顶面与压缩机壳体1在导管接口3四周的内壁相配合，下电极头201整体结构为一圆台结构。

由于下电极头201需要实现焊接功能、支撑功能和受到上电机组件在焊接时的压力，可选的，下电极头201可采用高导电率、高硬度材料制成。可选的，下电极头201材料可选用铜或铜合金制成。

为了使每次作业时，压缩机壳体1的导管接口3能准确配合在下电极头201的固定位置上，本发明实施例的下电极组件20通过设置壳体定位销202对压缩机壳体1进行定位。具体的，壳体定位销202设置在所述下电极头201上方，轴线与所述参考轴线9同轴；具体的，在本发明实施例中，壳体定位销202基于螺栓203将壳体定位销202锁紧在下电极头201上；进一步的，螺栓203依次穿过壳体定位销202、下电极头201、下电极头连接板204并锁紧在下电极座205上，将壳体定位销202、下电极头201、下电极头连接板204、下电极座205紧固一体。

为了防止壳体定位销202对焊接作业造成影响，可选的，壳体定位销202可选用电木等绝缘材料制成。

具体实施中，可通过下电极头连接板204对下电极头201进行供电，因此，可选的，下电极头连接板204使用高导电材料制成。可选的，下电极头连接板204可选用铜或铜合金制成。

进一步的，具体实施中，可通过下电极座205对下电极头201进行供电，因此，可选的，下电极座205使用高导电材料制成。可选的，下电极座205可选用黑色金属材料制成。

考虑到下电极头201和下电极头连接板204在焊接作业时的散热，下电极头连接板204内设置有冷却水路，冷却水路上接有冷却水管206。

可选的，考虑到由于下电极组件仅通过壳体定位销202对压缩机壳体1进行了限位，同样的，在焊接作业时导管2需要与导管接口3保持同轴，因此，有必要对导管进行初步限位。

图6示出了本发明实施例的导管预定位销结构局部放大示意图。所述下电极组件20还包括导管预定位销207，所述导管预定位销207设置在所述壳体定位销203上方，且导管预定位销207与所述参考轴线9共线。导管预定位销207外径尺寸小于或等于导管2的内径尺寸。具体的，导管预定位销207根据尺寸设计的不同，可以具有多种功能；当导管预定位销207外径与导管2的内径相同时，导管预定位销207可精准的对导轨2进行定位，保证导管2与导管接口的同轴；当导管预定位销207外径小于导管2的内径时，导管预定位销207可对导管2进行初步的定位，一方面，导管预定位销207供导管2进行卡位，防止导管掉落；另一方面，导管预定位销207对导管2进行初步的限位，后续作业步骤中通过导管定位销对导管2进行精确的定位。

具体实施中，导管预定位销207和壳体定位销203可以是一体设置的，也可以是分体设置的。

在导管预定位销207和壳体定位销203一体设置的情况下，为了便于壳体固定至壳体定位销203上，导管预定位销207的外径应小于或等于壳体定位销203的外径。在导管预定位销207和壳体定位销203分体设置的情况下，可以先将壳体固定至壳体定位销203上，再将导管预定位销207固定在壳体定位销203上，实现对导管的预定位或精确定位；因此，在该实施方式下，导管预定位销207的外径小于或等于导管内径。具体的，导管定位销可设计成中空的活动件，其内壁与导管预定位销配合，在压缩机壳体放置到位后，将导管定位销套在导管预定位销上，对导管进行精确定位。

在焊接作业前，首先将压缩机壳体1固定，压缩机壳体1的导管接口3配合在壳体定位销203上；然后将导管2套在导管预定位销207上完成焊接工件的精确定位或预定位。

图7示出了本发明实施例上电极组件和上电极导向组件三维结构示意图，图8示出了本发明实施例上电极组件和上电极导向组件剖面结构示意图。

在本发明实施例中，所述上电极组30包括两个上电极，所述两个上电极分别为第一上电极301和第二上电极302。所述第一上电极301朝向所述参考轴线的一侧设置有半环状的第一子电极头，所述第二上电极302朝向所述参考轴线的一侧设置有半环状的第二子电极头；所述两个上电极在朝向所述参考轴线运动至行程终点位置时，即附图图5所示位置，所述第一子电极头和第二子电极头组合形成环状的上电极头，所述上电极头尺寸与所述导管外径相适配。具体的，所述上电极头内径大于或等于导管2外径，小于导管法兰4外径。

需要说明的是，由于第一上电极301和第二上电极302需要实现焊接功能和在焊接作业时需要对导管法兰施加一定的压力，第一上电极301和第二上电极302可采用高硬度、高导电率材料制成。可选的，第一上电极301和第二上电极302可选用铜或铜合金制成。

本发明实施例的上电极组30还包括两个连接块，分别为第一连接块311和第二连接块312，所述第一连接块311底面与所述第一上电极301顶面连接固定，所述第二连接块底面与所述第二上电极顶面连接固定；所述第一上电极301基于所述第一连接块311驱动，所述第二上电极302基于所述第二连接块312驱动。在第一上电极301和第二上电极302运动至形成终点时，所述第一连接块311和第二连接块312相对侧壁之间形成一导管避让槽，用于避让导管2。

可选的，第一连接块311和第二连接块312采高导电材料制成。

本发明实施例的上电极组30还包括一轴线沿水平方向设置的直线运动导向件40，所述第一连接块311和第二连接块312分别滑动配合在所述直线运动导向件40上。具体的，直线运动导向件40可以为梯形槽导向件、T型槽导向件、直线导轨等导向零件。可选的，直线导向件可选用黑色金属材料制成。

所述第一连接块311和第二连接块312分别基于所述直线运动导向件501朝向或背离所述参考轴线运动。

具体实施中，所述两个以上的上电极分别基于气动驱动元件、液压驱动元件或相应的驱动机械装置驱动，可选的，气动驱动元件可以为气缸，液压驱动元件可以为液压缸。在本发明实施例中，由于上电极连接与连接块上，因此，可选的，气动驱动元件、液压驱动元件或相应的驱动机械装置可通过驱动连接块运动实现对上电极的驱动运动控制。

可选的，本发明实施例的上电极组30还包括导管定位销320，导管定位销320轴线与参考轴线同轴.具体实施中，导管定位销320的设置方式可以是多样的，在本发明实施例中，导管定位销320可基于螺栓321固定在直线运动导向件40底面上，轴线与参考轴线同轴；导管定位销320外径与导管内径相适配。具体实施中，导管在作业时需要保持与导管接口同轴，因此，本发明实施例的上电极组件上设置有导管定位销320，；导管定位销320外径与导管内径相适配；具体实施中，可在导管定位销320下端设置倒角，使导管定位销320可在倒角的导向下准确伸入至导管并导正导管位置中。在所述上电极组合形成上电极头前，导管定位销320首先伸入至导管内对导管进行定位。如果下电极组件中设置有导管预定位销，导管由于处于一个固定的位置范围内，导管定位销320可直接伸入至导管中；如果下电极组件中不设置有导管预定位销，作业人员可手动将导管套入至导管定位销320或手动将导管放在导管接口上，然后对导管定位销320进行操作，使导管定位销伸入至导管中，对导管实施定位。

为了避免导管定位销320对焊接造成影响，可选的，导管定位销320可采用电木等绝缘材料制成。

考虑到上电极组件的散热问题，本发明实施例中，第一上电极连接块311和/或第二上电极连接块312上设置有冷却水路，冷却水路上连接有冷却水管206。

此外，考虑到上电极组件和下电极组件均为金属材料制成，在作业时带有大电流，为了防止大电流传输到外部设备，对外部设备和工作人员造成损伤，所述上电极导向组件还包括绝缘层50；所述绝缘层50设置在所述直线运动导向件40顶面上。

所述上电极导向组件还包括电极平衡器503，所述电极平衡器503设置在所述绝缘层顶面上且所述电极平衡器503与所述滑轨件501连接固定，带动所述直线运动导向件40运动，平衡第一上电极和第二上电极的焊接压力。

具体实施中，绝缘层50可采用弹性绝缘层或硬质绝缘层，如塑胶垫、电木板等绝缘物质。由于弹性绝缘层具有一定的形变能力，可同时兼具绝缘层和电极平衡器的作用，因此，在绝缘层50采用弹性绝缘层的情况下，可不需额外设置电极平衡器；可选的，绝缘层50可采用硬质绝缘层，电极平衡器为设置在绝缘层50上方的若干个氮气弹簧。

具体实施中，在压缩机壳体和导管固定完成后，第一上电极和第二上电极呈远离参考轴线状态，上电极组件基于电极平衡器驱动整体沿参考轴线向下运动，待运动至一定高度时，导管预定位销对导管进行定位，使导管与导管接口同轴；然后基于直线导向件导向，第一上电极和第二上电极朝向所述参考轴线方向运动至行程终点，形成上电极头并包围在导管外壁外。所述上电极头内壁尺寸大于或等于所述导管外径，且所述上电极头内壁尺寸小于导管法兰外径；然后电极平衡器上电极组件整体下压至导管法兰上端面上；最终，通过对第一上电极、第二上电极、下电极通电，对导管法兰和导管接口接触面进行焊接，焊接完成。

可选的，第一上电极、第二上电极、下电极可基于铜带与外界电源连接；进一步的，第一上电极、第二上电极可分别基于第一连接块和第二连接块与外界电源连接，下电机可基于下电极头连接板与外界电源连接。

本发明实施例提供了一种导管焊接工装设备，该导管焊接工装设备的上电极组件的多个上电极组合形成上电极头，在作业前不易与压缩机壳体或导管发生干涉，作业时焊接位置针对性好，焊接电流分布均匀，焊接效果良好；通过对上电极头施加压力，导管与压缩机外壳之间在焊接时具有相对压力，焊接面成型质量好；壳体定位销、导管预定位销和导管定位销的的配合设置，可有效对压缩机外壳和导管进行定位，保证导管法兰和导管接口的同轴度，提高焊接质量；冷却水道的设置，可以有效降低上电极组件和下电极组件的作业问题，增加上电极组件和下电极组件使用寿命；绝缘层的设置，可有效防止焊接电流传递至外部设备上，具有良好的安全防护作用。

以上对本发明实施例所提供的一种导管焊接工装设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种导管焊接工装设备，其特征在于，所述导管焊接工装设备包括下电极组件、上电极组件和上电极导向组件，空间中设置有一沿竖直方向设置的参考轴线；

所述下电极组件包括下电极头，所述下电极头轴线与所述参考轴线共线；

所述上电极组件设置在所述下电极组件上方，所述上电极组件包括沿水平方向运动两个以上的上电极；基于所述上电极导向组件，所述两个以上的上电极朝向或背离所述参考轴线运动，且所述两个以上的上电极沿所述参考轴线方向运动；

所述两个以上的上电极分别朝向所述参考轴线运动至行程终点位置时，所述两个以上的上电极朝向所述上参考轴线一侧的侧壁围成一上电极头，所述上电极头轴线与所述参考轴线共线。

2.如权利要求1所述的导管焊接工装设备，其特征在于，所述下电极组件还包括壳体定位销；所述壳体定位销设置在所述电极头上方，且所述壳体定位销轴线与所述参考轴线共线。

3.如权利要求2所述的导管焊接工装设备，其特征在于，所述下电极组件还包括导管预定位销，所述导管预定位销设置在所述壳体定位销上方。

4.如权利要求2所述的导管焊接工装设备，其特征在于，所述上电极组件包括一导管定位销，所述导管定位销轴线与所述参考轴线共线且所述导管定位销沿所述参考轴线方向运动。

5.如权利要求1所述的导管焊接工装设备，其特征在于，所述上电极组件包括两个上电极，所述两个上电极分别为第一上电极和第二上电极；所述第一上电极朝向所述参考轴线的一侧设置有半环状的第一子电极头，所述第二上电极朝向所述参考轴线的一侧设置有半环状的第二子电极头；

所述两个上电极在朝向所述参考轴线运动至行程终点位置时，所述第一子电极头和第二子电极头组合形成环状的上电极头。

6.如权利要求5所述的导管焊接工装设备，其特征在于，所述上电极组件还包括两个连接块，所述两个连接块分别为第一连接块和第二连接块；

所述第一连接块底面与所述第一上电极顶面连接固定，所述第二连接块底面与所述第二上电极顶面连接固定；

所述第一上电极基于所述第一连接块驱动，所述第二上电极基于所述第二连接块驱动。

7.如权利要求6所述的导管焊接工装设备，其特征在于，所述第一连接块和第二连接块在朝向所述参考轴线一侧分别开有导管避让槽。

8.如权利要求6所述的导管焊接工装设备，其特征在于，所述上电极导向组件包括一轴线沿水平方向设置的直线运动导向件，所述第一连接块和第二连接块分别滑动配合在所述直线运动导向件上；

所述第一连接块和第二连接块分别基于所述直线运动导向件朝向或背离所述参考轴线运动。

9.如权利要求1所述的导管焊接工装设备，其特征在于，所述导管焊接工装设备还包括绝缘层，所述绝缘层设置在所述上电极导向组件顶面上；

或所述导管焊接工装设备还包括绝缘层和电极平衡器，所述绝缘层设置在所述上电极导向组件顶面上，所述电极平衡器设置在所述绝缘层顶面上。

10.如权利要求9所述的导管焊接工装设备，其特征在于，所述两个以上的上电极分别基于气动驱动元件或液压驱动元件驱动。