CN116604268A - 核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置涉及一种用于焊接核电管道设备的装置。其目的是为了提供一种在狭小空间内能够满足焊接要求、使用方便的核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置。本发明的技术方案包括上部管道夹紧装置、焊接机头和下部管道夹紧装置，焊接机头位于上部管道夹紧装置和下部管道夹紧装置之间，焊接机头包括径向调整轴，径向调整轴上有氩弧焊枪和熔池监控相机，径向调节轴的下方连接有焊接回转台，焊接回转台的下方设置有焊接滑环，焊接滑环的焊接滑环内环与焊接回转台一起转动，焊接滑环外环和焊接滑环内环通过导电触片构成通路，焊接滑环下方设置有导电滑环，导电滑环与焊接回转台固定连接。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置。
背景技术
在核电站环境中需要针对稳压器电加热器执行焊接任务时，由于核辐射、管道分布密集等因素，需要采用自动焊接技术，即利用小巧的管道自动焊接装置代替操作者完成焊接任务。
现有的管道焊接装置主要由管道夹紧机构与焊接机头构成，对于目前已有的管道夹紧装置，需要人工操作将待焊管道夹紧，并且从焊接前准备到坡口组对再到焊接完成的过程中需要大量人工操作。这种方法易引入人工因素导致的管道对接误差，并且不适用于核辐射环境。另外，现有产品的焊接机头体积较大，其焊枪结构无法适应狭小空间作业任务，而对于少部分自动化程度较高的焊接装置，在作业空间狭小的情况下，受限于回转焊接线缆缠绕问题，无法满足狭小空间管道焊接对焊枪机构能够围绕管道无限回转的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在狭小空间内能够满足焊接要求、使用方便的核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，包括上部管道夹紧装置、焊接机头和下部管道夹紧装置，上部管道夹紧装置和下部管道夹紧装置结构相同，焊接机头位于上部管道夹紧装置和下部管道夹紧装置之间，焊接机头包括径向调整轴，径向调整轴上设置有氩弧焊枪和熔池监控相机，通过步进电机使氩弧焊枪实现径向调节，径向调节轴的下方连接有焊接回转台，焊接回转台的下方设置有焊接滑环和导电滑环，焊接滑环包括转子和定子，焊接电流和保护气通过定子接入，由转子输出，定子与焊接回转台外壳固定连接，导电滑环位于焊接滑环下方，且与焊接回转台外壳固定连接，导电滑环上设置有通路，为实现径向调节的步进电机和熔池监控相机提供电信号。焊接滑环的焊接滑环内环与焊接回转台一起转动，焊接滑环外环和焊接滑环内环通过导电触片构成通路。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其中所述上部管道夹紧装置包括上部底座和上部盖板，上部底座和上部盖板的中部设置有用于通过管道的通孔。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其中所述上部底座和上部盖板之间安装有上部夹紧齿轮，上部夹紧齿轮上加工有螺旋槽，螺旋槽内安装有上部卡爪驱动轴，上部卡爪驱动轴上安装有上部卡爪滑块，上部卡爪滑块上连接有上部卡爪。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其中所述上部底座一侧安装有上部气动马达，上部气动马达的输出轴上设置有上部驱动齿轮，上部驱动齿轮与上部夹紧齿轮啮合，上部夹紧齿轮通过上部卡爪驱动轴带动带动上部卡爪滑块和上部卡爪做向心运动。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其中所述上部卡爪包括焊接卡爪，焊接卡爪的截面为圆弧形，焊接卡爪上设置有卡爪绝缘垫和夹紧爪，夹紧爪上设置有接触层。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其中所述焊接回转台包括焊接回转盘，焊接回转盘固定连接有回转齿轮，所述回转齿轮与传动齿轮啮合，所述传动齿轮与回转驱动齿轮啮合，所述回转驱动齿轮与回转驱动马达的输出轴连接，通过回转驱动马达结合回转传动方式实现所述回转齿轮的驱动，回转齿轮和焊接回转盘上设置有过线孔。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其中所述焊接回转台通过齿轮传动，由回转驱动马达驱动。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其中所述导电滑环的滑环触点采用镀金处理。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其中所述导电滑环下方安装有机头底座，机头底座与下部管道夹紧装置的下部盖板固定连接。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其中所述焊接滑环包括焊接滑环外壳，焊接滑环外壳通过螺栓与焊接回转台固定连接，焊接滑环外环、焊接滑环内环、滑环绝缘内环和滑环绝缘外环位于焊接滑环外壳内部。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其中所述焊接滑环上设置有气电通路，气电通路的两端分别设置有短气电接头和长气电接头，焊枪保护气体从短气电接头一侧进入从长气电接头一侧排出。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其中所述下部管道夹紧装置下部设置有安装底座。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置与现有技术不同之处在于，本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置采用上下双夹持设备的精准夹持，上、下夹持设备采用气动马达驱动，自动定心夹紧管道，增加了焊接过程中连接的稳定性，可以确保焊接质量，实现管道自动焊接。在焊接机头中设置有双滑环结构，保证回转焊接过程中，无线缆缠绕，作业灵活。
下面结合附图对本发明的核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置作进一步说明。
附图说明
图1为本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置的结构示意图；
图2为本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置中上部夹紧装置的俯视图；
图3为图2中A-A向剖视图；
图4为本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置中上部夹紧装置的夹紧部分的俯视图；
图5为图4中C-C向剖视图；
图6为本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置中焊接机头的结构示意图；
图7为本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置中焊接机头的剖视图；
图8为本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置中焊接滑环的俯视图；
图9为图8中B-B向剖视图；
图中标记示意为：1-上部管道夹紧装置；2-上部气动马达；3-焊接回转台；4-回转驱动马达；5-下部管道夹紧装置；6-下部气动马达；7-安装底座；8-导电滑环；9-焊接滑环；10-焊接机头；11-管道；12-上部卡爪；13-上部卡爪驱动轴；14-上部底座；16-上部驱动齿轮；17-上部夹紧齿轮；18-上部盖板；19-焊接滑环外壳；20-短气电接头；21-滑环绝缘外环；22-焊接滑环外环；23-焊接滑环内环；24-滑环绝缘内环；25-长气电接头；26-径向调整轴；29-机头底座；32-熔池监控相机；33-氩弧焊枪；34-焊接卡爪；35-卡爪绝缘垫；36-上部卡爪滑块；37-夹紧爪。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置包括上部管道夹紧装置1、焊接机头10、下部管道夹紧装置5和安装底座7。
如图2和图3所示，上部管道夹紧装置1包括上部底座14和上部盖板18。上部底座14和上部盖板18构成上部夹紧装置的主要框架，上部底座14和上部盖板18的中部设置有用于通过管道11的通孔。上部底座14和上部盖板18之间安装有上部夹紧齿轮17，上部夹紧齿轮上加工有螺旋槽，螺旋槽内安装有上部卡爪驱动轴13，上部卡爪驱动轴13上安装有上部卡爪滑块，上部卡爪滑块上连接有上部卡爪12。上部卡爪12的动力由上部气动马达2提供。上部气动马达2安装在上部底座14一侧，上部气动马达2的输出轴上安装有上部驱动齿轮16，上部驱动齿轮16与上部夹紧齿轮17啮合，上部夹紧齿轮17带动上部卡爪滑块转动，上部夹紧齿轮17通过旋转带动上部卡爪滑块和上部卡爪12做向心运动，完成管道的夹紧工作。
如图4和图5所示，上部卡爪12包括焊接卡爪34、卡爪绝缘垫35、上部卡爪滑块36和夹紧爪37。上部夹紧齿轮17与上部气动马达2的输出轴上的上部驱动齿轮16啮合，通过上部气动马达2实现上部夹紧齿轮17的驱动，通过齿轮盘上加工的螺旋槽中安装的上部卡爪驱动轴13与上部卡爪滑块36配合，使上部卡爪12进行向心运动实现夹紧功能。焊接卡爪34的截面为圆弧形，可以与待焊管道紧密贴合，避免局部接触产生压痕。卡爪绝缘垫35设置在靠近管道一侧，可以将焊接回路与设备隔离。夹紧爪37位于焊接卡爪34的两侧，夹紧爪37上设置有接触层，用于连接焊接电源地线，与焊枪构成焊接回路。上部管道夹紧装置1由气动驱动，可以实现自动夹紧与松开，增加整个设备自动化程度，且满足无人作业的环境，保证夹紧力避免伤害管道。
下部管道夹紧装置5的结构与上部管道夹紧装置1相同，通过下部气动马达6带动下部卡爪做向心运动，完成管道的夹紧工作。上部夹紧装置与下部夹紧装置可以实现管道11的对中，确保焊接质量，且夹紧装置是由气动马达驱动的三爪型卡盘结构，可以实现卡盘的自动夹紧，不会损伤管道且适合核电站等危险环境。下部管道夹紧装置5的下方连接有安装底座7。
如图6和图7所示，焊接机头10位于上部管道夹紧装置1和下部管道夹紧装置5之间。焊接机头10包括氩弧焊枪33，氩弧焊枪33位于上部管道夹紧装置1的上部底座14下方。氩弧焊枪33安装在径向调整轴26上，通过步进电机使氩弧焊枪实现径向调节。径向调节轴负责焊枪径向位置调整，可以精确控制焊枪钨极与工件之间的距离，保证焊接过程弧压稳定。径向调整轴26上还安装有熔池监控相机32，熔池监控相机32采用USB进行数据传输，用于自然光下的焊枪位置监控，便于技术人员通过远程操作对现场工作环境和工作现状的研判，有利于管道焊接工作的正常，高效，安全进行，保证焊接质量。径向调节轴的下方固定连接有焊接回转台3，焊接回转台3通过齿轮传动，由回转驱动马达4驱动。
焊接回转台3包括焊接回转盘，径向调节轴与焊接回转盘固定连接。焊接回转盘固定连接有回转齿轮，回转齿轮与传动齿轮啮合，传动齿轮与回转驱动齿轮啮合，回转驱动齿轮与回转驱动马达4的输出轴连接，通过回转驱动马达4结合回转传动方式实现回转齿轮的驱动。回转驱动马达4可以带动回转驱动齿轮和回转齿轮转动，进而带动焊接回转盘和径向调节轴上的氩弧焊枪33转动。回转齿轮和焊接回转盘上设置有过线孔，方便线材通过。
焊接回转台3的回转齿轮下方连接有焊接滑环9和导电滑环8。焊接滑环9与导电滑环8构成的双滑环系统与焊接回转台连接。
如图8和图9所示，焊接滑环9包括焊接滑环外壳19，焊接滑环外壳19通过螺栓与焊接回转台3的外壳固定连接。焊接滑环外壳19内部设置有滑环绝缘内环24、焊接滑环内环23、焊接滑环外环22和滑环绝缘外环21。焊接滑环内环23与上方的焊接回转台3内部的齿轮盘固定连接，随齿轮盘一起转动。滑环绝缘内环24与滑环绝缘外环21将焊接滑环外环22与焊接滑环内环23包裹，保证绝缘环境。焊接滑环外环22与焊接滑环内环23通过导电触片构成通路。焊接滑环9上设置有气电通路，气电通路的两端分别设置有短气电接头20和长气电接头25，焊枪保护气体从短气电接头20一侧进入从长气电接头25一侧排出。焊接滑环9可进行无限回转保证自动性与精准度，且保护气通路具有良好的密封性。
导电滑环8位于焊接滑环9下方，通过连接件与焊接回转台3固定连接。导电滑环8拥有18路通路，滑环触点采用镀金处理，传输稳定，确保不会出现线缆缠绕为无限回转提供基础。导电滑环8与焊接滑环9和焊接回转台3进行配合确保可以无限回转。焊接电源、冷却水、保护气以及相关控制用信号，通过两级滑环接入焊接机头10。导电滑环8下方安装有机头底座29，机头底座29与下部管道夹紧装置5的下部盖板固定连接。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置在焊接时，管道11通过上部夹紧装置沿轴线向下，穿过焊接机头10，经过焊接滑环9与导电滑环8，由下部夹紧装置固定。上部管道夹紧装置1由上部气动马达2进行驱动完成自动夹紧与松开。下部管道夹紧装置5与上部管道夹紧装置1相同，实现远程自动夹紧。焊接回转台3由回转驱动马达4控制实现焊接时的自动旋转。焊接机头10内部的焊接滑环9与导电滑环8组成双滑环结构，内部具有保护气路，由于导电滑环8的存在不会产生线缆缠绕的问题，配合焊接滑环9可进行无限回转。最后由机头底座29作为整个机构的支撑确保稳定性。
本发明核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置采用上下双夹持设备使待焊管道自动对中，增加了焊接过程中连接的稳定性，可以确保焊接质量。在焊接机头中设置有双滑环系统，保证回转焊接过程中，无线缆缠绕，作业灵活。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其特征在于：包括上部管道夹紧装置、焊接机头和下部管道夹紧装置，上部管道夹紧装置和下部管道夹紧装置结构相同，焊接机头位于上部管道夹紧装置和下部管道夹紧装置之间，焊接机头包括径向调整轴，径向调整轴上设置有氩弧焊枪和熔池监控相机，径向调节轴的下方连接有焊接回转台，焊接回转台的下方设置有焊接滑环，焊接滑环的焊接滑环内环与焊接回转台一起转动，焊接滑环外环和焊接滑环内环通过导电触片构成通路，焊接滑环下方设置有导电滑环，导电滑环与焊接回转台固定连接。
2.根据权利要求1所述的核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其特征在于：所述上部管道夹紧装置包括上部底座和上部盖板，上部底座和上部盖板的中部设置有用于通过管道的通孔。
3.根据权利要求2所述的核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其特征在于：所述上部底座和上部盖板之间安装有上部夹紧齿轮，上部夹紧齿轮上加工有螺旋槽，螺旋槽内安装有上部卡爪驱动轴，上部卡爪驱动轴上安装有上部卡爪滑块，上部卡爪滑块上连接有上部卡爪。
4.根据权利要求3所述的核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其特征在于：所述上部底座一侧安装有上部气动马达，上部气动马达的输出轴上设置有上部驱动齿轮，上部驱动齿轮与上部夹紧齿轮啮合，上部夹紧齿轮通过上部卡爪驱动轴带动上部卡爪滑块和上部卡爪做向心运动。
5.根据权利要求3或4所述的核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其特征在于：所述上部卡爪包括焊接卡爪，焊接卡爪的截面为圆弧形，焊接卡爪上设置有卡爪绝缘垫和夹紧爪，夹紧爪上设置有接触层。
6.根据权利要求1所述的核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其特征在于：所述焊接回转台包括焊接回转盘，焊接回转盘固定连接有回转齿轮，回转齿轮与传动齿轮啮合，传动齿轮与回转驱动齿轮啮合，回转驱动齿轮与回转驱动马达的输出轴连接，通过回转驱动马达结合回转传动方式实现所述回转齿轮的驱动，回转齿轮和焊接回转盘上设置有过线孔。
7.根据权利要求1所述的核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其特征在于：所述导电滑环下方安装有机头底座，机头底座与下部管道夹紧装置的下部盖板固定连接。
8.根据权利要求1所述的核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其特征在于：所述焊接滑环包括焊接滑环外壳，焊接滑环外壳通过螺栓与焊接回转台固定连接，焊接滑环外环、焊接滑环内环、滑环绝缘内环和滑环绝缘外环位于焊接滑环外壳内部。
9.根据权利要求1所述的核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其特征在于：所述焊接滑环上设置有气电通路，气电通路的两端分别设置有短气电接头和长气电接头，焊枪保护气体从短气电接头一侧进入从长气电接头一侧排出。
10.根据权利要求1所述的核电稳压器电加热器更换管道自动焊接装置，其特征在于：所述下部管道夹紧装置下部设置有安装底座。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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