CN113828977A - 一种水利工程用大直径钢管的焊接装置及焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种水利工程用大直径钢管的焊接装置及焊接工艺，涉及钢管焊接的技术领域，包括焊枪和安装于钢管侧壁的壳体，所述焊枪安装于所述壳体外壁，所述壳体靠近钢管的一端安装有运动机构，所述壳体通过所述运动机构沿钢管周壁滑移，所述壳体安装有用于使运动机构始终抵接于钢管外壁的固定组件，所述固定组件连接有用于将固定组件的一端可拆卸连接于钢管的连接组件。本申请具有针对不同直径的钢管，焊接装置可以利用链条进行方向引导，无需制作相应的不同直径的导轨的效果。

Description

一种水利工程用大直径钢管的焊接装置及焊接工艺

技术领域

本申请涉及钢管焊接的技术领域，尤其是涉及一种水利工程用大直径钢管的焊接装置及焊接工艺。

背景技术

在水利工程项目中，需要在相应的路段铺设排水管道进行排水工作，为了增大排水量，通常会选用直径较大的钢管进行焊接形成管路。

如公布号为CN111136411A、申请日为2020年1月6日的中国专利公开了一种钢质燃气管道的全自动外焊机，包括轨道、焊接小车和焊枪，焊接小车上设置有驱动机构，焊接小车上固定设置有调节机构，焊枪与焊接小车之间设置有焊枪支架，焊枪与焊枪支架固定连接，调节机构能够调节焊枪支架与焊接小车之间的位置；所述焊接小车上固定设置有距离传感器和控制器，距离传感器用于测量距离传感器距第一管道和第二管道拼接缝之间的距离，距离传感器将电信号传递至控制器，当距离传感器测定的数值超出控制器的阈值时，控制器控制调节机构移动以带动焊枪支架靠近或者远离焊缝。

上述外焊机在对管道进行焊接之前，需要在两个管道的对接处先套设轨道，外焊机在对管道进行焊接时，沿着轨道绕管道周向运行。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：

轨道呈环形，且轨道的直径比管道的直径更大，通常一体制成或由两个半环形拼接形成，针对不同直径的管道，所需的轨道直径也不同，需要针对不同直径的管道重新制作不同的轨道，轨道的适用性较差。

发明内容

为了使焊接机和轨道能够适应更多直径的管道，本申请提供一种水利工程用大直径钢管的焊接装置及焊接工艺。

第一方面，本申请提供一种水利工程用大直径钢管的焊接装置，采用如下的技术方案：

一种水利工程用大直径钢管的焊接装置，包括焊枪和安装于钢管侧壁的壳体，所述焊枪安装于所述壳体外壁，所述壳体靠近钢管的一端安装有运动机构，所述壳体通过所述运动机构沿钢管周壁滑移，所述壳体安装有用于使运动机构始终抵接于钢管外壁的固定组件，所述固定组件连接有用于将固定组件的一端可拆卸连接于钢管的连接组件。

通过采用上述技术方案，在将焊接装置安装到钢管上时，先用固定组件将运动机构稳固地抵接于钢管外壁上，然后使用连接组件将固定组件连接于钢管外壁，针对不同直径的钢管，固定组件均能够使运动机构稳固抵接于钢管外壁，适用性更高，待焊接装置安装完毕后，运行运动机构，运动机构带动壳体沿钢管周壁滑移，同时焊枪对焊接缝进行焊接。

可选的，所述运动机构包括两转动组件，两所述转动组件均安装于所述壳体靠近钢管的一端，两所述转动组件分别位于钢管轴线方向的两侧，且两所述转动组件位于一直线上。

通过采用上述技术方案，转动组件设置两个，且分别位于钢管轴线方向的两侧，使得两转动组件能更好地贴合钢管外壁，运行滑移时较为平稳，

可选的，所述转动组件包括两转轮和一连接轴，所述连接轴固定连接于所述壳体靠近钢管的一端，两所述转轮分别同轴转动连接于所述连接轴的两端，所述壳体安装有用于驱动所述转轮转动的电机，所述固定组件连接于所述连接轴。

通过采用上述技术方案，运行电机，电机驱动转轮转动，使得转轮沿钢管的周向进行滚动，连接轴被固定组件限位，因此转轮在滚动的过程中，焊接装置能够沿钢管周壁滑移，不易掉下。

可选的，所述运动机构设置有两个，两所述运动机构沿钢管的轴向排列设置。

通过采用上述技术方案，运动机构设置两个，使得焊接装置不易沿钢管的轴向发生歪斜，运行更加平稳，减小焊枪发生抖动的情况。

可选的，所述固定组件包括转轴和链条，所述转轴转动安装于所述壳体，所述链条绕设于所述转轴，所述链条与所述连接轴连接，所述链条的一端固定连接于所述转轴，所述链条的另一端通过所述连接组件可拆卸连接于所述钢管外壁。

通过采用上述技术方案，当不使用焊接装置的时候，将链条缠绕到转轴上，节省外界空间，当需要固定焊接装置的时候，将链条的一端抽出，缠绕在钢管周壁，同时将链条穿过连接轴，使连接轴被绑在钢管上，实现连接轴的限位，在焊接装置沿钢管周壁滑移时，连接轴沿链条滑移，而由于连接轴沿钢管径向被限位，焊接装置不易从钢管上掉下。

可选的，所述壳体内部中空设置，所述转轴转动安装于所述壳体内壁，所述转轴的轴心处固定连接有把手，所述把手的一端穿过所述壳体侧壁伸出所述壳体外部。

通过采用上述技术方案，焊接装置使用完毕后，转动把手，把手带动转轴转动，使链条重新缠绕回转轴上，便于收纳。

可选的，所述连接轴沿所述转轮的轴向贯穿开设有通孔，所述链条穿设于所述通孔内。

通过采用上述技术方案，链条穿在通孔内，不易脱出，对连接轴的限位较为稳固。

可选的，所述连接组件包括螺纹套和螺纹块，所述螺纹套转动连接于所述链条远离所述转轴的一端，所述螺纹套远离所述链条的一端中空设置且内壁设置有螺纹，所述螺纹块固定连接于钢管，所述螺纹套与所述螺纹块螺纹连接。

通过采用上述技术方案，螺纹块需要提前预置到钢管上，可以在浇筑钢管的时候一体制造，也可以通过焊接或粘接的方式固定连接到钢管上，螺纹套与螺纹块螺纹连接，使得链条与钢管间拆装方便。

第二方面，本申请提供一种水利工程用大直径钢管的焊接工艺，采用如下的技术方案：

一种水利工程用大直径钢管的焊接工艺，基于上述的水利工程用大直径钢管的焊接装置；

包括以下步骤：

S1：焊接前处理，在焊接钢管之前，先将螺纹块固定连接在钢管外壁的相应位置上；

S2：放置钢管，将两根钢管沿轴向对齐放置于施工现场的定位件上，然后将其中一个钢管的插口插入另一个钢管的承口中，此时，两根钢管的轴线位于同一直线上；

S3：划定位线，使用记号笔沿钢管的周向划一圈定位线，定位线所在的平面与钢管的焊接缝所在的平面相平行；

S4：缠绕链条，将焊接装置置于钢管一侧，将链条的一端从壳体内抽出，当钢管的直径高于操作人员的身高时，借助杆状物勾住链条的端部，将链条甩至钢管的另一侧，然后拉动链条将链条穿过连接轴上的通孔，链条缠绕的位置与定位线重合；

S5：安装焊接装置，待使用链条缠绕钢管至少一周后，再将链条穿过通孔，然后将螺纹套与螺纹块螺纹连接，同时调整焊接装置的位置使转轮贴合在钢管外壁；

S6：焊接，焊接装置在钢管外壁稳固安装后，运行电机，在链条的引导下，转轮沿钢管的周壁滚动，同时，运行焊枪，焊枪对准钢管的焊接缝沿周向进行焊接，在焊接装置运行时，可以用手进行使当的扶持和调整；

S7：拆卸焊接装置，焊接完成后，停止运行电机和焊枪，然后将螺纹套从螺纹块上旋下，从钢管上抽出链条，转动把手，使链条重新缠绕至转轴上。

通过采用上述技术方案，在将焊接装置安装到钢管上的时候，根据钢管的直径，抽出相应长度的链条缠绕到钢管上，在焊接装置运行滑移时，链条可以继续随之配合伸长，同一个焊接装置可以适用不同直径的钢管，即使钢管的周长超过了链条的长度，更换更长的链条后，可以继续适用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.针对不同直径的钢管，焊接装置可以利用链条进行方向引导，无需制作相应的不同直径的导轨；

2.在不使用焊接装置的时候，链条能够收进壳体内，不占用外部空间。

附图说明

图1是本申请的整体结构示意图。

图2是本申请的转动组件结构示意图。

图3是本申请的固定组件结构示意图。

图4是本申请的连接组件结构示意图。

附图标记：100、壳体；110、开口；200、焊枪；300、钢管；400、固定组件；410、转轴；411、把手；412、挡板；420、链条；500、连接组件；510、螺纹套；520、螺纹块；600、转动组件；610、转轮；620、连接轴；621、突出部；622、通孔；630、电机；631、第一锥齿轮；632、第二锥齿轮。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种水利工程用大直径钢管的焊接装置，参照图1， 包括焊枪200和安装于钢管300侧壁的壳体100，焊枪200安装于壳体100外壁，在本实施例中，焊枪200与壳体100固定连接，焊枪200朝向焊接缝。壳体100内部中空设置，壳体100内壁安装有固定组件400，壳体100靠近钢管300的一端安装有运动机构，壳体100通过运动机构沿钢管300周壁滑移，固定组件400与运动机构连接，固定组件400使运动机构始终抵接于钢管300外壁，固定组件400连接有用于将固定组件400的一端可拆卸连接于钢管300的连接组件500。

在将焊接装置安装到钢管300上时，先将运动机构抵接于钢管300外壁上，然后用固定组件400使运动机构始终保持抵接状态，使用连接组件500将固定组件400连接于钢管300外壁，待焊接装置安装完毕后，运行运动机构，运动机构带动壳体100沿钢管300周壁滑移，同时焊枪200对焊接缝进行焊接，焊接结束后，拆卸连接组件500，从而将焊接装置从钢管300上拆下。

参照图2，运动机构包括两转动组件600，两转动组件600均安装于壳体100靠近钢管300的一面，当焊接装置安装于钢管300上时，两转动组件600分别位于钢管300轴线方向的两侧。

转动组件600包括两转轮610和一连接轴620，连接轴620靠近壳体100的一端向靠近壳体100的方向突出形成有突出部621，突出部621固定连接于壳体100靠近钢管300的一面，突出部621沿钢管300的径向贯穿开设有通孔622。两转轮610分别同轴转动连接于连接轴620的两端，两转轮610的转动轴线与壳体100安装连接轴620的一面平行，且与钢管300的轴线平行。两转轮610沿轴向的投影重合。

运动机构设置有两个，两个运动机构沿钢管300的轴向排列设置。

壳体100侧壁安装有用于驱动转轮610转动的电机630，电机630的输出轴朝向下方，电机630的输出轴固定连接有第一锥齿轮631，靠近电机630的转轮610的轴心处固定连接有第二锥齿轮632，第一锥齿轮631与第二锥齿轮632啮合且转动轴线相互垂直。在本实施例中，电机630、第一锥齿轮631和第二锥齿轮632均设置有两个，两个第二锥齿轮632分别连接于两个运动机构的转轮610上。

运行电机630，电机630通过第一锥齿轮631和第二锥齿轮632的传动驱动转轮610转动，使得转轮610沿钢管300的周壁进行滚动。

参照图3，固定组件400包括转轴410和链条420，转轴410转动安装于壳体100内壁，链条420缠绕在转轴410上，壳体100靠近钢管300的一面开设有用于观察内部的开口110，链条420的一端固定连接于转轴410，另一端穿过壳体100侧壁伸出至外界。在另一实施例中，缠绕在转轴410上的也可以是绳子。

转轴410沿轴向的两端分别固定连接有两挡板412，挡板412的截面呈圆形且直径大于转轴410截面的直径。转轴410沿轴向的其中一端固定连接有把手411，把手411穿过壳体100侧壁伸出至外界。把手411位于壳体100远离焊枪200的一端。

在将焊接装置安装到钢管300上时，链条420的一端从开口110伸出后，先穿过靠近焊枪200的两个通孔622，然后绕钢管300一周，再从远离焊枪200的两个通孔622内穿过，再通过连接组件500将链条420的端部连接到钢管300外壁；当不使用焊接装置的时候，转动把手411，把手411带动转轴410转动，使链条420重新缠绕回转轴410上，便于收纳。

参照图4，连接组件500包括螺纹套510和螺纹块520，螺纹套510转动连接于链条420远离转轴410的一端，螺纹套510远离链条420的一端中空设置且内壁设置有螺纹，螺纹块520固定连接于钢管300，螺纹套510与螺纹块520螺纹连接。

螺纹块520需要提前预置到钢管300上，可以在浇筑钢管300的时候一体制造，也可以通过焊接或粘接的方式固定连接到钢管300上，在本实施例中，螺纹块520与钢管300一体制成。螺纹套510与螺纹块520螺纹连接，实现链条420与钢管300间的可拆卸连接。

本申请实施例一种水利工程用大直径钢管的焊接装置的实施原理为：

在制造钢管300时，将螺纹块520与钢管300一体制成。

在将焊接装置安装到钢管300上时，将链条420的一端抽出，先穿过其中两个通孔622，然后缠绕在钢管300周壁，缠绕至少一周后，再将链条420穿过另两个通孔622，再将螺纹套510旋在螺纹块520上，使连接轴620被绑在钢管300上，实现连接轴620的限位。

运行电机630，电机630驱动转轮610使焊接装置沿钢管300周壁滑移，同时焊枪200对焊接缝进行焊接。

焊接完毕后，将螺纹套510从螺纹块520上旋下，然后手动转动把手411，把手411带动转轴410转动，使链条420重新缠绕回转轴410上。

基于上述的水利工程用大直径钢管的焊接装置，本申请实施例还公开一种水利工程用大直径钢管的焊接工艺，包括以下步骤：

S1：焊接前处理，在焊接钢管300之前，先将螺纹块520固定连接在钢管300外壁的相应位置上；

S2：放置钢管300，将两根钢管300沿轴向对齐放置于施工现场的定位件上，然后将其中一个钢管300的插口插入另一个钢管300的承口中，此时，两根钢管300的轴线位于同一直线上；

S3：划定位线，使用记号笔沿钢管300的周向划一圈定位线，定位线所在的平面与钢管300的焊接缝所在的平面相平行；

S4：缠绕链条420，将焊接装置置于钢管300一侧，将链条420的一端从壳体100内抽出，当钢管300的直径高于操作人员的身高时，借助杆状物勾住链条420的端部，将链条420甩至钢管300的另一侧，然后拉动链条420将链条420穿过连接轴620上的通孔622，链条420缠绕的位置与定位线重合；

S5：安装焊接装置，待使用链条420缠绕钢管300至少一周后，再将链条420穿过通孔622，然后将螺纹套510与螺纹块520螺纹连接，同时调整焊接装置的位置使转轮610贴合在钢管300外壁；

S6：焊接，焊接装置在钢管300外壁稳固安装后，运行电机630，在链条420的引导下，转轮610沿钢管300的周壁滚动，同时，运行焊枪200，焊枪200对准钢管300的焊接缝沿周向进行焊接，在焊接装置运行时，可以用手进行使当的扶持和调整；

S7：拆卸焊接装置，焊接完成后，停止运行电机630和焊枪200，然后将螺纹套510从螺纹块520上旋下，从钢管300上抽出链条420，转动把手411，使链条420重新缠绕至转轴410上。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水利工程用大直径钢管的焊接装置，其特征在于：包括焊枪（200）和安装于钢管（300）侧壁的壳体（100），所述焊枪（200）安装于所述壳体（100）外壁，所述壳体（100）靠近钢管（300）的一端安装有运动机构，所述壳体（100）通过所述运动机构沿钢管（300）周壁滑移，所述壳体（100）安装有用于使运动机构始终抵接于钢管（300）外壁的固定组件（400），所述固定组件（400）连接有用于将固定组件（400）的一端可拆卸连接于钢管（300）的连接组件（500）。

2.根据权利要求1所述的一种水利工程用大直径钢管的焊接装置，其特征在于：所述运动机构包括两转动组件（600），两所述转动组件（600）均安装于所述壳体（100）靠近钢管（300）的一端，两所述转动组件（600）分别位于钢管（300）轴线方向的两侧，且两所述转动组件（600）位于一直线上。

3.根据权利要求2所述的一种水利工程用大直径钢管的焊接装置，其特征在于：所述转动组件（600）包括两转轮（610）和一连接轴（620），所述连接轴（620）固定连接于所述壳体（100）靠近钢管（300）的一端，两所述转轮（610）分别同轴转动连接于所述连接轴（620）的两端，所述壳体（100）安装有用于驱动所述转轮（610）转动的电机（630），所述固定组件（400）连接于所述连接轴（620）。

4.根据权利要求3所述的一种水利工程用大直径钢管的焊接装置，其特征在于：所述运动机构设置有两个，两所述运动机构沿钢管（300）的轴向排列设置。

5.根据权利要求4所述的一种水利工程用大直径钢管的焊接装置，其特征在于：所述固定组件（400）包括转轴（410）和链条（420），所述转轴（410）转动安装于所述壳体（100），所述链条（420）绕设于所述转轴（410），所述链条（420）与所述连接轴（620）连接，所述链条（420）的一端固定连接于所述转轴（410），所述链条（420）的另一端通过所述连接组件（500）可拆卸连接于所述钢管（300）外壁。

6.根据权利要求5所述的一种水利工程用大直径钢管的焊接装置，其特征在于：所述壳体（100）内部中空设置，所述转轴（410）转动安装于所述壳体（100）内壁，所述转轴（410）的轴心处固定连接有把手（411），所述把手（411）的一端穿过所述壳体（100）侧壁伸出所述壳体（100）外部。

7.根据权利要求5所述的一种水利工程用大直径钢管的焊接装置，其特征在于：所述连接轴（620）沿所述转轮（610）的轴向贯穿开设有通孔（622），所述链条（420）穿设于所述通孔（622）内。

8.根据权利要求5所述的一种水利工程用大直径钢管的焊接装置，其特征在于：所述连接组件（500）包括螺纹套（510）和螺纹块（520），所述螺纹套（510）转动连接于所述链条（420）远离所述转轴（410）的一端，所述螺纹套（510）远离所述链条（420）的一端中空设置且内壁设置有螺纹，所述螺纹块（520）固定连接于钢管（300），所述螺纹套（510）与所述螺纹块（520）螺纹连接。

9.一种水利工程用大直径钢管的焊接工艺，其特征在于：基于权利要求1-8中任意一项所述的水利工程用大直径钢管（300）的焊接装置，包括以下步骤：

S1：焊接前处理，在焊接钢管（300）之前，先将螺纹块（520）固定连接在钢管（300）外壁的相应位置上；

S2：放置钢管（300），将两根钢管（300）沿轴向对齐放置于施工现场的定位件上，然后将其中一个钢管（300）的插口插入另一个钢管（300）的承口中，此时，两根钢管（300）的轴线位于同一直线上；

S3：划定位线，使用记号笔沿钢管（300）的周向划一圈定位线，定位线所在的平面与钢管（300）的焊接缝所在的平面相平行；

S4：缠绕链条（420），将焊接装置置于钢管（300）一侧，将链条（420）的一端从壳体（100）内抽出，当钢管（300）的直径高于操作人员的身高时，借助杆状物勾住链条（420）的端部，将链条（420）甩至钢管（300）的另一侧，然后拉动链条（420）将链条（420）穿过连接轴（620）上的通孔（622），链条（420）缠绕的位置与定位线重合；

S5：安装焊接装置，待使用链条（420）缠绕钢管（300）至少一周后，再将链条（420）穿过通孔（622），然后将螺纹套（510）与螺纹块（520）螺纹连接，同时调整焊接装置的位置使转轮（610）贴合在钢管（300）外壁；

S6：焊接，焊接装置在钢管（300）外壁稳固安装后，运行电机（630），在链条（420）的引导下，转轮（610）沿钢管（300）的周壁滚动，同时，运行焊枪（200），焊枪（200）对准钢管（300）的焊接缝沿周向进行焊接，在焊接装置运行时，可以用手进行使当的扶持和调整；

S7：拆卸焊接装置，焊接完成后，停止运行电机（630）和焊枪（200），然后将螺纹套（510）从螺纹块（520）上旋下，从钢管（300）上抽出链条（420），转动把手（411），使链条（420）重新缠绕至转轴（410）上。

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