CN111266770B - 一种焊接环缝加热系统及加热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及滚焊辅助设备领域，具体涉及焊接环缝加热系统及加热方法。焊接环缝加热系统，包括热源、热源固定件和供电系统；所述热源包括多个加热单元，多个所述加热单元用于沿环缝方向排布；所述加热单元通过所述热源固定件固定在待加热部件表面；所述供电系统用于与所述热源相连，并给各个所述加热单元供电。加热方法基于上述的加热系统。本发明提供的焊接换缝加热系统及加热方法加热效率高、也可适用于在狭小空间内使用。

Description

一种焊接环缝加热系统及加热方法
技术领域
本发明涉及一种滚焊辅助设备，特别是一种焊接环缝加热系统及加热方法。
背景技术
为提高生产效率，钢管环缝一般采用在滚轮架上转动转接，根据钢管材质、板厚不同，某些钢管在焊接时需要进行加热，加热一般采用远红外电加热、感应电加热以及火焰加热等方法，但采用这些方法加热有以下弊端：一是上述加热方法一般将热源固定，钢管转动，此时加热块或火焰喷嘴需要较大的支架和底座，在隧洞等空间较小处不具备实施条件；二是除火焰加热外，远红外电加热和感应电加热的加热板与钢管的间距直接影响到加热的效率，由于大型钢管自重变形较大，因此加热效率较低。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种焊接环缝加热系统及加热方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一方面，本发明提供了一种焊接环缝加热系统，包括热源、热源固定件和供电系统；所述热源包括多个加热单元，多个所述加热单元用于沿环缝方向排布；所述加热单元通过所述热源固定件固定在待加热部件表面；所述供电系统用于与所述热源相连，并给各个所述加热单元供电。
本发明通过上述方案，由于热源是被固定在待加热部件表面的，在待加热部件转动时，热源将随待加热部件一起转动，使得在这个系统中，热源与待加热部件之间的距离基本无变化，不会由于待加热部件的明显变形影响热源与待加热部件表面之间的距离。另外，通过热源与待加热部件之间的固定相连力即可实现热源在预设位置上运动，从而无需额外大型支架支撑热源。
作为本发明的优选方案，焊接环缝加热系统还包括驱动装置，所述驱动装置用于带动所述待加热部件转动。
作为本发明的优选方案，所述驱动装置包括滚轮架，所述滚轮架上的滚轮用于与所述待加热部件的外表面接触，所述加热单元布置在所述待加热部件的内壁。通过上述的方案，滚轮架用于支撑和驱动待加热部件，加热单元布置在滚轮架的内壁，可以避免滚轮架与加热单元或供电系统发生相互干涉。
作为本发明的优选方案，所述驱动装置包括台车，所述台车用于与所述待加热部件的内壁接触，所述加热单元布置在所述待加热部件的外壁。通过上述的方案，台车与待加热部件的内壁接触，从而支撑待加热部件并驱动待加热部件转动，加热单元布置在待加热部件的外壁，从而避免供电系统与台车之间发生干涉。
作为本发明的优选方案，所述加热单元包括电磁感应加热线圈、履带式陶瓷加热片或电加热管。
作为本发明的优选方案，所述热源固定件包括磁性件，所述磁性件与所述待加热部件相连时，所述磁性件与所述待加热部件之间形成卡持空间。使用时，将加热单元设置于卡持空间内，即可通过磁性件实现加热单元的固定。具体的，磁性件包括第一磁柱、第二磁柱和连接杆，第一磁柱和第二磁柱通过连接杆相连。使用时，第一磁柱、第二磁柱与待加热部件磁吸，连接杆与待加热部件之间的间隙形成上述的卡持空间。
作为本发明的优选方案，所述供电系统包括导线、电源与导电滑环，所述热源和所述电源通过所述导线相连，所述导电滑环与所述导线相连；
所述导电滑环包括固定部和旋转部。通过设置导电滑环，能够避免在待加热部件转动的过程中发生导线的扭转和打结。
作为本发明的优选方案，所述导电滑环设置于所述电源进线侧的所述导线上，所述电源用于随所述待加热部件同步转动；
所述旋转部相连与所述电源相连，所述固定部用于与电网相连。
术语“电源进线侧”是指电源与电网连接的一侧。在上述方案中，固定部与电网相连，使用时相对于地面固定，固定部与电网之间的一节导线相对于地面固定。旋转部、电源与待加热部件一起旋转，待加热部件与电源之间的相对角度无变化，从而待加热部件与电源之间的导线也不会发生扭转。
作为本发明的优选方案，还包括旋转架，所述电源设置于所述旋转架上。
通过设置旋转架，使电源能够随待加热部件一起转动。
作为本发明的优选方案，所述导电滑环设置在所述电源出线侧的所述导线上；
所述加热单元与所述旋转部相连，所述固定部与所述电源相连，所述固定部用于通过滑环支架固定于地面。
术语“电源出线侧”是指电源与待加热部件相连的一侧。在上述方案中，固定部与电源相连，使用时相对于地面固定，固定部与电源之间的一节导线相对于地面固定。旋转部与待加热部件一起旋转，旋转部与待加热部件之间的相对角度无变化，从而旋转部与待加热部件之间的导线也不会发生扭转。
一种焊接环缝加热方法，包括以下步骤：
将待加热部件连接在驱动装置上，使得所述驱动装置可以带动所述待加热部件转动；
通过热源固定件将热源固定在所述待加热部件上，并使所述热源中的加热单元沿环缝方向排布；
启动所述驱动装置和所述热源，即可实现所述待加热部件的加热。
本发明提供的上述焊接环缝加热方法，通过将热源固定连接于待加热部件上，且使热源沿环缝的方向排布，则在焊接过程中，即使待加热部件产生较大变形，热源也会随待加热部件一起变形，从而使得热源与待加热部件之间的距离能够保持相对稳定，有利于提高加热效率。
作为本发明的优选方案，在所述步骤通过热源固定件将热源固定在所述待加热部件上中：
若所述驱动装置与所述待加热部件的内壁接触，则将所述热源固定在所述待加热部件的外壁；
若所述驱动装置与所述待加热部件的外壁接触，则将所述热源固定在所述待加热部件的内壁。
通过上述方法，能够避免热源与驱动装置之间发生互相干涉。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的上述焊接环缝加热系统，由于热源是被固定在待加热部件表面的，在待加热部件转动时，热源将随待加热部件一起转动，使得在这个系统中，热源与待加热部件之间的距离的基本无变化，不会由于待加热部件的明显变形影响热源与待加热部件表面之间的距离。另外，通过热源与待加热部件之间的固定相连力即可实现热源在预设位置上运动，从而无需额外搭建大型支架支撑热源；
2、本发明提供的上述加热方法，通过将热源固定连接于待加热部件上，且使热源沿环缝的方向排布，则在焊接过程中，即使待加热部件产生较大变形，热源也会随待加热部件一起变形，从而使得热源与待加热部件之间的距离能够保持相对稳定，有利于提高加热效率。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的焊接环缝加热系统的结构示意图。
图2是图1中A部的局部放大图。
图3是本发明实施例1提供的焊接环缝加热系统在另一视角下的结构示意图。
图4是本发明实施例1提供的焊接环缝加热系统在另一视角下的结构示意图。
图5是本发明实施例3提供的焊接环缝加热系统的结构示意图。
图标：1-钢管；2-焊接环缝加热系统；21-热源；211-加热单元；22-热源固定件；221-第一磁柱；222-第二磁柱；223-连接杆；23-供电系统；231-导线；232-导电滑环；233-电源；234-滑环支架；235-旋转架；24-滚轮架。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请参阅图1-图4，本发明实施例提供了一种焊接环缝加热系统2，其包括热源21、热源固定件22、供电系统23和驱动装置。
以下以钢管1作为一种具体的待加热部件对本发明的技术方案进行说明。
热源21包括多个加热单元211，多个所述加热单元211用于沿环缝方向排布，并通过热源固定件22将加热单元211固定在钢管1表面。具体的，加热单元211包括电磁感应加热线圈、履带式陶瓷加热片或电加热管。
在本实施例中，热源固定件22被设置为磁性件。具体的，热源固定件22包括第一磁柱221、第二磁柱222和连接杆223，第一磁柱221和第二磁柱222通过连接杆223相连。使用时，第一磁柱221和第二磁柱222能够通过磁性吸附于钢管1表面，从而使连接杆223与钢管1之间形成一个卡持空间。将加热单元211放置在卡持空间中，即可实现加热单元211的固定。
在本发明的其他实施方式中，还可以通过其他方式固定加热单元211，例如，将加热单元211一一焊接在钢管1壁面上，此时热源固定件22即为焊点；或通过设置多个连接支架，将加热单元211通过连接支架固定连接在钢管1壁面上，此时，热源固定件22即为连接支架。总之，在本发明中，只要能够将加热单元211固定连接在钢管1上即可。进一步需要说明的是，在本发明中，“固定连接”是指，在焊接环缝的过程中，加热单元211能够随钢管1一起转动，而不会与钢管1产生相对运动。
供电系统23包括导线231、电源233与导电滑环232。热源21与电源233通过导线231相连，导电滑环232与导线231相连，用于防止导线231扭转打结。
具体的，电源233包括电磁感应加热控制柜或陶瓷远红外温控柜。
电源233的进线侧用于与电网电连接，电源233的出线侧与热源21连接从而为热源21供电。
在本实施例中，导电滑环232布置于电源233的出线侧，即：导电滑环232布置于电源233与热源21之间。
导电滑环232包括固定部和旋转部，固定部和旋转部可相对转动地相连。固定部和旋转部上均设有导线231接头，用于连接导线231。在固定部和旋转部之间设有导体，从而使得电流能够从导电滑环232的固定部上的接头对应的流通到旋转部的接头上，或从旋转部的接头对应地流通到固定部的接头上。
在本实施例中，从电源233中导出的导线231连接在导电滑环232的固定部的接头上。导电滑环232的旋转部上的接头连接在加热单元211上，则在加热过程中，旋转部随钢管1一起转动，从而能够避免旋转部与钢管1之间的导线231产生扭转。固定部相对于电源233保持固定，从而避免固定部与电源233之间的导线231产生扭转。
进一步的，焊接环缝加热系统2包括滑环支架234，滑环支架234与固定部相连，滑环支架234在使用过程中用于放置于地面，从而支撑固定部。
本实施例中，驱动装置用于与钢管1的外壁接触，加热单元211用于设置于钢管1内壁的环缝上。具体的，驱动装置包括滚轮架24，将钢管1置于滚轮架24上，即可通过滚轮架24上的滚轮带动钢管1转动。
基于上述的焊接环缝加热系统2，本发明实施例还提供了以下的加热方法，其包括以下步骤：
S1.将待加热部件连接在驱动装置上，使得所述驱动装置可以带动所述待加热部件转动；
具体的，将钢管1放置在滚轮架24上，使得可以通过滚轮的滚动带动钢管1转动。
S2.通过热源固定件22将热源21固定在所述待加热部件上，并使所述热源21中的加热单元211沿环缝方向排布；
具体的，将加热单元211贴合在环缝上，然后将第一磁柱221和第二磁柱222吸附在钢管1的内壁，从而通过第一磁柱221、第二磁柱222和连接杆223卡住加热单元211，从而实现加热单元211的固定。使所有加热单元211一一被固定在环缝上，且使各个加热单元211沿环缝的方向排布。
在本实施例中，滚轮架24与钢管1的外表面接触，从而步骤S2中，加热单元211被固定在钢管1的内表面上。
S3.启动所述驱动装置和所述热源21，即可实现所述待加热部件的加热。
启动滚轮架24，使钢管1被旋转，同时启动热源21，从而可以实现钢管1的加热，并可以实现钢管1的滚焊。
本发明实施例提供的上述焊接环缝加热装置及加热方法，其有益效果在于：
1.将热源21设置为多个加热单元211，且多个加热单元211用于与钢管1固定相连，从而使得热源21能够适应钢管1的变形，在加热大型的钢管1时，能够避免钢管1的变形影响加热效率；
在此基础上，也无需额外设置大型的支架用于支撑加热单元211，从而尤其适用于狭小空间内的焊接操作；
2.通过设置导电滑环232，能够避免导线231扭转打结；
3.通过磁性件实现加热单元211与钢管1的连接，拆装方便。
实施例2
请参阅图5，本发明实施例提供了一种焊接环缝加热系统2，与实施例1中的焊接环缝加热系统2的区别在于：在本实施例中，热源21用于与钢管1的外壁接触，驱动装置用于与钢管1的内壁接触。
进一步的，在本实施例中，驱动装置为台车，台车的结构可参照中国专利CN202571649U中所公开的钢管组焊装置机架。通过该钢管组焊装置机架上的回转机构与钢管1的内壁接触，可以带动钢管1产生转动。
在上述结构的基础上，将加热单元211贴合在钢管1环缝的外壁或内壁，并通过热源固定件22将加热单元211固定在钢管1上。
本实施例提供了另一种焊接环缝加热系统2的构造。由于钢管组焊装置机架与钢管1的内壁接触，不会大量占用钢管1的外部空间，因此，即使在空间狭小的隧道等区域，也可以使用本实施例提供的焊接环缝加热系统2。
需要说明的是：本实施例中，钢管组焊装置机架的作用是从钢管1的内壁为钢管1提供支撑力和旋转驱动力，从而使得加热单元211的设置位置有更多选择。在本发明的其他实施方式中，本领域技术人员可以知晓，还可以通过其它装置起到本实施例中的钢管组焊装置机架的作用，只要能从钢管1的内壁为钢管1提供支撑力和旋转力即可。
实施例3
请参阅图5。本实施例提供了一种焊接环缝加热系统2，与实施例1提供的焊接环缝加热系统2的区别在于：在本实施例中，导电滑环232设置于电源233的进线侧，即：导电滑环232设置于电源233与电网之间。
具体的，导电滑环232的固定部上的接头与电网电连接。旋转部上的接头与电源233电连接。电源233与加热单元211电连接。
在上述结构的基础上，本实施例提供的焊接环缝加热系统2还设置了旋转架235，将电源233安装在旋转架235上。加热的过程中，旋转架235可允许电源233产生转动。优选的，电源233转动的角速度与钢管1转动的角速度保持一致。
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 (9)

1.一种焊接环缝加热系统(2)，其特征在于，包括热源(21)、热源固定件(22)和供电系统(23)；
所述热源固定件(22)包括磁性件，所述磁性件与待加热部件相连时，所述磁性件与所述待加热部件之间形成卡持空间；
所述热源(21)包括多个加热单元(211)，多个所述加热单元(211)用于沿环缝方向排布；所述加热单元(211)通过所述热源固定件(22)固定在待加热部件表面；所述供电系统(23)用于与所述热源(21)相连，并给各个所述加热单元(211)供电；
还包括驱动装置，所述驱动装置用于带动所述待加热部件转动；
所述供电系统(23)包括导线(231)、电源(233)与导电滑环(232)，所述热源(21)和所述电源(233)通过所述导线(231)相连，所述导电滑环(232)与所述导线(231)相连；所述导电滑环(232)包括固定部和旋转部。
2.根据权利要求1所述的焊接环缝加热系统(2)，其特征在于，所述驱动装置包括滚轮架(24)，所述滚轮架(24)上的滚轮用于与所述待加热部件的外表面接触，所述加热单元(211)布置在所述待加热部件的内壁。
3.根据权利要求1所述的焊接环缝加热系统(2)，其特征在于，所述驱动装置包括台车，所述台车用于与所述待加热部件的内壁接触，所述加热单元(211)布置在所述待加热部件的外壁或内壁。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的焊接环缝加热系统(2)，其特征在于，所述加热单元(211)包括电磁感应加热线圈、履带式陶瓷加热片或电加热管。
5.根据权利要求1所述的焊接环缝加热系统(2)，其特征在于，所述导电滑环(232)设置于所述电源(233)进线侧的所述导线(231)上，所述电源(233)用于随所述待加热部件同步转动；所述旋转部与所述电源(233)相连，所述固定部用于与电网相连。
6.根据权利要求5所述的焊接环缝加热系统(2)，其特征在于，还包括旋转架(235)，所述电源(233)设置于所述旋转架(235)上。
7.根据权利要求1所述的焊接环缝加热系统(2)，其特征在于，所述导电滑环(232)设置在所述电源(233)出线侧的所述导线(231)上；所述加热单元(211)与所述旋转部相连，所述固定部与所述电源(233)相连，所述固定部用于通过滑环支架(234)固定于地面。
8.一种焊接环缝加热方法，其特征在于，包括以下步骤：将待加热部件连接在驱动装置上，使得所述驱动装置可以带动所述待加热部件转动；通过热源固定件(22)将热源(21)固定在所述待加热部件上，并使所述热源(21)中的加热单元(211)沿环缝方向排布；启动所述驱动装置和所述热源(21)，即可实现所述待加热部件的加热；
其中，所述热源固定件(22)包括磁性件，所述磁性件与所述待加热部件相连时，所述磁性件与所述待加热部件之间形成卡持空间。
9.根据权利要求8所述的焊接环缝加热方法，其特征在于，在所述步骤通过热源固定件(22)将热源(21)固定在所述待加热部件上中：若所述驱动装置与所述待加热部件的内壁接触，则将所述热源(21)固定在所述待加热部件的外壁或内壁；若所述驱动装置与所述待加热部件的外壁接触，则将所述热源(21)固定在所述待加热部件的内壁。
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