CN117655621A - 基于空心金属套筒的防变形焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属焊接技术领域，具体地说，涉及基于空心金属套筒的防变形焊接设备。其包括操作台以及安装在所述操作台顶端两侧的一对定位设备。本发明通过调位带动两限位筒相互靠近，并逐渐向焊接组件侧面位置移动，直至两空心金属套筒另一端相互贴合，两限位筒继续移动，促使两空心金属套筒末端均受到挤压，并向开口内端移动，对其连接的供气组件进行挤压，供气组件受到挤压后，其内部收集到的热流将会顺着空心金属套筒内侧流动，对空心金属套筒内侧所经区域进行预热处理，同时通过夹持组件对空心金属套筒外侧进行夹持固定，维持空心金属套筒固定状态。

Description

基于空心金属套筒的防变形焊接设备

技术领域

本发明涉及金属焊接技术领域，具体地说，涉及基于空心金属套筒的防变形焊接设备。

背景技术

空心金属套筒在生产加工过程中，为了适配不同场景的使用，经常需要对其形状结构进行调整，例如进行不同空心金属套筒之间的焊接工作，以延长使用长度。

传统的用于对空心金属套筒进行焊接的设备大多数通过夹环对两空心金属套筒进行夹持固定，焊接过程中通过人工使用焊枪进行焊接处理，这种焊接方式会出现以下问题：

1、焊接过程中，因空心金属套筒端部与夹环之间出现间隙，而在焊接时，为了对不同区域进行均匀焊接处理，经常需要对空心金属套筒进行位置调整，以暴露空心金属套筒不同焊接区域，由于空心金属套筒端部与夹环之间存在间隙，调整过程中焊接区域异位，导致出现焊接变形；

2、焊接过程中，由于空心金属套筒自身温度恒定，而焊接设备温度过高，如果不能提前对空心金属套筒进行预热处理，就会导致焊接设备与空心金属套筒焊接位置接触时，空心金属套筒受到的热应力将会导致焊接位置出现变形，影响焊接效果。

为了应对上述问题，现亟需基于空心金属套筒的防变形焊接设备。

发明内容

本发明的目的在于提供基于空心金属套筒的防变形焊接设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，提供了基于空心金属套筒的防变形焊接设备，包括操作台以及安装在所述操作台顶端两侧的一对定位设备，所述操作台顶端设置有用于调整两所述定位设备相对位移的调位组件，所述操作台顶端中间位置设置有焊接组件，所述定位设备包括限位筒，所述限位筒内侧一端设置有储气腔室，所述储气腔室内端设置有若干用于对其内部气体进行加热处理的供热管，并在所述储气腔室内端形成热流，所述限位筒内侧另一端开设有开口，所述开口与所述储气腔室之间连接有用于收集热流的供气组件，所述供气组件末端伸入至空心金属套筒内部，所述开口内端两侧均设置有夹持组件；

在调位组件带动带动两限位筒相互靠近过程中，通过空心金属套筒对供气组件进行挤压，促使供气组件内部收集到的热流顺着空心金属套筒内部进行流动，对待焊接的空心金属套筒进行预热处理，同时空心金属套筒在伸入开口内端过程中，对两夹持组件进行挤压，通过两夹持组件形成的反向作用力对空心金属套筒两侧进行夹持固定。

作为本技术方案的进一步改进，所述调位组件包括伺服电机以及安装在所述伺服电机侧面的丝杆，所述丝杆与所述伺服电机保持同轴连接，所述操作台顶端两侧均设置有顶板，所述伺服电机固定在其中一个所述顶板侧面，所述丝杆末端与另一个所述顶板侧面保持转动连接，所述限位筒底端两侧均设置有底块，所述底块与所述丝杆保持螺纹连接，两所述顶板侧面靠近顶端位置均设置有插杆，两所述插杆分别与两所述限位筒末端保持插接配合。

作为本技术方案的进一步改进，所述焊接组件包括焊接架，所述焊接架固定在所述操作台靠近中间位置，且所述焊接架内侧设置有外环，所述外环内侧中间位置转动连接有内环，所述内环内侧设置有焊接头，所述内环外侧阵列设置有若干齿块，所述内环外侧一端啮合连接有齿轮，所述齿轮侧面同轴连接有驱动电机。

作为本技术方案的进一步改进，所述供气组件包括储气筒，所述储气筒位于所述储气腔室内端，所述储气筒内侧设置有气囊，所述气囊顶端设置有单向阀，所述单向阀伸出所述单向阀内部并与所述储气腔室内端保持连通，所述单向阀侧面连接有出气管，所述出气管与所述储气筒侧面保持插接配合，所述出气管末端设置有卡头。

作为本技术方案的进一步改进，所述夹持组件包括弧架以及连接板，所述连接板末端与所述弧架侧面转动连接有转轴，所述弧架呈半漏斗型结构，且所述弧架靠近所述储气筒一端截面尺寸小于其另一端截面尺寸，所述限位筒靠近开口位置外端两侧均开设有缺口，所述缺口上下两侧均设置有夹板，两所述夹板相邻侧均开设有连接孔，所述连接板穿过缺口向所述限位筒外侧伸出，且所述连接板与相邻侧两所述夹板之间转动连接有连接轴，所述连接轴上下两侧分别与两所述连接孔内端保持转动连接，且所述连接轴与所述连接孔连接位置设置有扭簧。

作为本技术方案的进一步改进，所述连接板远离所述弧架一端连接有防护板，所述防护板呈U型结构，在所述弧架贴合在空心金属套筒侧面过程中，通过所述连接板带动所述限位筒两侧的防护板相互贴合。

作为本技术方案的进一步改进，所述防护板内侧底端位置设置有楔形板，且所述楔形板靠近所述限位筒一侧高度高于另一侧高度。

作为本技术方案的进一步改进，所述楔形板两侧均设置有挡板，所述挡板截面为直角三角形，所述挡板顶端截面尺寸小于其底端接触尺寸，且两所述挡板斜面相对设置。

作为本技术方案的进一步改进，所述防护板底端与所述楔形板连接位置开设有收集槽，所述楔形板底面与所述收集槽顶端对齐。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该基于空心金属套筒的防变形焊接设备中，通过调位带动两限位筒相互靠近，并逐渐向焊接组件侧面位置移动，直至两空心金属套筒另一端相互贴合，两限位筒继续移动，促使两空心金属套筒末端均受到挤压，并向开口内端移动，对其连接的供气组件进行挤压，供气组件受到挤压后，其内部收集到的热流将会顺着空心金属套筒内侧流动，对空心金属套筒内侧所经区域进行预热处理，同时通过夹持组件对空心金属套筒外侧进行夹持固定，维持空心金属套筒固定状态。

该基于空心金属套筒的防变形焊接设备中，通过连接板带动防护板进行位置调整，使得其中一个限位筒两侧的防护板相互靠近贴合，在焊接架其中一侧形成方形腔室，与此同时，另一个限位筒两侧的防护板也相互靠近，在焊接架另一侧形成方形腔室，配合焊接架在焊接区域形成覆盖面，对焊接过程中飞溅的碎屑进行阻挡，防止碎屑四处溅落，不仅会影响操作人员的工作环境，同时还会加大后期的清理工作，影响焊接效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的操作台结构示意图；

图3为本发明的焊接架结构示意图；

图4为本发明的定位设备结构剖视图；

图5为本发明的限位筒结构剖视图；

图6为本发明的图5的A处局部放大图；

图7为本发明的储气筒结构示意图；

图8为本发明的防护板结构示意图；

图9为本发明的图8的B处局部放大图；

图10为本发明的图8的C处局部放大图。

图中各个标号意义为：

10、操作台；110、伺服电机；111、丝杆；120、焊接架；121、外环；122、内环；123、焊接头；124、齿轮；

20、定位设备；210、限位筒；211、供热管；212、储气筒；2121、气囊；2122、单向阀；2123、出气管；2124、卡头；213、底块；214、夹板；2141、连接孔；220、防护板；221、挡板；222、收集槽；223、连接板；224、弧架；225、转轴；226、连接轴；227、扭簧。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

请参阅图1-图10所示，提供了基于空心金属套筒的防变形焊接设备，包括操作台10以及安装在操作台10顶端两侧的一对定位设备20，操作台10顶端设置有用于调整两定位设备20相对位移的调位组件，操作台10顶端中间位置设置有焊接组件，定位设备20包括限位筒210，限位筒210内侧一端设置有储气腔室，储气腔室内端设置有若干用于对其内部气体进行加热处理的供热管211，并在储气腔室内端形成热流，限位筒210内侧另一端开设有开口，开口与储气腔室之间连接有用于收集热流的供气组件，供气组件末端伸入至空心金属套筒内部，开口内端两侧均设置有夹持组件。

在调位组件带动带动两限位筒210相互靠近过程中，通过空心金属套筒对供气组件进行挤压，促使供气组件内部收集到的热流顺着空心金属套筒内部进行流动，对待焊接的空心金属套筒进行预热处理，同时空心金属套筒在伸入开口内端过程中，对两夹持组件进行挤压，通过两夹持组件形成的反向作用力对空心金属套筒两侧进行夹持固定。

具体使用时，在对空心金属套筒进行焊接过程中，首先将两空心金属套筒端部分别套入至两限位筒210开口内端，促使空心金属套筒末端与供气组件接触，此时启动调位组件，通过调位带动两限位筒210相互靠近，并逐渐向焊接组件侧面位置移动，直至两空心金属套筒另一端相互贴合，两限位筒210继续移动，促使两空心金属套筒末端均受到挤压，并向开口内端移动，对其连接的供气组件进行挤压，供气组件受到挤压后，其内部收集到的热流将会顺着空心金属套筒内侧流动，对空心金属套筒内侧所经区域进行预热处理，同时随着空心金属套筒不断向开口内端移动，开口内端两侧的夹持组件将会受到空心金属套筒外侧挤压，使得两夹持组件相互远离，并分别贴合在空心金属套筒两侧，同时夹持组件受到挤压后，将会提供给空心金属套筒侧面一个反向作用力，通过该反向作用力对空心金属套筒外侧进行夹持固定，维持空心金属套筒固定状态，此时两空心金属套筒末端接触位置位于焊接组件中间区域，调位组件停止对两限位筒210位置调整工作，通过焊接组件对两空心金属套筒接触位置进行焊接处理。

此外，调位组件包括伺服电机110以及安装在伺服电机110侧面的丝杆111，丝杆111与伺服电机110保持同轴连接，操作台10顶端两侧均设置有顶板，伺服电机110固定在其中一个顶板侧面，丝杆111末端与另一个顶板侧面保持转动连接，限位筒210底端两侧均设置有底块213，底块213与丝杆111保持螺纹连接，两顶板侧面靠近顶端位置均设置有插杆，两插杆分别与两限位筒210末端保持插接配合，在对空心金属套筒进行位置校准过程中，首先启动伺服电机110，通过伺服电机110带动丝杆111转动，由于两限位筒210底端设置的底块213开设的螺纹相反，当丝杆111正向转动时，将会带动两限位筒210相互靠近，当丝杆111反向转动时，两限位筒210将会相互远离，在两限位筒210相互靠近过程中，通过两限位筒210分别带动两空心金属套筒相互靠近，促使其末端相互贴合，以便后期进行焊接固定。

进一步的，焊接组件包括焊接架120，焊接架120固定在操作台10靠近中间位置，且焊接架120内侧设置有外环121，外环121内侧中间位置转动连接有内环122，内环122内侧设置有焊接头123，内环122外侧阵列设置有若干齿块，内环122外侧一端啮合连接有齿轮124，齿轮124侧面同轴连接有驱动电机，当空心金属套筒完成夹持定位工作后，两空心金属套筒末端相互贴合位于内环122内侧中间位置，此时焊接头123底端与两者接触位置对齐，通过焊接头123对当前对齐位置进行焊接处理，完成焊接工作后，启动驱动电机，驱动电机带动齿轮124转动，由于齿轮124与内环122保持啮合连接，齿轮124转动时将会带动内环122转动，从调整焊接头123位置，对两空心金属套筒接触位置不同区域进行均匀焊接处理。

再进一步的，供气组件包括储气筒212，储气筒212位于储气腔室内端，储气筒212内侧设置有气囊2121，气囊2121顶端设置有单向阀2122，单向阀2122伸出单向阀2122内部并与储气腔室内端保持连通，单向阀2122侧面连接有出气管2123，出气管2123与储气筒212侧面保持插接配合，出气管2123末端设置有卡头2124，在对空心金属套筒进行位置校准过程中，首先将空心金属套筒一端通过开口向限位筒210内端伸入，促使空心金属套筒末端与卡头2124侧面接触，使得卡头2124伸入至空心金属套筒内端与其保持连通状态，随着两空心金属套筒末端相互接触并进行挤压，促使空心金属套筒通过卡头2124对气囊2121进行挤压处理，促使气囊2121内端积累的热流通过出气管2123向空心金属套筒内端流动，对空心金属套筒内端进行均匀预热处理，从而降低焊接过程中受到的热应力影响，避免出现焊接变形，完成焊接工作后，两限位筒210在丝杆111作用下相互远离，此时将焊接完成的空心金属套筒取出，气囊2121失去外力作用，将会反向移动进行复位，并在复位过程中通过单向阀2122将储气腔室内端产生的热流吸入其中，以供下一批次的空心金属套筒进行预测处理工作。

具体的，夹持组件包括弧架224以及连接板223，连接板223末端与弧架224侧面转动连接有转轴225，弧架224呈半漏斗型结构，且弧架224靠近储气筒212一端截面尺寸小于其另一端截面尺寸，限位筒210靠近开口位置外端两侧均开设有缺口，缺口上下两侧均设置有夹板214，两夹板214相邻侧均开设有连接孔2141，连接板223穿过缺口向限位筒210外侧伸出，且连接板223与相邻侧两夹板214之间转动连接有连接轴226，连接轴226上下两侧分别与两连接孔2141内端保持转动连接，且连接轴226与连接孔2141连接位置设置有扭簧227，当两弧架224未受到空心金属套筒挤压后，两弧架224侧面相互贴合，形成漏斗型腔室，随着两空心金属套筒相互受到挤压后，其末端将会伸入至开口内端，并从漏斗型腔室较大尺寸一端向较小尺寸一端伸入，当空心金属套筒末端伸入至漏斗型腔室较小尺寸一端时，漏斗型腔室将会对两弧架224内侧施压，促使两弧架224相互远离，带动连接板223以连接轴226为轴转动，并带动扭簧227处于压缩状态，此时扭簧227将会通过连接板223提供给弧架224一个反向作用力，促使两弧架224分别贴合在空心金属套筒两侧，并通过反向作用力对空心金属套筒两侧进行夹持固定，维持空心金属套筒固定状态。

此外，连接板223远离弧架224一端连接有防护板220，防护板220呈U型结构，在弧架224贴合在空心金属套筒侧面过程中，通过连接板223带动限位筒210两侧的防护板220相互贴合，当两弧架224分别贴合在空心金属套筒外端两侧位置后，空心金属套筒对两弧架224侧面施加压力，促使弧架224通过连接板223带动防护板220进行位置调整，使得其中一个限位筒210两侧的防护板220相互靠近贴合，在焊接架120其中一侧形成方形腔室，与此同时，另一个限位筒210两侧的防护板220也相互靠近，在焊接架120另一侧形成方形腔室，配合焊接架120在焊接区域形成覆盖面，对焊接过程中飞溅的碎屑进行阻挡，防止碎屑四处溅落，不仅会影响操作人员的工作环境，同时还会加大后期的清理工作，影响焊接效率。

由于在对碎屑进行收集工作过程中，碎屑受到覆盖面的阻隔，其动能消失，自身受到重力作用，将会顺着覆盖面掉落至各个防护板220内侧底部位置，其掉落位置不均，部位碎屑将会遗落至两防护板220底端接触位置，完成焊接的空心金属套筒从开口内端取出，弧架224侧面失去外力作用，扭簧227将会带动弧架224以及防护板220复位，此时两防护板220相互远离，其连接位置的碎屑在两者分离后很容易从产生的缝隙向下掉落，导致防护板220对碎屑的收集效果下降，进一步的，防护板220内侧底端位置设置有楔形板，且楔形板靠近限位筒210一侧高度高于另一侧高度，通过设置的楔形板在防护板220底端形成斜坡，且当两防护板220底端位置接触时，两防护板220底端中间位置高度高于两端高度，中间位置顶端形成的收集面难以聚集碎屑，碎屑将会顺着两斜坡向远离中间位置滑落，从而降低收集到的碎屑聚集在两防护板220底端接触位置，减少两防护板220相互远离过程中从间隙向下掉落量，提高防护板220的收集效果。

由于两防护板220底端两侧处于开放状态，收集到的碎屑很容易从防护板220底端两侧逃逸，再进一步的，楔形板两侧均设置有挡板221，挡板221截面为直角三角形，挡板221顶端截面尺寸小于其底端接触尺寸，且两挡板221斜面相对设置，通过设置的挡板221对防护板220底端两侧形成阻隔面，对碎屑进行防护，同时将挡板221设计呈楔形结构，两挡板221斜面相对设置，从而降低掉落至挡板221顶端的碎屑量，进一步提高防护板220的收集效果。

由于楔形板顶端与两挡板221之间形成的区域有限，随着碎屑不断堆积，其收集区域不断被压缩，楔形板顶端将会不断的堆积碎屑，直至碎屑高度超出两挡板221顶端位置，就会导致部分碎屑从挡板221顶端逃逸，此时此外，防护板220底端与楔形板连接位置开设有收集槽222，楔形板底面与收集槽222顶端对齐，通过开设的收集槽222与楔形板形成的斜坡配合，顺着斜坡下滑的碎屑将会掉落至收集槽222内端进行集中收集。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.基于空心金属套筒的防变形焊接设备，包括操作台（10）以及安装在所述操作台（10）顶端两侧的一对定位设备（20），所述操作台（10）顶端设置有用于调整两所述定位设备（20）相对位移的调位组件，所述操作台（10）顶端中间位置设置有焊接组件，其特征在于：所述定位设备（20）包括限位筒（210），所述限位筒（210）内侧一端设置有储气腔室，所述储气腔室内端设置有若干用于对其内部气体进行加热处理的供热管（211），并在所述储气腔室内端形成热流，所述限位筒（210）内侧另一端开设有开口，所述开口与所述储气腔室之间连接有用于收集热流的供气组件，所述供气组件末端伸入至空心金属套筒内部，所述开口内端两侧均设置有夹持组件；

在调位组件带动带动两限位筒（210）相互靠近过程中，通过空心金属套筒对供气组件进行挤压，促使供气组件内部收集到的热流顺着空心金属套筒内部进行流动，对待焊接的空心金属套筒进行预热处理，同时空心金属套筒在伸入开口内端过程中，对两夹持组件进行挤压，通过两夹持组件形成的反向作用力对空心金属套筒两侧进行夹持固定。

2.根据权利要求1所述的基于空心金属套筒的防变形焊接设备，其特征在于：所述调位组件包括伺服电机（110）以及安装在所述伺服电机（110）侧面的丝杆（111），所述丝杆（111）与所述伺服电机（110）保持同轴连接，所述操作台（10）顶端两侧均设置有顶板，所述伺服电机（110）固定在其中一个所述顶板侧面，所述丝杆（111）末端与另一个所述顶板侧面保持转动连接，所述限位筒（210）底端两侧均设置有底块（213），所述底块（213）与所述丝杆（111）保持螺纹连接，两所述顶板侧面靠近顶端位置均设置有插杆，两所述插杆分别与两所述限位筒（210）末端保持插接配合。

3.根据权利要求1所述的基于空心金属套筒的防变形焊接设备，其特征在于：所述焊接组件包括焊接架（120），所述焊接架（120）固定在所述操作台（10）靠近中间位置，且所述焊接架（120）内侧设置有外环（121），所述外环（121）内侧中间位置转动连接有内环（122），所述内环（122）内侧设置有焊接头（123），所述内环（122）外侧阵列设置有若干齿块，所述内环（122）外侧一端啮合连接有齿轮（124），所述齿轮（124）侧面同轴连接有驱动电机。

4.根据权利要求1所述的基于空心金属套筒的防变形焊接设备，其特征在于：所述供气组件包括储气筒（212），所述储气筒（212）位于所述储气腔室内端，所述储气筒（212）内侧设置有气囊（2121），所述气囊（2121）顶端设置有单向阀（2122），所述单向阀（2122）伸出所述单向阀（2122）内部并与所述储气腔室内端保持连通，所述单向阀（2122）侧面连接有出气管（2123），所述出气管（2123）与所述储气筒（212）侧面保持插接配合，所述出气管（2123）末端设置有卡头（2124）。

5.根据权利要求4所述的基于空心金属套筒的防变形焊接设备，其特征在于：所述夹持组件包括弧架（224）以及连接板（223），所述连接板（223）末端与所述弧架（224）侧面转动连接有转轴（225），所述弧架（224）呈半漏斗型结构，且所述弧架（224）靠近所述储气筒（212）一端截面尺寸小于其另一端截面尺寸，所述限位筒（210）靠近开口位置外端两侧均开设有缺口，所述缺口上下两侧均设置有夹板（214），两所述夹板（214）相邻侧均开设有连接孔（2141），所述连接板（223）穿过缺口向所述限位筒（210）外侧伸出，且所述连接板（223）与相邻侧两所述夹板（214）之间转动连接有连接轴（226），所述连接轴（226）上下两侧分别与两所述连接孔（2141）内端保持转动连接，且所述连接轴（226）与所述连接孔（2141）连接位置设置有扭簧（227）。

6.根据权利要求5所述的基于空心金属套筒的防变形焊接设备，其特征在于：所述连接板（223）远离所述弧架（224）一端连接有防护板（220），所述防护板（220）呈U型结构，在所述弧架（224）贴合在空心金属套筒侧面过程中，通过所述连接板（223）带动所述限位筒（210）两侧的防护板（220）相互贴合。

7.根据权利要求6所述的基于空心金属套筒的防变形焊接设备，其特征在于：所述防护板（220）内侧底端位置设置有楔形板，且所述楔形板靠近所述限位筒（210）一侧高度高于另一侧高度。

8.根据权利要求7所述的基于空心金属套筒的防变形焊接设备，其特征在于：所述楔形板两侧均设置有挡板（221），所述挡板（221）截面为直角三角形，所述挡板（221）顶端截面尺寸小于其底端接触尺寸，且两所述挡板（221）斜面相对设置。

9.根据权利要求8所述的基于空心金属套筒的防变形焊接设备，其特征在于：所述防护板（220）底端与所述楔形板连接位置开设有收集槽（222），所述楔形板底面与所述收集槽（222）顶端对齐。