CN111299754A - 一种用于管道内衬不锈钢自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

一种用于管道内衬不锈钢自动焊接装置，主要是由焊枪系统（4）、行走机构（5）、伸缩腿（2）、传递箱（3）焊丝送进机构（6）组成，其中行走动力是由传递箱（3）安装的减速电机（1）提供，传递箱（3）的伞齿轮将动力分解成两部分由伸缩腿（2）传递到行走机构（5）。伸缩腿（2）内的压缩弹簧（2.2），使行走轮（5.1）与内衬层（7）具有正压力，焊接中如出现管径变化，伸缩腿（2）也跟随变化。伸缩腿（2）与传递箱（3）的固定是合页铰接方式，使伸缩腿（2）折叠，减小装置的体积便于管道内携带。本发明通过使用不同的焊接电源实现对不锈钢、碳钢等衬层焊接，提高了焊接质量及速度。

Description

一种用于管道内衬不锈钢自动焊接装置

技术领域

本发明涉及一种焊接装置，尤其是一种用于管道内衬不锈钢自动焊接装置。

背景技术

目前各种内衬管道技术在国内外管道行业大量开展，把管道内表面加以耐磨、耐腐蚀的衬层不光是提高了几倍的新管道的使用寿命，而对运行了多年的老旧管道，经过进行内衬施工的修复后同样使这种管道也焕颜一新，有些已经报废的旧管道经内衬修复又能重新加以使用，管道内衬技术给整个管道行业带来了非常可观的社会、经济效益。在众多的管道内衬技术中有一种内衬技术也经常被用在管道修复当中，就是要在管道的内表面衬上一层以不锈钢板作为内衬层的内衬管道，这种内衬管道直径最小0.5米、最大可达4米，应用范围极为广泛。具体施工法是：1.将须内衬的管道内表面清理干净；2.将下料的单张不锈钢板按照原管道内弧径压制成弧型；3.把压成弧型的不锈钢板卷成筒状捆扎后送入管道内；4.就位后打开卷筒铺展，对所有展开的不锈钢板进行点焊固定使管道内形成完整的内衬层；5.大面积铺展固定后由焊接人员对所有对接焊缝进行整体焊接；6.当管道内衬层的焊缝全部焊接完成后，封堵管道两端进行水压试验，达到试验压力后如果没有出现泄漏就顺利通过完成，如果试压出现泄漏就需要检查所有焊接点对查出问题的焊点进行补焊，修补焊点后再反复进行试压直到无泄漏点。这其中不锈钢内衬板的焊接是整个施工的关键，要想有一个合格的焊接质量，首先必须要佣有一个焊接技术好焊接工，而拥有好技术只是一方面，其焊接工的体力、施工环境及精神状态都会对焊接质量造成影响。当在空间狭小不易展开身体的管道内做焊接时焊接工体力消耗大并且由焊接产生的烟尘、灰尘也不易排除，造成呼吸困难使施工环境恶劣，另外在野外的管道施工相对距离都比较长，少则几百米多则几公里。因此，焊接一次合格率非常低，因此延长了施工周期，增加了施工成本。根据这种状况，有些企业为了加快焊接速度增加一次合格率，将完全的手焊接作业方式改为焊工手持半自动焊枪作业，这样虽能在一定情况下提高了进度，但是对焊接人员的整体技术操作水平要求及对焊接人员的体力消耗这一点上并不能降低。另外，根据目前国内管道焊接行业出现的各种类型的自动焊接小车，能够应用在管道不锈钢内衬技术上的基本还没有，其原因是一种焊接小车需要有轨道才能焊接行走，这种小车轨道也只能铺设在环焊缝位置上，因为此环焊缝位置是一个整园比较好铺设，对于位置不固定的横焊缝焊接轨道基本是无法铺设，因为横焊缝没有固定位置，即使想办法铺设了轨道，焊接小车也无法在轨道上固定运行使用（有些横焊缝位置在十二点），如果在空间狭小的小管径内衬中应用就更加的困难。还有一种不需要轨道的磁轮焊接小车，在使用碳钢板作为管道内衬材料的内衬中可以应用（这种内衬基本没有）在不锈钢中就得不到应用了。如何把焊接人员从艰苦的劳动环境中解放出来让，使焊接质量及焊接速度得到提高是每个不锈钢管道内衬项目都需要面对的难题，因此研制一套能满足以上要求的焊接装置，让不锈钢内衬管道项目减少对专业焊接人员的依赖以势在必行。

发明内容

根据以上的技术背景所述，本发明就是为解决这一不锈钢管道内衬施工中产生的难题所提出的一项具体解决方案，本发明的目的在于提供一种适用于在管道内部内衬不锈钢板进行自动焊接作业的设备，它可自行走又能够承担由管内内衬的不锈钢材料所产生的环焊缝及所有位置的横焊缝的焊接，可不需要太专业的焊接技术，简单培训即可操作，提高焊接质量及焊接速度，减轻焊接劳动强度，并可适用多种规格管道的焊接施工。

为了实现上述目的，本发明专利是通过以下技术方案来实现的：

一种用于管道内衬不锈钢自动焊接装置，主要由行走机构、伸缩腿、传递箱、焊枪系统焊丝送进机构等组成；传递箱上安装有减速电机，通过传递箱内的伞齿轮组将减速电机产生的动力传递到伸缩腿内安装的中心轴上，中心轴的两端各安装有伞齿轮通过与另一端的伞齿轮相啮合把动力传递给上下行走轮，行走轮与管壁内衬材料进行接触。伸缩腿上安装焊枪系统，焊枪系统上安装有调节丝杆，调节丝杆可使焊枪上下左右移动，便于焊接过程中调节焊丝的对中。传递箱与伸缩腿采用单侧的合页铰接，相对另一侧由锁柄进行固定。伸缩腿是由压缩弹簧、中心轴等组成，伸缩腿分为外腿与内腿，外腿与内腿相互套接，压缩弹簧安装在伸缩腿内，压缩弹簧将内、外腿反向支撑。中心轴是由内轴和外轴组成，外轴中空，两侧开有槽口，内轴为实心轴由穿销与外轴相连，穿销可在外轴槽口内滑动。行走机构是由内轴一端安装的伞齿轮与行走轮轴上安装的伞齿轮相啮合，通过改变行走轮轴上的伞齿轮安装位置，即可通过改变行走机构的外壳安装方向（旋转外壳180°），而改变行走轮的旋转方向，达到不同位置的焊缝（环焊缝、横焊缝）的焊接行走方向。

本发明的有益效果是：在管道不锈钢内衬层完成固定后，焊接施工人员通过携带本发明的焊接装置及外购的焊接电源进入内衬管道中，展开本发明焊接装置的上、下伸缩腿，调整好焊接装置上焊枪与焊缝的位置，连接焊接电源就可进行焊接作业，在使用本焊接装置焊接中，操作人员只需注意观察焊丝与焊缝的对中并及时调整焊枪系统上的调节丝杆即可，无需过多干预本焊接装置，单人就能完成整条焊缝的焊接操作过程，而且焊接质量不受人为因素干扰，焊接速度快（本焊接装置焊接速度是人工焊接速度的五到十倍）。焊接后需要移动该焊接装置时可通过打开锁柄靠伸缩腿的绞接合页将伸缩腿进行折叠，折叠后的该焊接装置体积可减小一半，便于在狭小管道空间内携带。本发明设计的焊接装置可以在直径500毫米以上的各类砼管、钢管等管道内衬不锈钢层的焊接，本发明把需要专业焊工才能完成的管道不锈钢内衬层的焊接工作简化成只需掌握一定的操作技能就可完成内衬焊接作业的简单技术，使管道不锈钢内衬层焊接的劳动强度大，技术要求高的弊端得以改善，因而也就使利用不锈钢做内衬层内衬管道的内衬技术应用范围进一步扩大，具有显著的经济效益。

附图说明

图1是本实施例在管道衬层（7）上的环焊位置示意图。

图2是传递箱（3）外形图。

图3.是图2的箱内传动件的布置图。

图4是伸缩腿（2）局部剖面图。

图5是焊枪系统（4）详图。

图6是行走机构（5）内部图。

图7是本焊接装置通过折叠后的展示图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行说明。

由图1可知，本发明的实施例包括有行走机构（5）、伸缩腿（2）、传递箱（3）、焊枪系统（4）焊丝送进机构（6）等组成，传递箱（3）的伞齿轮组将电机产生的动力传递到伸缩腿（2）内的中心轴（2.3）上，中心轴（2.3）两端各安装有伞齿轮通过与另一端的伞齿轮相啮合把动力传递给上部和下部的行走机构（5）内，在行走机构（5）的机壳内也安装有一伞齿轮相啮合。在与伞齿轮在同一轴上的行走轮（5.1）与管壁进行接触，并通过伸缩腿（2）内安装的弹簧（2.2），施加一定的力保证行走轮与管壁接触良好。伸缩腿（2）靠近行走轮（5.1）处安装有焊枪系统（4）焊枪系统（4）上安装有调节丝杆（4.3）旋转调节丝杆（4.3）可使焊枪（4.1）上下左右移动，便于焊接过程中调节焊丝（4.6）与焊缝能始终对中。图2、图3中是传动箱（3）外形及内部的伞齿轮布置图，由减速机轴传出来的动力经安装在减速机轴上的伞齿轮（3.4）传递给两侧相对应布置的伞齿轮（3.5）上，两侧对应布置的伞齿轮（3.5）分别安装在上部和下部的伸缩腿（2）内的中心轴（2.3）的外轴（2.7）一端，折叠伸缩腿（2）后相啮合的两侧伞齿轮（3.5）自动与减速机上的伞齿轮（3.4）分离，实现折叠伸缩腿（2）功能。图4是单侧伸缩腿（2）的内部结构图，从图中可看出伸缩腿（2）分为内、外腿（2.5）、（2.1），外腿（2.1）套在内腿（2.5）上，在伸缩腿（2）中心位置安装的是可伸缩的中心轴（2.3），中心轴（2.3）也是由内、外轴两部分套在一起组成，外轴（2.7）上开有长槽口，内轴（2.6）穿入外轴（2.7）内，在内轴（2.6）上安装的销轴（2.4）在外轴（2.7）的槽口内滑动并传递动力，外轴（2.7）与内轴（2.6）各安装有伞齿轮，外轴（2.7）在伸缩腿（2）出现伸缩变化时内轴（2.6）也同时跟随变化，当外轴（2.7）旋转时，内轴（2.6）通过自身的销轴（2.4）与外轴（2.7）联动。外轴（2.7）外套有压缩弹簧（2.2），该弹簧将压缩力反向推撑内、外腿保证行走轮（5.1）与不锈钢内衬层的足够压力，使行走轮行走稳定。图5是焊枪系统（4），焊枪定位系统被安装在伸缩腿（2）的内腿（2.5）一侧，可随着内腿变动，当管道内径有变化时，内腿（2.5）跟随管径变化，焊枪系统（4）也跟内腿（2.5）变化，保证焊枪（5.1）与内衬层之间的有效距离。焊枪是与焊接电源一起由供应商提供的配件，将该焊枪通过压块（4.2）固定在焊枪座（4.7）上，焊接中如果出现焊丝偏离焊缝，通过手工旋转调节丝杆（4.3）上的手轮（4.4）进行调节。图6是行走机构内部图，由图中可看出伸缩腿（2）上内轴（2.6）一端的伞齿轮与行走轮轴（5.2）上的伞齿轮（5.4）相啮合，从而带动轮轴（5.2）旋转，达到装置的焊接行走目的，通过调整电动机的转速来调节焊接速度的快慢，以适应不同厚度的不锈钢内衬层焊接。在焊接不锈钢内衬层中，环焊缝与横焊缝行走轮的旋转方向是不一致的，本发明焊接装置是通过调换行走机构方向即将行走机构（5）由内腿（2.5）上拆下，调换方向后（外壳旋转180度）组装起来实现的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于管道内衬不锈钢自动焊接装置，主要由行走机构（5）；伸缩腿（2）；传递箱（3）；焊枪系统（4）；焊丝送进机构（6）等组成，其特征在于：传递箱（3）上安装有减速电机（1），通过传递箱（3）内的伞齿轮组将减速电机（1）产生的动力传递到伸缩腿（2）内安装的中心轴（2.3）上，中心轴（2.3）两端各安装伞齿轮，通过与另一端的伞齿轮相啮合把动力传递给行走机构（5），行走机构（5）上的胶轮（5.1）与管道内衬层进行接触，伸缩腿（2）的一侧安装焊枪系统（4），焊枪系统（4）上安装有横向及竖向的调节丝杆（4.3），保持焊枪（4.1）与焊缝的对中。

2.根据权利要求1所述的一种用于管道内衬不锈钢自动焊接装置，其特征在于：传递箱（3）上的铰接合页（3.3）与伸缩腿（2）单侧相接，相对另一侧是由锁柄（3.1）固定，焊接装置在折叠伸缩腿（2）时，锁柄（3.1）可打开，支开伸缩腿（2）可用锁柄（3.1）固定。

3.根据权利要求1所述的一种用于管道内衬不锈钢自动焊接装置，其特征在于：伸缩腿（2）是由压缩弹簧（2.2）；中心轴（2.3）等组成，伸缩腿（2）分为外腿（2.1）与内腿（2.5），外腿（2.1）与内腿（2.5）相互套接，压缩弹簧（2.2）安装在伸缩腿（2）内，压缩弹簧（2.2）一端与外腿（2.1）相接，另一端与内腿（2.5）相接并反向支撑。

4.根据权利要求3所述的一种用于管道内衬不锈钢自动焊接装置，其特征在于：中心轴（2.3）是由内轴（2.6）和外轴（2.7）组成，外轴（2.7）中空，两侧开有槽口，内轴（2.6）为实心轴由穿销（2.4）与外轴（2.7）相连，穿销（2.4）可在外轴（2.7）上所开槽口内滑动。

5.根据权利要求1所述的一种用于管道内衬不锈钢自动焊接装置，其特征在于：所述的行走机构（5）是由内轴（2.6）一端安装的伞齿轮（5.3）与行走轮轴上安装的伞齿轮（5.4）相啮合，通过改变行走轮轴（5.2）上的伞齿轮（5.4）的位置，改变行走机构（5）与伸缩腿（2）的安装使行走轮的旋转方向得到改变，以达到不同位置焊缝的焊接行走方向。

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