CN113333983A - 一种压力容器自动组焊装置及组焊方法 - Google Patents

一种压力容器自动组焊装置及组焊方法 Download PDF

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Abstract

一种压力容器自动组焊装置及组焊方法，属于压力容器焊接技术领域。它包括提升筒节脱离筒节纵向输送机构的升降机构、自动接地装置、内涨圆装置以及筒节焊接环缝背面保护装置；在筒节纵向输送机构中部设有用于两节筒节对焊的焊接工位，焊接专机设置在焊接工位上方，所述升降机构设置在焊接工位两侧，升降机构上设有用于筒节周向转动的传动机构；自动接地装置包括安装在所述筒节纵向输送机构的中间位置的固定底座，内涨圆装置伸入筒节内部对筒节接口处进行校准；使用本装置可以提高筒节组对的精度、提高筒节焊接的质量和效率、减少大量的人工成本和降低工作强度。

Description

一种压力容器自动组焊装置及组焊方法
技术领域
本发明涉及压力容器焊接技术领域，尤其是一种压力容器自动组焊装置及组焊方法。
背景技术
在压力容器制造行业中，焊接一直是制造过程最重要的环节之一，目前在制作过程中，一般需要通过行车起吊筒节，放到滚轮架上，通过人工调节筒节纵缝转至最高点以便进行纵缝焊接，此模式需要较多的人工参与，行车吊装也存在一定风险且工作效率较低；
在生产焊接过程中，对于管状结构的筒节，其组对后的环缝焊接需要结合滚轮架转动进行焊接，在焊接之前需要人工将焊接设备的地线与工件通过电缆进行可靠连接，形成焊接回路，由于筒节在焊接过程需要转动，很容易造成电缆连接不牢的问题，同时电缆由于经常受到扭曲，也容易断裂而造成无法焊接；
在筒体组对工序中，目前的大部分生产模式都是采用人工进行组对，将两个筒节对拼后，沿圆周方向一点一点进行组对点固，特别是一些大直径、壁厚较薄的筒节，本身容易变形，在组对过程会对筒节进行敲击造成强力组对，影响筒节表面质量以及组对应力集中；
移动式压力容器在制造过程中，不锈钢筒节组对后的环缝焊接工艺完成后，需要在焊缝背面进行氩气保护，以免焊缝被氧化，影响焊缝质量。此背面焊缝保护罩一般只能通过人工在筒节内部进行向上托住，极大地耗费人力，由于筒节内部设计有防浪板装置，人员进出很不方便，并且环缝焊接时间较长，对工人的体力也是较大考验，同时也存在一定的人身安全隐患，整体焊接缝的背面保护效果不太理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足提供一种能够提高工作效率、减少工作强度，保证压力容器质量的压力容器自动组焊装置及组焊方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种压力容器自动组焊装置，包括焊接专机和筒节纵向输送机构，其特点是：
包括提升筒节脱离筒节纵向输送机构的升降机构、自动接地装置、内涨圆装置以及筒节焊接环缝背面保护装置；
在筒节纵向输送机构中部设有用于两节筒节对焊的焊接工位，焊接专机设置在焊接工位上方，所述升降机构设置在焊接工位两侧，升降机构上设有用于筒节周向转动的传动机构；
所述自动接地装置包括安装在所述筒节纵向输送机构的中间位置的固定底座，正对于筒节最底部位置设有与导电带连接的导电块，在导电块与固定底座之间设有用于在筒节转动焊接时保证导电块与筒节外表面始终接触的弹性连接机构；
所述内涨圆装置放置于待组对筒节的接口处对筒节进行校准，内涨圆装置包括若干个内涨块，所述内涨块上设有与筒节内表面接触的弧形接触面，所述内涨块首尾相连形成一个环，所述环的内部设有驱动内涨块同步径向收涨的驱动机构。
所述筒节焊接缝背面保护装置包括伸入筒节内部的悬臂梁，所述悬臂梁的伸入端设有一个与悬臂梁铰接的支架，悬臂梁上设有一个驱动所述支架与悬臂梁实现垂直转动的翻转机构，所述支架的自由端设有用于对周向焊缝进行保护的保护气罩，所述保护气罩上设有一个充保护气的腔体，所述腔体上设有一个与筒节内表面焊接缝对应的弧形开口，腔体上连接有充气管；所述支架与保护气罩之间设有压紧机构。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述纵向输送机构包括工作架、对称设置在工作架顶部的两排传动轴和输送电机，所述传动轴上设置有两组小端相对的锥形滚轮，所述传动轴通过链条与输送电机驱动连接。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述每组升降机构包括对称安装在支架上的两个摆臂，所述摆臂的中间和支架铰接，铰接点等高对称的设置在工作架两侧，摆臂的下端通过一个驱动摆臂同步摆动的驱动机构连接，所述摆臂的上端安装有让筒节旋转的支撑滚轮；
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述弹性连接机构包括一个底板，所述底板与固定底座之间设有绝缘块，底板中间设有导向孔，导电块向下设有一个插接在上述导向孔内的导向杆，在导电块与底板之间设有弹簧。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述压紧机构包括连接在保护气罩和支架之间的伸缩杆，所述伸缩杆上滑动的安装有支撑板，所述支撑板和保护气罩之间安装有弹簧，支撑板和支架之间安装有气缸。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述翻转机构包括电机和传动机构，所述传动机构包括固定安装在支架上的铰接轴，所述铰接轴一端安装有齿轮，所述电机驱动齿轮带动铰接轴转动。
一种应用权利要求1所述的压力容器自动组焊装置对筒节进行自动组焊的方法，其特点是：
包括如下自动组焊操作步骤：
筒节纵缝的焊接：筒节纵向输送机构将筒节运输到焊接专机的下方，升降机构将筒节提升脱离纵向输送机构，升降机构上方的传动机构带动筒节周向转动，将筒节的纵缝旋转到最高点的位置，焊接专机沿着筒节的纵缝焊接；
自动接地装置的安装：将自动接地装置通过固定底座安装在筒节纵向输送机构的中间位置，使自动接地装置顶部的导电块与筒节底部始终接触；
筒节校准：筒节纵向输送机构将两个待组对筒节运输到筒节焊接工位的两侧，将内涨圆装置放置到待组对筒节的内部对筒节接口处进行校准，校准完成后将内涨圆装置从筒节内部撤出，将防浪板安装在校准后的筒节内部；
环缝焊接及环缝的背面保护：升降机构将筒节提升脱离纵向输送机构，筒节焊接环缝背面保护装置穿过防浪板的中心孔水平伸入到筒节内部，在翻转机构的作用下，筒节焊接环缝背面保护装置的支架与悬臂梁呈垂直状态，保护气罩与筒节内表面的接口处充分接触，升降机构上方的传动机构带动两个筒节同步转动，位于焊接工位正上方的焊接专机对环缝进行焊接，同时保护气罩上的两侧的滚轮在筒节内表面的接口处滑动，实现对筒节内表面环缝的保护。
与现有技术相比，本装置的工作架上纵向输送机构将筒节自动输送到焊接专机下方，自动接地装置安装于纵向输送机构的工作架的中间位置，通过设置内涨圆装置从内侧对筒节进行整体校圆，设置筒节焊接环缝背面保护装置对环缝进行保护；本发明的有益效果是：自动将筒节运输到焊接工位的两侧，提高筒节组对的精度和工作效率，筒节焊接环缝背面保护装置代替人工进入筒节内部托举保护气罩，增强了焊接缝背部的保护效果，降低工作人员的人身安全隐患，减少工作强度，提高工作效率。
附图说明
图1为筒节纵向输送机构侧视结构示意图；
图2为筒节纵向输送机构主视结构示意图；
图3为自动接地装置结构示意图；
图4为筒节自动组对装置结构示意图；
图5为内涨圆装置结构示意图；
图6为筒节焊接缝背面保护装置与筒节配合使用结构示意图；
图中：1.焊接专机，2.支撑滚轮，3.支架，4.自动接地装置，5.工作架，6.双头调节气缸，7.筒节，8.链条，9.纵向输送机构，10.导电块，11.固定底座，12.导电带，13.内涨圆装置，14.焊接缝背面保护装置。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
参照图1至图6，一种压力容器自动组焊装置，包括焊接专机和筒节纵向输送机构，包括提升筒节脱离筒节纵向输送机构的升降机构、自动接地装置、内涨圆装置以及筒节焊接环缝背面保护装置；
在筒节纵向输送机构中部设有用于两节筒节对焊的焊接工位，焊接专机设置在焊接工位上方，所述升降机构设置在焊接工位两侧，升降机构上设有用于筒节周向转动的传动机构；
所述自动接地装置包括安装在所述筒节纵向输送机构的中间位置的固定底座，正对于筒节最底部位置设有与导电带连接的导电块，在导电块与固定底座之间设有用于在筒节转动焊接时保证导电块与筒节外表面始终接触的弹性连接机构；
所述内涨圆装置放置于待组对筒节的接口处对筒节进行校准，内涨圆装置包括若干个内涨块，所述内涨块上设有与筒节内表面接触的弧形接触面，所述内涨块首尾相连形成一个环，所述环的内部设有驱动内涨块同步径向收涨的驱动机构；
所述筒节焊接缝背面保护装置包括伸入筒节内部的悬臂梁，所述悬臂梁的伸入端设有一个与悬臂梁铰接的支架，悬臂梁上设有一个驱动所述支架与悬臂梁实现垂直转动的翻转机构，所述支架的自由端设有用于对周向焊缝进行保护的保护气罩，所述保护气罩上设有一个充保护气的腔体，所述腔体上设有一个与筒节内表面焊接缝对应的弧形开口，腔体上连接有充气管；所述支架与保护气罩之间设有压紧机构。
本实施例的纵向输送机构包括工作架、对称设置在工作架顶部的两排传动轴和输送电机，所述传动轴上设置有两组小端相对的锥形滚轮，所述传动轴通过链条与输送电机驱动连接。
本实施例的升降机构包括对称安装在支架上的两个摆臂，所述摆臂的中间和支架铰接，铰接点等高对称的设置在工作架两侧，摆臂的下端通过一个驱动摆臂同步摆动的驱动机构连接，所述摆臂的上端安装有让筒节旋转的支撑滚轮。
本实施例的弹性连接机构包括一个底板，所述底板与固定底座之间设有绝缘块，底板中间设有导向孔，导电块向下设有一个插接在上述导向孔内的导向杆，在导电块与底板之间设有弹簧。
本实施例的压紧机构包括连接在保护气罩和支架之间的伸缩杆，所述伸缩杆上滑动的安装有支撑板，所述支撑板和保护气罩之间安装有弹簧，支撑板和支架之间安装有气缸。
本实施例的翻转机构包括电机和传动机构，所述传动机构包括固定安装在支架上的铰接轴，所述铰接轴一端安装有齿轮，所述电机驱动齿轮带动铰接轴转动。
一种应用权利要求1所述的压力容器自动组焊装置对筒节进行自动组焊的方法，包括如下自动组焊操作步骤：
筒节纵缝的焊接：筒节纵向输送机构将筒节运输到焊接专机的下方，升降机构将筒节提升脱离纵向输送机构，升降机构上方的传动机构带动筒节周向转动，将筒节的纵缝旋转到最高点的位置，焊接专机沿着筒节的纵缝焊接；
自动接地装置的安装：将自动接地装置通过固定底座安装在筒节纵向输送机构的中间位置，使自动接地装置顶部的导电块与筒节底部始终接触；
筒节校准：筒节纵向输送机构将两个待组对筒节运输到筒节焊接工位的两侧，将内涨圆装置放置到待组对筒节的内部对筒节接口处进行校准，校准完成后将内涨圆装置从筒节内部撤出，将防浪板安装在校准后的筒节内部；
环缝焊接及环缝的背面保护：升降机构将筒节提升脱离纵向输送机构，筒节焊接环缝背面保护装置穿过防浪板的中心孔水平伸入到筒节内部，在翻转机构的作用下，筒节焊接环缝背面保护装置的支架与悬臂梁呈垂直状态，保护气罩与筒节内表面的接口处充分接触，升降机构上方的传动机构带动两个筒节同步转动，位于焊接工位正上方的焊接专机对环缝进行焊接，同时保护气罩上的两侧的滚轮在筒节内表面的接口处滑动，实现对筒节内表面环缝的保护。
本发明使用自动接地装置，该装置安装于工作架中间位置，筒节在焊接过程的转动不会改变导电带的位置，解决了导电带连接不牢和容易断裂的问题，本装置正对于筒节最底部位置，能自动将工件与焊接设备进行连接，无需人工操作，快捷方便。
通过安装在工作架上纵向输送机构让筒节自动输送到焊接专机下方，在工作过程中不再需要使用行车吊装筒节，节省了工作时间和人工，在提高工作效率的同时保证了工作的安全性。
本发明的内涨圆装置方便从内侧对筒节进行整体校圆，并且内涨圆装置与筒节在圆周方向具有连续性接触，不会使筒节出现圆周棱角，大大提高筒节组对的精度和工作效率。
本发明采用悬臂梁与支架铰接的结构，通过防浪板中间的孔伸入到筒节内部，在悬臂梁伸入端设置自动翻转机构，此装置代替人工进入筒节内部托举保护气罩，增强了焊接缝背部的保护效果，减少工作强度，提高工作效率。

Claims (7)

1.一种压力容器自动组焊装置，包括焊接专机和筒节纵向输送机构，其特征在于：包括提升筒节脱离筒节纵向输送机构的升降机构、自动接地装置、内涨圆装置以及筒节焊接环缝背面保护装置；
在筒节纵向输送机构中部设有用于两节筒节对焊的焊接工位，所述升降机构设置在焊接工位两侧，升降机构上设有用于筒节周向转动的传动机构；
所述自动接地装置包括安装在所述筒节纵向输送机构的中间位置的固定底座，正对于筒节最底部位置设有与导电带连接的导电块，在导电块与固定底座之间设有用于在筒节转动焊接时保证导电块与筒节外表面始终接触的弹性连接机构；
所述内涨圆装置放置于待组对筒节的接口处对筒节进行校准，内涨圆装置包括若干个内涨块，所述内涨块上设有与筒节内表面接触的弧形接触面，所述内涨块首尾相连形成一个环，所述环的内部设有驱动内涨块同步径向收涨的驱动机构；
所述筒节焊接缝背面保护装置包括伸入筒节内部的悬臂梁，所述悬臂梁的伸入端设有一个与悬臂梁铰接的支架，悬臂梁上设有一个驱动所述支架与悬臂梁实现垂直转动的翻转机构，所述支架的自由端设有用于对周向焊缝进行保护的保护气罩，所述保护气罩上设有一个充保护气的腔体，所述腔体上设有一个与筒节内表面焊接缝对应的弧形开口，腔体上连接有充气管；所述支架与保护气罩之间设有压紧机构。
2.根据权利要求1所述的压力容器自动组焊装置，其特征在于：所述纵向输送机构包括工作架、对称设置在工作架顶部的两排传动轴和输送电机，所述传动轴上设置有两组小端相对的锥形滚轮，所述传动轴通过链条与输送电机驱动连接。
3.根据权利要求1所述的压力容器自动组焊装置，其特征在于：所述升降机构包括对称安装在纵向输送机构上的两个摆臂，所述摆臂的中间和支架铰接，摆臂的下端通过一个驱动摆臂同步摆动的驱动机构连接，所述摆臂的上端安装有让筒节旋转的支撑滚轮。
4.根据权利要求1所述的压力容器自动组焊装置，其特征在于：所述的弹性连接机构包括一个底板，所述底板与固定底座之间设有绝缘块，底板中间设有导向孔，导电块向下设有一个插接在上述导向孔内的导向杆，在导电块与底板之间设有弹簧。
5.根据权利要求1所述的压力容器自动组焊装置，其特征在于：所述压紧机构包括连接在保护气罩和支架之间的伸缩杆，所述伸缩杆上滑动的安装有支撑板，所述支撑板和保护气罩之间安装有弹簧，支撑板和支架之间安装有气缸。
6.根据权利要求1所述的压力容器自动组焊装置，其特征在于：所述翻转机构包括电机和传动机构，所述传动机构包括固定安装在支架上的铰接轴，所述铰接轴一端安装有齿轮，所述电机驱动齿轮带动铰接轴转动。
7.一种应用权利要求1所述的压力容器自动组焊装置对筒节进行自动组焊的方法，
其特征在于： 包括如下自动组焊操作步骤：
筒节纵缝的焊接：筒节纵向输送机构将筒节运输到焊接专机的下方，升降机构将筒节提升脱离纵向输送机构，升降机构上方的传动机构带动筒节周向转动，将筒节的纵缝旋转到最高点的位置，焊接专机沿着筒节的纵缝焊接；
自动接地装置的安装：将自动接地装置通过固定底座安装在筒节纵向输送机构的中间位置，使自动接地装置顶部的导电块与筒节底部始终接触；
筒节校准：筒节纵向输送机构将两个待组对筒节运输到筒节焊接工位的两侧，将内涨圆装置放置到待组对筒节的内部对筒节接口处进行校准，校准完成后将内涨圆装置从筒节内部撤出，将防浪板安装在校准后的筒节内部；
环缝焊接及环缝的背面保护：升降机构将筒节提升脱离纵向输送机构，筒节焊接环缝背面保护装置穿过防浪板的中心孔水平伸入到筒节内部，在翻转机构的作用下，筒节焊接环缝背面保护装置的支架与悬臂梁呈垂直状态，保护气罩与筒节内表面的接口处充分接触，升降机构上方的传动机构带动两个筒节同步转动，位于焊接工位正上方的焊接专机对环缝进行焊接，同时保护气罩上的两侧的滚轮在筒节内表面的接口处滑动，实现对筒节内表面环缝的保护。
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