CN112756739A - 一种小管内壁堆焊增材制造装置 - Google Patents

一种小管内壁堆焊增材制造装置 Download PDF

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陈玉华
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邓云发
黄永德
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胡虹利
胡锦扬
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Abstract

本发明公开了一种小管内壁堆焊增材制造装置，包括小管旋转模块、枪体平移模块和焊枪模块；小管旋转模块包括电动机一、三爪卡盘、支架一、支撑滚轮和支架二，电动机一和三爪卡盘设置于支架一的顶部，电动机一的动力输出端与三爪卡盘连接，带动三爪卡盘转动，三爪卡用于夹持固定待焊管件的端部，支撑滚轮设置于支架二顶部，待焊管件的管体设置于支撑滚轮的顶部；枪体平移模块包括由电动机二控制的移动小车，焊箱模块固定在移动小车上，实现移动。焊接时，移动小车移动带动焊箱伸入待焊管件的内部，电动机一带动待焊管件旋转。在小管平移模块、枪体平移模块和焊枪模块的协调运动下，即可实现旋转下的小直径管线全周长范围内的连续堆焊增材制造作业。

Description

一种小管内壁堆焊增材制造装置
技术领域
本发明涉及复合管线增材制造技术领域，特别是涉及一种小管内壁堆焊增材制造装置。
背景技术
管道是石油化工、矿山机械、钢铁冶炼等行业领域中物料输送的常用手段，但在服役过程中，由于输送介质的特殊性，往往面临复杂的工况条件，导致管道内壁出现腐蚀、磨损等问题。为了提升管线质量，同时降低生产成本，采用复合层管线可以充分发挥不同材料的性能，具有广阔的应用前景。采用增材制造技术制造复合层可以提高管线内部的耐蚀、耐磨、耐冲击等性能，延长管线的使用寿命。以往对于大直径的管道来说，自动送丝机构，或者进行埋弧堆焊，手工堆焊都完全可以满足其尺寸要求。但对于小直径管道而言，管内的堆焊增材制造一直是难以解决的关键问题，因管径小，在制造时用手工堆焊可达性差，难以实现。另外，采用人工堆焊的方法施工效率低、劳动强度大，并且堆焊过程中管道内部的恶劣环境也会对工人造成较大的伤害，堆焊增材层的质量也通常难以保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种小管内壁堆焊增材制造装置，以解决上述现有技术存在的问题，获得内壁成型质量良好的增材层，减轻工人的劳动强度，进一步提高生产效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种小管内壁堆焊增材制造装置，包括小管旋转模块、枪体平移模块和焊枪模块；
所述小管旋转模块包括电动机一、三爪卡盘、支架一、支撑滚轮和支架二，所述电动机一和所述三爪卡盘设置于所述支架一的顶部，所述电动机一的动力输出端与所述三爪卡盘连接，能够带动所述三爪卡盘转动，所述三爪卡盘用于夹持固定待焊管件的端部，所述支撑滚轮设置于所述支架二顶部，所述待焊管件的管体设置于所述支撑滚轮的顶部；
所述枪体平移模块包括电动机二、丝杆、移动小车、轨道支架和支架三，所述电动机二与所述丝杆连接带动所述丝杆转动，所述移动小车的底部设置有与所述丝杆配合的滑块，所述丝杆转动使所述滑块带动所述移动小车沿着所述丝杆移动，所述支架三的顶部设置所述轨道支架，所述移动小车底部设置有与所述轨道支架配合的带槽车轮；
所述焊枪模块设置于所述轨道支架的一侧，所述焊枪模块包括连接杆、连接箱、焊箱、冷却水管和焊枪导丝管，所述连接杆通过调节装置与所述移动小车连接，所述连接杆的底部设置所述连接箱，所述连接箱连接所述焊箱，所述焊箱与待焊管件的管腔相对，所述焊箱内设置冷却水管和焊枪导丝管，所述焊枪导丝管的端口连接导电嘴。
优选地，所述支架二的顶部至少设置有一个滚轮架，所述滚轮架顶部相对设置有两个滚轮座，每个所述滚轮座的顶部通过转轴安装有一滚轮，所述待焊管件支撑于两个所述滚轮之间。
优选地，所述电动机二的动力输出轴连接减速机，动力输出轴上设置有轴承，所述减速机连接所述丝杆。
优选地，所述移动小车的车盖上设置有夹持底座，夹持底座上安装圆杆，夹持底座和圆杆之间通过圆杆锁紧螺母固定，连杆一端与圆杆之间采用锁紧螺杆固定连接，连杆的另一端通过连杆定位孔与调节装置连接，并通过锁紧螺杆固定，调节装置上安装有微调丝杆一和微调丝杆二，微调丝杆一和微调丝杆二连接滑块，通过调节微调丝杆一和微调丝杆二带动滑块上下移动，滑块与连接杆固定板固定连接，连接杆固定板的另一侧与焊枪模块的连接杆连接。
优选地，所述焊箱内设置有进水的冷却水管和出水的冷却水管各一根。
优选地，所述导丝管的端口通过螺母连接导电嘴。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明提供的小管内壁堆焊增材制造装置，能够实现小管内壁堆焊，且一次性作业即可实现小管内壁堆焊，并且焊后可以冷却焊枪装置，同时内壁成型质量良好，减轻工人的劳动强度，进一步提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本发明中小管内壁堆焊增材制造装置的结构示意图；
图2为本发明中焊枪模块的结构示意图；
图3为本发明中调节装置的结构示意图。
图中：11-电源开关，12-电动机一，13-三爪卡盘，14-待焊管件，151-滚轮，152-滚轮座，153-滚轮架，154-螺旋丝杆，155-机构杆件，16-支架一，17-支架二，21-电动机二，22-轴承，23-减速机，24-丝杆，251-车盖，252-夹持底座，253-圆杆锁紧螺母，254-带槽车轮，255-锁紧螺杆，256-圆杆，261-连杆，261B-连杆定位孔，262-锁紧螺杆，263-调节装置，264A-微调丝杆一，264B-微调丝杆B，265-滑块，266-连接杆固定板，27-轨道支架，28-支架三，31-连接杆，32-连接箱，33-焊箱，34-箱盖，35-冷却水管，36-导丝管，37-螺母。
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。
本发明的目的是提供一种小管内壁堆焊增材制造装置，以解决现有技术存在的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本实施例中的小管内壁堆焊增材制造装置，如图1、图2、图3所示，包括小管旋转模块、枪体平移模块和焊枪模块；
小管旋转模块包括电动机一12、三爪卡盘13、支架一16、支撑滚轮151和支架二17，电动机一12和三爪卡盘13设置于支架一16的顶部，电动机一12上设置电源开关11，电动机一12的转速和转向可调，电动机一12的动力输出端与三爪卡盘13连接，能够带动三爪卡盘13转动，三爪卡用于夹持固定待焊管件14的端部，支撑滚轮151设置于支架二17顶部，待焊管件14的管体设置于支撑滚轮151的顶部；
枪体平移模块包括电动机二21、丝杆24、移动小车、轨道支架27和支架三28，电动机二21与丝杆24连接带动丝杆24转动，移动小车的底部设置有与丝杆24配合的滑块，丝杆24转动使滑块带动移动小车沿着丝杆24移动，支架三28的顶部设置轨道支架27，移动小车底部设置有与轨道支架27配合的带槽车轮254；
焊枪模块设置于轨道支架27的一侧，焊枪模块包括连接杆31、连接箱32、焊箱33、冷却水管35和焊枪导丝管36，连接杆31通过调节装置263与移动小车连接，连接杆31的底部设置连接箱32，连接箱32连接焊箱33，焊箱33与待焊管件14的管腔相对，焊箱33内设置冷却水管35和焊枪导丝管36，焊枪导丝管36的端口连接导电嘴。
于本具体实施例中，支架二17的顶部至少设置有一个滚轮架153，滚轮架153顶部相对设置有两个滚轮座152，每个滚轮座152的顶部通过转轴安装有一组滚轮151，待焊管件14支撑于两个滚轮151之间。
于本具体实施例中，电动机二21的动力输出轴连接减速机23，动力输出轴上设置有轴承22，减速机23连接丝杆24。
于本具体实施例中，移动小车的车盖251上设置有夹持底座252，夹持底座上安装圆杆256，夹持底座252和圆杆256之间通过圆杆锁紧螺母253固定，连杆261一端与圆杆256之间采用锁紧螺杆255固定连接，连杆261的另一端通过连杆定位孔261B与调节装置263连接，并通过锁紧螺杆262固定，调节装置263上安装有微调丝杆一264A和微调丝杆二264B，通过调节微调丝杆一264A和微调丝杆二264B带动滑块265上下移动，滑块265与连接杆固定板266固定连接，连接杆固定板266的另一侧与焊枪模块的连接杆31连接。
于本具体实施例中，焊箱33的端口处设置有箱盖34，焊箱33内设置有两根冷却水管35(进水的冷却水管35和出水的冷却水管)和一个导丝管36，导丝管36的端口通过螺母37连接导电嘴。
焊接时，通过调节微调丝杆一264A和微调丝杆二264B使焊枪模块上下移动至合适高度，移动小车带动焊箱33伸入待焊管件14的内部，电动机一12带动待焊管件14旋转。外部水通过冷却水管35循环进出，从而降低焊接时产生的热量，保护焊枪。在小管平移模块、枪体平移模块和焊枪模块的协调运动下，即可实现旋转下的小直径管线全周长范围内的连续堆焊修复作业。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种小管内壁堆焊增材制造装置，其特征在于：包括小管旋转模块、枪体平移模块和焊枪模块；
所述小管旋转模块包括电动机一、三爪卡盘、支架一、支撑滚轮和支架二，所述电动机一和所述三爪卡盘设置于所述支架一的顶部，所述电动机一的动力输出端与所述三爪卡盘连接，能够带动所述三爪卡盘转动，所述三爪卡盘用于夹持固定待焊管件的端部，所述支撑滚轮设置于所述支架二顶部，所述待焊管件的管体设置于所述支撑滚轮的顶部；
所述枪体平移模块包括电动机二、丝杆、移动小车、轨道支架和支架三，所述电动机二与所述丝杆连接带动所述丝杆转动，所述移动小车的底部设置有与所述丝杆配合的滑块，所述丝杆转动使所述滑块带动所述移动小车沿着所述丝杆移动，所述支架三的顶部设置所述轨道支架，所述移动小车底部设置有与所述轨道支架配合的带槽车轮；
所述焊枪模块设置于所述轨道支架的一侧，所述焊枪模块包括连接杆、连接箱、焊箱、冷却水管和焊枪导丝管，所述连接杆通过调节装置与所述移动小车连接，所述连接杆的底部设置所述连接箱，所述连接箱连接所述焊箱，所述焊箱与待焊管件的管腔相对，所述焊箱内设置冷却水管和焊枪导丝管，所述焊枪导丝管的端口连接导电嘴。
2.根据权利要求1所述的小管内壁堆焊增材制造装置，其特征在于：所述支架二的顶部至少设置有一个滚轮架，所述滚轮架顶部相对设置有两个滚轮座，每个所述滚轮座的顶部通过转轴安装有一组滚轮，所述待焊管件支撑于两个所述滚轮之间。
3.根据权利要求1所述的小管内壁堆焊增材制造装置，其特征在于：所述电动机二的动力输出轴连接减速机，动力输出轴上设置有轴承，所述减速机连接所述丝杆。
4.根据权利要求1所述的小管内壁堆焊增材制造装置，其特征在于：所述移动小车的车盖上设置有夹持底座，夹持底座上安装圆杆，夹持底座和圆杆之间通过圆杆锁紧螺母固定，连杆一端与圆杆之间采用锁紧螺杆固定连接，连杆的另一端通过连杆定位孔与调节装置连接，并通过锁紧螺杆固定，调节装置上安装有微调丝杆一和微调丝杆二，微调丝杆一和微调丝杆二连接滑块，通过调节微调丝杆一和微调丝杆二带动滑块上下移动，滑块与连接杆固定板固定连接，连接杆固定板的另一侧与焊枪模块的连接杆连接。
5.根据权利要求1所述的小管内壁堆焊增材制造装置，其特征在于：所述焊箱内设置有进水的冷却水管和出水的冷却水管各一根。
6.根据权利要求1所述的小管内壁堆焊增材制造装置，其特征在于：所述导丝管的端口通过螺母连接导电嘴。
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