CN114713949B - 一种用于金属网带自动焊接背面气体保护装置 - Google Patents

一种用于金属网带自动焊接背面气体保护装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，属于过滤金属网带的保护焊接技术领域。所述装置包括滚轮、支撑座、伸缩机构和支撑管，滚轮通过销钉固定在所述支撑座上，支撑座固定在所述伸缩机构上，随所述伸缩机构的径向范围内移动，支撑管的一端固定在所述伸缩机构上。本发明保护装置既能快速精准有效地实现长时间焊接背面气体保护和整形校圆，又能避免焊缝背面氧化、过烧或焊漏等缺陷，从而保证了焊接稳定性和焊缝背面渗透铺展性。

Description

一种用于金属网带自动焊接背面气体保护装置
技术领域
本发明属于过滤金属网带的保护焊接技术领域，具体涉及一种用于金属网带自动焊接背面气体保护装置。
背景技术
近年来，随着经济的高速发展，环境问题日益严峻，类似工业煤燃烧、金属冶炼、矿石加工及运输、汽车尾气排放、农业秸秆焚烧等都对环境有着重要的危害。金属网滤袋作为环保过滤材料，因其具有耐酸，耐碱，耐高温，耐腐蚀，过滤性能稳定、精细等特点，所以被广泛应用于滤芯原料、航天、冶炼、医药、石油、化工等行业。
在金属网带的氩弧焊接过程中，背面气体保护装置主要存在两个难点：
(1)金属网为多孔材料，孔隙率较大，若在焊接过程中背面保护不均，易造成焊缝熔池不连续、焊缝及热影响区氧化发黑、焊接过烧或焊漏等缺陷，影响焊缝性能；
(2)金属网带的自动焊接过程中，料的牵引速度即为焊接速度，在焊缝及热影响区背面精准气氛保护的前提下难以实现“长直焊缝料动枪不动”连续稳定焊接。
目前，现有技术焊缝多以气体保护拖罩或将焊接区域进行密封通气保护，但是耗气量较大，且焊缝背面保护无法针对长直焊缝的背面气体保护，尤其对于长直焊缝自动焊接的金属网带，背面保护气体难以实现完全填充。
发明内容
为了解决现有技术无法很好地对金属网带自动氩弧焊接过程中提供背面气体保护的难题，本发明提供了一种用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，既能保证在自动焊接时长直焊缝背面形成精准稳定持续的气氛保护，又可形成内撑，保证焊接过程的稳定和焊缝质量的同时对金属网滤袋进行二次整形校圆，还便于取料、放料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，包括滚轮、支撑座、伸缩机构和支撑管；
所述滚轮通过销钉固定在所述支撑座上；
所述支撑座固定在所述伸缩机构上，随所述伸缩机构的径向范围内移动；
所述支撑管的一端固定在所述伸缩机构上。
本发明的特点还在于：
所述滚轮至少设置有4个，多个滚轮沿周向均匀分布，滚轮数量根据产品实际大小和需求而定；
所述支撑座的数量与所述滚轮的数量相同。
本发明的特点还在于：
当滚轮数量为4个时，4个滚轮垂直对称分布，滚轮的弧度与4个滚轮伸到最大距离处所形成的外接圆重合，滚轮的长度应满足4个滚轮缩到最小距离时互不干扰。
本发明的特点还在于：
4个滚轮包括1个空心滚轮和3个实心滚轮；
所述支撑座包括第一支撑座和第二支撑座；
所述空心滚轮通过空心销钉固定在所述第一支撑座上；
所述实心滚轮通过实心销钉固定在所述第二支撑座上。
本发明的特点还在于：
所述空心滚轮为空心结构的滚轮，且空心滚轮的外壁上设有多个气孔；
所述空心滚轮的两端紧配合有轴承，所述空心滚轮的两端均设有与轴承的中心孔相适应的孔，所述空心销钉穿过空心滚轮两端的孔和轴承的中心孔，固定在所述第一支撑座上。
本发明的特点还在于：
所述空心销钉为中空结构，所述空心销钉一端为盲孔或螺纹塞紧密封，另一端设置有内螺纹并插L型转接接头；
所述空心销钉位于所述空心滚轮内的部分均匀设置通气孔。
本发明的特点还在于：
所述实心滚轮沿轴线方向设置有一长通孔，所述实心滚轮的两端均紧配合有轴承，所述实心销钉穿过实心滚轮上的长通孔和轴承上的中心孔固定在所述第二支撑座上。
本发明的特点还在于：
所述第一支撑座包括第一底板和第一底板相对应的两个侧边上固定的第一支撑板，两个第一支撑板的上部均设置有第一销钉孔，所述第一销钉孔的孔径与空心销钉的外径相同；
所述第一底板上设有螺纹孔，所述第一底板通过螺丝固定在伸缩机构上。
本发明的特点还在于：
所述第二支撑座包括第二底板和第二底板相对应的两个侧边上固定的第二支撑板，两个第二支撑板的上部均设置有第二销钉孔，所述第二销钉孔的孔径与实心销钉的外径相同；
所述第二底板上设有螺纹孔，所述第二底板通过螺丝固定在伸缩机构上。
本发明的特点还在于：
所述支撑管为一个空心薄壁管，所述空心薄壁管内置有氩气管和进、出气管；
所述氩气管伸出支撑管并通过空心销钉一端设置的L型转接接头与空心销钉连通，所述氩气管上设置有氩气阀；
所述进、出气管的两端均伸出支撑管外，一端通过L型转接接头与四爪气缸连接，另一端设置有电磁阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供一种用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，结构简单，操作便捷，效率高，耗气量小，成本低，自动化适用程度高；
(2)在金属网带自动化焊接过程中，本发明保护装置既能快速精准有效地实现长时间焊接背面气体保护和整形校圆，又能避免焊缝背面氧化、过烧或焊漏等缺陷，从而保证了焊接稳定性和焊缝背面渗透铺展性；
(3)本发明适用于“长焊缝料动枪不动焊接结构”的背面气体保护，滚轮形状及数量可根据产品形状及焊接要求而定制；
(4)焊接完成后，保护装置无需拆卸重装；
(5)本发明装置及方法对多孔薄带材(如金属网带、金属纤维毡带、粉末柔性金属膜等)的焊接均具有良好的保护效果。
附图说明
图1为本发明一种用于金属网带自动焊接背面气体保护装置的主视图；
图2是本发明一种用于金属网带自动焊接背面气体保护装置的俯视图；
图3是第一支撑座的结构图；
图4是第二支撑座的结构图；
图5是装料时，本发明保护装置中的伸缩状态图；
图6是焊接时，本发明保护装置中的伸缩状态图。
图中，1.空心滚轮，2.实心滚轮，3.空心销钉，4.实心销钉，5.支撑座，6.四爪气缸，7.支撑管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1和图2所示，本发明提供了一种用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，包括滚轮、支撑座5、伸缩机构和支撑管7；
滚轮通过销钉固定在支撑座5上；
支撑座5固定在伸缩机构上，可随伸缩机构的径向范围内移动；
支撑管7的一端固定在伸缩机构上。
滚轮至少设置有4个，多个滚轮沿周向均匀分布，滚轮数量根据产品实际大小和需求而定。支撑座的数量与滚轮的数量相同。
当滚轮数量为4个时，4个滚轮垂直对称分布，滚轮的弧度与4个滚轮伸到最大距离处所形成的外接圆重合，滚轮的长度应满足4个滚轮缩到最小距离时互不干扰。如此设置主要是为了与金属网滤袋或滤筒的内部形状贴合形成内撑整形、焊接保护及随动传输的作用，滚轮弧长在不影响伸缩的情况下尽可能长，有利于增加内撑面积和内撑校圆效果。
4个滚轮包括1个空心滚轮1和3个实心滚轮2，支撑座5包括第一支撑座和第二支撑座，空心滚轮1通过空心销钉3固定在第一支撑座上，实心滚轮2通过实心销钉4固定在第二支撑座上。
作为本发明的一个实施例，空心滚轮1为空心结构的滚轮，且空心滚轮的外壁上设有多个气孔，气孔应避开气体正对焊缝的位置，气孔的孔径为1.5 2.0mm，孔距为2.55.0mm，以保证焊接过程电弧稳定性。
空心滚轮1通过空心销钉3固定在第一支撑座上，空心滚轮1的两端紧配合有轴承，空心滚轮1的两端均设有与轴承的中心孔相适应的孔，空心销钉3穿过空心滚轮1两端的孔和轴承的中心孔，固定在第一支撑座上。
轴承的作用是实现滚轮自转，减小金属网带与滚轮的摩擦阻力，保证焊接过程的稳定性。
空心销钉3为中空结构，空心销钉3一端为盲孔或螺纹塞紧密封，另一端设置有内螺纹并插L型转接接头，便于与输送99.999％氩气的氩气管连接；空心销钉3位于在空心滚轮1内的部分均匀设置通气孔，氩气通过氩气管进入空心销钉内，然后通过通气孔进入空心滚轮1内，再通过空心滚轮1上的气孔流出，最终作用在金属网带焊缝的背面，从而达到焊缝背面气体保护的作用。
需要说明的是，空心销钉3上设置的通气孔均需置于空心滚轮1的内部，使空心滚轮1内部充满氩气，以免漏气或保护不充分。
作为本发明的一个实施例，实心滚轮2沿轴线方向设置有一长通孔，实心滚轮2的两端均紧配合有轴承，实心销钉4穿过实心滚轮2上的长通孔和轴承上的中心孔固定在第二支撑座上。
金属网带焊接时，空心滚轮1正对焊枪位置，且空心滚轮1为导流导热较好的紫铜材质，3个实心滚轮2可为Q235材质或耐磨材质，以延长滚轮的使用寿命。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，第一支撑座包括第一底板和第一底板相对应的两个侧边上固定的第一支撑板，两个第一支撑板的上部均设置有第一销钉孔，第一销钉孔的孔径与空心销钉的外径相同，第一底板上设有螺纹孔，第一底板通过螺丝固定在伸缩机构上。
如图4所示，第二支撑座包括第二底板和第二底板相对应的两个侧边上固定的第二支撑板，两个第二支撑板的上部均设置有第二销钉孔，第二销钉孔的孔径与实心销钉的外径相同，第二底板上设有螺纹孔，第二底板通过螺丝固定在伸缩机构上。
空心销钉3的外径大于实心销钉4的外径，相对应的，第一销钉孔的孔径大于第二销钉孔的孔径，主要是为了保证空心销钉既要有一定的壁厚来保证结构强度防止变形，又要有较大的孔径来保证充足的氩气流量。
伸缩机构为四爪气缸6，四爪气缸是现有技术产品，在此不再赘述。
在本发明的一个实施例中，支撑管7为一个空心薄壁管，空心薄壁管内置有氩气管和进、出气管，氩气管伸出支撑管7并通过空心销钉3一端设置的L型转接接头与空心销钉3连通，氩气管上设置有氩气阀；进、出气管的两端均伸出支撑管7外，一端通过L型转接接头与四爪气缸连接，另一端设置有电磁阀。
电磁阀控制四爪气缸的伸缩，进一步控制4个滚轮的伸缩，实心滚轮和空心滚轮通过四爪气缸6带动其伸缩，既便于滚轮内撑后与焊接装置内壁紧配合的同时进行二次整形，又便于收缩后取料、放料。
本发明还提供了一种用于金属网带自动焊接背面气体保护方法，所述方法采用上述用于金属网带自动焊接背面气体保护装置实现，具体包括以下步骤：
(1)先将背面气体保护装置置于圆形焊接工装内，调整空心滚轮1和实心滚轮2的位置，使氩弧焊枪头正对空心滚轮1的最大弧面处；
具体地，支撑管7一端置有保护装置，另一端通过螺杆固定于龙门架上，将保护装置伸入圆形焊接工装内部，使保护装置中空心滚轮1正对于焊枪位置，并通过调节螺杆调整支撑管7高度，使4个滚轮与圆形焊接工装内部保持同心即可。
圆形工装是焊接常见工装。
(2)关闭电磁阀，使所有滚轮处于最小直径处，将金属网带一端从圆形焊接工装与保护装置的间隙位置穿过，固定于传动装置上；
具体地，装料时(如图5)保护装置上的4个滚轮是径向收缩到最小直径的，间隙较大，其间隙大小需根据伸缩机构(四爪气缸)的行程和滚轮与金属网带内部接触面积尽可能大两者综合考虑而定；
焊接时(如图6)保护装置上的4个滚轮是径向伸长到最大直径的，间隙即为料的厚度，其间隙大小随物料实际厚度而定。
传动装置与焊接工装并非一体，单独设置，只不过焊接速度需与传动装置上的传动速度相适应，传动装置为现有技术装置，在此不再赘述。
(3)打开电磁阀，启动四爪气缸6，带动4个滚轮径向顶紧；
此时，4个滚轮是置于金属网滤袋或网筒的内部，4个滚轮径向伸到最大位置后与金属网滤袋或网筒的内部相贴合。
(4)打开氩气阀，向正对焊缝的空心滚轮1通入氩气；
(5)启动传动装置的同时打开焊枪，在金属网带长直焊缝焊接过程中，保护装置与氩弧焊枪头相对静止，与金属网带同步转动，正对焊枪位置焊缝背面匀速降温、气体保护及二次校圆整形；
(6)焊接完成后，待焊缝离开保护装置，关闭电磁阀和氩气阀，四个滚轮收缩复位，取出金属网滤袋或金属网滤筒，由此完成整个金属网带自动焊接背面气体保护过程。
需要说明的是，文中金属网带仅表明焊接件是类似板带状多孔材料，而卷圆焊接后取出的产品形状称之为金属网滤袋或者金属网滤筒。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
最后应说明的是，上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (9)

1.一种用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，其特征在于，所述装置包括滚轮、支撑座、伸缩机构和支撑管；
所述滚轮包括空心滚轮和实心滚轮，所述支撑座包括第一支撑座和第二支撑座，所述空心滚轮通过空心销钉固定在所述第一支撑座上，所述实心滚轮通过实心销钉固定在所述第二支撑座上；所述空心滚轮为空心结构的滚轮，且空心滚轮的外壁上设有多个气孔；所述空心销钉为中空结构，所述空心销钉一端为盲孔或螺纹塞紧密封，另一端设置有内螺纹并插L型转接接头；所述空心销钉位于所述空心滚轮内的部分均匀设置通气孔；
所述支撑座固定在所述伸缩机构上，随所述伸缩机构的径向范围内移动；
所述支撑管的一端固定在所述伸缩机构上；
所述支撑管为一个空心薄壁管，所述空心薄壁管内置有氩气管和进、出气管；所述氩气管伸出支撑管并通过空心销钉一端设置的L型转接接头与空心销钉连通；所述进、出气管的两端均伸出支撑管外，一端通过L型转接接头与四爪气缸连接，另一端设置有电磁阀。
2.根据权利要求1所述的用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，其特征在于，所述滚轮至少设置有4个，多个滚轮沿周向均匀分布，滚轮数量根据产品实际大小和需求而定；
所述支撑座的数量与所述滚轮的数量相同。
3.根据权利要求2所述的用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，其特征在于，当滚轮数量为4个时，4个滚轮垂直对称分布，滚轮的弧度与4个滚轮伸到最大距离处所形成的外接圆重合，滚轮的长度应满足4个滚轮缩到最小距离时互不干扰。
4.根据权利要求3所述的用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，其特征在于，4个滚轮包括1个空心滚轮和3个实心滚轮。
5.根据权利要求4所述的用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，其特征在于，所述空心滚轮的两端紧配合有轴承，所述空心滚轮的两端均设有与轴承的中心孔相适应的孔，所述空心销钉穿过空心滚轮两端的孔和轴承的中心孔，固定在所述第一支撑座上。
6.根据权利要求5所述的用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，其特征在于，所述实心滚轮沿轴线方向设置有一长通孔，所述实心滚轮的两端均紧配合有轴承，所述实心销钉穿过实心滚轮上的长通孔和轴承上的中心孔固定在所述第二支撑座上。
7.根据权利要求6所述的用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，其特征在于，所述第一支撑座包括第一底板和第一底板相对应的两个侧边上固定的第一支撑板，两个第一支撑板的上部均设置有第一销钉孔，所述第一销钉孔的孔径与空心销钉的外径相同；
所述第一底板上设有螺纹孔，所述第一底板通过螺丝固定在伸缩机构上。
8.根据权利要求7所述的用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，其特征在于，所述第二支撑座包括第二底板和第二底板相对应的两个侧边上固定的第二支撑板，两个第二支撑板的上部均设置有第二销钉孔，所述第二销钉孔的孔径与实心销钉的外径相同；
所述第二底板上设有螺纹孔，所述第二底板通过螺丝固定在伸缩机构上。
9.根据权利要求8所述的用于金属网带自动焊接背面气体保护装置，其特征在于，所述氩气管上设置有氩气阀。
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