CN115041781A - 自动送丝装置及自动焊接系统 - Google Patents

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高建章
葛华
轩恒
蒋国志
李丹枫
张圆
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Abstract

本申请实施例提供一种自动送丝装置及自动焊接系统。自动送丝装置包括：送丝单元，送丝单元包括用于装载焊丝的装丝器和设置在装丝器内的传动轮部，装丝器的两端均设置有开口，传动轮部用于带动焊丝在装丝器内轴向移动；摆动单元，摆动单元包括连接杆和摆动控制机构，连接杆的一端与装丝器固定连接，连接杆的另一端与摆动控制机构铰接连接，摆动控制机构用于驱动连接杆进行升降和转动。通过上述技术方案，实现了送丝的自动化，避免了焊接材料的损耗，提高了板材对接焊时的生产效率、焊缝成型质量。

Description

自动送丝装置及自动焊接系统
技术领域
本申请涉及管道焊接技术领域，具体涉及一种自动送丝装置及自动焊接系统。
背景技术
随着油气能源消费需求的迅猛增长及科学技术的日益进步，油气管道建设已步入高峰期，且朝着高效化建设方向发展，其管道施工的速度和质量逐渐成为施工方关注的焦点，尤其是作为管道建设关键环节的焊接质量更是备受关注。
目前，手工焊用氩弧焊丝通常采用的是焊工手拿焊丝、人工送丝的方式进行焊接作业。焊接的过程控制完全依靠焊工对工艺掌握的熟练程度和手中的感觉，因此焊接质量很不稳定。并且由于焊工的焊接手法和习惯焊接参数的不同，导致焊接速度和最终成型质量因人而异，形成的焊缝性能会随之产生差异。
发明内容
为至少部分地解决现有技术中存在的上述问题，本申请实施例的目的是提供一种自动送丝装置及自动焊接系统。
为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种自动送丝装置，该自动送丝装置包括：
送丝单元，送丝单元包括用于装载焊丝的装丝器和设置在装丝器内的传动轮部，装丝器的两端均设置有开口，传动轮部用于带动焊丝在装丝器内轴向移动；
摆动单元，摆动单元包括连接杆和摆动控制机构，连接杆的一端与装丝器固定连接，连接杆的另一端与摆动控制机构铰接连接，摆动控制机构用于驱动连接杆进行升降和转动。
在本申请实施例中，传动轮部包括多组沿装丝器的轴线设置在装丝器的内壁上的传动轮组。
在本申请实施例中，每组传动轮组均包括两个相对设置的传动滚轮。
在本申请实施例中，传动滚轮为电机驱动轮或液压驱动轮。
在本申请实施例中，自动送丝装置还包括电源控制机构，电源控制机构与传动轮部连接，用于为传动轮部提供动力。
本申请第二方面提供一种自动焊接系统，该自动焊接系统包括自动焊接设备以及上述的自动送丝装置。
在本申请实施例中，自动焊接设备的底部设置有移动底座，移动底座设置有行走轮。
在本申请实施例中，自动焊接系统还包括与行走轮配合的行走轨道。
在本申请实施例中，自动焊接系统还包括气瓶，气瓶与自动焊接设备连接。
在本申请实施例中，自动焊接设备为单焊炬气保护自动焊接设备。
通过上述技术方案，即通过设置送丝单元和摆动单元，送丝单元包括用于装载焊丝的装丝器和设置在装丝器内的传动轮部，装丝器的两端均设置有开口，传动轮部用于带动焊丝在装丝器内轴向移动，摆动单元，摆动单元包括连接杆和摆动控制机构，连接杆的一端与装丝器固定连接，连接杆的另一端与摆动控制机构铰接连接，摆动控制机构用于驱动连接杆进行升降和转动，通过该类方式，实现了送丝的自动化，避免了焊接材料的损耗，提高了板材对接焊时的生产效率、焊缝成型质量。
本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：
图1是本申请实施例中所提供的自动送丝装置的结构示意图；
图2是本申请实施例中所提供的送丝单元的结构示意图；
图3是本申请实施例中所提供的自动送丝装置的另一结构示意图；
图4是本申请实施例中所提供的自动焊接系统的结构示意图；
图5是本申请实施例中所提供的自动焊接系统的另一结构示意图。
附图标记说明
1、自动送丝装置； 11、送丝单元；
111、装丝器； 112、传动轮部；
12、摆动单元； 121、摆动控制机构；
122、连接杆； 13、电源控制机构；
131、电源控制器； 132、电源线；
2、焊丝； 3、自动焊接设备；
4、行走轨道； 5、气瓶。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。
需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
请参阅图1和图2，图1是本申请实施例中所提供的自动送丝装置的结构示意图；图2是本申请实施例中所提供的送丝单元的结构示意图。如图1和图2所示，在本申请一实施例中，提供了一种自动送丝装置，该自动送丝装置包括：
送丝单元11，送丝单元11包括用于装载焊丝2的装丝器111和设置在装丝器111内的传动轮部112，装丝器111的两端均设置有开口，传动轮部112用于带动焊丝2在装丝器111内轴向移动；
摆动单元12，摆动单元12包括连接杆122和摆动控制机构121，连接杆122的一端与装丝器111固定连接，连接杆122的另一端与摆动控制机构121铰接连接，摆动控制机构121用于控制连接杆122进行升降和转动。
具体地，装丝器111可以为中空的筒体，长度可以为40～60cm，例如41cm、45cm、50cm、55cm、59cm等。焊丝2可以从装丝器111一端的开口进入装丝器111内，然后在传动轮部112的传动力作用下在装丝器111内轴向移动，最后从装丝器111另一端的开口离开装丝器111，完成自动送丝过程。连接杆122在摆动控制机构121的控制下进行升降和转动，可以带动装丝器111进行摆动，实现焊接高度和角度的调整。通过该类方式，实现了送丝的自动化，避免了焊接材料的损耗，提高了板材对接焊时的生产效率、焊缝成型质量。
在一个实施例中，传动轮部112包括多组沿装丝器111的轴线设置在装丝器111的内壁上的传动轮组。
具体地，传动轮部112可包括三组传动轮组，三组传动轮组沿装丝器111的轴线间隔均匀地设置在装丝器111的内壁上。三组传动轮组可以为焊丝2的传动提供传动力，从而带动焊丝2在装丝器111内轴向移动。当然，本申请实施例的传动轮组的数量不限于3组，可以根据实际情况来调整。
在一个实施例中，每组传动轮组均包括两个相对设置的传动滚轮。
具体地，每组传动轮组包括两个相对设置的传动滚轮，当焊丝2从装丝器111一端的开口进入装丝器111后，两个传动滚轮能够挤压焊丝2并通过滚动传动驱动力，带动焊丝2在装丝器111内轴向移动，最后从装丝器111另一端的开口离开装丝器111，完成自动送丝过程。
在一个实施例中，传动滚轮为电机驱动轮或液压驱动轮。
具体地，电机驱动轮或液压驱动轮可以在自身的电机或液压装置的驱动下进行滚动，从而带动焊丝2在装丝器111内轴向移动。
请参阅图3，图3是本申请实施例中所提供的自动送丝装置的另一结构示意图。如图3所示，在一个实施例中，该自动送丝装置还包括电源控制机构13，电源控制机构13与传动轮部112连接，用于为传动轮部112提供动力。
具体地，与前述实施例不同之处在于，本实施例中的传动滚轮为无动力滚轮，该自动送丝装置还包括电源控制机构13，电源控制机构13可包括电机(未示出)、电源控制器131和电源线132。电机与传动轮部112传动连接，并通过电源线132与电源控制器131电连接，在电源控制器131的控制下能够为传动轮部112提供动力。
通过上述技术方案，即通过设置送丝单元和摆动单元，送丝单元包括用于装载焊丝的装丝器和设置在装丝器内的传动轮部，装丝器的两端均设置有开口，传动轮部用于带动焊丝在装丝器内轴向移动，摆动单元，摆动单元包括连接杆和摆动控制机构，连接杆的一端与装丝器固定连接，连接杆的另一端与摆动控制机构铰接连接，摆动控制机构用于驱动连接杆进行升降和转动，通过该类方式，实现了送丝的自动化，避免了焊接材料的损耗，提高了板材对接焊时的生产效率、焊缝成型质量。
请参阅图4，图4是本申请实施例中所提供的自动焊接系统的结构示意图。如图4所示，本申请实施例还提供一种自动焊接系统，该自动焊接系统包括自动焊接设备3以及自动送丝装置1，其中，自动送丝装置1为上述任意实施例所提供的的自动送丝装置。
具体地，自动焊接设备3与自动送丝装置1能够相互配合，以完成平板对接焊缝的焊接工作，实现自动化焊接，节省了劳动力，节约了工程材料。
在一个实施例中，自动焊接设备3为单焊炬气保护自动焊接设备。
具体地，单焊炬气保护自动焊接设备结构简单，设备轻便，且焊接成型相对于普通外焊较好，焊接质量能得到保障。
在一个实施例中，自动焊接设备3的底部设置有移动底座，移动底座设置有行走轮。
在一个实施例中，自动焊接系统还包括与行走轮配合的行走轨道4。
具体地，移动底座的可行走长度最长可以为400mm。例如，移动底座行走长度可以为200、300、350mm等，出于安全考虑等，行走轨道4的长度大于移动底座的可行走长度，使自动焊接设备3能够沿行走轨道4移动，提高焊接效率。
在一个实施例中，自动焊接系统还包括气瓶5，气瓶5与自动焊接设备3连接。
具体地，气瓶5用于为自动焊接设备3提供保护气体，保障焊接过程中的安全，其中，气瓶5中的施焊保护气体可以为氩气。
可以理解的是，单焊炬气保护自动焊接设备行走于行走轨道4上，气瓶5与单焊炬气保护自动焊接设备连接。自动送丝装置1与单焊炬气保护自动焊接设备配合使用，实现了自动化焊接，节省了劳动力，节约了工程材料。
请参阅图5，图5是本申请实施例中所提供的自动焊接系统的另一结构示意图。如图5所示，在一个实施例中，提供了一种自动焊接系统，与前述实施例不同之处在于，本实施例中的自动送丝装置1有所不同。本实施例中的传动滚轮为无动力滚轮，该自动送丝装置1还包括电源控制机构，电源控制机构与传动轮部连接，用于为传动轮部提供动力。
本申请实施例还提供一种焊接方法，该方法能够基于上述实施例提供的自动焊接系统来进行，该焊接方法能够实现焊接自动化，保证焊接质量。
在一个实施例中，在平焊的情况下，单道焊缝覆盖宽度为12mm～16mm，自动送丝装置1的送丝速度可以为4～20cm/min，焊接电流为220～250A，焊接电压为13～16V。
在一个实施例中，摆动方式可以为平摆。
在一个实施例中，焊接速度可以为8～13cm/min。
在一个实施例中，施焊保护气体可以为氩气(Ar)。
在一个实施例中，保护气体流量可以为10～15L/min。
在一个实施例中，移动底座行走方向可以为水平方向。
在一个实施例中，焊接过程可包括：焊接参数设置→焊丝填装→待焊试板固定→焊机调试并焊接。
本申请实施例提高了板材对接焊时钨极氩弧焊的生产效率、焊缝成型质量并且解放了劳动力。相较于普通手工钨极氩弧焊，本申请实施例能够实现送丝自动化，可以解放双手，直接节省了劳动力。此外，送丝是焊接过程中非常重要的一个操作环节，手工送丝多采用焊工手指传动焊丝来完成送丝过程，焊工操作送丝时非常不方便，长时间焊接时需要频繁拿取焊丝，因此，手工送丝准确性、一致性、送丝不稳定，焊接成型一致性差，本申请实施例通过劳动力的解放与送丝稳定性的保证，直接提高了焊接效率和焊接质量。
而且，本申请实施例可以节约材料。在焊接过程的送丝环节中，由于焊工手持焊丝长度有限，每段焊丝焊接完成时都会留存一小段焊丝无法使用，造成了浪费。本申请实施例通过送丝和摆动自动化的实现，避免了焊接材料的损耗，节省了工程材料用量。
此外，本申请实施例是采用设备机器自己送丝进行焊接，同时针对不同规格的焊丝可以对施焊参数进行预设置，使用氩气作为保护气，利用自动焊炬进行焊接，最终得到一个电弧熔池的宽度和深度都比较稳定的焊缝。本申请实施例的应用将提高板材对接焊缝的焊接成型质量和焊接效率，同时解放焊接劳动力，可一天进行多批次焊材的焊接，并排除焊接人员因素干扰，为焊材检验的准确性提供更有力地支撑保障。
以上结合附图详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (10)

1.一种自动送丝装置，其特征在于，所述自动送丝装置包括：
送丝单元，所述送丝单元包括用于装载焊丝的装丝器和设置在所述装丝器内的传动轮部，所述装丝器的两端均设置有开口，所述传动轮部用于带动焊丝在所述装丝器内轴向移动；
摆动单元，所述摆动单元包括连接杆和摆动控制机构，所述连接杆的一端与所述装丝器固定连接，所述连接杆的另一端与所述摆动控制机构铰接连接，所述摆动控制机构用于驱动所述连接杆进行升降和转动。
2.根据权利要求1所述的自动送丝装置，其特征在于，所述传动轮部包括多组沿所述装丝器的轴线设置在所述装丝器的内壁上的传动轮组。
3.根据权利要求2所述的自动送丝装置，其特征在于，每组所述传动轮组均包括两个相对设置的传动滚轮。
4.根据权利要求3所述的自动送丝装置，其特征在于，所述传动滚轮为电机驱动轮或液压驱动轮。
5.根据权利要求1所述的自动送丝装置，其特征在于，所述自动送丝装置还包括电源控制机构，所述电源控制机构与所述传动轮部连接，用于为所述传动轮部提供动力。
6.一种自动焊接系统，其特征在于，所述自动焊接系统包括自动焊接设备以及根据权利要求1至5中任一项所述的自动送丝装置。
7.根据权利要求6所述的自动焊接系统，其特征在于，所述自动焊接设备的底部设置有移动底座，所述移动底座设置有行走轮。
8.根据权利要求7所述的自动焊接系统，其特征在于，所述自动焊接系统还包括与所述行走轮配合的行走轨道。
9.根据权利要求6所述的自动焊接系统，其特征在于，所述自动焊接系统还包括气瓶，所述气瓶与所述自动焊接设备连接。
10.根据权利要求6所述的自动焊接系统，其特征在于，所述自动焊接设备为单焊炬气保护自动焊接设备。
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