CN111604635A - 钢铁精准化电磁加热焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电磁焊接技术领域的一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，包括焊接台，所述焊接台的桌面中部安装有驱动组件，所述驱动组件的前后两侧均匀安装有第一副架，所述驱动组件上安装有感应焊接组件，所述感应焊接组件的左侧安装有导磁盖，所述感应焊接组件的右侧安装有补温组件，所述感应焊接组件的左右两方均匀设置有第二副架，通过对补温组件的使用，对钢管进行辅热，使得热影响区温度梯度变化和残余应力程度降低，进而减少因应力集中导致质量问题的发生；通过驱动组件驱动焊接组件的往复运动，减弱局部区域过热的影响，避免了移动钢管，进而保障了钢管焊接过程中焊缝的稳定。

Description

钢铁精准化电磁加热焊接装置

技术领域

本发明涉及电磁焊接技术领域，具体为一种钢铁精准化电磁加热焊接装置。

背景技术

钢铁冶金行业在减碳方面具有巨大潜力，绿色钢铁是世界钢铁工业发展的共同选择与发展方向 。在有效利用能源和减少排放方面，因感应加热技术具有较好的可控性、可靠性高、加热速度快、易于自动化等优点，所以其在钢铁生产中越来越受到重视。

电磁感应焊接是电磁感应加热技术的一个应用，借助高频电流的集肤效应可以使高频电能量集中于焊件的表层，对焊件的表层进行热熔焊接，其具有加热速度快、效率高的优点。但是，在实际作业中，存在着一些不足：

一、电磁焊接前后温度变化十分剧烈，热影响区极易形成过大的温度梯度和较大的残余应力，引发应力集中甚至质量缺陷。

二、工作线圈通常是根据待焊接对象的需求进行特制的，并固定安装在焊接台上，无法移动，当对直径较小两根钢管进行焊接时，为了避免钢管焊缝处过热，会移动两根钢管，即将两根钢管沿工作线圈的轴线来回移动，由于两根钢管焊接过程焊缝连接不稳定，容易使两根钢管的焊缝在焊接过程中，出现偏移，进而出现质量缺陷。

基于此，本发明设计了一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，以解决上述背景技术中提出的电磁焊接前后温度变化十分剧烈，热影响区极易形成过大的温度梯度和较大的残余应力，引发应力集中甚至质量缺陷；焊接过程中移动钢管容易因焊缝的不稳定为出现偏移，影响焊接质量的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，包括焊接台，所述焊接台的桌面中部安装有驱动组件，所述驱动组件的前后两侧均匀安装有第一副架，所述驱动组件上安装有感应焊接组件，所述感应焊接组件的左侧安装有导磁盖，所述感应焊接组件的右侧安装有补温组件，所述感应焊接组件的左右两方均匀设置有第二副架；

所述感应焊接组件包括主滑座，所述主滑座的前后两端的顶壁均安装有工作线圈侧架，所述工作线圈侧架共两组，两组所述工作线圈侧架的上部夹腔安装有工作线圈；

所述补温组件包括灯壳，所述灯壳的左侧内圈壁均匀设置有安装耳块，所述灯壳的右侧内圈壁安装有加热灯；

所述第二副架包括副滑座，所述副滑座的顶部安装有安装座，所述安装座的中部螺接有箍杆；

所述主滑座和副滑座均为方形块体结构，所述主滑座和副滑座底部均开设有空槽，且空槽的槽腔均匀安装有辊杆。

优选的，所述焊接台为方桌结构，所述焊接台左端的桌面安装有电机座，电机座座底固定焊接在焊接台上，以便对电机进行固定，所述焊接台前后两侧的桌面均匀开设有限位插孔，以便第一副架进行安插。

优选的，所述驱动组件包括导架，所述导架为顶部开口的框型架体结构，所述导架内腔中部设置有丝杆，丝杆的杆体与导架的左右两侧壁通过轴承连接，所述丝杆的前后两侧设置有轨杆，所述轨杆的两端为螺纹杆头，所述轨杆的两端分别贯穿导架的左右两侧壁，且通过螺栓进行紧固，所述丝杆的左端安装有变速箱，丝杆左端与变速箱的输出端通过联轴器连接，所述变速箱的左端安装有电机，电机的输出端与变速箱的输入端通过联轴器连接，所述电机安装在电机座中。

优选的，所述主滑座上部开设有螺纹孔，且螺纹孔与丝杆相螺接，所述螺纹孔的两侧均开设有主滑座滑孔，且主滑座滑孔套接在轨杆的杆体上，所述螺纹孔和主滑座滑孔均贯通主滑座的左右两壁，有助于引导主滑座沿丝杆的轴向进行移动。

优选的，所述副滑座上部开设有套孔，所述丝杆的杆体贯穿副滑座的孔腔，且丝杆的杆体不与副滑座的孔腔腔壁接触，避免丝杆的转动对副滑座造成影响，所述套孔的两侧均开设有副滑座滑孔，且副滑座滑孔套接在轨杆的杆体上，所述套孔和副滑座滑孔均贯通副滑座的左右两壁，方便引导副滑座沿轨杆的轴向进行移动，所述副滑座的前壁开设有螺栓孔，且螺栓孔与副滑座前部的副滑座滑孔相连通，所述螺栓孔螺接有紧固螺栓，方便对副滑座进行固定。

优选的，所述辊杆的底部与导架的槽腔底壁滚动接触，所述主滑座和副滑座底部的空槽槽壁与辊杆的端部相铰接。

优选的，所述第一副架包括搭板，用来搭放待焊接的钢板，所述搭板的顶部安装有压块，所述压块的左端插接有压块螺栓，且压块螺栓与搭板的中部相螺接，方便对钢板进行固位，所述搭板前后两端的底壁均焊接有撑杆，所述撑杆共两组，两组所述撑杆的底部连接有脚块，所述撑杆的底端插接在限位插孔的孔腔中，所述脚块位于焊接台的桌面上，方便第一副架垂直安装在焊接台的桌面上。

优选的，所述导磁盖为圆形板，且导磁盖为聚磁体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过对补温组件的使用，对钢管进行辅热，使得热影响区温度梯度变化和残余应力程度降低，进而减少因应力集中导致质量问题的发生；通过驱动组件驱动焊接组件的往复运动，减弱局部区域过热的影响，避免了移动钢管，进而保障了钢管焊接过程中焊缝的稳定。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明焊接台结构示意图；

图3为本发明驱动组件结构示意图；

图4为本发明第一副架结构示意图；

图5为本发明感应焊接组件结构示意图；

图6为本发明导磁盖结构示意图；

图7为本发明补温组件结构示意图；

图8为本发明第二副架结构示意图；

图9为本发明应用示意图一；

图10为本发明应用示意图二；

图11为本发明应用示意图三。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100-焊接台，101-限位插孔，200-驱动组件，210-导架，220-丝杆，230-轨杆，240-变速箱，250-电机，300-第一副架，310-搭板，320-压块，330-压块螺栓，340-撑杆，350-脚块，400-感应焊接组件，410-主滑座，420-工作线圈侧架，430-工作线圈，500-导磁盖，600-补温组件，610-灯壳，620-加热灯，700-第二副架，710-副滑座，711-紧固螺栓，720-安装座，730-箍杆，001-电机座，002-辊杆，003-钢板，004-钢管一，005-钢管二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，包括焊接台100，焊接台100为方桌结构，焊接台100左端的桌面安装有电机座001。电机座001的座底通过焊接方式固定在焊接台100上，电机座001上部采用开拆卸式抱箍结构，方便对电机250进行安装或拆卸。焊接台100前后两侧的桌面均匀开设有限位插孔101，限位插孔101为两两一组并呈对称设置的圆形孔，方便第一副架300的安装或拆卸。

焊接台100的桌面中部安装有驱动组件200。驱动组件200包括导架210，导架210为顶部开口的框型架体结构，即导架210内腔的底壁呈平面，辊杆002的底部与导架210的槽腔底壁滚动接触，主滑座410和副滑座710底部的空槽槽壁与辊杆002的端部相铰接，方便辊杆002沿导架210内腔的底壁进行滚动，导架210内腔中部设置有丝杆220，丝杆220的杆体贯穿导架210的左右两侧壁，丝杆220的杆体与导架210的左右两侧壁通过轴承连接，丝杆220的前后两侧均设置有轨杆230，轨杆230的两端为螺纹杆头，轨杆230的两端分别贯穿导架210的左右两侧壁，并通过螺栓紧固在导架210的左右两侧壁上，方便轨杆230的安装或拆卸，轨杆230共两条，两条轨杆230呈前后平行状设置，轨杆230方便引导副滑座710的左右移动，轨杆230的轴心和丝杆220的轴心同向，并且轨杆230的轴心和丝杆220的轴心处于同一水平面上，方便主滑座410在丝杆220的旋转驱动下沿轨杆230的杆体进行左右移动。丝杆220的左端通过联轴器与变速箱240的输出端连接，变速箱240的输入端通过联轴器与电机250的输出端连接，方便通过电机250的工作驱动变速箱240工作，进而驱动丝杆220的旋转，通过丝杆220的旋转，驱动主滑座410沿着轨杆230的杆体进行移动，电机250通过电机座001的抱箍结构固定安装在电机座001中，有利于保障电机250的稳定。

驱动组件200的前后两侧均匀安装有第一副架300。第一副架300包括搭板310，用来搭放待焊接的钢板003，搭板310的中部开设了用来螺接压块螺栓330的孔，并通过该孔与压块螺栓330螺接，搭板310的顶部安装有压块320，压块320的左端开设了用来插接压块螺栓330的孔，方便利用压块320对钢板003进行夹固。搭板310前后两端的底壁均焊接有撑杆340，撑杆340共两组，两组撑杆340的底部连接有脚块350，脚块350下方的撑杆340的长度大于限位插孔101的空腔深度。撑杆340的底端插接在限位插孔101的孔腔中，脚块350位于焊接台100的桌面上，方便第一副架300垂直安装在焊接台100的桌面上。

驱动组件200上安装有感应焊接组件400。感应焊接组件400包括主滑座410，主滑座410上部开设有螺纹孔，螺纹孔与丝杆220相螺接，螺纹孔的两侧均开设有主滑座滑孔，主滑座滑孔套接在轨杆230的杆体上，螺纹孔和主滑座滑孔均贯通主滑座410的左右两壁，有助于引导主滑座410沿丝杆220的轴向进行移动。主滑座410的前后两端的顶壁均安装有工作线圈侧架420，工作线圈侧架420共两组，两组工作线圈侧架420的上部夹腔通过螺栓安装有工作线圈430，工作线圈430外壳的两端均匀开设了螺纹孔，方便对工作线圈430进行安装或拆卸，并能够改变工作线圈430的开口朝向。

感应焊接组件400的左侧安装有导磁盖500，导磁盖500为圆形板，导磁盖500与感应焊接组件400的外壳为聚磁体，聚磁体通过控制磁通流量的走向改善加热区域的磁场分布，将磁力线挤压到导磁体的“开放面”，产生槽口效应，使目标工件被加热，导磁盖500的边部均匀开设有安装孔，该安装孔与工作线圈430外壳的螺纹孔相对齐，并通过螺栓进行连接固定，方便对导磁盖500进行拆卸或安装。

感应焊接组件400的右侧安装有补温组件600。补温组件600包括灯壳610，灯壳610的左侧内圈壁均匀设置有安装耳块，安装耳块与工作线圈430外壳的螺纹孔相对齐，并通过螺栓进行连接固定，方便对灯壳610进行拆卸或安装，灯壳610的右侧内圈壁安装有加热灯620，用于对钢管进行加热，达到温度补偿的效果。

感应焊接组件400的左右两方均匀设置有第二副架700。第二副架700包括副滑座710，副滑座710上部开设有套孔，丝杆220的杆体贯穿副滑座710的孔腔，丝杆220的杆体不与副滑座710的孔腔腔壁接触，套孔的两侧均开设有副滑座滑孔，副滑座滑孔套接在轨杆230的杆体上，套孔和副滑座滑孔均贯通副滑座710的左右两壁，方便引导副滑座710沿轨杆230的轴向进行移动，主滑座410和副滑座710均为方形块体结构，主滑座410和副滑座710底部均开设有空槽，空槽的槽腔均匀安装有辊杆002。副滑座710的前壁开设有螺栓孔，螺栓孔与副滑座710前部的副滑座滑孔相连通，螺栓孔螺接有紧固螺栓711，副滑座710的顶部通过螺栓固定安装有安装座720，方便安装座720的安装或拆卸，安装座720中部开设有螺纹孔，用于螺接箍杆730，箍杆730的上部为可拆卸式抱箍结构，方便固定安装待焊钢管，避免焊接过程钢管出现移动，箍杆730的下部为圆柱直杆，该圆柱直杆的底部为外螺纹结构，用来与安装座720中部的螺纹孔螺接固定，方便根据钢管的需求来更换不同大小的箍杆730。

应用一，对钢板003进行电磁感应焊接：

使用本发明前，先手动将各组第二副架700分别移动到导架210槽腔的端部，其中，各组第二副架700可以移动至导架210槽腔的一端，也可以分别移动到导架210槽腔的两端。然后，将工作线圈430的外壳一侧端口安装上导磁盖500，导磁盖500和工作线圈430的外壳形成一个单侧开口的聚磁体，并通过旋转工作线圈430，将其开口调节至朝上，聚磁体通过控制磁通流量的走向改善加热区域的磁场分布，将磁力线挤压到导磁体的“开放面”，产生槽口效应。之后，根据钢板003的规格需求，在焊接台100的桌面上安装上第一副架300，其中，第一副架300的安装是直接将第一副架300的两组撑杆340底脚插接在限位插孔101的孔腔即可，并配合脚块350使得第一副架300直立在焊接台100的桌面上。将两块待焊接的钢板003分别搭放在焊接台100前后两侧所安装的第一副架300的搭板310上，并将两块钢板003的拼接处调节至丝杆220的正上方，使两块钢板003的拼接处的焊缝走向与丝杆220的轴心走向一致，钢板003边缘外侧的第一副架300上加装压块320，用来对钢板003进行夹持固定。最后，通过电机250的正反转来控制感应焊接组件400沿轨杆230的杆体进行往复运动，使工作线圈430对经过钢板003的拼接处，并对钢板003的焊缝进行焊接。焊接完成后，拧松压块螺栓330，使压块320失去对钢板003的夹持，即可取下焊接后的钢板003。

应用二，对直缝钢管进行焊接：

钢管一004为直缝钢管。此时，应用不到第一副架300，可将第一副架300从焊接台100的桌面上拆离，避免造成妨碍。工作线圈430的外壳两侧安装上补温组件600，并时工作线圈430两端的开口朝向呈一左一右设置。手动移动第二副架700，将钢管一004穿过补温组件600和工作线圈430的轴心，呈同轴心设置，并使钢管一004的两端均被第二副架700所夹持固定。最后，通过电机250的正反转来控制感应焊接组件400沿轨杆230的杆体进行左右往复运动，使工作线圈430对经过钢管一004的焊缝进行焊接。焊接结束后，将钢管一004从箍杆730的抱箍中取下即可。

应用三，对两根钢管的截面进行焊接：

钢管二005共两组，且为管身闭合的圆管。由于应用不到第一副架300，可将第一副架300从焊接台100的桌面拆离，避免造成妨碍。将两组钢管二005分别用第二副架700的箍杆730进行夹持固定，并将两组钢管二005的相邻端穿过工作线圈430线圈的中部进行相互抵接。如此，通过电机250的正反转来控制感应焊接组件400沿轨杆230的杆体进行左右往复运动，使工作线圈430对经过两组钢管二005的抵接处进行焊接。焊接结束后，将钢管一004从箍杆730的抱箍中取下即可。

其中，电机250电性连接市场上的工业计算机，通过工业计算机来控制电机250的工作。对第二副架700进行固定限位时，直接拧紧紧固螺栓711，使紧固螺栓711的末端与轨杆230的杆体接触并紧抵。工作线圈430内的线圈和加热灯620均通过市场上的工业PLC控制箱与外界的电源电性连接。加热灯620在工作线圈430工作前开启，先行对钢管一004或钢管二005进行预热，并在工作线圈430停止工作后继续开启一段时间，避免电磁焊接前后钢管一004或钢管二005温度发生剧烈变化，即降低的了焊接前后的温差反应，从而使热影响区极不易形成过大的温度梯度和较大的残余应力，有助于提高焊接质量。通过驱动组件200与主滑座410的配合，使得感应焊接组件400被驱动进行左右平移，以避免移动待焊件，如：钢板003、钢管一004和钢管二005，从而避免因待焊件的移动造成焊接质量缺陷。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，其特征在于：包括焊接台（100），所述焊接台（100）的桌面中部安装有驱动组件（200），所述驱动组件（200）的前后两侧均匀安装有第一副架（300），所述驱动组件（200）上安装有感应焊接组件（400），所述感应焊接组件（400）的左侧安装有导磁盖（500），所述感应焊接组件（400）的右侧安装有补温组件（600），所述感应焊接组件（400）的左右两方均匀设置有第二副架（700）；

所述感应焊接组件（400）包括主滑座（410），所述主滑座（410）的前后两端的顶壁均安装有工作线圈侧架（420），所述工作线圈侧架（420）共两组，两组所述工作线圈侧架（420）的上部夹腔安装有工作线圈（430）；

所述补温组件（600）包括灯壳（610），所述灯壳（610）的左侧内圈壁均匀设置有安装耳块，所述灯壳（610）的右侧内圈壁安装有加热灯（620）；

所述第二副架（700）包括副滑座（710），所述副滑座（710）的顶部安装有安装座（720），所述安装座（720）的中部螺接有箍杆（730）；

所述主滑座（410）和副滑座（710）均为方形块体结构，所述主滑座（410）和副滑座（710）底部均开设有空槽，且空槽的槽腔均匀安装有辊杆（002）。

2.根据权利要求1所述的一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，其特征在于：所述焊接台（100）为方桌结构，所述焊接台（100）左端的桌面安装有电机座（001），所述焊接台（100）前后两侧的桌面均匀开设有限位插孔（101）。

3.根据权利要求2所述的一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，其特征在于：所述驱动组件（200）包括导架（210），所述导架（210）为顶部开口的框型架体结构，所述导架（210）内腔中部设置有丝杆（220），所述丝杆（220）的前后两侧设置有轨杆（230），所述丝杆（220）的左端安装有变速箱（240），所述变速箱（240）的左端安装有电机（250），所述电机（250）安装在电机座（001）中。

4.根据权利要求3所述的一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，其特征在于：所述主滑座（410）上部开设有螺纹孔，且螺纹孔与丝杆（220）相螺接，所述螺纹孔的两侧均开设有主滑座滑孔，且主滑座滑孔套接在轨杆（230）的杆体上，所述螺纹孔和主滑座滑孔均贯通主滑座（410）的左右两壁。

5.根据权利要求3所述的一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，其特征在于：所述副滑座（710）上部开设有套孔，所述丝杆（220）的杆体贯穿副滑座（710）的孔腔，且丝杆（220）的杆体不与副滑座（710）的孔腔腔壁接触，所述套孔的两侧均开设有副滑座滑孔，且副滑座滑孔套接在轨杆（230）的杆体上，所述套孔和副滑座滑孔均贯通副滑座（710）的左右两壁，所述副滑座（710）的前壁开设有螺栓孔，且螺栓孔与副滑座（710）前部的副滑座滑孔相连通，所述螺栓孔螺接有紧固螺栓（711）。

6.根据权利要求3所述的一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，其特征在于：所述辊杆（002）的底部与导架（210）的槽腔底壁滚动接触，所述主滑座（410）和副滑座（710）底部的空槽槽壁与辊杆（002）的端部相铰接。

7.根据权利要求2所述的一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，其特征在于：所述第一副架（300）包括搭板（310），所述搭板（310）的顶部安装有压块（320），所述压块（320）的左端插接有压块螺栓（330），且压块螺栓（330）与搭板（310）的中部相螺接，所述搭板（310）前后两端的底壁均焊接有撑杆（340），所述撑杆（340）共两组，两组所述撑杆（340）的底部连接有脚块（350），所述撑杆（340）的底端插接在限位插孔（101）的孔腔中，所述脚块（350）位于焊接台（100）的桌面上。

8.根据权利要求1所述的一种钢铁精准化电磁加热焊接装置，其特征在于：所述导磁盖（500）为圆形板，且导磁盖（500）为聚磁体。

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