CN111975239A - 一种滚轮架、环缝焊接支撑装置及焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接领域，特别是一种滚轮架、环缝焊接支撑装置及焊接工艺。滚轮架包括支架以及至少两个滚轮，所述滚轮均可转动地连接于所述支架上，至少两个所述滚轮的轴线间隔设置，所述滚轮上均沿周向设有环槽。环缝焊接支撑装置包括行走小车以及至少两个上述的滚轮架，其中一个所述滚轮架安装于所述行走小车上。本发明提供的滚轮架及环缝焊接支撑装置通过环槽起到对管道的定位作用，能避免管道轴向窜动带来的焊接质量问题。

Description

一种滚轮架、环缝焊接支撑装置及焊接工艺

技术领域

本发明涉及焊接领域，特别是一种滚轮架、环缝焊接支撑装置及焊接工艺。

背景技术

滚轮架上的滚轮通常为在钢芯表面覆盖一层包胶层形成。传统的滚轮架在滚焊钢管的过程中，一般滚轮与钢管外壁接触，通过滚轮转动，驱动钢管旋转。钢管在旋转过程中，常常容易产生轴向窜动，轴向窜动容易造成焊接质量问题，因此需要避免。

特别的，在对弯管进行焊接时，由于弯管的上下游管口之间有一定的夹角，防止轴向窜动更加困难。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的在滚焊钢管的过程中，需要防止钢管轴向窜动的问题，提供一种滚轮架、环缝焊接支撑装置及焊接工艺。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种滚轮架，包括支架以及至少两个滚轮，所述滚轮均可转动地连接于所述支架上，至少两个所述滚轮的轴线间隔设置，所述滚轮上均沿周向设有环槽。由于两个滚轮的轴线间隔设置，因此在滚轮上，会在两个滚轮的最高点之间形成一个可以用于置放钢管的空间，滚轮转动时，通过滚轮与钢管之间的静摩擦力带动钢管一起转动。在水利水电工程中的钢管外表面通常设有加劲环，本发明通过设置上述环槽结构，在焊接钢管的过程中，将加劲环置于环槽中，通过滚轮架的转动带动钢管转动。若加劲环的宽度大于凹槽的槽深，即，加劲环在钢管径向上的尺寸大于凹槽的槽深，加劲环的外圆面与凹槽底部的外圆面接触，通过凹槽槽底实现对加劲环的支撑；若加劲环的宽度小于凹槽的槽深，即，加劲环在钢管径向上的尺寸小于凹槽的槽深，钢管的外圆面与凹槽两侧的滚轮外圆面结构，通过滚轮外圆面支撑钢管。

环槽用于与钢管外表面的加劲环配合，通过环槽的侧壁实现对加劲环的的轴向限位作用，防止钢管在焊接过程中产生轴向窜动。优选的，使滚轮的环形槽的槽宽略大于钢管的加劲环的厚度，即：使滚轮的环形槽的槽宽略大于钢管的加劲环在钢管轴向方向的厚度；使得在将加劲环放入环槽中时，加劲环与环槽之间具有间隙，既能够起到对钢管的轴向限位作用，又便于将加劲环放入凹槽中。

作为本发明的一种可选的方案，所述滚轮包括钢芯和包胶层，所述钢芯上设置所述环槽，所述包胶层沿周向包覆于所述钢芯表面。通过上述方案，钢芯用于保证滚轮的强度，确保滚轮足以支撑钢管。包胶层用于增加钢芯与滚轮之间的摩擦力，同时可以在钢芯与滚轮的接触处起到减震作用，从而减小工作过程中的噪音和震动。另外，对于外表面未设置加劲肋的钢管，和可以通过包胶层与钢管表面之间的摩擦力实现一定的防止轴向窜动的作用。

作为本发明的一种可选的方案，所述钢芯表面还设有环状的安装槽，所述安装槽与所述环槽在所述滚轮的轴向方向间隔设置；所述包胶层固定连接于安装槽中，所述包胶层的外径大于所述钢芯的最大外径。通过上述结构，包胶层设置于安装槽中，若包胶层所受压力在额定范围内，使得钢管表面只会与包胶层接触，那么以包胶层作为滚轮与钢管之间的支撑点；若包胶层所受的压力大于其额定载荷，使得包胶层变形量较大，那么钢芯在安装槽与环槽之间所形成的凸棱即可作用滚轮与钢管之间的支撑点，从而确保了滚轮可以对钢管提供刚性的支撑，避免包胶层在钢管过重时产生过于大的变形导致包胶层损坏。

作为本发明的一种可选的方案，所述安装槽的数量为两个，两个所述安装槽沿所述滚轮的轴向设置、且分别设置于所述环槽的两侧，两个所述安装槽中均设有所述包胶层。设置两个安装槽和包胶层，支撑力平稳对称，避免对滚轮造成明显的偏载。

作为本发明的一种可选的方案，所述包胶层为环状橡胶构件。

作为本发明的一种可选的方案，滚轮架还包括驱动装置，至少一个滚轮与驱动装置相连，驱动装置包括液压马达或电机减速器。通过驱动装置带动滚轮架转动，从而通过滚轮架带动待焊接零件运动。

作为本发明的一种可选的方案，滚轮架包括第一轮体和第二轮体，所述第一轮体和所述第二轮体均为圆环形结构，所述第一轮体和所述第二轮体同轴设置，且沿轴向方向固定相连，所述第一轮体和所述第二轮体之间形成所述环槽。通过上述结构，滚轮可以由两个轮子拼接而成，并在两个轮子之间形成所述环形槽。

作为本发明的一种可选的方案，还可以将滚轮制造为一体式结构，或使滚轮的钢芯为一体式结构，即：在一体式的结构上开槽，从而形成所述环形槽。

第二方面，本发明还提供了一种环缝焊接支撑装置，包括行走小车以及至少两个上述的滚轮架，其中一个所述滚轮架安装于所述行走小车上。在对弯管进行环缝焊接时，由于弯管上下游管口之间存在一定夹角，防窜难度更高。通过上述的结构，焊接时，使其中一个滚轮架固定、并与待焊接的其中一个弯管节段配合，另一个滚轮架与待焊接的另一个弯管节段配合、且可以在小车的带动下滑动，从而在起到防窜动作用的同时，滚轮架还可以带动小车随弯管的转动而前后移动，从而适应弯管环缝焊接的需求。

作为本发明的一种可选的方案，所述环缝焊接支撑装置包括至少两个行走小车，滚轮架与行走小车一一对应地固定相连。通过上述结构，设置两个行走小车，使用时固定其中任意一个行走小车即可。

作为本发明的一种可选的方案，环缝焊接支撑装置还包括锁轨器，所述锁轨器与滑轨可拆卸相连，所述行走小车均与所述滑轨通过所述锁轨器可锁止地滑动相连。通过上述结构，行走小车沿滑轨滑动，从而限定行走小车的滑动方向。

一种环缝焊接支撑装置的焊接工艺，包括以下步骤：

S1：在钢管上组对并焊接加劲肋；

S2：使用滚轮架托举钢管，将加劲肋置于环槽内；

S3：驱动装置驱动滚轮转动，滚轮带动钢管转动；

S4：根据坡口设计在钢管的内部或外部焊接环缝，其中，当钢管为弯管时，每台滚轮架的两个滚轮上的环槽必须与加劲肋相定位，焊接时，滚轮架之间无连接，滚轮架下部行走小车可以自由转动，滚轮架的间距随着加劲肋的间距变化而变化。

通过本发明提供的焊接工艺，能够有效实现环缝焊接支撑装置的功能，操作简单方便。

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.本发明通过设置上述环槽结构，在焊接钢管的过程中，环槽用于与钢管外表面的加劲环配合，通过环槽的侧壁实现对加劲环的卡接作用，从而实现对钢管的轴向限位作用，防止钢管在焊接过程中产生轴向窜动。

2.钢芯用于保证滚轮的强度，确保滚轮足以支撑钢管。包胶层用于增加钢芯与滚轮之间的摩擦力，同时可以在钢芯与滚轮的接触处起到减震作用，从而减小工作过程中的噪音和震动。另外，对于外表面未设置加劲肋的钢管，可以通过包胶层与钢管表面之间的摩擦力实现一定的防止轴向窜动的作用。

3.包胶层设置于安装槽中，若包胶层所受压力在额定范围内，使得钢管表面只会与包胶层接触，那么以包胶层作为滚轮与钢管之间的支撑点；若包胶层所受的压力大于其额定载荷，使得包胶层变形量较大，那么钢芯在安装槽与环槽之间所形成的凸棱即可作用滚轮与钢管之间的支撑点，从而确保了滚轮可以对钢管提供刚性的支撑，避免包胶层在钢管过重时产生过于大的变形导致包胶层损坏。

4.通过本发明提供的环缝焊接支撑装置，在用于焊接弯管时，使其中一个滚轮架固定、并与待焊接的其中一个弯管节段配合，另一个滚轮架与待焊接的另一个弯管节段配合、且可以在行走小车的带动下滑动，从而在起到防窜动作用的同时，行走小车还可以带动滚轮架随弯管的转动而前后移动，从而适应弯管环缝焊接的需求。

5.通过本发明提供的焊接工艺，能够有效实现环缝焊接支撑装置的功能，操作简单方便。

附图说明

图1是本发明实施例提供的环缝焊接装置在焊接弯管时的结构示意图。

图2是图1中A部的局部放大图。

图3是本发明实施例提供的滚轮架连接于行走小车上时的示意图。

图4是本发明实施例中滚轮的剖视图。

图5是本发明实施例中滚轮的钢芯的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的滚轮与加劲肋配合时，环槽槽深小于加劲肋径向尺寸时的示意图。

图7是本发明实施例提供的滚轮与加劲肋配合时，环槽槽深大于加劲肋径向尺寸时的示意图。

图8是本发明实施例提供的另一种滚轮结构的示意图。

图标：1-滑轨；2-滚轮架；21-滚轮；211-环槽；212-安装槽；213-包胶层；214-凸棱；215-钢芯；217-第一轮体；218-第二轮体；22-支架；3-行走小车；4-弯管；5-锁轨器；6-加劲肋。

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8，本发明实施例提供了一种滚轮架2，其包括驱动装置、支架22以及两个滚轮21，两个滚轮21均可转动地连接于所述支架22上，两个滚轮21的轴线间隔设置，使得在将支架22放置于地面时，两个滚轮21上的最高点间隔设置，从而在两个滚轮21的最高点之间形成用于放置钢管的空间。其中，至少一个滚轮21与驱动装置驱动，换言之，可以通过一个驱动装置驱动其中一个滚轮21，使该滚轮21为主动轮，其余滚轮21为从动轮；也可以通过至少两个驱动装置与各个滚轮21一一对应相连。

驱动装置可以选择为液压马达或带有减速器的电机。

请参阅图6或图7，滚轮21上沿周向设置有环槽211，在将该滚轮架2用于带有加劲肋6的管道时，环槽211的宽度略大于管道外表面的加劲肋6的厚度匹配，从而既便于将加劲肋6置于环槽211中，又能够通过环槽211的侧壁对加劲肋6施加用于限位的作用力，防止钢管发生轴向窜动。

进一步的，滚轮21包括钢芯215和包胶层213。环槽211设置于钢芯215上。钢筋上还设有两个安装槽212，安装槽212为环状结构、且与环槽211在滚轮21的轴向方向上间隔平行设置，在安装槽212与环槽211之间形成凸棱214。包胶层213固定安装于安装槽212中，包胶层213的外径大于钢芯215的最大外径，使得包胶层213凸出于钢芯215的外表面。

本实施例中，包胶层213为环状的橡胶构件。钢芯215为一体式的结构。

在本发明的其他实施方式中，还可以这样设置滚轮的结构：请参阅图8，使滚轮21包括第一轮体217和第二轮体218，第一轮体217和第二轮体218均设置为圆环形的结构，使第一轮体217和第二轮体218沿轴向方向呈间隔地设置且固定相连，从而在第一轮体217和第二轮体218之间形成所述环槽211。同样，依然可以在第一轮体217和第二轮体218的外表面分别设置包胶层213。

本发明实施例提供的滚轮架2的工作原理及有益效果在于：

使用时，将钢管放置在滚轮架2上，滚轮架2固定于地面。通过滚轮21支撑钢管。对于有加劲肋6的钢管，使钢管外表面的加劲肋6嵌入到环槽211中。视加劲肋6在径向上的尺寸与环槽211槽深的不同配合关系，滚轮21与钢管的接触部位也有所不同。请参阅图6，当加劲肋6在径向的尺寸大于环槽211的槽深时，通过环槽211的槽底与加劲肋6的外圆面接触以支撑钢管；请参阅图7，当加劲肋6在径向的尺寸小于环槽211的槽深时，通过钢管外表面与包胶层213的接触以支撑钢管。驱动滚轮21转动，滚轮21通过静摩擦力带动钢管转动，在钢管转动的过程中，环槽211的侧壁对加劲肋6作用限位的力，从而防止钢管发生轴向窜动。

钢芯215用于保证滚轮21的强度，确保滚轮21足以支撑钢管。包胶层213用于增加钢芯215与滚轮21之间的摩擦力，同时可以在钢芯215与滚轮21的接触处起到减震作用，从而减小工作过程中的噪音和震动。另外，对于外表面未设置加劲肋6的钢管，可以通过包胶层213与钢管表面之间的摩擦力实现一定的防止轴向窜动的作用。

包胶层213设置于安装槽212中，请参阅图7，当通过钢管外圆面与包胶层213之间的接触实现对钢管的支撑时，即：当加劲环6在径向方向上的尺寸小于环槽211的槽深时，若包胶层213所受压力在额定范围内，使得钢管表面只会与包胶层213接触，那么以包胶层213作为滚轮21与钢管之间的支撑点；若包胶层213所受的压力大于其额定载荷，使得包胶层213变形量较大，那么钢芯215在安装槽212与环槽211之间所形成的凸棱214即可作为滚轮21与钢管之间的支撑点，从而确保了滚轮21可以对钢管提供刚性的支撑，避免包胶层213在钢管过重时损坏。

实施例2

请参阅图1-图8，本发明实施例提供了一种环缝焊接支撑装置，其包括行走小车3、滑轨1、锁轨器5和实施例1中提供的滚轮架2。具体的，本实施例中，行走小车3和滚轮架2的数量均为两个，每一个行走小车3上固定连接一个滚轮架2。

两个行走小车3在滑轨1上间隔设置，并与滑轨1可锁止地滑动相连。所谓“可锁止地滑动相连”即：在需要移动行走小车3时，行走小车3可以相对于滑轨1滑动；但在不需要移动行走小车3时，行走小车3也可以相对于滑轨1固定。具体的，本实施例中，在滑轨1上可拆卸地连接有锁轨器5。锁轨器5与滑轨1脱离时，行走小车3可以在滑轨1上滑动。在不需要移动行走小车3时，也可以通过锁轨器5使行走小车3与滑轨1之间相对固定。

本发明实施例提供的环缝焊接装置的工作原理及有益效果在于：

使其中一个滚轮架2固定、并与待焊接的其中一个管道节段配合，另一个滚轮架与待焊接的另一个管道节段配合，通过滚轮21的防轴向窜动作用，有利于提高焊接质量。

特别地，用于弯管4的焊接时，使其中一个滚轮架2固定、并与待焊接的其中一个弯管4节段配合，另一个滚轮架2与待焊接的另一个弯管4节段配合、且可以在行走小车3的带动下滑动，从而在起到防窜动作用的同时，滚轮架2还可以带动行走小车3随弯管4的转动而前后移动，从而适应弯管4环缝焊接的需求。

实施例3

请参阅图1-图8，本发明实施例提供了一种环缝焊接支撑装置的焊接工艺，包括以下步骤：

S1：在钢管上组对并焊接加劲肋6；

具体的，钢管包括直管、锥管和弯管4；

S2：使用滚轮架2托举钢管，将加劲肋6置于环槽211内；

具体的，滚轮架2包括至少两套，滚轮架2可以安装有行走小车3；

S3：驱动装置驱动滚轮21转动，滚轮21带动钢管转动；

S4：根据坡口设计在钢管的内部或外部焊接环缝；

具体的，焊接直管或锥管时，一道或两道加劲肋6放置于环槽211内均可，一道加劲肋6限位于环槽211内时，滚轮架2下部需刚性连接；

焊接弯管4时，每台滚轮架2的两个滚轮21上的环槽211必须与加劲肋6相定位，在焊接时，滚轮架2之间无连接，滚轮架2下部行走小车3可以自由转动，滚轮架2的间距随着加劲肋6的间距变化而变化。

本发明实施例提供的一种环缝焊接支撑装置的焊接工艺的有益效果在于：

通过本发明提供的焊接工艺，能够有效实现环缝焊接支撑装置的功能，操作简单方便。

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 (11)

1.一种滚轮架(2)，其特征在于，包括支架(22)以及至少两个滚轮(21)，所述滚轮(21)均可转动地连接于所述支架(22)上，至少两个所述滚轮(21)的轴线间隔设置，所述滚轮(21)上均沿周向设有环槽(211)。

2.根据权利要求1所述的滚轮架(2)，其特征在于，所述滚轮(21)包括钢芯(215)和包胶层(213)，所述钢芯(215)上设置所述环槽(211)，所述包胶层(213)沿周向包覆于所述钢芯(215)表面。

3.根据权利要求2所述的滚轮架(2)，其特征在于，所述钢芯(215)表面还设有环状的安装槽(212)，所述安装槽(212)与所述环槽(211)在所述滚轮(21)的轴向方向间隔设置；所述包胶层(213)固定连接于安装槽(212)中，所述包胶层(213)的外径大于所述钢芯(215)的最大外径。

4.根据权利要求3所述的滚轮架(2)，其特征在于，所述安装槽(212)的数量为两个，两个所述安装槽(212)沿所述滚轮(21)的轴向设置、且分别设置于所述环槽(211)的两侧，两个所述安装槽(212)中均设有所述包胶层(213)。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的滚轮架(2)，其特征在于，所述包胶层(213)为环状橡胶构件。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的滚轮架(2)，其特征在于，还包括驱动装置，至少一个所述滚轮(21)与所述驱动装置相连，所述驱动装置包括液压马达或电机减速器。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的滚轮架(2)，其特征在于，所述滚轮(21)包括第一轮体(217)和第二轮体(218)，所述第一轮体(217)和所述第二轮体(218)均为圆环形结构，所述第一轮体(217)和所述第二轮体(218)同轴设置、且沿轴向方向固定相连，所述第一轮体(217)和所述第二轮体(218)之间形成所述环槽(211)。

8.一种环缝焊接支撑装置，其特征在于，包括行走小车(3)以及至少两个权利要求1-7中任意一项所述的滚轮架(2)，其中一个所述滚轮架(2)固定安装于所述行走小车(3)上。

9.根据权利要求8所述的环缝焊接支撑装置，其特征在于，包括至少两个行走小车(3)，所述滚轮架(2)与所述行走小车(3)一一对应地固定相连。

10.根据权利要求9所述的环缝焊接支撑装置，其特征在于，还包括锁轨器(5)，所述锁轨器(5)与所述滑轨(1)可拆卸相连，所述行走小车(3)均与所述滑轨(1)通过所述锁轨器(5)可锁止地滑动相连。

11.一种环缝焊接支撑装置的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在钢管上组对并焊接加劲肋(6)；

S2：使用滚轮架(2)托举钢管，将加劲肋(6)置于环槽(211)内；

S3：驱动装置驱动滚轮(21)转动，滚轮(21)带动钢管转动；

S4：根据坡口设计在钢管的内部或外部焊接环缝，其中，当钢管为弯管(4)时，每台滚轮架(2)的两个滚轮(21)上的环槽(211)必须与加劲肋(6)相定位，焊接时，滚轮架(2)之间无连接，滚轮架(2)下部行走小车(3)可以自由转动，滚轮架(2)的间距随着加劲肋(6)的间距变化而变化。

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