CN116872512A - 一种pe管道热熔焊接装置及焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PE管道热熔焊接装置及焊接工艺，PE管道热熔焊接装置包括焊接组件和切削组件，切削组件设置于焊接组件的一侧，焊接组件包括支架，支架顶部固定设置有多个第一卡瓦夹具，支架顶部移动设置有多个第二卡瓦夹具，支架的一侧设置有第一气缸组件，第一气缸组件与第二卡瓦夹具相连接，支架上还固定设置有连接架，连接架上设置有第二气缸组件，第二气缸组件的活塞杆端设置有加热片；切削组件包括机架，机架上设置有第一侧板和第二侧板，第一侧板上固定设置有电机，电机的输出轴上固定设置有夹紧组件，第二侧板上固定设置有切削刀。本发明能够解决现有的PE管道进行热熔焊接时易产生张力和机械应力的问题。

Description

一种PE管道热熔焊接装置及焊接工艺
技术领域
本发明涉及PE管道热熔焊接技术领域，具体为一种PE管道热熔焊接装置及焊接工艺。
背景技术
热熔焊接是将塑料管材的末端利用加热板加热熔融后，相互对接融合，经冷却固定而连接在一起的方法。热熔焊接主要分为五个阶段，分别为预热阶段、吸热阶段、转换阶段、焊接阶段以及冷却阶段。预热阶段即电热板预热卷边阶段，两个管件端口施加一定压力使其熔融卷边。吸热阶段需要施加一个较小的压力和一定的时间使热量在需要连接的管件内扩散，达到均匀吸热的目的。转换阶段即加热板抽击阶段，使连接管件相接处的时间越短越好。焊接阶段是两管件熔化端融合在一起，并施加一定的压力。冷却阶段是指两管件熔合的自然冷却。
使用传统的PE管道热熔焊接装置对PE管道焊接的工艺包括：检查管材并清理管端、紧固管材、铣刀铣削管端、检查管端错位和间隙、加热管材并观察最小卷边高度、管材熔接并冷却至指定时间以及取出管材。这种PE管道热熔焊接工艺在对PE管道进行热熔焊接时，在焊接处易产生张力和机械应力，致使焊接之后的PE管道不能达到预期的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PE管道热熔焊接装置及焊接工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，一种PE管道热熔焊接装置，包括焊接组件和切削组件，所述切削组件设置于所述焊接组件的一侧，所述焊接组件包括支架，所述支架顶部固定设置有多个第一卡瓦夹具，所述支架顶部移动设置有多个第二卡瓦夹具，所述支架的一侧设置有第一气缸组件，所述第一气缸组件与所述第二卡瓦夹具相连接，所述支架上还固定设置有连接架，所述连接架上设置有第二气缸组件，所述第二气缸组件的活塞杆朝下，所述第二气缸组件的活塞杆端设置有加热片，所述加热片位于所述第一卡瓦夹具和所述第二卡瓦夹具之间；所述切削组件包括机架，所述机架上设置有第一侧板和第二侧板，所述第一侧板上固定设置有电机，所述电机的输出轴上固定设置有夹紧组件，所述第二侧板上固定设置有切削刀。
进一步优选地，所述支架包括横杆和纵杆，所述横杆和所述纵杆首尾相接组成矩形框结构，所述矩形框结构的顶部依次设置有两个第一竖杆、两个第二竖杆以及两个第三竖杆，所述两个第一竖杆之间设置有连杆，所述两个第二竖杆之间设置有连杆，所述第一卡瓦夹具固定设置于所述连杆上，所述第二竖杆与所述第三竖杆之间设置有光轴，所述光轴上移动设置有活动卡瓦架，所述第二卡瓦夹具固定设置于所述活动卡瓦架上。
进一步优选地，所述第一竖杆与第二竖杆的顶部设置有加强杆。
进一步优选地，所述活动卡瓦架包括框形的底座，所述底座的四个角处各向上设置有一个立杆，所述立杆的端部设置有滑块，所述滑块与所述光轴移动配合，所述第二卡瓦夹具固定设置于所述滑块的端部。
进一步优选地，所述第一气缸组件包括安装座，所述安装座固定连接于所述支架上，所述安装座上固定安装有气缸，所述气缸的活塞杆固定连接于所述活动卡瓦架上。
进一步优选地，所述连杆的端部开设有第一配合槽，所述第一配合槽内固定设置有第一连接片，所述第一卡瓦夹具固定设置于所述第一连接片上。
进一步优选地，所述滑块的端部开设有第二配合槽，所述第二配合槽内固定设置有第二连接片，所述第二卡瓦夹具固定设置于所述第二连接片上。
第二方面，一种PE管道热熔焊接工艺，包括以下步骤：
步骤一、分别将两个管道夹紧于切削组件上，使用切削刀切削掉每个管道焊接端面的杂质和氧化层；
步骤二、对两个管道焊接的端部进行清洗擦拭以除去灰尘泥污；
步骤三、将两个管道分别通过第一卡瓦夹具和第二卡瓦夹具夹紧于焊接组件上，使用加热片对两个管道的焊接端面进行加热；
步骤四、加热完毕后使用第二气缸组件将加热片移开，并使用第一气缸组件迅速让两个管道的热融端面相粘并加压；
步骤五、保持压力不变，让两个管道的接口缓慢冷却；
步骤六、冷却完成之后将两个管道从焊接组件上移开，完成两个管道的热熔焊接。
进一步优选地，步骤一中将两个管道夹紧于切削组件上时，需要在两个管道的焊接端部预留15-20mm的切削余量。
进一步优选地，步骤三中使用加热片对两个管道的焊接端面进行加热时，加热温度为210-230℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
当对两个管道进行热熔焊接时，多个第一卡瓦夹具固定夹持第一个PE管道，多个第二卡瓦夹具固定夹持第二个PE管道，由第一气缸组件为两个管道的对接提供动力，使得第二个PE管道朝着第一个PE管道的方向移动，从而完成两个管道的热熔焊接。在对两个管道进行热熔焊接时由于多个第一卡瓦夹具与多个第二卡瓦夹具的中心处于同一轴线上，在热熔焊接的过程中不易产生张力。
在将管道加热至熔融状态时使两个管道的热熔面相粘并加压，在对两个管道进行熔融对接的过程中始终处于熔融压力下进行，从而有效消除了PE管道热熔焊接过程中在焊接处易产生张力和机械应力的问题。
在缓慢冷却的过程中，给两个PE管道上施加压力，避免了PE管道热熔焊接之后在焊接处产生张力和机械应力的问题。
附图说明
图1为本发明一种PE管道热熔焊接装置实施例1的整体结构立体示意图；
图2为图1另一视角的结构示意图；
图3为图1中焊接组件的结构示意图；
图4为图3中活动卡瓦架的结构示意图；
图5为本发明一种PE管道热熔焊接装置实施例2的局部结构立体示意图；
图中：1、焊接组件；101、支架；1011、横杆；1012、纵杆；1013、第一竖杆；1014、第二竖杆；1015、第三竖杆；1016、加强杆；1017、连杆；1018、光轴；1019、第一配合槽；1010、第一连接片；102、第一卡瓦夹具；103、第二卡瓦夹具；104、第一气缸组件；1041、安装座；1042、气缸；105、连接架；106、第二气缸组件；107、加热片；2、切削组件；201、机架；202、第一侧板；203、第二侧板；204、电机；205、夹紧组件；206、切削刀；3、活动卡瓦架；301、底座；302、立杆；303、滑块；304、第二配合槽；305、第二连接片。
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。
实施例1、
请参阅图1-图3，本发明提供一种技术方案：
一种PE管道热熔焊接装置，包括焊接组件1和切削组件2，切削组件2设置于焊接组件1的一侧，焊接组件1包括支架101，支架101顶部固定设置有多个第一卡瓦夹具102，支架101顶部移动设置有多个第二卡瓦夹具103，支架101的一侧设置有第一气缸组件104，第一气缸组件104与第二卡瓦夹具103相连接，支架101上还固定设置有连接架105，连接架105上设置有第二气缸组件106，第二气缸组件106的活塞杆朝下，第二气缸组件106的活塞杆端设置有加热片107，加热片107位于第一卡瓦夹具102和第二卡瓦夹具103之间；切削组件2包括机架201，机架201上设置有第一侧板202和第二侧板203，第一侧板202上固定设置有电机204，电机204的输出轴上固定设置有夹紧组件205，第二侧板203上固定设置有切削刀206。
支架101包括横杆1011和纵杆1012，横杆1011和纵杆1012首尾相接组成矩形框结构，矩形框结构的顶部依次设置有两个第一竖杆1013、两个第二竖杆1014以及两个第三竖杆1015，两个第一竖杆1013之间设置有连杆1017，两个第二竖杆1014之间设置有连杆1017，第一卡瓦夹具102固定设置于连杆1017上，第二竖杆1014与第三竖杆1015之间设置有光轴1018，光轴1018上移动设置有活动卡瓦架3，第二卡瓦夹具103固定设置于活动卡瓦架3上。在具体实施时，第一卡瓦夹具102夹持第一个管道，由于第一卡瓦夹具102固定设置于连杆1017上，所以第一个管道保持静止的状态；第二卡瓦夹具103夹持第二个管道，由于第二卡瓦夹具103固定设置于活动卡瓦架3上，活动卡瓦架3又移动设置于光轴1018上，当第一气缸组件104推动活动卡瓦架3沿着光轴1018移动时，夹持在第二卡瓦夹具103上的第二个管道也会跟着移动，从而实现两个管道热熔焊接时的对接。
第一竖杆1013与第二竖杆1014的顶部设置有加强杆1016。
活动卡瓦架3包括框形的底座301，底座301的四个角处各向上设置有一个立杆302，立杆302的端部设置有滑块303，滑块303与光轴1018移动配合，第二卡瓦夹具103固定设置于滑块303的端部。
第一气缸组件104包括安装座1041，安装座1041固定连接于支架101上，安装座1041上固定安装有气缸1042，气缸1042的活塞杆固定连接于活动卡瓦架3上。
连杆1017的端部开设有第一配合槽1019，第一配合槽1019内固定设置有第一连接片1010，第一卡瓦夹具102固定设置于第一连接片1010上。在具体实施时，连杆1017的端部开设有螺纹孔，通过螺栓将第一连接片1010抵接于第一配合槽1019内，第一连接片1010上开设有螺纹孔，第一卡瓦夹具102通过螺栓连接的方式固定连接在第一连接片1010上。第一连接片1010在第一配合槽1019内的位置可调节，从而可以适应不同管径的卡瓦夹具连接在第一连接片1010上。
滑块303的端部开设有第二配合槽304，第二配合槽304内固定设置有第二连接片305，第二卡瓦夹具103固定设置于第二连接片305上。在具体实施时，滑块303上开设有螺纹孔，通过螺栓将第二连接片305抵接在第二配合槽304内，第二连接片305上开设有螺纹孔，第二卡瓦夹具103通过螺栓固定的方式固定连接在第二连接片305上。第二连接片305在第二配合槽304内的位置可调节，从而可以适应不同管径的卡瓦夹具连接在第二连接片305上。
实施例2、
请参阅图4，本实施例与实施例1的不同之处在于：活动卡瓦架3包括“工”字形的底座301，底座301的四个角处各向上设置有一个立杆302，立杆302的端部设置有滑块303，滑块303与光轴1018移动配合，第二卡瓦夹具103固定设置于滑块303的端部。在本实施例中，气缸1042的活塞杆固定连接于“工”字形的底座301上。当需要对两个管道进行热熔焊接时，由气缸1042推动活动卡瓦架3沿着光轴1018朝着第一卡瓦夹具102的方向移动，从而实现两个管道的对接。同时，气缸1042的推动也会给两个管道提供热融的压力。
一种PE管道热熔焊接工艺，包括以下步骤：
步骤一、分别将两个管道夹紧于切削组件2上，使用切削刀206切削掉每个管道焊接端面的杂质和氧化层，将两个管道夹紧于切削组件2上时，需要在两个管道的焊接端部预留15-20mm的切削余量，两个管道的外径、内径均相等，且两个管道的中轴线重合；
步骤二、对两个管道焊接的端部进行清洗擦拭以除去灰尘泥污，清理管端时采用软纸或布蘸酒精来清除管端的灰尘泥污；
步骤三、将两个管道分别通过第一卡瓦夹具102和第二卡瓦夹具103夹紧于焊接组件1上，使用加热片107对两个管道的焊接端面进行加热，使用加热片107对两个管道的焊接端面进行加热时，加热温度为210-230℃；
步骤四、加热完毕后使用第二气缸组件106将加热片107移开，并使用第一气缸组件104迅速让两个管道的热融端面相粘并加压，两个管道热融端面加压的压力为0.2-0.3Mpa；
步骤五、保持压力不变，让两个管道的接口缓慢冷却，两个管道接口冷却时间控制在5-10min；
步骤六、冷却完成之后将两个管道从焊接组件1上移开，完成两个管道的热熔焊接。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PE管道热熔焊接装置，其特征在于：包括焊接组件(1)和切削组件(2)，所述切削组件(2)设置于所述焊接组件(1)的一侧，所述焊接组件(1)包括支架(101)，所述支架(101)顶部固定设置有多个第一卡瓦夹具(102)，所述支架(101)顶部移动设置有多个第二卡瓦夹具(103)，所述支架(101)的一侧设置有第一气缸组件(104)，所述第一气缸组件(104)与所述第二卡瓦夹具(103)相连接，所述支架(101)上还固定设置有连接架(105)，所述连接架(105)上设置有第二气缸组件(106)，所述第二气缸组件(106)的活塞杆朝下，所述第二气缸组件(106)的活塞杆端设置有加热片(107)，所述加热片(107)位于所述第一卡瓦夹具(102)和所述第二卡瓦夹具(103)之间；所述切削组件(2)包括机架(201)，所述机架(201)上设置有第一侧板(202)和第二侧板(203)，所述第一侧板(202)上固定设置有电机(204)，所述电机(204)的输出轴上固定设置有夹紧组件(205)，所述第二侧板(203)上固定设置有切削刀(206)。
2.根据权利要求1所述的一种PE管道热熔焊接装置，其特征在于：所述支架(101)包括横杆(1011)和纵杆(1012)，所述横杆(1011)和所述纵杆(1012)首尾相接组成矩形框结构，所述矩形框结构的顶部依次设置有两个第一竖杆(1013)、两个第二竖杆(1014)以及两个第三竖杆(1015)，所述两个第一竖杆(1013)之间设置有连杆(1017)，所述两个第二竖杆(1014)之间设置有连杆(1017)，所述第一卡瓦夹具(102)固定设置于所述连杆(1017)上，所述第二竖杆(1014)与所述第三竖杆(1015)之间设置有光轴(1018)，所述光轴(1018)上移动设置有活动卡瓦架(3)，所述第二卡瓦夹具(103)固定设置于所述活动卡瓦架(3)上。
3.根据权利要求2所述的一种PE管道热熔焊接装置，其特征在于：所述第一竖杆(1013)与第二竖杆(1014)的顶部设置有加强杆(1016)。
4.根据权利要求2所述的一种PE管道热熔焊接装置，其特征在于：所述活动卡瓦架(3)包括框形的底座(301)，所述底座(301)的四个角处各向上设置有一个立杆(302)，所述立杆(302)的端部设置有滑块(303)，所述滑块(303)与所述光轴(1018)移动配合，所述第二卡瓦夹具(103)固定设置于所述滑块(303)的端部。
5.根据权利要求2所述的一种PE管道热熔焊接装置，其特征在于：所述第一气缸组件(104)包括安装座(1041)，所述安装座(1041)固定连接于所述支架(101)上，所述安装座(1041)上固定安装有气缸(1042)，所述气缸(1042)的活塞杆固定连接于所述活动卡瓦架(3)上。
6.根据权利要求2所述的一种PE管道热熔焊接装置，其特征在于：所述连杆(1017)的端部开设有第一配合槽(1019)，所述第一配合槽(1019)内固定设置有第一连接片(1010)，所述第一卡瓦夹具(102)固定设置于所述第一连接片(1010)上。
7.根据权利要求4所述的一种PE管道热熔焊接装置，其特征在于：所述滑块(303)的端部开设有第二配合槽(304)，所述第二配合槽(304)内固定设置有第二连接片(305)，所述第二卡瓦夹具(103)固定设置于所述第二连接片(305)上。
8.一种使用权利要求1-7任一所述的一种PE管道热熔焊接装置的焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、分别将两个管道夹紧于切削组件(2)上，使用切削刀(206)切削掉每个管道焊接端面的杂质和氧化层；
步骤二、对两个管道焊接的端部进行清洗擦拭以除去灰尘泥污；
步骤三、将两个管道分别通过第一卡瓦夹具(102)和第二卡瓦夹具(103)夹紧于焊接组件(1)上，使用加热片(107)对两个管道的焊接端面进行加热；
步骤四、加热完毕后使用第二气缸组件(106)将加热片(107)移开，并使用第一气缸组件(104)迅速让两个管道的热融端面相粘并加压；
步骤五、保持压力不变，让两个管道的接口缓慢冷却；
步骤六、冷却完成之后将两个管道从焊接组件(1)上移开，完成两个管道的热熔焊接。
9.根据权利要求8所述的一种PE管道热熔焊接工艺，其特征在于：步骤一中将两个管道夹紧于切削组件(2)上时，需要在两个管道的焊接端部预留15-20mm的切削余量。
10.根据权利要求8所述的一种PE管道热熔焊接工艺，其特征在于：步骤三中使用加热片(107)对两个管道的焊接端面进行加热时，加热温度为210-230℃。
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