CN111230263A - 一种密集不锈钢管束焊接头、自动焊接系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于换热器管束加工技术领域，提供了一种密集不锈钢管束焊接头、自动焊接系统及方法，包括：开口齿轮，其上安装有钨极，开口齿轮的开口处用于对待焊接母材进行让位，开口齿轮受驱动件驱动转动，以带动钨极以母材轴线为中心转动；以及焊头安装件，用于安装开口齿轮以及驱动件，本发明的有益效果是：通过开口齿轮内嵌钨极的方式组成焊接头，沿母材表面进行不填料环焊，焊接头的结构体积小巧，可以适用35mm以上间距的不锈钢换热器管束的焊接，且采用带有预热过程的不填料熔融焊接控制方式，大大提高焊接可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及换热器管束加工技术领域，尤其涉及一种密集不锈钢管束焊接头、自动焊接系统及方法。
背景技术
在石油化工、食品储运、工业制冷、热力发电等行业大量应用了不锈钢空气冷却器/加热器。不锈钢换热器是以密集的薄壁不锈钢管作为管束，把换热翅片和管束机械涨接在一起，通过氩弧焊接管路弯头和汇集管制作而成的换热产品。
但是由于这类换热器管束比较密集，一般的自动焊接工具不实现自动焊接。所以大部分的此类换热器只能人工焊接，劳动强度高，生产效率低下。欧美一些国家开发了一些类似的自动焊接设备，但也不能适应50mm以下间距的密集管束换热器，导致换热器的加工质量不够理想，换热性能也会受到影响。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种密集不锈钢管束焊接头、自动焊接系统及方法，旨在解决背景技术中提出的技术问题。
本发明实施例是这样实现的，一种密集不锈钢管束焊接头，包括：
开口齿轮，其上安装有钨极，开口齿轮的开口处用于对待焊接母材进行让位，开口齿轮受驱动件驱动转动，以带动钨极以母材轴线为中心转动；以及
焊头安装件，用于安装开口齿轮以及驱动件。
作为本发明进一步的方案：所述驱动件包括步进电机以及安装在所述步进电机输出端的驱动齿轮，所述驱动齿轮与开口齿轮啮合。
作为本发明再进一步的方案：所述焊头安装件上设有电极连接件，所述电极连接件的一端通过滑动碳刷与钨极连接。
本发明实施例的另一目的在于提供一种自动焊接系统，包括氩弧焊电源和PLC控制器，还包括密集不锈钢管束焊接头，其中，所述氩弧焊电源用于供电，所述PLC控制器用于控制驱动件和氩弧焊电源。
作为本发明进一步的方案：还包括受PLC控制器控制的冷却系统，所述冷却系统用于提供冷量。
本发明实施例的另一目的在于提供一种自动焊接方法，包括以下步骤：
沿开口处插入开口齿轮，使待焊接的母材处于开口齿轮的中心处，钨极与待焊接的母材的焊接位置接触，向待焊接的母材内通入保护气体；
驱动件带动开口齿轮转动，使开口齿轮带动钨极以母材的轴线为中心转动；
氩弧焊电源为钨极供电，在PLC控制器的控制下，先小电流对母材进行预热，之后在PLC控制器的控制下，分段用不同的脉冲电流对母材进行熔融焊接。
作为本发明进一步的方案：所述母材的预热温度为360～390℃。
作为本发明再进一步的方案：所述母材包括插入焊接母材和承口母材，所述插入焊接母材和承口母材通过承插方式连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过开口齿轮内嵌钨极的方式组成焊接头，沿母材表面进行不填料环焊，焊接头的结构体积小巧，可以适用35mm以上间距的不锈钢换热器管束的焊接，且采用带有预热过程的不填料熔融焊接控制方式，大大提高焊接可靠性。
附图说明
图1为一种自动焊接系统的结构示意图。
附图中：1、氩弧焊电源；2、PLC控制器；3、焊头安装件；4、驱动齿轮；5、步进电机；6、开口齿轮；7、插入焊接母材；8、承口焊接母材；9、钨极；10、滑动碳刷；11、电极连接件；12、冷却系统。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示，为本发明一个实施例提供的一种密集不锈钢管束焊接头的结构图，包括开口齿轮6和焊头安装件3，所述开口齿轮6上安装有钨极9，开口齿轮6的开口处用于对待焊接母材进行让位，开口齿轮6受驱动件驱动转动，以带动钨极9以母材轴线为中心转动；所述焊头安装件3用于安装开口齿轮6以及驱动件。
通过开口齿轮内嵌钨极的方式组成焊接头，沿母材表面进行不填料环焊，焊接头的结构体积小巧，可以适用35mm以上间距的不锈钢换热器管束的焊接，大大提高了焊接速度和焊接质量。
如图1所示，作为本发明一个优选的实施例，所述驱动件包括步进电机5以及安装在所述步进电机5输出端的驱动齿轮4，所述驱动齿轮4与开口齿轮6啮合。
本实施例通过齿间的啮合传动作用，步进电机5在输出动力时，驱动齿轮4可以带动开口齿轮6转动。然而在实际应用时，带动开口齿轮6转动的方式有多种，本实施例仅列举其中一种，在此也不进行具体的限定。
如图1所示，作为本发明另一个优选的实施例，所述焊头安装件3上设有电极连接件11，所述电极连接件11的一端通过滑动碳刷10与钨极9连接。
本实施例中的电极连接件11可以为电缆等装置，在此不进行限定，由于钨极9在工作时需要转动，因此通过滑动碳刷10的方式来对钨极9进行供电。
如图1所示，本发明实施例提供了一种自动焊接系统，包括氩弧焊电源1和PLC控制器2，还包括密集不锈钢管束焊接头，其中，所述氩弧焊电源1用于供电，所述PLC控制器2用于控制驱动件和氩弧焊电源1。
在焊接时，沿开口处插入开口齿轮6，使待焊接的母材处于开口齿轮6的中心处，钨极9与待焊接的母材的焊接位置接触，向待焊接的母材内通入保护气体，先通过步进电机5带动开口齿轮6转动，使开口齿轮6带动钨极9以母材的轴线为中心转动，然后通电，以小电流对母材进行预热，达到设定温度后，分段用不同的脉冲电流对母材进行熔融焊接。
如图1所示，作为本发明一个优选的实施例，还包括受PLC控制器2控制的冷却系统12，所述冷却系统12用于提供冷量。
本发明实施例提供了一种自动焊接方法，包括以下步骤：
沿开口处插入开口齿轮6，使待焊接的母材处于开口齿轮6的中心处，钨极9与待焊接的母材的焊接位置接触，向待焊接的母材内通入保护气体；
驱动件带动开口齿轮6转动，使开口齿轮6带动钨极9以母材的轴线为中心转动；
氩弧焊电源1为钨极9供电，在PLC控制器2的控制下，先小电流对母材进行预热，之后在PLC控制器2的控制下，分段用不同的脉冲电流对母材进行熔融焊接。
具体的来说，所述母材的预热温度为360～390℃。所述母材包括插入焊接母材7和承口母材8，所述插入焊接母材7和承口母材8通过承插方式连接。
本发明上述实施例提供了一种密集不锈钢管束焊接头，并基于该密集不锈钢管束焊接头提出了一种自动焊接系统、方法，通过开口齿轮内嵌钨极的方式组成焊接头，沿母材表面进行不填料环焊，焊接头的结构体积小巧，可以适用35mm以上间距的不锈钢换热器管束的焊接，且采用带有预热过程的不填料熔融焊接控制方式，大大提高焊接可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种密集不锈钢管束焊接头，其特征在于，包括：
开口齿轮，其上安装有钨极，开口齿轮的开口处用于对待焊接母材进行让位，开口齿轮受驱动件驱动转动，以带动钨极以母材轴线为中心转动；以及
焊头安装件，用于安装开口齿轮以及驱动件。
2.根据权利要求1所述的一种密集不锈钢管束焊接头，其特征在于，所述驱动件包括步进电机以及安装在所述步进电机输出端的驱动齿轮，所述驱动齿轮与开口齿轮啮合。
3.根据权利要求1或2所述的一种密集不锈钢管束焊接头，其特征在于，所述焊头安装件上设有电极连接件，所述电极连接件的一端通过滑动碳刷与钨极连接。
4.一种自动焊接系统，包括氩弧焊电源和PLC控制器，其特征在于，还包括如权利要求1～3任一所述的密集不锈钢管束焊接头，其中，所述氩弧焊电源用于供电，所述PLC控制器用于控制驱动件和氩弧焊电源。
5.根据权利要求4所述的一种自动焊接系统，其特征在于，还包括受PLC控制器控制的冷却系统，所述冷却系统用于提供冷量。
6.一种自动焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
沿开口处插入开口齿轮，使待焊接的母材处于开口齿轮的中心处，钨极与待焊接的母材的焊接位置接触，向待焊接的母材内通入保护气体；
驱动件带动开口齿轮转动，使开口齿轮带动钨极以母材的轴线为中心转动；
氩弧焊电源为钨极供电，在PLC控制器的控制下，先小电流对母材进行预热，之后在PLC控制器的控制下，分段用不同的脉冲电流对母材进行熔融焊接。
7.根据权利要求6所述的一种自动焊接方法，其特征在于，所述母材的预热温度为360～390℃。
8.根据权利要求6所述的一种自动焊接方法，其特征在于，所述母材包括插入焊接母材和承口母材，所述插入焊接母材和承口母材通过承插方式连接。
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