CN111390323A - 一种焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种焊接系统，包括活动安装在管道外侧并与管道保持平行的管道轨道，以及由电机驱动沿所述管道轨道外侧绕管道做圆周移动的轨道移动座，所述轨道移动座上设有调节与管道距离的活动滑座，所述活动滑座上转动连接有用于夹持焊枪的焊枪夹持机构，所述活动滑座上设有用于抽拉不锈钢焊丝的抽丝机构，通过设置沿管道外侧匀速移动的焊枪安装装置，配合自动进给不锈钢焊丝形成自动钎焊，当焊枪在沿管道移动的过程中可将处于管道对接处的不锈钢焊丝融化以此焊接管道，通过控制焊枪的焊头在绕管道焊接的过程中来回小幅摆动，以此模拟手工摆动焊接的手法，使得不锈钢焊丝融化后形成更均匀且连续的鱼鳞纹。

Description

一种焊接系统

技术领域

本发明实施例涉及焊接技术领域，具体涉及一种焊接系统。

背景技术

焊接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术，目前主要使用的是融焊和钎焊，其中熔焊是指焊接过程中，将焊接接头在高温等的作用下至熔化状态；钎焊是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。

现有技术中，例如公号为CN109702400A的一种管道用侧驱式全位置自动焊接小车行走机构，其特征是，根据管道直径安装与管道直径匹配的轨道，并在轨道上安装对于轨道曲率的随动总成，焊接小车通过随动总成绕管道外层移动并对管道外侧自动焊接，由于文中未提及焊丝的进给方式，因此文中的焊接技术大概率为融焊。

但是，融焊在焊接的过程中极易受电流、电压、焊接材质、焊接距离等因素影响，从而导致焊接管道时易损坏管道对接处，因此钎焊更适应于管道等较薄的物体进行焊接，但是钎焊在对管道进行焊接的过程中，仍存在以下不足：

(1)钎焊在焊接的过程中操作者需配合焊枪移动速度进给焊丝，且焊丝在进给的过程中易发生抖动影响焊接；

(2)焊枪在融化焊丝的过程中需配合操作者来回摆动焊枪，增加融化后覆盖的面积，使得焊丝融化成连续的鱼鳞纹，以此提升管道的密封性；

(3)在对直径和重量较大管道进行焊接时，钎焊单层焊接的连接强度可能无法达到要求。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种焊接系统，以解决现有技术中的钎焊应用于管道自动焊接难度较大问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种焊接系统，包括活动安装在管道外侧并与管道保持平行的管道轨道，以及由电机驱动沿所述管道轨道外侧绕管道做圆周移动的轨道移动座，所述轨道移动座上设有调节与管道距离的活动滑座，所述活动滑座上转动连接有用于夹持焊枪的焊枪夹持机构，所述活动滑座上设有用于抽拉不锈钢焊丝的抽丝机构，并且所述活动滑座上处于所述抽丝机构的输出端设有引导不锈钢焊丝延伸至焊枪焊接处的导丝管，焊枪沿管道外侧移动通过所述焊枪夹持机构来回摆动将不锈钢焊丝沿管道外侧焊接。

作为本发明的一种优选方案，所述活动滑座包括安装在所述轨道移动座上表面垂直于所述管道轨道纵向轴线的导轨，以及通过所述导轨滑动调节与管道距离的角钢安装架，所述角钢安装架上设有用于固定所述角钢安装架位置的固定螺栓。

作为本发明的一种优选方案，所述焊枪夹持机构包括呈U形用于放入焊枪任意位置的焊枪架，所述焊枪架的侧面通过螺纹连接有拧入所述焊枪架内用于固定焊枪的挤压螺栓，以及安装在所述角钢安装架上与所述焊枪架固定连接并控制所述焊枪架转动的正反转电机。

作为本发明的一种优选方案，所述抽丝机构包括安装在所述轨道移动座上的导线轮和从动挤压轮，所述导线轮由步进电机驱动，所述导线轮和所述从动挤压轮配合相对转动带动抽拉从中间穿过的不锈钢焊丝。

作为本发明的一种优选方案，当所述轨道移动座绕所述管道轨道外侧移动时，配合所述正反转电机驱动焊枪上下小幅摆动提升焊接效果，其具体步骤为：

步骤100、将焊枪放入所述焊枪架内并调整焊枪的焊头与管道焊接处的距离，之后使用所述挤压螺栓固定焊枪位置；

步骤200、控制所述轨道移动座带动所述活动滑座绕所述管道轨道匀速移动，使得焊枪的焊头沿管道的焊接线移动，并在焊头移动的过程中被所述正反转电机控制上下摆动；

步骤300、控制所述导线轮转动，将不锈钢焊丝抽拉至所述导丝管内，并从所述导丝管的输出端排出后贴合在管道之间的连接线处，之后随着焊头移动至不锈钢焊丝处时将不锈钢焊丝融化在管道之间的连接处，并通过上述方式焊枪将不锈钢焊丝绕管道连接处完全焊接。

作为本发明的一种优选方案，在步骤100中，所述焊枪架夹持焊枪的位置影响焊头摆动的弧度，具体如下；

步骤101、根据所需使用的焊丝调整焊枪的焊头与管道焊接处之间的距离，保持焊枪沿管道外侧移动时焊头始终处于相同距离；

步骤102、当所述焊枪架夹持焊枪的中端时，随着所述正反转电机带动所述焊枪架正反转动，此时焊枪的焊头摆动弧度适中，随着所述焊枪架夹持焊枪的位置向焊枪的前端移动，此时焊头的摆动弧度不断减小，此时适用较细的不锈钢焊丝，反之焊头的摆动弧度不断增大，则适用较粗的不锈钢焊丝；

步骤103、在调整所述焊枪架夹持焊枪的位置时，通过松开所述固定螺栓使得所述角钢安装架沿所述导轨调整位置，通过改变所述焊枪架与管道的距离，使得夹持焊枪的位置调整后焊枪与管道的距离不变。

作为本发明的一种优选方案，所述从动挤压轮上设有与轨道移动座转动连接的安装臂，并且所述从动挤压轮通过所述安装臂与所述轨道移动座连接，所述安装臂内设有带动所述安装臂逆时针转动的扭簧，所述安装臂带动所述从动挤压轮逆时针转动至挤压所述导线轮。

作为本发明的一种优选方案，所述轨道移动座的内部设有用于安装不锈钢焊丝盘的盘安装架，并且所述盘安装架处于所述导线轮和所述从动挤压轮之间的纵向轴线上。

作为本发明的一种优选方案，所述轨道移动座的内部设有电缆线盘，所述电缆线盘的输入端电线延伸至所述轨道移动座的外侧，并且所述电缆线盘的输出端电性连接有配电盒，所述配电盒分别与所述正反转电机、驱动所述导线轮的步进电机和驱动所述轨道移动座的步进电机。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明通过设置沿管道外侧匀速移动的焊枪安装装置，配合自动进给不锈钢焊丝形成自动钎焊，当焊枪在沿管道移动的过程中可将处于管道对接处的不锈钢焊丝融化以此焊接管道，通过控制焊枪的焊头在绕管道焊接的过程中来回小幅摆动，以此模拟手工摆动焊接的手法，使得不锈钢焊丝融化后形成更均匀且连续的鱼鳞纹，提升了管道焊接后的密封性；

另外，细不锈钢焊丝绕管道焊接后，可使用更粗的不锈钢焊丝沿管道的焊接处覆盖焊接形成多层焊接缝，用于加强管道之间的连接强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中的整体俯视图；

图2为本发明实施方式中的整体正视图；

图3为本发明实施方式中的焊枪摆动示意图；

图4为本发明实施方式中的从动挤压轮连接示意图。

图中：1-管道轨道；2-轨道移动座；3-活动滑座；4-焊枪夹持机构；5-抽丝机构；6-导丝管；7-盘安装架；8-电缆线盘；9-配电盒；

301-导轨；302-角钢安装架；303-固定螺栓；

401-焊枪架；402-挤压螺栓；403-正反转电机；

501-导线轮；502-从动挤压轮；5021-安装臂；5022-扭簧。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明提供了一种焊接系统，具体包括活动安装在管道外侧并与管道保持平行的管道轨道1，以及由电机驱动沿管道轨道1外侧绕管道做圆周移动的轨道移动座2，轨道移动座2上设有调节与管道距离的活动滑座3，活动滑座3上转动连接有用于夹持焊枪的焊枪夹持机构4，活动滑座3上设有用于抽拉不锈钢焊丝的抽丝机构5，并且活动滑座3上处于抽丝机构5的输出端设有引导不锈钢焊丝延伸至焊枪焊接处的导丝管6，焊枪沿管道外侧移动通过焊枪夹持机构4来回摆动将不锈钢焊丝沿管道外侧焊接。

活动滑座3包括安装在轨道移动座2上表面垂直于管道轨道1纵向轴线的导轨301，以及通过导轨301滑动调节与管道距离的角钢安装架302，角钢安装架302上设有用于固定角钢安装架302位置的固定螺栓303。

焊枪夹持机构4包括呈U形用于放入焊枪任意位置的焊枪架401，焊枪架401的侧面通过螺纹连接有拧入焊枪架401内用于固定焊枪的挤压螺栓402，以及安装在角钢安装架302上与焊枪架401固定连接并控制焊枪架401转动的正反转电机403。

抽丝机构5包括安装在轨道移动座2上的导线轮501和从动挤压轮502，导线轮501由步进电机驱动，导线轮501和从动挤压轮502配合相对转动带动抽拉从中间穿过的不锈钢焊丝。

从动挤压轮502上设有与轨道移动座2转动连接的安装臂5021，并且从动挤压轮502通过安装臂5021与轨道移动座2连接，安装臂5021内设有带动安装臂5021逆时针转动的扭簧5022，安装臂5021带动从动挤压轮502逆时针转动至挤压导线轮501。

当轨道移动座2绕管道轨道1外侧移动时，配合正反转电机403驱动焊枪上下小幅摆动提升焊接效果，其具体步骤为：

步骤100、将焊枪放入焊枪架401内并调整焊枪的焊头与管道焊接处的距离，之后使用挤压螺栓402固定焊枪位置；

在步骤100中，焊枪架401夹持焊枪的位置影响焊头摆动的弧度，具体如下；

步骤101、根据所需使用的焊丝调整焊枪的焊头与管道焊接处之间的距离，保持焊枪沿管道外侧移动时焊头始终处于相同距离；

步骤102、当焊枪架401夹持焊枪的中端时，随着正反转电机403带动焊枪架401正反转动，此时焊枪的焊头摆动弧度适中，随着焊枪架401夹持焊枪的位置向焊枪的前端移动，此时焊头的摆动弧度不断减小，此时适用较细的不锈钢焊丝，反之焊头的摆动弧度不断增大，则适用较粗的不锈钢焊丝；

步骤103、在调整焊枪架401夹持焊枪的位置时，通过松开固定螺栓303使得角钢安装架302沿导轨301调整位置，通过改变焊枪架401与管道的距离，使得夹持焊枪的位置调整后焊枪与管道的距离不变。

步骤200、控制轨道移动座2带动活动滑座3绕管道轨道1匀速移动，使得焊枪的焊头沿管道的焊接线移动，并在焊头移动的过程中被正反转电机403控制上下摆动。

步骤300、控制导线轮501转动，将不锈钢焊丝抽拉至导丝管6内，并从导丝管6的输出端排出后贴合在管道之间的连接线处，之后随着焊头移动至不锈钢焊丝处时将不锈钢焊丝融化在管道之间的连接处，并通过上述方式焊枪将不锈钢焊丝绕管道连接处完全焊接。

在焊接管道时对管道焊接后的密封性要求较高，需提前将管道的对接外沿进行车削，以此提升管道对接后的吻合度，由于管道的厚度相对较薄，使用传统融焊的方式易损坏管道的对接处，因此钎焊更适应于管道等较薄的物体进行焊接，通过焊枪将不锈钢焊丝融化在管道的对接处以此固定连接两个管道，通过控制焊枪的焊头来回摆动，以此模拟手工摆动焊接的手法，使得不锈钢焊丝融化后形成更均匀且连续的鱼鳞纹，提升了管道焊接后的密封性。

在使用较细的不锈钢焊丝焊接管道后，根据实际需求是否需要加强管道的连接强度，此时可将细焊丝从管道上截断，此时可拨开从动挤压轮502带动扭簧5022被压缩，直至细不锈钢焊丝收回至不锈钢焊丝盘内，并在盘安装架7上安装更粗的不锈钢焊丝盘，之后将粗不锈钢焊丝从导线轮501和从动挤压轮502之间穿过并伸入导丝管6内，此时松开从动挤压轮502使得扭簧5022带动安装臂5021逆时针转动，直至从动挤压轮502将粗焊丝挤压在导线轮501上，之后通过上述步骤103调整焊枪架401夹持焊枪的位置，使得焊枪的焊头摆动弧度增加至能融化粗不锈钢焊丝，可使用更粗的不锈钢焊丝沿管道的焊接处覆盖焊接，用于加强管道之间的连接强度。

如图2所示，轨道移动座2的内部设有用于安装不锈钢焊丝盘的盘安装架7，并且盘安装架7处于导线轮501和从动挤压轮502之间的纵向轴线上。

轨道移动座2的内部设有电缆线盘8，电缆线盘8的输入端电线延伸至轨道移动座2的外侧，并且电缆线盘8的输出端电性连接有配电盒9，配电盒9分别与正反转电机403、驱动导线轮501的步进电机和驱动轨道移动座2的步进电机。

由于装置内电力驱动设备较多，因此在活动滑座内设置配电盒9对所有电力设备控制和供电，并通过在活动滑座3内安装电缆线盘8为配电盒9供电，当装置绕管道外侧进行焊接时，电缆线盘8内的电缆随着活动滑座3的位置移动持续伸入，防止在焊接的过程中因某一电力设备的供电线受到拉扯停止运行，从而导致焊接过程中缺少某一环节损坏管道。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种焊接系统，包括活动安装在管道外侧并与管道保持平行的管道轨道(1)，以及由电机驱动沿所述管道轨道(1)外侧绕管道做圆周移动的轨道移动座(2)，其特征在于：所述轨道移动座(2)上设有调节与管道距离的活动滑座(3)，所述活动滑座(3)上转动连接有用于夹持焊枪的焊枪夹持机构(4)，所述活动滑座(3)上设有用于抽拉不锈钢焊丝的抽丝机构(5)，并且所述活动滑座(3)上处于所述抽丝机构(5)的输出端设有引导不锈钢焊丝延伸至焊枪焊接处的导丝管(6)，焊枪沿管道外侧移动通过所述焊枪夹持机构(4)来回摆动将不锈钢焊丝沿管道外侧焊接。

2.根据权利要求1所述的一种焊接系统，其特征在于，所述活动滑座(3)包括安装在所述轨道移动座(2)上表面垂直于所述管道轨道(1)纵向轴线的导轨(301)，以及通过所述导轨(301)滑动调节与管道距离的角钢安装架(302)，所述角钢安装架(302)上设有用于固定所述角钢安装架(302)位置的固定螺栓(303)。

3.根据权利要求2所述的一种焊接系统，其特征在于，所述焊枪夹持机构(4)包括呈U形用于放入焊枪任意位置的焊枪架(401)，所述焊枪架(401)的侧面通过螺纹连接有拧入所述焊枪架(401)内用于固定焊枪的挤压螺栓(402)，以及安装在所述角钢安装架(302)上与所述焊枪架(401)固定连接并控制所述焊枪架(401)转动的正反转电机(403)。

4.根据权利要求1所述的一种焊接系统，其特征在于，所述抽丝机构(5)包括安装在所述轨道移动座(2)上的导线轮(501)和从动挤压轮(502)，所述导线轮(501)由步进电机驱动，所述导线轮(501)和所述从动挤压轮(502)配合相对转动带动抽拉从中间穿过的不锈钢焊丝。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种焊接系统，其特征在于，当所述轨道移动座(2)绕所述管道轨道(1)外侧移动时，配合所述正反转电机(403)驱动焊枪上下小幅摆动提升焊接效果，其具体步骤为：

步骤100、将焊枪放入所述焊枪架(401)内并调整焊枪的焊头与管道焊接处的距离，之后使用所述挤压螺栓(402)固定焊枪位置；

步骤200、控制所述轨道移动座(2)带动所述活动滑座(3)绕所述管道轨道(1)匀速移动，使得焊枪的焊头沿管道的焊接线移动，并在焊头移动的过程中被所述正反转电机(403)控制上下摆动；

步骤300、控制所述导线轮(501)转动，将不锈钢焊丝抽拉至所述导丝管(6)内，并从所述导丝管(6)的输出端排出后贴合在管道之间的连接线处，之后随着焊头移动至不锈钢焊丝处时将不锈钢焊丝融化在管道之间的连接处，并通过上述方式焊枪将不锈钢焊丝绕管道连接处完全焊接。

6.根据权利要求5所述的一种焊接系统，其特征在于，在步骤100中，所述焊枪架(401)夹持焊枪的位置影响焊头摆动的弧度，具体如下；

步骤101、根据所需使用的焊丝调整焊枪的焊头与管道焊接处之间的距离，保持焊枪沿管道外侧移动时焊头始终处于相同距离；

步骤102、当所述焊枪架(401)夹持焊枪的中端时，随着所述正反转电机(403)带动所述焊枪架(401)正反转动，此时焊枪的焊头摆动弧度适中，随着所述焊枪架(401)夹持焊枪的位置向焊枪的前端移动，此时焊头的摆动弧度不断减小，此时适用较细的不锈钢焊丝，反之焊头的摆动弧度不断增大，则适用较粗的不锈钢焊丝；

步骤103、在调整所述焊枪架(401)夹持焊枪的位置时，通过松开所述固定螺栓(303)使得所述角钢安装架(302)沿所述导轨(301)调整位置，通过改变所述焊枪架(401)与管道的距离，使得夹持焊枪的位置调整后焊枪与管道的距离不变。

7.根据权利要求4所述的一种焊接系统，其特征在于，所述从动挤压轮(502)上设有与轨道移动座(2)转动连接的安装臂(5021)，并且所述从动挤压轮(502)通过所述安装臂(5021)与所述轨道移动座(2)连接，所述安装臂(5021)内设有带动所述安装臂(5021)逆时针转动的扭簧(5022)，所述安装臂(5021)带动所述从动挤压轮(502)逆时针转动至挤压所述导线轮(501)。

8.根据权利要求4所述的一种焊接系统，其特征在于，所述轨道移动座(2)的内部设有用于安装不锈钢焊丝盘的盘安装架(7)，并且所述盘安装架(7)处于所述导线轮(501)和所述从动挤压轮(502)之间的纵向轴线上。

9.根据权利要求1所述的一种焊接系统，其特征在于，所述轨道移动座(2)的内部设有电缆线盘(8)，所述电缆线盘(8)的输入端电线延伸至所述轨道移动座(2)的外侧，并且所述电缆线盘(8)的输出端电性连接有配电盒(9)，所述配电盒(9)分别与所述正反转电机(403)、驱动所述导线轮(501)的步进电机和驱动所述轨道移动座(2)的步进电机。

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