CN110253114B - 管子角焊缝自动焊接工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管子角焊缝自动焊接工装，包括滑动设置在滑轨上的滚轮架，滚轮架设有两个且每个滚轮架上转动设有两个滚动摩擦轮，滚轮架上设有支架，支架上设置自动焊接摆动器，支架位于滚动摩擦轮的一侧，一个滚轮架上的两个滚动摩擦轮为从动轮，一个滚轮架上的两个滚动摩擦轮为主动轮。本发明实现自动CO₂气保焊，调整方便，适应性强，能够确保不同管径的角焊缝焊角符合图纸要求，本工装使得焊接用时较手工CO₂焊接缩减近一半，焊接的焊缝成型漂亮，光顺平滑，可实现免打磨作业。可大大降低了焊工的劳动强度，提高了焊接效率，同时放宽了对焊工的专业技能的要求。具有操作简单、方便灵活的优点，为推进减少焊接打磨活动跨出一大步，可推广应用。

Description

管子角焊缝自动焊接工装

技术领域

本发明涉及一种管子角焊缝自动焊接工装。

背景技术

管加工内场管子预制过程中，除有氩弧焊要求的管子外，都采用手工CO₂电焊，初步统计单船≥DN100的直管子占全船管子总数约1/10(以18#82000船为例1248/13182)，这些管子手工CO₂焊接效率不高、焊工劳动强度也较大，而且焊接成型质量因人而异，花在后期打磨抛光上的人工较多。公开号为CN104607766A的专利：一种管子与法兰双面自动焊的焊接装置，包括内焊装置与外焊装置，所述内焊装置与外焊装置均包括与立于底座上的支柱、使横梁固定于支柱的套管Ⅰ和紧固螺栓、使焊枪固定于横梁上的焊枪套管、安装与套管上的焊枪摆动器，所述焊枪套管与横梁上的套管Ⅱ相接，所述内焊装置与外焊装置分别焊接法兰和管子的内角焊缝与外角焊缝，所述管子固定于压紧滚轮变位机，本发明结构简单，整套焊接装置只需在原有压紧滚轮变位机的基础上增加结构简单的内外焊装置，工人操作灵活方便，焊接方法采取二氧化碳气保焊的焊接方法，适用范围广，内外角焊缝同步对称自动焊接，减小焊接变形，提高焊接效率，不需要大量资本投入便可到降低工人劳动量，提高生产效率。但其未能解决由于管子、法兰端面椭圆度的问题而导致焊缝宽度不同，导致焊接不均匀的问题；公开号为CN107695585A的专利：一种管子与法兰角焊缝自动焊接装置，包括用于从一侧对管子进行定位的定位支架，以及用于从一侧对管子进行夹紧固定的夹紧支架，分别通过设置在定位支架及夹紧支架上的定位套环、夹紧套环、第一磁条轨道、第二磁条轨道构成以管子为圆心的同心圆装置，实现对管子与法兰的定位夹紧固定而不受外界因素影响，定位快速精确，焊接小车夹持焊枪自动运行实现自动焊接，实现自动焊焊接工艺，提高焊缝外观成型质量，减少焊缝外观打磨工作，提高焊接施工效率。其也未能解决由于管子、法兰端面椭圆度的问题而导致焊缝宽度不同，导致焊接不均匀的问题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种管子角焊缝自动焊接工装，实现自动CO₂气保焊，调整方便，适应性强，能够确保不同管径的角焊缝焊角符合图纸要求，本工装使得焊接用时较手工CO₂焊接缩减近一半，焊接的焊缝成型漂亮，光顺平滑，可实现免打磨作业。可大大降低了焊工的劳动强度，提高了焊接效率，同时放宽了对焊工的专业技能的要求。具有操作简单、方便灵活的优点，为推进减少焊接打磨活动跨出一大步，可推广应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种管子角焊缝自动焊接工装，包括滑动设置在滑轨上的滚轮架，滚轮架设有两个且每个滚轮架上转动设有两个滚动摩擦轮，滚轮架上设有支架，支架上设置自动焊接摆动器，支架位于滚动摩擦轮的一侧，一个滚轮架上的两个滚动摩擦轮为从动轮，一个滚轮架上的两个滚动摩擦轮为主动轮。焊接摆动器的作用：是在焊接时增加单次焊接焊缝的成型宽度的，主要用于比较宽的焊缝，例如坡口焊缝、角焊缝。因为焊缝比较宽的时候，如果焊枪不摆动，那么单次焊接焊缝的成型宽度就比较窄，而且会出现焊缝中间高两边低的缺陷。为了解决这个问题，就需要在焊接时让焊枪沿焊缝宽度方向有规律的往复摆动。焊接摆动器的组成：焊接摆动器主要由机械摆动机构(即滑板)和电气控制(即控制器)两部分组成；焊接摆动器的工作原理：焊枪固定在焊接摆动器的滑板上，在焊接摆动器的控制器上设定和调节摆动参数，通过控制器来控制滑板带着焊枪摆动。由于不同的工件在材质、焊缝的宽度、焊接电流、焊接电压、焊接速度等方面都会有变化，所以为了适应这些变化要求，焊接摆动器必须能够调节摆动宽度和摆动速度，有时还需要调节两端停留时间。本申请采用深圳瑞凌HIT-30的自动焊接摆动器；自动焊接摆动器为现有技术，在此不赘述。这样在滚轮架滑动至需要的位置后，将待焊接的管子置于滚动摩擦轮上，然后主动轮转动后带动整根管子转动，转动的同时只需自动焊接摆动器实现摇摆就能实现管子角焊缝(即管子与管子端部法兰角焊接)的自动角焊。

进一步的技术方案是，作为主动轮的两个滚动摩擦轮中的一个通过驱动电机驱动，驱动电机与减速机相连，减速机的输出轴上固定连接传动部件，传动部件与一个滚动摩擦轮的轮轴相连；作为主动轮的两个滚动摩擦轮其摩擦接触面为圆柱体侧面，作为从动轮的两个滚动摩擦轮其摩擦接触面为圆槽面。作为主动轮的两个滚动摩擦轮中的其中一个滚动摩擦轮通过驱动电机驱动。传动部件可以是齿轮类的比如主副齿轮组或锥齿轮组(如果减速机的驱动轴与滚动摩擦轮的轮轴的轴线是垂直设置的情况)。

进一步的技术方案是，滚动摩擦轮转动设置在轮座上，每个滚轮架上设置两个轮座且其中一个轮座滑动设置在滚轮架上、另一个轮座固定设置在滚轮架上，滑动设置的轮座的下表面固定设置螺母，与螺母适配设有丝杠，丝杠位于轮座下方且转动设置在滚轮架上，丝杠其伸出滚轮架的一端固定设置转动手柄，丝杠的转动轴线与轮座的滑动方向一致。通过拧动转动手柄，可以调节与丝杠配合的螺母平移，这样带动轮座平移，实现调节两个轮座间距离以适应不同管径的管子的角焊工作。

进一步的技术方案为，支架固定设置在滚轮架上。

进一步的技术方案为，支架滑动设置在滚轮架上，滚轮架呈槽钢状且其两个上端边缘设置翻边，支架滑动设置在翻边上且支架的侧面设置槽状限位部件，翻边上设有螺纹通孔，与螺纹通孔适配设有拧紧螺杆，拧紧螺杆设置在翻边下方，支架上固定设置定距杆，定距杆的一端固定连接在支架上、另一端固定连接呈弧形槽钢状的限位件，限位件其弧形槽钢的曲率与待焊管其法兰的曲率相同，限位件与待焊管的法兰适配设置。定距杆的设置使得焊枪的焊嘴始终保持初始设定的距离，因为这样管子旋转焊接的过程中，支架由于定距杆的设置使得焊枪的焊嘴始终保持与角焊缝相同的距离，不会由于法兰的椭圆度而造成有的地方焊嘴靠角焊缝太近有的地方焊嘴又靠角焊缝太远的情况。

进一步的技术方案为，弧形槽钢状限位件其槽侧壁上设置滚珠槽，滚珠槽内转动设有滚珠；支架上设置两个焊接摆动器的摆动杆，两根摆动杆沿待焊管的转动方向依次设置且一根正对管子内角焊缝、另一根正对管子外角焊缝，沿待焊管转动方向依次为正对管子内角焊缝的摆动杆与正对管子外角焊缝的摆动杆。这么设置后能够实现管子与法兰内外环的角焊同时进行，并且定距杆保证了内外角焊不会受法兰椭圆度的影响，而外角焊与内角焊的依次设置使得先内角焊再外角焊，避免同时角焊可能造成的焊穿，还能减少外角焊(即后焊)的热量消耗；摆动杆的一端固定设置焊接摆动器的摆动机构(即滑板)，摆动机构上固定设置焊枪；摆动杆通过夹子(为现有技术，类似结构有酸碱滴定台上的蝴蝶夹等，不赘述)固定在支架上，通过松开夹子能够调节摆动杆的伸出长度以做到焊枪焊嘴距离管子角焊缝是加工所需的合适距离。

动作过程如下：根据管子管径大小调节转动手柄后将管子置于滚动摩擦轮上然后根据定距杆距离管子法兰的距离滑动支架至合适距离使得定距杆其弧形槽钢状的限位件卡在法兰上，然后将拧紧螺杆拧至拧不动为止(也即固定住支架)，然后开始调整自动焊接摆动器其摆动杆至摆动杆上固定卡住的焊枪其焊嘴距离角焊缝的距离为合适的焊接距离(即上下左右调整、对枪，不同管径要调；相同管径的管子只需微调，提高效率)，然后将拧紧螺杆拧松，然后启动驱动电机，由此主动轮转动，带动管子转动，焊接的同时自动焊接摆动器实现焊枪的摆动以实现焊缝宽度的要求。

本发明的优点和有益效果在于：实现自动CO₂气保焊，调整方便，适应性强，能够确保不同管径的角焊缝焊角符合图纸要求，该工装可适用于≥DN100直管子角焊缝焊接；本工装使得焊接用时较手工CO₂焊接缩减近一半，焊接的焊缝成型漂亮，光顺平滑，可实现免打磨作业。可大大降低了焊工的劳动强度，提高了焊接效率，同时放宽了对焊工的专业技能的要求。具有操作简单、方便灵活的优点，为推进减少焊接打磨活动跨出一大步，可推广应用；通过拧动转动手柄，可以调节与丝杠配合的螺母平移，这样带动轮座平移，实现调节两个轮座间距离以适应不同管径的管子的角焊工作。定距杆的设置使得焊枪的焊嘴始终保持初始设定的距离，因为这样管子旋转焊接的过程中，支架由于定距杆的设置使得焊枪的焊嘴始终保持与角焊缝相同的距离，不会由于法兰的椭圆度而造成有的地方焊嘴靠角焊缝太近有的地方焊嘴又靠角焊缝太远的情况。能够实现管子与法兰内外环的角焊同时进行，并且定距杆保证了内外角焊不会受法兰椭圆度的影响，而外角焊与内角焊的依次设置使得先内角焊再外角焊，避免同时角焊可能造成的焊穿，还能减少外角焊(即后焊)的热量消耗。

附图说明

图1是本发明一种管子角焊缝自动焊接工装实施例一的示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明实施例二的示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是图4中下方滚轮架的左视图。

图中：1、滑轨；2、滚轮架；3、滚动摩擦轮；4、支架；5、自动焊接摆动器；6、驱动电机；7、传动部件；8、轮座；9、螺母；10、丝杠；11、转动手柄；12、翻边；13、槽状限位部件；14、拧紧螺杆；15、定距杆；16、限位件；17、法兰；18、待焊管；19、摆动杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

如图1、图2所示(为便于图示，图1未示出驱动电机；图2未示出支架上的相连部件)，本发明是一种管子角焊缝自动焊接工装，包括滑动设置在滑轨1上的滚轮架2，滚轮架2设有两个且每个滚轮架2上转动设有两个滚动摩擦轮3，滚轮架2上设有支架4，支架4上设置自动焊接摆动器5，支架4位于滚动摩擦轮3的一侧，一个滚轮架2上的两个滚动摩擦轮3为从动轮，一个滚轮架2上的两个滚动摩擦轮3为主动轮。作为主动轮的两个滚动摩擦轮3中的一个通过驱动电机6驱动，驱动电机6与减速机相连，减速机的输出轴上固定连接传动部件7，传动部件7与一个滚动摩擦轮3的轮轴相连；作为主动轮的两个滚动摩擦轮3其摩擦接触面为圆柱体侧面，作为从动轮的两个滚动摩擦轮3其摩擦接触面为圆槽面。滚动摩擦轮3转动设置在轮座8上，每个滚轮架2上设置两个轮座8且其中一个轮座8滑动设置滚轮架2上、另一个轮座8固定设置在滚轮架2上，滑动设置的轮座8的下表面固定设置螺母9，与螺母9适配设有丝杠10，丝杠10位于轮座8下方且转动设置在滚轮架2上，丝杠10其伸出滚轮架2的一端固定设置转动手柄11，丝杠10的转动轴线与轮座8的滑动方向一致。支架4固定设置在滚轮架2上。

现场经过多次试验，我们初步绘制了滚轮架旋转速度与自动焊摇摆速度匹配数据表(主要是根据：滚轮的线速度定了，然后不同管子壁厚)，能够确保不同管径的角焊缝焊角符合图纸要求；通过测试不同型号管径角焊缝电焊，测得自动焊接用时较手工CO2焊接缩减近一半(以DN300管子一道角焊缝焊接为例，自动焊一次成型焊接前焊枪校调+电焊用时约9分钟，优秀焊工手工CO2焊约17分钟，且不含后期打磨用时)。

自动焊接工装焊接的焊缝成型漂亮，光顺平滑，可实现免打磨作业(附图4、5)。可大大降低了焊工的劳动强度，提高了焊接效率，同时放宽了对焊工的专业技能的要求。具有操作简单、方便灵活的优点，为推进减少焊接打磨活动跨出一大步，可推广应用。

实施例二：

与实施例一的不同在于，如图3至图5所示(为便于图示，图3未示出驱动电机；图4未示出支架上的相连部件；图5未示出支架上的摆动杆等部件)，支架4滑动设置在滚轮架2上，滚轮架2呈槽钢状且其两个上端边缘设置翻边12，支架4滑动设置在翻边12上且支架4的侧面设置槽状限位部件13，翻边12上设有螺纹通孔，与螺纹通孔适配设有拧紧螺杆14，拧紧螺杆14设置在翻边12下方，支架4上固定设置定距杆15，定距杆15的一端固定连接在支架4上、另一端固定连接呈弧形槽钢状的限位件16，限位件16其弧形槽钢的曲率与待焊管18其法兰17的曲率相同，限位件16与待焊管18的法兰17适配设置。弧形槽钢状限位件16其槽侧壁上设置滚珠槽，滚珠槽内转动设有滚珠；支架4上设置两个焊接摆动器的摆动杆19，两根摆动杆19沿待焊管18的转动方向依次设置且一根正对管子内角焊缝、另一根正对管子外角焊缝，沿待焊管18转动方向依次为正对管子内角焊缝的摆动杆19与正对管子外角焊缝的摆动杆19。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.管子角焊缝自动焊接工装，其特征在于，包括滑动设置在滑轨上的滚轮架，滚轮架设有两个且每个滚轮架上转动设有两个滚动摩擦轮，滚轮架上设有支架，支架上设置自动焊接摆动器，支架位于滚动摩擦轮的一侧，一个滚轮架上的两个滚动摩擦轮为从动轮，一个滚轮架上的两个滚动摩擦轮为主动轮；作为主动轮的两个滚动摩擦轮中的一个通过驱动电机驱动，驱动电机与减速机相连，减速机的输出轴上固定连接传动部件，传动部件与一个滚动摩擦轮的轮轴相连；作为主动轮的两个滚动摩擦轮其摩擦接触面为圆柱体侧面，作为从动轮的两个滚动摩擦轮其摩擦接触面为圆槽面；滚动摩擦轮转动设置在轮座上，每个滚轮架上设置两个轮座且其中一个轮座滑动设置在滚轮架上、另一个轮座固定设置在滚轮架上，滑动设置的轮座的下表面固定设置螺母，与螺母适配设有丝杠，丝杠位于轮座下方且转动设置在滚轮架上，丝杠其伸出滚轮架的一端固定设置转动手柄，丝杠的转动轴线与轮座的滑动方向一致；支架滑动设置在滚轮架上，滚轮架呈槽钢状且其两个上端边缘设置翻边，支架滑动设置在翻边上且支架的侧面设置槽状限位部件，翻边上设有螺纹通孔，与螺纹通孔适配设有拧紧螺杆，拧紧螺杆设置在翻边下方，支架上固定设置定距杆，定距杆的一端固定连接在支架上、另一端固定连接呈弧形槽钢状的限位件，限位件其弧形槽钢的曲率与待焊管其法兰的曲率相同，限位件与待焊管的法兰适配设置。

2.根据权利要求1所述的管子角焊缝自动焊接工装，其特征在于，弧形槽钢状限位件其槽侧壁上设置滚珠槽，滚珠槽内转动设有滚珠；支架上设置两个焊接摆动器的摆动杆，两根摆动杆沿待焊管的转动方向依次设置且一根正对管子内角焊缝、另一根正对管子外角焊缝，沿待焊管转动方向依次为正对管子内角焊缝的摆动杆与正对管子外角焊缝的摆动杆。

Images