CN112059375A - 一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备及方法，包括轨道、车体、驱动离合机构、前滑块、后滑块、后滑块压紧调节机构、焊枪和后滑块冷却机构；轨道吸附式安装在邻近焊缝的钢板母材上，且平行于焊缝；轨道的一侧设置有行走齿条；车体能沿轨道自由上下滑移、并能快速装夹；前滑块和后滑块对称安装在焊缝两侧；后滑块与后滑块压紧调节机构相连接，后滑块压紧调节机构能实现后滑块前后位置的粗调节和微调节；左右调节机构用能使后滑块与焊缝左右对中。本发明能够覆盖8‑50mm的焊接板厚范围，能够替代原有的一次性陶瓷衬垫，减少人力等焊接成本，提高焊接质量和生产效率，保障产品的可靠性；外观成型好；且简单可靠，易于推广应用。

Description

一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备及方法

技术领域

本发明涉及一种气电立焊(EGW)设备，特别是一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备及方法。

背景技术

目前市面上采用的垂直气电立焊设备仍然是在母材坡口背面粘贴一次性陶瓷衬垫，在母材坡口正面进行焊接，实现焊缝正反面一次成形的高效率焊接方法。其在大型船舶总组，大合拢垂直对接焊缝中广泛应用。

现有技术中，由于气电立焊单面焊双面成型。上述母材背面选用的陶瓷衬垫，对焊缝起到强制冷却成形的作用，其在实际工作中操作繁琐，焊前板口背面需要粘贴衬垫，工人要带着沉重的衬垫，钻入上边柜、下边柜及大舱，费时费力, 焊接过程中由于陶瓷衬垫产生的浮渣，影响焊接电弧的正常燃烧，造成焊接中断而产生接头，形成夹渣、气孔、烧穿等缺陷，加大了返修量，严重影响了工程质量，制约了生产效率。

如图14所示，现有钢板母材10的背面通常采用背部支撑板12，背部支撑板12则通常为陶瓷衬垫或者固定铜排等，这种背部支撑板12容易造成背部衬垫材料的浪费，钻仓背部贴衬垫不易操作且繁琐，焊接过程中还经常烧穿陶瓷衬垫，工作效率低。背部衬垫材料费、贴衬垫的人工以及安装费用都增加了焊接成本，而且由于背部衬垫的连续封闭，且采用的是药芯焊丝，极易造成焊接熔渣131堆积在熔池13表面，从而导致电弧不稳定，所以每焊800mm-1000mm必须停弧清理，停弧又在接头收弧处的产生缩孔，需要双面返修，费时费力。正是由于这些原因导致国内大部分船厂的气电立焊设备使用率并不高，而且效率低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备及方法，该减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备及方法，能够覆盖8-50mm的焊接板厚范围，能够替代原有的一次性陶瓷衬垫，减少人力等焊接成本，提高焊接质量和生产效率，保障产品的可靠性；外观成型好；且简单可靠，易于推广应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备，包括轨道、车体、驱动离合机构、前滑块、后滑块、后滑块压紧调节机构、焊枪和后滑块冷却机构。

轨道吸附式安装在邻近焊缝的钢板母材上，且平行于焊缝。轨道的一侧设置有行走齿条。

车体能沿轨道自由上下滑移。车体包括护罩、导向滑板、四组导向轮和快速装夹组件。导向滑板滑动设置在护罩的左侧或右侧，且能在快速装夹组件的驱动下，左右滑移。其中两组导向轮安装在护罩的右侧或左侧，另外两组导向轮安装在导向滑板上。每组导向轮均包括对称布设在轨道前后侧壁且呈八字形的两个导向轮。

驱动离合机构安装在车体上，包括驱动轮、行走电机和离合组件。驱动轮与行走齿条相啮合，行走电机控制驱动轮的行走。离合组件用于解除行走电机对驱动轮的驱动控制。

焊枪安装在车体上，用于对焊缝进行焊接。

前滑块和后滑块对称安装在焊缝两侧，前滑块通过前滑块调整组件与车体相连接。

后滑块与后滑块压紧调节机构相连接，后滑块压紧调节机构包括车体连接板、提拉板、提拉安装板、前后粗调节机构、前后微调节机构和左右调节机构。

车体连接板的一端安装在车体上。

提拉板的底端安装在后滑块的表面中心线位置处，提拉板的顶端前侧通过提拉安装板与车体连接板相连接。

前后粗调节机构包括提拉转动销和顶紧杆。提拉转动销将提拉安装板和提拉板相销接。顶紧杆用于向提拉板施加顶紧力，使得后滑块以提拉转动销为转动中心，压紧在焊缝的后侧面。通过调节顶紧杆的顶紧力，进而初步调节后滑块与焊缝处钢板母材的压紧力。

前后微调节机构用于细调节提拉板及后滑块的前后向位置。

左右调节机构用于调节后滑块的左右向位置，使后滑块与焊缝左右对中。

后滑块冷却机构包括冷却流道和两根冷却水管。冷却流道设置在后滑块中，两根冷却水管对称布设在提拉板两侧的后滑块顶部。

轨道采用若干节轨道节段沿平行于焊缝方向拼接形成。每节节轨道节段底部中心均通过磁铁安装板安装有手动磁铁，手动磁铁吸附在邻近焊缝的钢板母材上。

每根冷却水管从下至上分别包括金属管和柔性管。

金属管的底端与冷却流道相连通，金属管顶端与柔性管相连通。其中，金属管为软连接金属管，软连接金属管包括从下至上依次密封连接的紫铜管、耐高温耐压硅胶管和不锈钢管。

柔性管顶端均通过水管支撑架安装在提拉板顶部或车体连接板上。

前后粗调节机构还包括若干个提拉孔和一个销孔。若干个提拉孔沿前后向设置在与提拉安装板相对应的提拉板上。销孔设置在提拉安装板上。根据钢板母材的厚度，将提拉转动销转动插合在销孔和其中一个提拉孔内。

快速装夹组件包括导向轴、弹簧、连杆和弹簧限位组件。导向轴竖向转动安装在车体的护罩内，且能在驱动装置的作用下沿自身轴线转动。弹簧左右向布设，弹簧的一端安装在导向轴上，弹簧的另一端从导向滑板中伸出，并与安装在导向滑板外侧的连杆相连接。弹簧限位组件用于限制弹簧的伸缩位移。

一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊方法，包括如下步骤。

步骤1、轨道安装：将轨道吸附式安装在焊缝一侧的钢板母材上，且与焊缝相平行。轨道的一条侧边具有行走齿条。

步骤2、焊接小车组装：将驱动离合机构、前滑块、后滑块、后滑块压紧调节机构、焊枪和后滑块冷却机构，均与车体进行组装。后滑块冷却机构中的两根冷却水管与循环水系统连接。

步骤3、焊接小车与轨道安装：先将安装在护罩上的两组导向轮紧密贴合在轨道顶端一侧，与此同时，驱动轮与轨道一侧的行走齿条相啮合。再采用快速装夹组件推动导向滑板向着轨道滑移，并使得位于导向滑板上的两组导向轮紧密贴合在轨道顶端另一侧。

步骤4、后滑块自适应压紧，包括如下步骤：

步骤41，后滑块左右对中：采用后滑块压紧调节机构中的左右调节机构，使后滑块与焊缝左右对中。此时，焊枪和提拉板位于焊缝中心的正上方。

步骤42，后滑块前后位置粗调节：根据钢板母材的厚度，先将提拉转动销转动插合在销孔和其中一个提拉孔内。随后，顶紧杆对提拉板顶端施加设定的顶紧力，提拉板及后滑块将以提拉转动销为转动中心，自适应压紧在焊缝的后侧面，实行后滑块前后位置的粗调节。

步骤43，调整焊接小车至初始焊接位置：驱动离合机构中的离合组件解除行走电机对驱动轮的驱动控制，焊接小车在四组导向轮的导向作用下，沿轨道快速下落至焊缝底部的初始焊接位置。在焊接小车快速下落过程中，后滑块始终保持与焊缝后侧面的自适应压紧，与此同时，位于焊缝中心正上方的焊枪和提拉板将穿过焊缝，并在焊缝内随焊接小车快速下落至初始焊接位置。

步骤5，前滑块压紧：通过前滑块调整机构将前滑块调整至与待焊缝中心对应，且与焊缝两侧的钢板母材前侧面紧密贴合。

步骤6，后滑块位置细调节：通过后滑块压紧调节机构中的前后微调节机构，细调节后滑块的前后向位置，使后滑块与钢板母材后侧面贴合。

步骤7，焊枪参数调整与设置：调整焊枪头与钢板母材之间的焊接角度、焊丝伸入焊缝的距离以及焊接的摆幅及摆动频率。同时，根据钢板母材的厚度，调节焊接电流、电压及干伸长。

步骤8，焊接：焊接开始，驱动离合机构中的离合组件复位，行走电机控制驱动轮沿轨道的行走齿条行走，直至完成整条焊缝的焊接。焊接过程中，产生的焊渣将从前滑块和后滑块的底部或侧壁溢出。

步骤7中，焊枪头与钢板母材之间的焊接角度为8-12°。

步骤2中，两根冷却水管对称布设在提拉板两侧的后滑块顶部，每根冷却水管从下至上分别包括金属管和柔性管，金属管的底端与冷却流道相连通，金属管顶端与柔性管相连通。其中，金属管为软连接金属管，软连接金属管包括从下至上依次密封连接的紫铜管、耐高温耐压硅胶管和不锈钢管。柔性管顶端均通过水管支撑架安装在提拉板顶部或车体连接板上。步骤2和步骤7中，能适应的钢板母材厚度为8-50mm。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明能够满足气电立焊设备的使用需求，能够覆盖8-50mm的焊接板厚范围，并达到优良的焊缝成形效果。可以替代原有的一次性陶瓷衬垫，减少人力等焊接成本，提高了焊接质量和生产效率，保障了产品的可靠性；外观成型好；设备简单可靠，易于推广应用。

2、当母材背面成形效果一般时，可以自适应微小调整背面滑块以适应强制成形焊接需求，造成焊缝质量稳定；2、当气电立焊移动至母材最顶部时，后滑块及调整机构的滑块固定板能够不依靠母材背面固定住后滑块，可以完整焊接整个焊缝。

3、所述发明完成集成了前后滑块，水冷，行走，调整，控制等功能模块，能够形成气电立焊设备轻量化，模块化，整体性、系统性的发明设计。

附图说明

图1显示了本发明一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备焊接时的正视图。

图2显示了本发明一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备焊接时的侧视图。

图3显示了本发明一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备焊接时的轴侧图。

图4显示了本发明一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备组装示意图。

图5显示了本发明中轨道节段的示意图。

图6显示了本发明中车体的结构示意图。

图7显示了本发明中驱动离合机构的结构示意图。

图8显示了本发明中车体沿轨道行走的结构示意图。

图9显示了本发明中焊枪的结构示意图。

图10显示了本发明中前滑块调整机构的结构示意图。

图11显示了本发明中后滑块压紧调节机构的立体图一。

图12显示了本发明中后滑块压紧调节机构的立体图二。

图13显示了本发明中提拉板的结构示意图。。

图14显示了现有技术采用陶瓷衬垫或者固定铜排焊接时导致的焊接熔渣示意图。

其中有：

10.钢板母材； 12.背部支撑板；13.熔池；131.焊接熔渣；

20.轨道；

21.轨道节段；22.磁铁安装板；23.手动磁铁；24.行走齿条；25.导向插销；26.导向插槽；

30.车体；31.导向轮；311.轮轴；32.导向滑板；33.护罩；34.快速装夹组件；341.装夹限位槽；342.偏心凸轮；343.凸轮轴；344.导向轴；345.弹簧；346.连杆；347.装夹把手；

40.驱动离合机构；41.驱动轮；411.驱动轴；42.行走电机；43.蜗轮蜗杆副；44.电机安装板；441.离合限位槽；45.离合限位凸轮；46.离合凸轮轴；47.离合操作把手；

50.前滑块；51.前滑块调整机构；

60.后滑块；

70.后滑块压紧调节机构；

71.提拉板；711.焊枪避让弧；712.滑块连接杆；713.第一提拉孔；714.第二提拉孔；715.第三提拉孔；716.减重孔；717.竖向立面；

72.提拉安装板；721.销孔；73.提拉转动销；74.顶紧螺杆；

75.前后微调节机构；751.前后向导杆；752.前后向滑块；753.前后向调节手轮；

76.左右调节机构；761.左右向滑块；762.左右向调节手轮；

77.车体连接板；771.左右向齿条；

78.冷却水管；781.铜管；782.柔性管；783.不锈钢管；

79.水管支撑架；

80.焊枪；81.焊枪位置调整机构；82.焊枪角度调整机构；

90.控制盒。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

如图1至图4所示，一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备，包括轨道20、车体30、驱动离合机构40、前滑块50、后滑块60、后滑块压紧调节机构70、焊枪80、后滑块冷却机构和控制盒90。

轨道吸附式安装在邻近焊缝的钢板母材上，且平行于焊缝。

轨道优选采用若干节轨道节段21沿平行于焊缝方向拼接形成。

如图5所示，每节节轨道节段底部中心均通过磁铁安装板22安装有手动磁铁23，手动磁铁吸附在邻近焊缝的钢板母材上。

上述手动磁铁为市场购买，当焊接完成，解除吸附时，只需手动扳动手动磁铁的把手即可，解除永久磁铁与钢板母材之间的吸附力，从而节省人力，轨道装卸快速。

为不影响后续车体的上下滑移，磁铁安装板22和手动磁铁23均位于轨道的底部中心，不影响车体中导向轮的夹持。

相邻轨道节段之间，优选通过导向定位件进行连接，导向定位件优选包括设置在轨道节段底部的导向插销25和设置在轨道节段顶部的导向插槽26等。

另外，轨道的一侧设置有行走齿条24，本实施例中，优选设置在右侧。

车体能沿轨道自由上下滑移。

如图6所示，车体优选包括护罩33、导向滑板32、四组导向轮31和快速装夹组件34。

每组导向轮均包括对称布设在轨道前后侧壁且呈八字形的两个导向轮，每个导向轮均套装在轮轴311上。

其中两组导向轮安装在护罩的右侧或左侧，另外两组导向轮安装在导向滑板上。

导向滑板滑动设置在护罩的左侧或右侧，且能在快速装夹组件的驱动下，左右滑移。

快速装夹组件34，优选包括导向轴344、弹簧345、连杆346和弹簧限位组件。

导向轴竖向转动安装在车体的护罩内，且能在驱动装置的作用下沿自身轴线转动。

弹簧左右向布设，弹簧的一端安装在导向轴上，弹簧的另一端从导向滑板中伸出，并与安装在导向滑板外侧的连杆相连接。弹簧限位组件用于限制弹簧的伸缩位移。

本实施例中，弹簧限位组件优选为装夹限位槽341、偏心凸轮342和凸轮轴343。装夹限位槽安装在车体的底板顶部或位于车体顶部的凸轮限位板上，偏心凸轮优选位于装夹限位槽内，且与导向轴底部相连接，凸轮轴优选同轴安装在导向轴顶部。

本实施例中，驱动装置优选为安装在凸轮轴顶部的装夹把手347，但也可以为电机或气缸等。

如图7和图8所示，驱动离合机构安装在车体上，包括驱动轮41、行走电机42和离合组件。驱动轮与行走齿条相啮合，行走电机的输出端为蜗杆，在蜗杆的外周固定套装一个呈U型的电机安装板44，驱动轮的驱动轴411伸入电机安装板的U型腔内，形成伸入端，伸入端套装有蜗轮，蜗轮与蜗杆形成蜗轮蜗杆副43。

离合组件用于解除行走电机对驱动轮的驱动控制，也即解除蜗轮蜗杆之间的啮合。

在本实施例中，离合组件优选包括离合限位槽441、离合限位凸轮45、离合凸轮轴46和离合操作把手47。

离合限位槽441优选设置在电机安装板的顶部，呈U型。

离合凸轮轴46的后端转动安装在车体上，离合凸轮轴46的中部同轴固定套装有离合限位凸轮45，且位于离合限位槽441中，离合凸轮轴46的前端伸出车体前端面，且安装有离合操作把手47，作为替换，也可由电机统一操控。

当需要解除蜗轮蜗杆之间的啮合时，只需转动离合操作把手47，离合限位凸轮45转动，推动电机安装板和蜗杆向着远离蜗轮的方向滑移，从而解除蜗轮蜗杆间的啮合；当离合操作把手复位时，则蜗轮蜗杆重新啮合。

焊枪安装在车体上，用于对焊缝进行焊接。焊枪80的结构，如图9所示，包括焊枪位置调整机构81、焊枪角度调整机构82以及焊枪摆幅调整机构。焊枪位置调整机构81用于调整焊枪的前后向以及左右向位置；焊枪角度调整机构82用于调节焊枪与钢板母材之间的焊接角度；焊枪摆幅调整机构用于调节焊接的摆动幅度以及摆动频率。

由于整个焊枪的结构为现有技术，这里不再对其进行详细赘述。

前滑块和后滑块对称安装在焊缝两侧。

前滑块和后滑块均优选具有圆弧凹槽，圆弧凹槽尺寸与焊缝的凸面相对应，宽度均优选为20-28mm，从而能够更好的适应焊接过程中的焊渣及药皮的流出。

前滑块通过前滑块调整组件51与车体相连接。

前滑块调整组件51的具体结构，如10所示，为现有技术，用于控制前滑块的前后向以及左右向位置，这里不再赘述。

后滑块60与后滑块压紧调节机构70相连接。

如图11和图12所示，一种双面液冷式气电立焊设备专用的后滑块压紧调节机构，也称后滑块压紧调节机构70，包括车体连接板77、提拉板71、提拉安装板72、前后粗调节机构、前后微调节机构75和左右调节机构76。

车体连接板优选呈Z型，其一端安装在双面液冷式气电立焊设备的车体上。

如图13所示，提拉板的底面设置有焊枪避让弧711，在避让焊枪的同时，减轻提拉板的重量。焊枪避让弧711的后侧形成滑块连接杆712。

滑块连接杆的底端安装在后滑块的表面中心线位置处，具体优选连接方法为：在后滑块（也称背部滑块）表面中心线位置设置有深曹和盲孔，在滑块连接杆底端设置钩件，从而钩拉在后滑块的表面中心线位置处。

提拉板的顶端前侧面为竖向立面717。

位于焊枪避让弧上方的提拉板底部且优选邻近竖向立面的位置布设有三个提拉孔，但也可以为多个。三个提拉孔优选位于同一直线，沿前后方向分别为第一提拉孔713、第二提拉孔714和第三提拉孔715。

另外，位于焊枪避让弧上方的提拉板上还优选设置有若干个减重孔716。

提拉板的竖向立面通过提拉安装板与车体连接板相连接。

提拉安装板72优选为U型卡套，卡在提拉板竖向立面的外周。由于提拉安装板不需进入焊缝，但提拉板的后侧部分需要进入焊缝，故而提拉安装板的厚度可以大于焊缝的宽度，但提拉板的厚度必须小于焊缝的宽度。

进一步，提拉安装板72设置有一个销孔721和一个顶紧螺孔。

前后粗调节机构包括提拉转动销73、上述提拉孔、上述销孔和顶紧杆。

根据钢板母材的厚度，将提拉转动销转动插合在销孔和其中一个提拉孔内。其中，第一个提拉孔、第二个提拉孔和第三个提拉孔分别适应8-20mm、20-40mm、40-50mm厚度的钢板母材。

顶紧杆用于前后向顶紧与提拉安装板相配合的提拉板侧壁面顶端。

本实施例中，顶紧杆优选为顶紧螺杆74。顶紧螺栓螺纹连接在提拉安装板上，且螺栓顶端顶紧接触在提拉板的竖向立面顶端。

顶紧杆、提拉转动销和后滑块形成以提拉转动销为转动中心的杠杆结构，通过调节顶紧杆的顶紧力，进而初步调节后滑块与焊缝处钢板母材的压紧力。

前后微调节机构用于细调节提拉板及后滑块的前后向位置。前后微调节机构优选为齿轮齿条结构，具体包括前后向导杆751、前后向滑块752和前后向调节手轮753。前后向导杆的一端安装在车体上，前后向导杆的一侧设置有前后向齿条。前后向滑块滑动套装在前后向导杆的外周，前后向滑块内设置有与前后向齿相啮合的前后向齿轮。前后向调节手轮的手轮轴底部与前后向齿轮相连接。

左右调节机构用于调节后滑块的左右向位置，使后滑块与焊缝左右对中。左右调节机构也优选为齿轮齿条结构，具体包括左右向滑块761和左右向调节手轮762。邻近提拉板的车体连接板顶面设置有左右向齿条771。左右向滑块滑动套装在左右向齿条外周的车体连接板上，且左右向滑块与提拉安装板相连接。左右向滑块内设置有与左右向齿条相啮合的左右向齿轮，左右向调节手轮的手轮轴与左右向齿轮相连接。

后滑块冷却机构包括冷却流道和两根冷却水管78。冷却流道设置在后滑块中，两根冷却水管对称布设在提拉板两侧的后滑块顶部。

每根冷却水管从下至上分别包括金属管781和柔性管782。金属管的底端与冷却流道相连通，金属管顶端与柔性管相连通。

进一步，金属管优选为软连接金属管，软连接金属管包括从下至上依次密封连接的紫铜管、耐高温耐压硅胶管和不锈钢管。能够自适应微小调整背面滑块以适应强制成形焊接需求，造成焊缝质量稳定。其中，底部紫铜管方便与铜质的后滑块焊接为一体，中部耐高温耐压硅胶管既可以通冷却水又有柔性，上部不锈钢管在减小材料成本的同时也方便加工成弯管过板和“宝塔接头”，外接冷却水的进出水管。

柔性管顶端均通过水管支撑架安装在提拉板顶部或车体连接板上。水管支撑架优选通过螺栓与Z形的车体连接板连接，固定两根冷却水管，尤其可以防止当焊接顶部位置时，与两根软连接金属管连接的水管因重力作用而拉拽金属管，使得背部滑块与母材板之间贴合不严，熔融金属外溢而无法完成顶部位置焊接。

一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊方法，包括如下步骤。

步骤1、轨道安装：将轨道吸附式安装在焊缝一侧的钢板母材上，且与焊缝相平行。轨道的一条侧边具有行走齿条。

步骤2、焊接小车组装：将驱动离合机构、前滑块、后滑块、后滑块压紧调节机构、焊枪和后滑块冷却机构，均与车体进行组装。后滑块冷却机构中的两根冷却水管与循环水系统连接。

步骤3、焊接小车与轨道安装：先将安装在护罩上的两组导向轮紧密贴合在轨道顶端一侧，与此同时，驱动轮与轨道一侧的行走齿条相啮合。再采用快速装夹组件推动导向滑板向着轨道滑移，并使得位于导向滑板上的两组导向轮紧密贴合在轨道顶端另一侧。

快速装夹方法优选为：转动装夹把手，导向轴转动，弹簧伸缩，带动连杆运动，进而带动导向滑板及位于导向滑板上的两组导向轮向着轨道滑移，并使这两组导向轮夹持在轨道两侧。

步骤4、后滑块自适应压紧，包括如下步骤：

步骤41，后滑块左右对中：采用后滑块压紧调节机构中的左右调节机构，使后滑块与焊缝左右对中。此时，焊枪和提拉板位于焊缝中心的正上方。

步骤42，后滑块前后位置粗调节。

根据钢板母材的厚度，先将提拉转动销转动插合在销孔和其中一个提拉孔内。本发明能适应8-50mm钢板母材厚度的自适应焊接。

随后，顶紧杆对提拉板顶端施加一定的顶紧力，使得提拉板的滑块连接板与母材板面平行，从而保证滑块连接板的压紧力垂直作用在后滑块上，并紧密贴合母材板面。提拉板及后滑块将以提拉转动销为转动中心，自适应压紧在焊缝的后侧面，实行后滑块前后位置的粗调节。

步骤43，调整焊接小车至初始焊接位置：驱动离合机构中的离合组件解除行走电机对驱动轮的驱动控制，焊接小车在四组导向轮的导向作用下，沿轨道快速下落至焊缝底部的初始焊接位置。在焊接小车快速下落过程中，后滑块始终保持与焊缝后侧面的自适应压紧，与此同时，位于焊缝中心正上方的焊枪和提拉板将穿过焊缝，并在焊缝内随焊接小车快速下落至初始焊接位置。在上述快速下落中，采用安全绳等防摔。

步骤5，前滑块压紧：通过前滑块调整机构将前滑块调整至与待焊缝中心对应，且与焊缝两侧的钢板母材前侧面紧密贴合。

步骤6，后滑块位置细调节：通过后滑块压紧调节机构中的前后微调节机构，细调节后滑块的前后向位置，使后滑块与钢板母材后侧面贴合。

步骤7，焊枪参数调整与设置：通过控制盒90调整焊枪头与钢板母材之间的焊接角度（优选为8-12°）、焊丝伸入焊缝的距离以及焊接的摆幅及摆动频率。同时，根据钢板母材的厚度，调节焊接电流、电压及干伸长。

步骤8，焊接：焊接开始，驱动离合机构中的离合组件复位，行走电机控制驱动轮沿轨道的行走齿条行走，直至完成整条焊缝的焊接。焊接过程中，产生的焊渣将从前滑块和后滑块的底部或侧壁溢出。

本发明的后滑块及后滑块压紧调节机构的设置，能够在焊接到焊缝顶端时，后滑块依然能够很好贴合在焊缝顶端两侧的钢板母材上，从而完成整个焊缝的自动焊接，不留焊接高度死角。进一步，上述前后粗调节机构、前后微调节机构和顶紧螺杆以及两根软连接金属管四者共同协调工作，可适应8-50mm大范围板厚的焊接，保证背部滑块与母材板面前后紧密贴严，紧密度适中且可与车体随动。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备，其特征在于：包括轨道、车体、驱动离合机构、前滑块、后滑块、后滑块压紧调节机构、焊枪和后滑块冷却机构；

轨道吸附式安装在邻近焊缝的钢板母材上，且平行于焊缝；轨道的一侧设置有行走齿条；

车体能沿轨道自由上下滑移；车体包括护罩、导向滑板、四组导向轮和快速装夹组件；导向滑板滑动设置在护罩的左侧或右侧，且能在快速装夹组件的驱动下，左右滑移；其中两组导向轮安装在护罩的右侧或左侧，另外两组导向轮安装在导向滑板上；每组导向轮均包括对称布设在轨道前后侧壁且呈八字形的两个导向轮；

驱动离合机构安装在车体上，包括驱动轮、行走电机和离合组件；驱动轮与行走齿条相啮合，行走电机控制驱动轮的行走；离合组件用于解除行走电机对驱动轮的驱动控制；

焊枪安装在车体上，用于对焊缝进行焊接；

前滑块和后滑块对称安装在焊缝两侧，前滑块通过前滑块调整组件与车体相连接；

后滑块与后滑块压紧调节机构相连接，后滑块压紧调节机构包括车体连接板、提拉板、提拉安装板、前后粗调节机构、前后微调节机构和左右调节机构；

车体连接板的一端安装在车体上；

提拉板的底端安装在后滑块的表面中心线位置处，提拉板的顶端前侧通过提拉安装板与车体连接板相连接；

前后粗调节机构包括提拉转动销和顶紧杆；提拉转动销将提拉安装板和提拉板相销接；顶紧杆用于向提拉板施加顶紧力，使得后滑块以提拉转动销为转动中心，压紧在焊缝的后侧面；通过调节顶紧杆的顶紧力，进而初步调节后滑块与焊缝处钢板母材的压紧力；

前后微调节机构用于细调节提拉板及后滑块的前后向位置；

左右调节机构用于调节后滑块的左右向位置，使后滑块与焊缝左右对中；

后滑块冷却机构包括冷却流道和两根冷却水管；冷却流道设置在后滑块中，两根冷却水管对称布设在提拉板两侧的后滑块顶部。

2.根据权利要求1所述的减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备，其特征在于：轨道采用若干节轨道节段沿平行于焊缝方向拼接形成；每节节轨道节段底部中心均通过磁铁安装板安装有手动磁铁，手动磁铁吸附在邻近焊缝的钢板母材上。

3.根据权利要求1所述的减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备，其特征在于：每根冷却水管从下至上分别包括金属管和柔性管。

4.根据权利要求3所述的减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备，其特征在于：金属管的底端与冷却流道相连通，金属管顶端与柔性管相连通；其中，金属管为软连接金属管，软连接金属管包括从下至上依次密封连接的紫铜管、耐高温耐压硅胶管和不锈钢管。

5.根据权利要求3所述的减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备，其特征在于：柔性管顶端均通过水管支撑架安装在提拉板顶部或车体连接板上。

6.根据权利要求5所述的减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备，其特征在于：前后粗调节机构还包括若干个提拉孔和一个销孔；若干个提拉孔沿前后向设置在与提拉安装板相对应的提拉板上；销孔设置在提拉安装板上；根据钢板母材的厚度，将提拉转动销转动插合在销孔和其中一个提拉孔内。

7.根据权利要求1所述的减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊设备，其特征在于：快速装夹组件包括导向轴、弹簧、连杆和弹簧限位组件；导向轴竖向转动安装在车体的护罩内，且能在驱动装置的作用下沿自身轴线转动；弹簧左右向布设，弹簧的一端安装在导向轴上，弹簧的另一端从导向滑板中伸出，并与安装在导向滑板外侧的连杆相连接；弹簧限位组件用于限制弹簧的伸缩位移。

8.一种减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、轨道安装：将轨道吸附式安装在焊缝一侧的钢板母材上，且与焊缝相平行；轨道的一条侧边具有行走齿条；

步骤2、焊接小车组装：将驱动离合机构、前滑块、后滑块、后滑块压紧调节机构、焊枪和后滑块冷却机构，均与车体进行组装；后滑块冷却机构中的两根冷却水管与循环水系统连接；

步骤3、焊接小车与轨道安装：先将安装在护罩上的两组导向轮紧密贴合在轨道顶端一侧，与此同时，驱动轮与轨道一侧的行走齿条相啮合；再采用快速装夹组件推动导向滑板向着轨道滑移，并使得位于导向滑板上的两组导向轮紧密贴合在轨道顶端另一侧；

步骤4、后滑块自适应压紧，包括如下步骤：

步骤41，后滑块左右对中：采用后滑块压紧调节机构中的左右调节机构，使后滑块与焊缝左右对中；此时，焊枪和提拉板位于焊缝中心的正上方；

步骤42，后滑块前后位置粗调节：根据钢板母材的厚度，先将提拉转动销转动插合在销孔和其中一个提拉孔内；随后，顶紧杆对提拉板顶端施加设定的顶紧力，提拉板及后滑块将以提拉转动销为转动中心，自适应压紧在焊缝的后侧面，实行后滑块前后位置的粗调节；

步骤43，调整焊接小车至初始焊接位置：驱动离合机构中的离合组件解除行走电机对驱动轮的驱动控制，焊接小车在四组导向轮的导向作用下，沿轨道快速下落至焊缝底部的初始焊接位置；在焊接小车快速下落过程中，后滑块始终保持与焊缝后侧面的自适应压紧，与此同时，位于焊缝中心正上方的焊枪和提拉板将穿过焊缝，并在焊缝内随焊接小车快速下落至初始焊接位置；

步骤5，前滑块压紧：通过前滑块调整机构将前滑块调整至与待焊缝中心对应，且与焊缝两侧的钢板母材前侧面紧密贴合；

步骤6，后滑块位置细调节：通过后滑块压紧调节机构中的前后微调节机构，细调节后滑块的前后向位置，使后滑块与钢板母材后侧面贴合；

步骤7，焊枪参数调整与设置：调整焊枪头与钢板母材之间的焊接角度、焊丝伸入焊缝的距离以及焊接的摆幅及摆动频率；同时，根据钢板母材的厚度，调节焊接电流、电压及干伸长；

步骤8，焊接：焊接开始，驱动离合机构中的离合组件复位，行走电机控制驱动轮沿轨道的行走齿条行走，直至完成整条焊缝的焊接；焊接过程中，产生的焊渣将从前滑块和后滑块的底部或侧壁溢出。

9.根据权利要求8所述的减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊方法，其特征在于：步骤7中，焊枪头与钢板母材之间的焊接角度为8-12°。

10.根据权利要求8所述的减少焊渣的自适应双面水冷气电立焊方法，其特征在于：步骤2中，两根冷却水管对称布设在提拉板两侧的后滑块顶部，每根冷却水管从下至上分别包括金属管和柔性管，金属管的底端与冷却流道相连通，金属管顶端与柔性管相连通；其中，金属管为软连接金属管，软连接金属管包括从下至上依次密封连接的紫铜管、耐高温耐压硅胶管和不锈钢管；柔性管顶端均通过水管支撑架安装在提拉板顶部或车体连接板上；步骤2和步骤7中，能适应的钢板母材厚度为8-50mm。

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