CN114571076A - 一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置及方法，包括：放板装置，放板装置用于对钢板卷的放张；剪切装置；芯模装置,激光焊接装置，激光焊接装置与激光焊接主机连接，且激光焊接装置用于对钢筒的承口环与钢筒筒身焊接、钢筒筒身进行焊接及钢板与钢质插口环的搭接焊缝；水冷装置，水冷装置与激光焊接主机连接，用于激光焊接过程中冷却；还包括：主控模块，主控模块分别与放板装置、芯模装置、激光焊接主机、激光焊缝跟踪系统及水冷装置连接。该发明的目的是克服至少一个现有钢筒混凝土管道采用半自动化埋弧焊接工艺中存在的缺陷。

Description

一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置及方法

技术领域

本申请涉及钢筒混凝土管加工设备领域，尤其涉及一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置及方法。

背景技术

钢筒混凝土管，主要指在带有钢筒的高强混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，再在其上喷制致密的保护层而制成的输水管。它是由薄钢板、高强钢丝和混凝土构成的复合管材，它充分而又综合地发挥了钢材的抗拉、易密封和混凝土的抗压、耐腐蚀性能，具有高密封性、高强度和高抗渗的特性。钢筒混凝土管包含预应力钢筒混凝土管(PCCP)、钢筋缠绕钢筒混凝土压力管(BCCP)、钢筋混凝土钢筒管(RCCP)、预应力钢筒型钢筋混凝土压力管(PRCP)、细石混凝土保护层预应力钢筒混凝土管(BCP)。在钢筒混凝土管道焊接的生产过程中，需要进行焊接，现有的焊接工艺普遍采用半自动化埋弧焊接工艺制作，但是该工艺在制作钢筒的过程中，焊丝、焊剂使用量较大，投入的生产成本较多，采用埋弧焊接工艺会产生大量焊渣以及其它固体废弃物造成工作环境脏乱，埋弧焊接工艺焊接的钢筒焊缝尺径较宽，增加混凝土管芯裂纹的产生，降低了钢筒混凝土管的质量。同时，埋弧焊接工艺的钢筒焊接制作速度较慢、效率较低。

发明内容

本申请提供了一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置及方法，该发明的目的是克服至少一个现有钢筒混凝土管道采用半自动化埋弧焊接工艺中存在的缺陷。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，包括：

放板装置，所述放板装置安装在轨道上，用于对钢板卷的放张；

剪切装置，所述剪切装置用于对卷筒后的钢板剪切；

芯模装置，所述芯模装置安装于回转支承门架上，所述芯模装置上安装有待焊接的钢筒；

激光焊接装置，所述激光焊接装置与激光焊接主机连接，且所述激光焊接装置用于对所述钢筒的承口环与钢筒筒身焊接、钢筒筒身进行焊接及钢板与钢质插口环的搭接焊缝；

水冷装置，所述水冷装置与激光焊接主机连接，用于激光焊接过程中冷却；

还包括：主控模块，所述主控模块分别与所述放板装置、所述芯模装置、所述激光焊接主机、激光焊缝跟踪系统及水冷装置连接。

进一步的，所述放板装置包括：摆角装置、升降装置、张力压辊、摩擦轮、放板装置、校边装置、除锈装置和折边装置。

进一步的，所述剪切装置包括底座上设置的圆盘剪切机及调节装置。

进一步的，所述激光焊接装置包括轨道底座，所述轨道底座上安装有卧式行走小车，所述卧式行走小车与轨道底座齿轮齿合连接，所述卧式行走小车上安装有六轴焊接机械臂，所述六轴焊接机械臂上安装有激光焊枪，所述激光焊枪上安装有焊缝自动跟踪装置。

进一步的，还包括，安装在所述轨道底座上的行程开关，所述行程开关与激光焊机主机连接。

进一步的，所述水冷装置包括安装在水箱内的蒸发器，所述蒸发器与冷凝器、水泵及压缩机连接，所述水泵通过出水管与所述激光焊接装置连接。

另一方面，本申请还提供一种钢筒混凝土管加工用激光焊接方法，包括如下步骤：

根据待焊接钢筒的内径及钢板的宽度设置螺旋角，并将钢板高度和芯模底部设置为相切位置；

将钢板穿过剪切装置按照螺旋角进行初次剪切；

对所要生产的钢筒管的承口环和插口环进行定位；

开启激光焊接装置并启动焊缝自动跟踪装置和芯模装置上的芯模驱动装置；

当进行焊接钢质承口环与钢板的搭接焊缝时，卧式行走小车停止不动；接着进行钢板筒体的搭接焊缝，焊接过程中卧式行走小车行走速度与钢筒的转动速度相适配；

当进行钢板与钢质插口环的搭接焊缝时，卧式行走小车停止，钢板持续张放，芯模驱动装置带着芯模继续转动，激光焊枪进行钢板与钢质插口环的搭接焊缝。

进一步的，还包括：在进行钢板与钢质插口环的搭接焊缝时，当焊接到钢板尖端还有5～10cm时，松开钢丝绳和夹紧器，继续焊接，直到钢板全部卷焊到钢质插口环上。

进一步的，待焊接的所述钢筒内径为1.2～4.0m，长度为3m、5m、6m。

相较于现有技术，使用本申请提供的激光焊接装置及方法，至少具有如下有益效果之一：

1、可实现钢板搭接自熔焊接，不需要使用焊丝、焊剂，降低生产成本投入，激光焊接工艺无需使用焊丝、焊剂，焊接过程无异物产生、无污染，改善工作环境。

2、使用激光焊接使得钢筒混凝土管的焊接工艺中的焊缝宽度为3mm左右、焊缝凸起高度为1～1.5mm，搭接宽度10～15mm(而埋弧焊接搭接宽度为25mm)节约钢板材料成本。因此有利于减少混凝土管芯裂纹的产生，钢筒混凝土管的质量。

3、使用本申请提供的激光焊接装置和方法在进行激光焊接工艺时焊接过程中产生的热影响区只有埋弧焊接工艺的1/2左右，减少了焊缝周边组织的应力集中，强度有所提高；

4、使用本申请提供的激光焊接装置和方法激光焊接工艺比埋弧焊接工艺的钢筒焊接制作速度提高30％，提高了钢筒制作效率。

5、使用本申请提供的激光焊接装置和方法能够实现自动化操作，对操作人员专业水平能力要求低，有助于多能工的培养和企业班组精益化管理。

附图说明

为了更清楚的说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的激光焊接装置结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的放板装置俯视图；

图3为本发明实施例所提供的激光焊接装置俯视图；

图4为本发明实施例所提供的水冷装置结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的主控模块连接结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的激光焊接方法流程图；

图7为本发明实施例所提供的插口定位块安装示意图；

图8为本发明实施例所提供的承口定位块安装示意图。

图中：1放板装置，2剪切装置，3芯模装置，5激光焊接装置，8钢筒筒身，661主控模块，662激光焊缝跟踪系统，12摆角装置，13升降装置，14张力压辊、15摩擦轮、16放板装置、17校边装置、18除锈装置，19折边装置，23底座，21圆盘剪切机，22调节装置，51轨道底座，52斜齿条，53电缆拖链，54焊缝自动跟踪装置，55激光焊枪，56六轴焊接机械臂，57卧式行走小车，58激光焊接主机，62水冷装置，621水箱，621蒸发器1，622冷凝器，623水泵，624压缩机，625出水管，4回转支承门架，41回转支撑顶板，42气缸，43回转支撑立轴，7斜三角形尖端，31插口定位块，32插口L型块，33插口支撑块，34承口定位块，35承口垫块，36承口顶块，37承口拉紧器，38芯模驱动装置，B钢质承口环，A钢质插口环，61钢质插口环62薄钢板63钢质承口环。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。

本申请的核心是提供一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，可以解决现有钢筒混凝土管道采用半自动化埋弧焊接工艺中存在的缺陷的问题。

图1为本发明实施例所提供的激光焊接装置结构示意图；图2为本发明实施例所提供的放板装置俯视图；图3为本发明实施例所提供的激光焊接装置俯视图；图4为本发明实施例所提供的水冷装置结构示意图；图5为本发明实施例所提供的主控模块连接结构示意图；图6为本发明实施例所提供的激光焊接方法流程图；图7为本发明实施例所提供的插口定位块安装示意图；

图8为本发明实施例所提供的承口定位块安装示意图。

实施例一：

在现有的钢筒焊接工艺中，钢筒卷焊设备主要由电气系统、放板车、行走门架装置、芯模、回转支架、芯模驱动装置、埋弧焊接系统、埋弧焊枪自动跟踪装置及焊剂自动回收装置、空气管路系统等。实现管路的焊接，而这种焊接方式不但焊丝、焊剂使用量较大，投入的生产成本较多，采用埋弧焊接工艺会产生大量焊渣以及其它固体废弃物造成工作环境脏乱，埋弧焊接工艺焊接的钢筒焊缝尺径较宽，增加混凝土管芯裂纹的产生，降低了PCCP质量；同时，埋弧焊接工艺的钢筒焊接制作速度较慢、效率较低。主要问题集中在现有埋弧焊接工艺在焊接过程中会有焊渣及废焊剂吸附、黏粘在焊缝表面；埋弧焊接工艺焊接的钢筒焊缝宽度为6mm左右、焊缝凸起高度为2.2～2.8mm。这种表面不清洁且焊缝凸起高度较高(未整平处理、整平处理不当)的焊缝与温差应力和干缩应力共同作用使混凝土管芯产生裂纹，有时甚至会造成管芯一裂到底的现象。

而本申请提供的焊接装置中，如图1-3所示，放板装置1，放板装置1安装在轨道上，用于对钢板卷的放张；

剪切装置2，剪切装置2用于对卷筒后的钢板剪切；

芯模装置3，芯模装置3安装于回转支承门架4上，芯模装置3上安装有待焊接的钢筒筒身8；

激光焊接装置5，激光焊接装置5与激光焊接主机58连接，且激光焊接装置5用于对钢筒的承口环与钢筒筒身焊接、钢筒筒身8进行焊接及钢板与钢质插口环的搭接焊缝；

水冷装置62，水冷装置62与激光焊接主机58连接，用于激光焊接过程中冷却；

详细的，如图2所示，进一步的，放板装置1包括：摆角装置12、升降装置13、张力压辊14、摩擦轮15、放板装置16、校边装置17、除锈装置18和折边装置19。将整卷钢板吊放在放板装置的卷筒上通过放板装置1对钢板卷进行放张，同时，摆角装置12、升降装置13、张力压辊14、摩擦轮15、放板装置16、校边装置17、除锈装置18和折边装置19为现有常见的钢板放张设备，例如专利号为ZL98207482.4中描述的结构和作用，此处不详述。而剪切装置2用于对卷筒后的钢板剪切；进一步的，剪切装置2包括底座23上设置的圆盘剪切机21及调节装置22。调节装置22为调节螺杆等结构，主要用于对圆盘剪切机21的高度调整，以满足圆盘剪切机21的高度位置调整。当钢筒焊接完成后利用圆盘剪切机21对钢板进行剪切。

其中，芯模装置3的一端固定在回转支承门架4上，另一端悬空通过回转支撑顶板41支撑。芯模装置3包括芯模驱动装置311和芯模，通过芯模驱动装置311带动芯模进行转动，钢筒筒身8套在芯模上。回转支承门架4包括用于支撑的回转支撑顶板41以及用于升降的气缸42，同时回转支承门架4上还设置有回转支撑立轴43。回转支撑门架4转动连接在回转支撑立轴43上(将回转支撑门架4的两端与回转支撑立轴43通过轴承连接)。因此能够方便在进行钢筒拆卸时，旋转打开回转支撑门架4。而回转支撑顶部41是活动安装在回转支撑门架4上的，因此气缸42可以推动回转支撑顶部41向上或者向下进行位置调整，满足芯模3的水平位置调整(其中回转支撑顶板41活动连接在回转支撑门架4上的结构为现有普遍存在的连接方式，例如在回转支撑门架4上设置滑槽，将回转支撑顶板41安装在滑槽内，此处不详述)。

其中，激光焊接装置5与激光焊接主机58连接，且激光焊接装置5用于对钢筒的钢质承口环B与钢筒筒身8焊接、钢筒筒身8进行焊接及钢板与钢质插口环A的搭接焊缝；激光焊接主机58用于控制激光焊接装置5进行正常运行。进一步的，激光焊接装置5包括轨道底座51，轨道底座51上安装有卧式行走小车57，卧式行走小车57与轨道底座51齿轮齿合连接，卧式行走小车57上安装有六轴焊接机械臂56，六轴焊接机械臂56上安装有激光焊枪55，激光焊枪55上安装有焊缝自动跟踪装置54(激光焊缝跟踪传感器，例如焊缝跟踪器等设备)。通过激光焊枪55中发出的连续激光束辐射加热待加工钢筒筒身8表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使钢板熔化，形成特定的熔池，进而完成钢筒筒身与承口环、插口环的组焊连接。而且本申请中的激光焊接工艺中的钢筒筒身8的尺径为：内径为1.2～4.0m、长度为3m，5m和6m的PCCP、BCCP、RCCP、PRCP、BCP管类产品的钢筒。并且使用激光焊接使得钢筒混凝土管的焊接工艺中的焊缝宽度为3mm左右、焊缝凸起高度为1～1.5mm，搭接宽度10～15mm(而埋弧焊接搭接宽度为25mm)。因此有利于减少混凝土管芯裂纹的产生，提高钢筒混凝土管质量。同时为了方便控制，进一步的，还包括，安装在轨道底座51上的行程开关，行程开关与激光焊机主机58连接。

如图4所示，本申请提供的激光焊接中还包括：水冷装置62，水冷装置62与激光焊接主机58连接，用于激光焊接过程中冷却。进一步的，水冷装置62包括安装在水箱621内的蒸发器6211，蒸发器6211与冷凝器622、水泵623及压缩机624连接，水泵623通过出水管625与激光焊接装置5连接。在实际水冷过程中，压缩机624将从蒸发器6211吸来的过热蒸汽压缩成为高温高压的气体，并排向冷凝器622冷凝放热成高压液体，经节流装置(图中未画出)降压后成低温低压的过冷液体，低温低压的过冷液体经过蒸发器6211汽化吸热成过热蒸汽，再次回到压缩机624进入下一个循环，实现制冷功能。蒸发器6211汽化吸收的热量来自冷却介质(蒸馏水、去离子水或冷冻液)，冷却介质的温度会降低，低温的冷却液被水泵压出，低温冷却液给激光焊接装置5降温。

如图5所示，本申请提供的激光焊接装置，还包括：主控模块661，主控模块661分别与放板装置1、芯模装置3、激光焊接主机58、激光焊缝跟踪系统662及水冷装置62连接(详细的连接示意见图5)。主控模块661控制水冷装置62(具体的为水冷装置62中的电子元件)当进行激光焊接时，同步启动水冷装置62进行温度降低，当停止激光焊接时，停止水冷装置62。而主控模块661控制芯模驱动装置311在开始承口环与钢筒筒身组焊，芯模开始旋转，钢筒卷焊完之后，放板装置1与卧式行走小车57退回初始位置，芯模活动瓣收拢。当芯模开始旋转时，主控模块661发出信号使激光焊接主机58控制激光焊接装置5(也就是六轴焊接机械臂56、激光焊枪55)开始焊接。同时，激光焊缝跟踪系统662(与焊缝自动跟踪装置54对应的控制器)开始实时焊缝跟踪，采用非接触式跟踪模式，实现高效自动化焊接的实时焊缝跟踪，通过传感器测量焊缝偏移量，引导并控制焊枪的精确定位，有效降低因工件位置偏差造成焊接的缺陷，提高钢筒质量。主控模块661实时使激光焊接装置5纠偏调整。同时，通过激光焊接系统实际工作功率较小，相比于埋弧焊接工艺的钢筒焊接制作用电量可节约60％，大大降低了电费成本投入。

另一方面，本申请还提供一种钢筒混凝土管加工用激光焊接方法，包括如下步骤：

根据待焊接钢筒的内径及钢板的宽度设置螺旋角并将钢板高度和芯模底部设置为相切位置；其中依据/根据钢筒混凝土管的内径及采用的钢板宽度查GB/T19685-2005标准中的“钢筒砼管内径、钢筒内径、钢板宽度与螺旋角关系表”确定螺旋角α，然后通过放板装置上的摆角装置12调整至生产所需的螺旋角。如下图：

通过放板装置1上的升降装置13调整高度位置，使之放出的钢板高度与芯模底部的下部正好能够处于相切位置。调整好圆盘式剪切机21的高度位置及剪切位置，驱动放板装置1，将钢板放出(初始放板时需要人工进行辅助将钢板拉出)，调整好上压辊的压力和下压辊的拉紧力，使放出的钢板保持适当的拉力，从而达到钢板绕到芯模上时有足够的压紧力。钢板陆续经过校边装置17、除锈装置18、折边装置19，接着通过圆盘式剪切机21上的圆盘剪将钢板按螺旋角剪下(只是生产第一根钢筒时需要剪切，若管径不变重复生产时，不需要再剪)。将钢板穿过剪切装置按照螺旋角进行初次剪切。通过圆盘式剪切机21将钢板的始端按所需螺旋角剪成斜三角形尖端7后，将放板装置1运行到起始生产位置。通过操纵气缸42将回转支承门架41转动至与芯模中心线平行的位置上(也就是开门的位置)。

实施例二：

如图3、7、图8所示，对所要生产的钢筒管的承口环(B处)和插口环(A处)进行定位。实现钢筒管筒身分别与61钢质插口环和63钢质承口环(预制构件)焊接。

其中对钢筒管的承口环进行焊接时，首先使芯模活动瓣处于收拢状态，将所要生产钢筒砼管管径所对应的钢质承口环(上道工序卷焊制作好的)套放在承口定位块34上；承口定位块34用于对钢质承口环的定位。其中承口定位块34包括：用于对承口钢质承口环63支撑的承口垫块35，如图8所示，承口垫块35为呈侧方向设置的L型。在承口垫块35上设置的承口顶块36起到固定和防止钢质承口环63发生位移的作用。薄钢板62与钢质承口环63搭接后进行焊接。因此实现钢质承口环的套放定位同时由承口拉紧器37对承口垫块35进行拉紧实现承口环的安装。而承口拉紧器37的安装及使用为现有常见方式，此处不详述。

如图7所示，插口定位块31包括在钢质插口环61上套设的插口支撑块33，插口L型块32对钢质插口环61进行定位，将薄钢板62与钢质插口环61搭接。当对将所要生产钢筒砼管管径所对应的插口支撑块33(上道工序卷焊制作好的)利用插口L型块32进行定位，实现钢质插口环的套放定位。

同时，通过操作手动气阀，将芯模活动瓣撑起至工作位置，由承口拉紧器37将钢质承口环拉紧，以及由插口定位标尺使钢质插口环定位并固定。

固定好钢质承口环与插口环之后，将回转支承门架41转动至芯模尾端下部位置，通过操纵气缸42使芯模尾端顶升至工作位置，此时准备工作全部就绪。同步，可以启动水冷装置。

然后，开启激光焊接装置5并启动焊缝自动跟踪装置54和芯模装置3；而焊接过程中的工艺参数如下表2所示，通过该工艺能够实现焊接工艺中的焊缝宽度为3mm左右、焊缝凸起高度为1～1.5mm，搭接宽度10～15mm(而埋弧焊接搭接宽度为25mm)的工艺参数。因此有利于减少混凝土管芯裂纹的产生，提高钢筒混凝土管质量。

表2激光焊接工艺参数表

当进行钢板与钢质插口环的搭接焊缝时，卧式行走小车及钢板停止张放，芯模驱动装置带着芯模继续转动，激光焊枪进行钢板与钢质插口环的搭接焊缝。

进一步的，还包括：在进行钢板与钢质插口环的搭接焊缝时，当焊接到钢板尖端还有5～10cm时，松开钢丝绳和夹紧器，继续焊接，直到钢板全部卷焊到钢质插口环上。

进一步的，待焊接的钢筒内径为1.2～4.0m，长度为3m、5m、6m的PCCP、BCCP、RCCP、PRCP、BCP管。

相较于现有技术，使用本申请提供的激光焊接装置及方法，激光焊接工艺焊接的钢筒焊缝宽度为3mm左右、焊缝凸起高度为1～1.5mm，焊缝凸起高度不超过自身母材上缘，焊缝相对平整清洁(无凸起、无焊渣吸附)，生产出的钢筒与温差应力和干缩应力共同作用的影响小。同时，卧式行走小车、芯模驱动装置、放板装置及六轴焊接机械臂采用联动集中控制，信号传输间隙短，控制精度高、误差小，减少焊接过程中激光焊枪摆动(前后摆动/s型摆动)，焊接更精准，减少了部分位置焊料堆积，从而使得焊缝连续平整。并且高效自动化焊接的实时焊缝跟踪能够引导并控制焊枪的精确定位，有效降低因工件位置偏差而造成的漏焊缺陷，提高了钢筒焊缝质量。

1、可实现钢板搭接自熔焊接，不需要使用焊丝、焊剂，降低生产成本投入，激光焊接工艺无需使用焊丝、焊剂，焊接过程无异物产生、无污染，改善工作环境。

2、使用激光焊接使得钢筒混凝土管的焊接工艺中的焊缝宽度为3mm左右、焊缝凸起高度为1～1.5mm，搭接宽度10～15mm(而埋弧焊接搭接宽度为25mm)。因此有利于减少混凝土管芯裂纹的产生，提高钢筒混凝土管的质量质量。

3、使用本申请提供的激光焊接装置和方法在进行激光焊接工艺时焊接过程中产生的热影响区只有埋弧焊接工艺的1/2左右，减少了焊缝周边组织的应力集中，强度有所提高。

4、使用本申请提供的激光焊接装置和方法激光焊接工艺比埋弧焊接工艺的钢筒焊接制作速度高30％、提高了钢筒制作效率。

5、使用本申请提供的激光焊接装置和方法激光焊接工艺能够实现自动化操作，对操作人员专业水平能力要求低，有助于多能工的培养和企业班组精益化管理。

在申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包含本申请公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为实例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (9)

1.一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，其特征在于，包括：

放板装置，所述放板装置安装在轨道上，用于对钢板卷的放张；

剪切装置，所述剪切装置用于对卷筒后的钢板剪切；

芯模装置，所述芯模装置安装于回转支承门架上，所述芯模装置上安装有待焊接的钢筒；

激光焊接装置，所述激光焊接装置与激光焊接主机连接，且所述激光焊接装置用于对所述钢筒的承口环与钢筒筒身焊接、钢筒筒身进行焊接及钢板与钢质插口环的搭接焊缝；

水冷装置，所述水冷装置与激光焊接主机连接，用于激光焊接过程中冷却；

还包括：主控模块，所述主控模块分别与所述放板装置、所述芯模装置、所述激光焊接主机、激光焊缝跟踪系统及水冷装置连接。

2.根据权利要求1所述的钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，其特征在于，所述放板装置包括：摆角装置、升降装置、张力压辊、摩擦轮、放板装置、校边装置、除锈装置和折边装置。

3.根据权利要求1所述的钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，其特征在于，所述剪切装置包括底座上设置的圆盘剪切机及调节装置。

4.根据权利要求1所述的钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置包括轨道底座，所述轨道底座上安装有卧式行走小车，所述卧式行走小车与轨道底座的齿轮齿合连接，所述卧式行走小车上安装有六轴焊接机械臂，所述六轴焊接机械臂上安装有激光焊枪，所述激光焊枪上安装有焊缝自动跟踪装置。

5.根据权利要求1所述的钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，其特征在于，还包括，安装在所述轨道底座上的行程开关，所述行程开关与激光焊机主机连接。

6.根据权利要求1所述的钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，其特征在于，所述水冷装置包括安装在水箱内的蒸发器，所述蒸发器与冷凝器、水泵及压缩机连接，所述水泵通过出水管与所述激光焊接装置连接。

7.一种钢筒混凝土管加工用激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据待焊接钢筒的内径及钢板的宽度设置螺旋角，并将钢板高度和芯模底部设置为相切位置；

将钢板穿过剪切装置按照螺旋角进行初次剪切；

对所要生产的钢筒管的承口环和插口环进行定位；

开启激光焊接装置并启动焊缝自动跟踪装置和芯模装置上的芯模驱动装置；

当进行焊接钢质承口环与钢板的搭接焊缝时，卧式行走小车停止不动；接着进行钢板筒体的搭接焊缝，焊接过程中卧式行走小车行走速度与钢筒的转动速度相适配；

当进行钢板与钢质插口环的搭接焊缝时，卧式行走小车停止，钢板持续张放，芯模驱动装置带着芯模继续转动，激光焊枪进行钢板与钢质插口环的搭接焊缝。

8.根据权利要求7所述的钢筒混凝土管加工用激光焊接方法，其特征在于，还包括：在进行钢板与钢质插口环的搭接焊缝时，当焊接到钢板尖端还有5～10cm时，松开钢丝绳和夹紧器，继续焊接，直到钢板全部卷焊到钢质插口环上。

9.根据权利要求7所述的钢筒混凝土管加工用激光焊接方法，其特征在于，待焊接的所述钢筒内径为1.2～4.0m，长度为3m，5m、6m。

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