CN112355642B - 薄壁金属管翻边焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了薄壁金属管翻边焊接装置，该翻边焊接装置包括支撑架、夹持组件、翻边轴、焊接组件，所述夹持组件、翻边轴、焊接组件均设置在支撑架上，所述夹持组件位于翻边轴的一侧，所述焊接组件位于翻边轴的下方，所述夹持组件对需要翻边的薄壁金属管进行夹持，所述翻边轴对薄壁金属管进行翻边，所述焊接组件对支管进行夹持，焊接组件使支管与薄壁金属管焊接。夹持组件对薄壁金属管进行夹持，并通过静电感应使需要翻边的区域的外表面堆积电子，使翻边区域进行单侧加热，从而使翻边区域进行加热，从而提高翻边区域的可塑性，减少翻边区域在翻边后的应力，提高焊接效果。

Description

薄壁金属管翻边焊接装置
技术领域
本发明涉及翻边焊接技术领域，具体为薄壁金属管翻边焊接装置。
背景技术
薄壁铜管为铜铝复合散热器的水腔，铜管材上加工有许多用于连通气体或液体的孔，并且需要在相对两主管的孔之间焊接上连通管，以进行热交换。因此，为了提高焊接强度，要求对孔边缘进行内翻边或外翻边。其中，内翻边的主管的流通水腔由于内翻边的原因，水流通道不流畅，增大水循环的阻力，加大了供热泵的负荷；而外翻边的主管的流通水腔，水流通道较为流畅，但翻边工艺较为复杂，往往采用内模和外模的传统工艺，而且内模还要插入到薄壁管内，生产效率很难提高。
在焊接的时候采用焊接机进行焊接，焊接机需要对金属管和连通管进行环焊，但是，焊接机只能对金属管和连通管连接处的外侧缝隙处进行焊接，使得焊接面积小，而且还需要对焊接后的位置做密封处理，提高密封性。
而且，由于只在外侧的缝隙处进行焊接，当金属管和连通管中有流体流通时，由于长时间的使用，使得流体通过金属管与连通管之间的缝隙对焊接处进行侵蚀，使得密封性遭到破坏，进而影响换热效果。
所以，人们需要薄壁金属管翻边焊接装置来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供薄壁金属管翻边焊接装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：薄壁金属管翻边焊接装置，该翻边焊接装置包括支撑架、夹持组件、翻边轴、焊接组件，所述夹持组件、翻边轴、焊接组件均设置在支撑架上，所述夹持组件位于翻边轴的一侧，所述焊接组件位于翻边轴的下方，所述夹持组件对需要翻边的薄壁金属管进行夹持，所述翻边轴对薄壁金属管进行翻边，所述焊接组件对支管进行夹持，焊接组件使支管与薄壁金属管焊接。夹持组件对薄壁金属管进行夹持，并通过静电感应使需要翻边的区域的外表面堆积电子，使翻边区域进行单侧加热，从而使翻边区域进行加热，从而提高翻边区域的可塑性，减少翻边区域在翻边后的应力，提高焊接效果。
作为优选技术方案，所述夹持组件包括夹爪，所述夹爪末端设置有静电感应板；所述焊接组件包括承载壳，所述承载壳上设置有夹筒，所述夹筒对支管进行夹持，所述承载壳上位于夹筒的一侧设置有张开轴，所述张开轴与夹筒绳连接。夹爪为四爪机械手，且末端转动安装有静电感应板，静电感应板与外接直流电源的正极连接，使静电感应板上带有正电荷，当静电感应板与金属管进行静电感应时，从而使金属管翻边区域外表面堆积电子，夹爪对金属管进行夹持，并通过静电感应板对金属管需要翻边的区域进行静电感应及通入电流，通过静电感应使金属管翻边区域的外表面堆积大量电子，在通入电流后，使翻边区域的外表面进行加热，从而提高翻边区域外表面的可塑性，当金属管进行翻边处理时，可减少翻边时金属管产生的应力，同时，通过加热提高可塑性，防止在翻边时翻边区域被撕裂，承载壳对夹筒及张开轴的安装提供支撑，夹筒在承载壳上可以进行张开及闭合的动力，夹筒由左夹壳和右夹壳通过固定销转动连接组成，且左夹壳和右夹壳转动连接的位置安装有扭簧，使夹筒在常态时处于闭合状态，张开轴通过绳索与夹筒连接，当张开轴转动时，通过绳索拉动左右夹壳，使夹筒张开，从而将支管或焊接好的整体金属管取出。
作为优选技术方案，所述支撑架上设置有固定板；所述翻边轴包括轴套，所述轴套一端的设置在固定板上，轴套另一端内部设置有两组伸缩杆，两组所述伸缩杆的另一端设置有升降板，所述轴套内部位于升降板的外侧设置有翻边筒，所述翻边筒与升降板螺纹连接，所述轴套内部位于翻边筒外侧设置有电机，所述电机与翻边筒转动连接。固定板为翻边轴的安装提供支撑，翻边轴的直径与金属管的内径大小相同，金属管上开设有翻边圆孔，翻边轴上对应翻边圆孔的位置设置有翻边孔，伸缩杆为多节伸缩杆，伸缩杆位于翻边孔的范围内，伸缩杆与升降板固定，同时，升降板与翻边筒螺纹连接，当翻边筒在电机的带动下进行转动时，由于伸缩杆对升降板的固定，使升降板在翻边筒内上升或下降，从而使升降板为金属翻边提供动力。
作为优选技术方案，所述升降板下端面上设置有翻边旋转台，所述翻边旋转台另一侧设置有第二静电环，所述第二静电环的另一端设置有翻边块，所述第二静电环与外接直流电源的正极电性连接。翻边旋转台为翻边块的转动提供动力，避免翻边块在升降板的带动下直接对金属管的翻边圆孔进行翻边冲击，通过转动摩擦增加金属管翻边区域的温度，减少翻边时的应力，提高可塑性，第二静电环与外界直流电源的正极连接，当第二静电环伸出翻边轴时，第二静电环对翻边的内侧进行静电感应，使内侧表面堆积大量电子，方便在金属管通入电流后对翻边内侧进行加热。
作为优选技术方案，所述夹筒上端设置有扩张部，夹筒的内径与金属管翻边的内径大小相同，所述扩张部内侧从上至下设置有电流环、第一静电环，所述电流环及第一静电环的内径与金属管翻边的外径大小相同，所述第一静电环与外接直流电源的正极电性连接，所述电流环连接外部电源。夹筒为绝缘体，当夹筒处于闭合状态时，电流环及第一静电环中的电路导通，电流环和第一静电环与夹筒的结构相同，均分为左右两个部分，夹筒的上端设置有扩张部，且扩张部内侧安装有电流环和第一静电环，当翻边圆孔在加热后，需要进行翻边时，夹筒与金属管接触，夹筒位于翻边圆孔的正下方并抵在翻边圆孔的外侧，当翻边块往下运动时，翻边圆孔在夹筒的抵压下完成翻边，并与电流环进行接触，第二静电环在升降板的带动下与翻边的内侧进行静电感应，使内侧堆积电子，并通过通入的电流，使翻边的内侧进行加热，并使其温度达到塑性变形的温度，第一静电环对夹筒内支管需要进行焊接的位置进行静电感应，使支管需要焊接的位置的外表面堆积电子，同时，夹筒上连接有导线，导线与支管进行电性连接，使支管需要加热的位置涌入电流，使支管需要焊接的位置进行加热，并达到塑性变形的温度，通过分别对支管及金属管翻边的加热处理，使支管与金属管的焊接面积增大，进而提高对金属管的焊接效果。
作为优选技术方案，所述承载壳内部位于夹筒的正下方设置有定位板，所述定位板的下方设置有旋转台，所述旋转台的下方设置有安装板，所述安装板的下方设置有两组升降气缸，两组所述升降气缸的另一端与承载壳的内壁固定。升降气缸通过伸缩使定位板伸出承载壳或收回承载壳，定位板对支管的位置进行定位，同时，通过与支管之间的摩擦带动支管进行转动，旋转台为支管的转动动力，升降气缸通过升降将支管推进金属管的翻边内部，同时，旋转台带动支管进行转动，使支管与金属管的翻边进行摩擦，使两者通过摩擦加热进一步的提高两者之间的温度，从而使支管和金属管翻边达到塑性状态，从而完成摩擦焊，通过摩擦焊使支管外壁与金属管的翻边内壁全面接触，并进行焊接，在增加焊接面积的同时提高支管与金属管之间的焊接密封性。
作为优选技术方案，所述夹爪包括四组夹指，位于同一侧的两组所述夹指的末端外侧设置有安装板，所述安装板上设置有感应气缸，所述静电感应板呈弧形，静电感应板贴合金属管外壁，静电感应板分为左静电感应板和右静电感应板，所述左静电感应板及右静电感应板的一端分别与夹指转动连接，左静电感应板及右静电感应板的外侧与感应气缸转动连接。
作为优选技术方案，所述支撑架上设置有横移模组，所述横移模组与夹爪的上端固定，所述支撑架上位于固定板的下方设置有上移模组，所述上移模组与承载壳的一端固定。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1、本发明中，在金属管翻边前，通过静电感应板对金属管需要翻边的区域进行静电感应及通入电流，通过静电感应使金属管翻边区域的外表面堆积大量电子，在通入电流后，使翻边区域的外表面进行加热，从而提高翻边区域外表面的可塑性，当金属管进行翻边处理时，可减少翻边时金属管产生的应力，同时，通过加热提高可塑性，防止在翻边时翻边区域被撕裂。
2、本发明中，通过第二静电环对翻边的内侧进行静电感应，使内侧堆积电子，并通过通入的电流，使翻边的内侧进行加热，并使其温度达到塑性变形的温度；第一静电环对夹筒内支管需要进行焊接的位置进行静电感应，使支管需要焊接的位置的外表面堆积电子，同时，夹筒与支管进行电性连接，使支管需要加热的位置涌入电流，使支管需要焊接的位置进行加热，并达到塑性变形的温度，通过分别对支管及金属管翻边的加热处理，使支管与金属管的焊接面积增大，进而提高对金属管的焊接效果。
3、本发明中，旋转台带动支管进行转动，使支管与金属管的翻边进行摩擦，使两者通过摩擦加热进一步的提高两者之间的温度，从而使支管和金属管翻边达到塑性状态，从而完成摩擦焊，通过摩擦焊使支管外壁与金属管的翻边内壁全面接触，并进行焊接，在增加焊接面积的同时提高支管与金属管之间的焊接密封性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的夹持组件前视结构示意图；
图3是本发明的翻边轴前视半剖结构示意图；
图4是本发明的焊接组件前视半剖结构示意图；
图5是本发明的翻边轴与焊接组件的联动结构示意图；
图6是本发明的夹筒俯视结构示意图；
图7是本发明的静电感应板俯视结构示意图；
图8是本发明的静电感应板与金属管翻边区域的静电感应模拟示意图；
图9是本发明的支撑架的左视结构示意图；
图10是本发明的图4中A区域的结构示意图。
图中：1、支撑架；2、夹持组件；3、翻边轴；4、焊接组件；1-1、上移模块；1-2、固定板；1-3、横移模组；2-1、夹爪；2-2、垫块；2-3、感应气缸；2-4、静电感应板；3-1、轴套；3-2、伸缩杆；3-3、翻边筒；3-4、升降板；3-5、第二静电环；3-6、翻边块；3-7、翻边旋转台；4-1、夹筒；4-2、第一静电环；4-3、电流环；4-4、张开轴；4-5、承载壳；4-6、定位板；4-7、旋转台。
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。
请参阅图1-图10，本发明提供技术方案：薄壁金属管翻边焊接装置，该翻边焊接装置包括支撑架1、夹持组件2、翻边轴3、焊接组件4，支撑架1有顶板、侧板及两组金属支撑杆组成，侧板及金属支撑杆固定安装在顶板下方的两侧，支撑架1的顶板上固定有横移模组1-3，支撑架1的侧板上端固定有固定板1-2，支撑架1的侧板上位于固定板1-2的下方固定有上移模组1-1。
进一步的优化，在翻边焊接装置外侧设置金属管自动上料装置以及支管自动上料装置，其中，夹持组件2对金属管自动上料装置上的金属管进行夹取，而支管自动上料装置则将支管放置在焊接组件4中。
夹持组件2安装在横移模组1-3上，夹持组件2位于翻边轴3的左侧，夹持组件2对需要翻边的薄壁金属管进行夹持，
夹持组件2包括夹爪2-1，夹爪2-1固定在横移模组1-3上，夹爪2-1为四爪机械手，夹爪2-1的下方固定有垫块2-2，通过垫块2-2的配合使夹爪2-1对金属管的夹持更牢固，夹爪2-1包括四组夹指，位于同一侧的两组夹指的末端外侧固定有安装板，安装板上转动安装有感应气缸2-3。
静电感应板2-4不与金属管接触的端面喷涂中绝缘材料，静电感应板2-4呈弧形结构，且静电感应板2-4贴合金属管外壁，静电感应板2-4分为左静电感应板和右静电感应板，左静电感应板及右静电感应板的一端分别与两组夹指转动连接，同时，左静电感应板及右静电感应板的外侧与感应气缸2-3转动连接，静电感应板2-4与外接直流电源的正极电性连接，同时，静电感应板2-4上嵌入有两根导线，导线与外接电源连接，为金属管的电流加热提供电力。
翻边轴3的右端固定在固定板1-2上，翻边轴3对薄壁金属管进行翻边，翻边轴3包括轴套3-1；
轴套3-1左端的内部的上侧固定有两组伸缩杆3-2，伸缩杆3-2为多节伸缩杆结构，两组伸缩杆3-2的下端固定有升降板3-4，升降板3-4的外侧加工有螺纹，轴套3-1内部位于升降板3-4的外侧转动安装有翻边筒3-3，翻边筒3-3的内壁加工有螺纹槽，翻边筒3-3与升降板3-4螺纹连接，轴套3-1内部位于翻边筒3-3外侧固定有电机，电机上安装有齿轮，翻边筒3-3的外侧开设有齿轮槽，电机通过齿轮及齿轮槽与翻边筒3-3转动连接。
升降板3-4下端面上固定有翻边旋转台3-7，翻边旋转台3-7为电动旋转台，翻边旋转台3-7下侧固定有第二静电环3-5，第二静电环3-5的下端固定有翻边块3-6，第二静电环3-5与外接直流电源的正极电性连接，轴套3-1上位于翻边块3-6的下方开设有翻边孔。
焊接组件4安装在上移模组1-1上，焊接组件4对支管进行夹持，焊接组件4使支管与薄壁金属管焊接。
焊接组件4包括承载壳4-5，承载壳4-5的右端固定在上移模组1-1上，承载壳4-5上端面的左侧转动安装有夹筒4-1，夹筒4-1对支管进行夹持，承载壳4-5上位于夹筒4-1的右侧转动安装有张开轴4-4，承载壳4-5内部位于张开轴4-4的下方设置有电机，电机与张开轴4-4轴连接，张开轴4-4与夹筒4-1绳连接。
夹筒4-1上端加工有扩张部，且支管的上端仅占据扩张部的一小部分，而扩张部的剩余空间则用于金属管的翻边，夹筒4-1的内径与金属管翻边的内径大小相同，扩张部内侧从上至下固定安装有电流环4-3、第一静电环4-2，电流环4-3及第一静电环4-2的内径与金属管翻边的外径大小相同，第一静电环4-2与外接直流电源的正极电性连接，电流环4-3连接外部电源。夹筒4-1为绝缘体，当夹筒4-1处于闭合状态时，电流环4-3及第一静电环4-2中的电路导通，电流环4-3和第一静电环4-2与夹筒4-1的结构相同，均分为左右两个部分。
承载壳4-5内部位于夹筒4-1的正下方安装有定位板4-6，定位板4-6的下方固定有旋转台4-7，旋转台4-7为电动旋转台，旋转台4-7的下方固定有安装板，安装板的下方固定有两组升降气缸，两组升降气缸的另一端与承载壳4-5的内壁固定。
本发明的工作原理：
夹爪2-1对金属管进行夹取，并在横移模组1-3的带动下将金属管套在轴套3-1上，在夹爪2-1对金属管的夹持过程中，静电感应板2-4与金属管的翻边区域进行静电感应，并使翻边区域外表面堆积电子，当电流涌入金属管中时，电流在翻边区域的外侧流动，使翻边区域进行电流加热。
将金属管套在轴套3-1上之后，夹爪2-1将解除对金属管的夹持，同时，夹筒4-1在上移模组1-1的带动下往上运动，并抵在金属管上。
翻边筒3-3在电机的带动下进行转动，并使升降板3-4在伸缩杆3-2的支撑下往下运动，从而将翻边块3-6推出，在推出过程中，翻边旋转台3-7带动翻边块3-6进行转动，通过不断的下降及转动，使金属管在扩张部的范围内完成翻边，且翻边与电流环4-3接触。
在完成翻边后，第二静电环3-5与翻边的内侧进行静电感应，使翻边内侧表面堆积电子，并在电流环4-3提供的电流下进行电流加热，并达到塑性变形的温度。
而支管被放入夹筒4-1中后，第一静电环4-2对支管上端的焊接区域进行静电感应，使支管上端外表面堆积电子，当需要对支管进行电流加热时，本装置中外置的处理器将电路接通，使支管在导线引入的电流下进行电流加热，使支管进行加热，并达到塑性变形的温度，金属管和支管在处理器的控制下同时进行电流加热。
当达到塑性变形的温度时，升降气缸将旋转台4-7顶出承载壳4-5，同时旋转台4-7通过定位板4-6带动支管进行高速转动，使支管与金属管的翻边进行摩擦，并达到塑性状态，从而完成对金属管与支管之间的焊接。
在升降气缸上升时，翻边筒3-3进行反转，使翻边块3-6被收回到轴套3-1中。
完成焊接后，夹筒4-1在张开轴4-4的带动下张开，并在上移模组1-1的带动下往下运动，最后，由夹持组件2将焊接完成的金属管从轴套3-1上取下。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.薄壁金属管翻边焊接装置，其特征在于：该翻边焊接装置包括支撑架（1）、夹持组件（2）、翻边轴（3）、焊接组件（4），所述夹持组件（2）、翻边轴（3）、焊接组件（4）均设置在支撑架（1）上，所述夹持组件（2）位于翻边轴（3）的一侧，所述焊接组件（4）位于翻边轴（3）的下方，所述夹持组件（2）对需要翻边的薄壁金属管进行夹持，所述翻边轴（3）对薄壁金属管进行翻边，所述焊接组件（4）对支管进行夹持，焊接组件（4）使支管与薄壁金属管焊接；
所述夹持组件（2）包括夹爪（2-1），所述夹爪（2-1）末端设置有静电感应板（2-4）； 所述焊接组件（4）包括承载壳（4-5），所述承载壳（4-5）上设置有夹筒（4-1），所述夹筒（4-1）对支管进行夹持，所述承载壳（4-5）上位于夹筒（4-1）的一侧设置有张开轴（4-4），所述张开轴（4-4）与夹筒（4-1）绳连接。
2.根据权利要求 1 所述的薄壁金属管翻边焊接装置，其特征在于：所述支撑架（1） 上设置有固定板（1-2）；所述翻边轴（3）包括轴套（3-1），所述轴套（3-1）一端的设置在固定板（1-2）上，轴套（3-1）另一端内部设置有两组伸缩杆（3-2），两组所述伸缩杆（3-2）的另一端设置有升降板（3-4），所述轴套（3-1）内部位于升降板（3-4）的外侧设置有翻边筒（3-3），所述翻边筒（3-3）与升降板（3-4）螺纹连接，所述轴套（3-1） 内部位于翻边筒（3-3）外侧设置有电机，所述电机与翻边筒（3-3）转动连接。
3.根据权利要求 2 所述的薄壁金属管翻边焊接装置，其特征在于：所述升降板（3-4）下端面上设置有翻边旋转台（3-7），所述翻边旋转台（3-7）另一侧设置有第二静电环（3-5），所述第二静电环（3-5）的另一端设置有翻边块（3-6），所述第二静电环（3-5）与外接直流电源的正极电性连接。
4.根据权利要求 3 所述的薄壁金属管翻边焊接装置，其特征在于：所述夹筒（4-1） 上端设置有扩张部，夹筒（4-1）的内径与金属管翻边的内径大小相同，所述扩张部内侧从上至下设置有电流环（4-3）、第一静电环（4-2），所述电流环（4-3）及第一静电环（4-2）的内径与金属管翻边的外径大小相同，所述第一静电环（4-2）与外接直流电源的正极电性连接，所述电流环（4-3）连接外部电源。
5.根据权利要求 4 所述的薄壁金属管翻边焊接装置，其特征在于：所述承载壳（4-5）内部位于夹筒（4-1）的正下方设置有定位板（4-6），所述定位板（4-6）的下方设置有旋转台（4-7），所述旋转台（4-7）的下方设置有安装板，所述安装板的下方设置有两组升降气缸，两组所述升降气缸的另一端与承载壳（4-5）的内壁固定。
6.根据权利要求 5 所述的薄壁金属管翻边焊接装置，其特征在于：所述夹爪（2-1） 包括四组夹指，位于同一侧的两组所述夹指的末端外侧设置有安装板，所述安装板上设置有感应气缸（2-3），所述静电感应板（2-4）呈弧形，静电感应板（2-4）贴合金属管外壁，静电感应板（2-4）分为左静电感应板和右静电感应板，所述左静电感应板及右静电感应板的一端分别与夹指转动连接，左静电感应板及右静电感应板的外侧与感应气缸（2-3）转动连接。
7.根据权利要求 6 所述的薄壁金属管翻边焊接装置，其特征在于：所述支撑架（1） 上设置有横移模组（1-3），所述横移模组（1-3）与夹爪（2-1）的上端固定，所述支撑架（1）上位于固定板（1-2）的下方设置有上移模组（1-1），所述上移模组（1-1）与承载壳（4-5）的一端固定。
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