CN116060744A - 一种矩形钢管用埋弧焊接装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矩形钢管用埋弧焊接装置及其使用方法，涉及钢管焊接技术领域，主要解决目前的埋弧焊接设备在回收助焊剂时只能回收80%的助焊剂，长时间下来，浪费的助焊剂数量大，包括围栏以及设置在围栏中的基座板，所述基座板上设有承载板，在承载板上设置有升降杆，所述升降杆上滑动安装升降块，所述升降块的内侧壁上固定安装承载框架；所述承载框架由多根金属杆焊接而成，漏缝大；所述基座板上固定安装储存箱和定位盘，在储存箱中存放助焊接剂；使用分区排料的方式可以节省助焊接剂的使用量，从排料上就开始进行成本考虑，而不是统一排料量。

Description

一种矩形钢管用埋弧焊接装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及钢管焊接技术领域，具体为一种矩形钢管用埋弧焊接装置及其使用方法。

背景技术

埋弧焊接是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法，近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响，从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10%，且多年来一直变化不大；

埋弧焊接的方式为在焊缝表面喷洒一层助焊剂，在助焊剂覆盖住焊缝后，使用焊接头对焊缝进行焊接，但是目前的埋弧焊接设备在回收助焊剂时只能回收80%的助焊剂，长时间下来，浪费的助焊剂数量大，因此，设计一种矩形钢管用埋弧焊接装置及其使用方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矩形钢管用埋弧焊接装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种矩形钢管用埋弧焊接装置及其使用方法，包括围栏以及设置在围栏中的基座板，所述基座板上设有承载板，在承载板上设置有升降杆，所述升降杆上滑动安装升降块，所述升降块的内侧壁上固定安装承载框架；

所述承载框架由多根金属杆焊接而成，漏缝大；

所述基座板上固定安装储存箱和定位盘，在储存箱中存放助焊接剂；

所述定位盘的顶部安装有安装柱，所述安装柱上安装有第一机械驱动杆，所述第一机械驱动杆上安装有第二机械驱动杆，所述第二机械驱动杆上安装有第三机械驱动杆，所述第三机械驱动杆上安装有第四机械臂；

在所述第四机械臂上设置有缓冲腔，所述缓冲腔的前端固定安装加固杆，所述加固杆的一端固定连接加固盘，所述加固盘安装焊接头。

根据上述技术方案，所述缓冲腔上设置有第一注料管和第二注料管。所述第一注料管和第二注料管均贯穿加固盘；

所述第一注料管上设置有第一电磁阀门，所述第二注料管上设置有第二电磁阀门；

所述第一注料管连接第一排料口，第二注料管连接第二排料口。

根据上述技术方案，所述在承载框架上设置有若干个第一固定块和第二固定块，所述第一固定块上设置有插孔，所述第二固定块上设置有连接结构件，所述连接结构件上设置有电控板，所述电控板的一端设置有插杆，另一端设置有压力板，所述压力板的顶部设置有防滑层。

根据上述技术方案，所述升降杆的顶部设置有辅助板，所述辅助板的侧边固定安装横板；

所述横板的顶部固定安装主电机和中枢腔，所述中枢腔的一侧设置有传输管，所述传输管与储存箱管道连接，所述传输管上设置有排料机。

根据上述技术方案，所述横板的底部固定安装一条滑动轨道，所述滑动轨道上滑动安装横移杆，所述横移杆与主电机为电连接。

根据上述技术方案，所述横移杆的底部设置有第一回收板和第二回收板，所述第一回收板和第二回收板的底部均设置有回收口，且所述横移杆中空。

根据上述技术方案，所述第四机械臂上设置有摄像组件，所述摄像组件用于对矩形钢管进行实时监测。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有第一排料口和第二排料口，当助焊接剂通过泵料设备排到凹槽处，焊接头开始运行对凹槽处进行焊接，由于第一排料口和第二排料口均靠近焊接头，所以可以保证助焊接剂的排放可以最快速将焊接头埋入助焊接剂中，若是排料口从侧面排入，则无法保证将焊接头完全埋入助焊接剂中，若是先排助焊接剂，将整个凹槽中排满助焊接剂，再驱动焊接头对凹槽进行焊接，则需要的设备更多，且焊接时间更长。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的围栏和围栏内部整体结构示意图；

图2是本发明的基座板和储存箱示意图；

图3是本发明的中枢腔和传输管示意图；

图4是本发明的承载框架顶部的结构示意图；

图5是本发明的焊机设备示意图；

图6是本发明的图4中A区域放大示意图；

图7是本发明的图5中B区域放大示意图；

图8是本发明的图1中C区域放大示意图；

图9是本发明的横板和横移杆的连接示意图；

图中：1、围栏；2、基座板；3、承载板；4、储存箱；5、升降杆；6、升降块；7、第一电机；8、承载框架；9、第二固定块；10、电控板；11、压力板；12、第一固定块；13、插孔；14、插杆；15、连接结构件；16、定位盘；17、安装柱；18、第二电机；19、第一机械驱动杆；20、第三电机；21、第二机械驱动杆；22、第四电机；23、第三机械驱动杆；24、第五电机；25、第四机械臂；26、第一注料管；27、加固盘；28、第一排料口；29、第二注料管；30、第二排料口；31、焊接头；32、缓冲腔；33、第一电磁阀门；34、第二电磁阀门；35、加固杆；36、辅助板；37、横板；371、滑动轨道；38、主电机；39、横移杆；40、第一回收板；41、第二回收板；42、中枢腔；43、传输管；44、排料机；45、摄像组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供技术方案：一种矩形钢管用埋弧焊接装置及其使用方法，包括围栏1和设置在围栏1内地面上的基座板2，基座板2的上表面水平，便于焊接设备平稳放置在基座板2上，避免出现助焊剂导出至矩形钢管上后由于地面倾斜而自动滑落的情况，在基座板2上螺栓固定安装两块承载板3，在承载板3的顶部两侧螺栓固定安装若干升降杆5，在升降杆5上滑动安装升降块6，升降块6的外侧壁上固定安装第一电机7，第一电机7电连接升降块6，升降块6的内侧壁上固定安装承载框架8，承载框架8由多根金属杆焊接而成，漏缝大，矩形钢管放置在承载框架8上可以更好地散热，较快散热速度可以提升矩形钢管的出货率；

在承载框架8上设置有若干个第一固定块12和第二固定块9，第一固定块12顶部设置有插孔13以及与插孔13匹配的电控板10，第二固定块9的顶部固定安装连接结构件15，电控板10与连接结构件15之间为轴承连接，电控板10可以在连接结构件15上转动，电控板10靠近第一固定块12的一端固定安装与插孔13匹配的插杆14，电控板10靠近第二固定块9的一端上表面固定安装有压力板11，压力板11内设置有压力传感器，压力板11的顶部设置有防滑层，将矩形钢管放置在承载框架8上，即将矩形钢管逐渐缓慢下降放置在电控板10上，矩形钢管会先接触插杆14的顶部，由于矩形钢管自身的重量会对插杆14产生压力，插杆14逐渐下降直至插入插孔13中，当插杆14下降至插孔13底部时，压力板11与插杆14的顶端处于水平位置，此时矩形钢管底部被插杆14和压力板11同时支撑住，由于每一个承载框架8上设置有若干个插杆14和压力板11，一根插杆14和一个压力板11为一组支撑组件，所以一根矩形钢管被若干组支撑组件支撑着，此时的矩形钢管的底部腾空，便于人员拿放，同时也不会有大量的金属碎屑和助焊接剂等处于承载框架8与矩形钢管底部之间，减少了打扫时间，相较于夹持或者从侧面对矩形钢管进行夹持，利用插杆14和压力板11对矩形钢管进行增加摩擦力的方式对矩形钢管进行固定，可以减少由于失误导致的矩形钢管表面破裂或者矩形钢管；

若是没有矩形钢管放置，则插杆14处于最高位置，压力板11相较于插杆14位置高度低，所以压力板和插杆14上表面的金属废屑和助焊接剂会在矩形钢管取走后自动滑落；

基座板2上固定安装储存箱4和定位盘16，在储存箱4中存放助焊接剂；

定位盘16是利用螺栓安装在基座板2上，若是后期需要更换焊接设备直接通过螺栓拆卸安装相应的焊接设备即可；

在定位盘16的顶部安装有安装柱17，在安装柱17的顶部固定安装第二电机18，第二电机18的输出端安装有第一机械驱动杆19，第一机械驱动杆19上安装第三电机20，第三电机20的输出端安装有第二机械驱动杆21，在第二机械驱动杆21上安装第四电机22，第四电机22的输出端安装有第三机械驱动杆23，第三机械驱动杆23上安装有第五电机24，第五电机24上安装第四机械臂25，整个焊接流程均为PLC程序自动控制，每一批次的矩形钢管的规格一致，在对整批次矩形钢管焊接前，会由工作人员按照矩形钢管的规格将运行程序设定好，避免焊接过程中人员有需要接触矩形钢管的步骤，在围栏1外面设置有相应的控制室，在控制室内可以实时监控到焊接流程和控制相应的焊接步骤；

在第四机械臂25内设置有缓冲腔32，缓冲腔32的前端分别连接有两根注料管：第一注料管26和第二注料管29，第一注料管26上设置有第一电磁阀门33，第二注料管29上设置有第二电磁阀门34，缓冲腔32的前端固定安装加固杆35，加固杆35的一端固定连接加固盘27，第一注料管26和第二注料管29均贯穿加固盘27，使得第一注料管26和第二注料管29的排料口露出，第一注料管26连接第一排料口28，第二注料管29连接第二排料口30，在加固盘27上固定安装焊接头31，焊接头31用于对矩形钢管进行焊接流程；

第一机械驱动杆19、第二机械驱动杆21、第三机械驱动杆23、第四机械臂25用于控制焊接头31的运行；

第一电磁阀门33控制第一注料管26的排料启停，第二电磁阀门34控制第二注料管29的排料启停；

在第四机械臂25上设置有摄像组件45，摄像组件45用于对矩形钢管进行实时监测；

缓冲腔32与储存箱4管道连接，且在储存箱4中设有泵料设备；

在升降杆5的顶部固定安装辅助板36，在辅助板36的侧边固定安装横板37，横板37的顶部固定安装主电机38和中枢腔42，中枢腔42的一侧设置有传输管43，传输管43与储存箱4管道连接，且在传输管43上设置有排料机44，在横板37的底部中间横向固定安装一条滑动轨道371，滑动轨道371上滑动安装横移杆39，横移杆39与主电机38为电连接，横移杆39的底部设置有第一回收板40和第二回收板41，第一回收板40和第二回收板41的底部均设置有回收口，且横移杆39中空，利用回收口将矩形钢管表面的助焊接剂吸入横移杆39中，助焊接剂通过横移杆39进入上方的中枢腔42，横移杆39可以进行伸缩，且横移杆39的初始位置均为最高位置，便于矩形钢管的放置，等到矩形钢管焊接完成，横移杆39开始下降，直至贴近矩形钢管的上表面，开始对矩形钢管表面的助焊接剂进行回收。

第一实施例为焊接剂的释放流程：

升降块6带动矩形钢管进行升降继而调整矩形钢管需要焊接的位置，保证焊接头31可以接触到矩形钢管，同时方便人员搬运矩形钢管；

在焊接头31通过程序移动至矩形钢管凹槽处（附图8中阴影部分）时，摄像组件45实时监测凹槽处宽度，即通过凹槽处的宽度控制启动相应的排料管；

PLC程序中设定第一注料管26和第二注料管29的管径不同，即注助焊接剂时相同时间内注剂量不同，第一注料管26排料量小于第二注料管29排料量，设定额定宽度为K，若是凹槽宽度小于K，则使用第一注料管26对凹槽处进行助焊接剂的排放，若是凹槽宽度大于等于K，则使用第二注料管29对凹槽处进行助焊接剂的排放，使用分区排料的方式可以节省助焊接剂的使用量，从排料上就开始进行成本考虑，而不是统一排料量；

当助焊接剂通过泵料设备排到凹槽处，焊接头31开始运行对凹槽处进行焊接，由于第一排料口28和第二排料口30均靠近焊接头31，所以可以保证助焊接剂的排放可以最快速将焊接头31埋入助焊接剂中，若是排料口从侧面排入，则无法保证将焊接头31完全埋入助焊接剂中，若是先排助焊接剂，将整个凹槽中排满助焊接剂，再驱动焊接头31对凹槽进行焊接，则需要的设备更多，且焊接时间更长。

第二实施例为焊接剂的回收过程：

在焊接完成后，焊接头31在机械臂的驱动下离开矩形钢管上方区域，为后续助焊接剂的回收留出空间；

横移杆39的初始位置为凹槽的一端端头，横移杆39在滑动轨道371上滑动，带动第一回收板40和第二回收板41移动，在移动过程中逐步对助焊接剂进行回收，由于第二回收板41与第一回收板40之间具有一定角度，使得第二回收板41可以从侧面将助焊接剂回收进入中枢腔42中，第一回收板40和第二回收板41在开始移动时，排料机44开始运行，将助焊接剂排入储存箱4中，回收的助焊接剂可以直接用于下一根矩形钢管的焊接流程，减少中间人员的搬运过程，相应的PLC程序设定排料机44的运行强度为L1和L2两个档次，L1的回收力度小于L2的回收力度，L1档位对应第一注料管26排料时使用，L2档位对应第二注料管29排料时使用，第一注料管26排料时，排料量少，若是采用较大的回收力度会将凹槽表面的助焊接剂大量回收走，导致焊接标准不达标，在埋弧焊接完成后，需要留有一定量的助焊接剂覆盖在凹槽处，起到保温的作用，第二注料管29排料时，排料量大，L1档次的小回收力度回收的助焊接剂量过少，导致助焊接剂浪费。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种矩形钢管用埋弧焊接装置，包括围栏（1）以及设置在围栏（1）中的基座板（2），其特征在于，所述基座板（2）上设有承载板（3），在承载板（3）上设置有升降杆（5），所述升降杆（5）上滑动安装升降块（6），所述升降块（6）的内侧壁上固定安装承载框架（8）；

所述承载框架（8）由多根金属杆焊接而成，漏缝大；

所述基座板（2）上固定安装储存箱（4）和定位盘（16），在储存箱（4）中存放助焊接剂；

所述定位盘（16）的顶部安装有安装柱（17），所述安装柱（17）上安装有第一机械驱动杆（19），所述第一机械驱动杆（19）上安装有第二机械驱动杆（21），所述第二机械驱动杆（21）上安装有第三机械驱动杆（23），所述第三机械驱动杆（23）上安装有第四机械臂（25）；

在所述第四机械臂（25）上设置有缓冲腔（32），所述缓冲腔（32）的前端固定安装加固杆（35），所述加固杆（35）的一端固定连接加固盘（27），所述加固盘（27）安装焊接头（31）；

所述缓冲腔（32）上设置有第一注料管（26）和第二注料管（29）；所述第一注料管（26）和第二注料管（29）均贯穿加固盘（27）；

所述第一注料管（26）上设置有第一电磁阀门（33），所述第二注料管（29）上设置有第二电磁阀门（34）；

所述第一注料管（26）连接第一排料口（28），第二注料管（29）连接第二排料口（30）；

所述升降杆（5）的顶部设置有辅助板（36），所述辅助板（36）的侧边固定安装横板（37），所述横板（37）的底部固定安装一条滑动轨道（371），所述滑动轨道（371）上滑动安装横移杆（39），所述横移杆（39）与主电机（38）为电连接，所述横移杆（39）的底部设置有第一回收板（40）和第二回收板（41），所述第一回收板（40）和第二回收板（41）的底部均设置有回收口，且所述横移杆（39）中空。

2.根据权利要求1所述的一种矩形钢管用埋弧焊接装置，其特征在于，所述在承载框架（8）上设置有若干个第一固定块（12）和第二固定块（9），所述第一固定块（12）上设置有插孔（13），所述第二固定块（9）上设置有连接结构件（15），所述连接结构件（15）上设置有电控板（10），所述电控板（10）的一端设置有插杆（14），另一端设置有压力板（11），所述压力板（11）的顶部设置有防滑层。

3.根据权利要求2所述的一种矩形钢管用埋弧焊接装置，其特征在于，所述横板（37）的顶部固定安装主电机（38）和中枢腔（42），所述中枢腔（42）的一侧设置有传输管（43），所述传输管（43）与储存箱（4）管道连接，所述传输管（43）上设置有排料机（44）。

4.根据权利要求3所述的一种矩形钢管用埋弧焊接装置，其特征在于，所述第四机械臂（25）上设置有摄像组件（45），所述摄像组件（45）用于对矩形钢管进行实时监测。

5.根据权利要求4所述的一种矩形钢管用埋弧焊接装置的使用方法，其特征在于，所述升降块（6）带动矩形钢管进行升降继而调整矩形钢管需要焊接的位置，在焊接头（31）通过程序移动至矩形钢管凹槽处时，摄像组件（45）实时监测凹槽处宽度；

通过凹槽处的宽度控制启动相应的排料管；

第一注料管（26）和第二注料管（29）的管径不同，即注助焊接剂时相同时间内注剂量不同；

当助焊接剂通过泵料设备排到凹槽处，焊接头（31）开始运行对凹槽处进行焊接。

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