一种用于排水管道的焊接装置
技术领域
本发明涉及排水管道焊接技术领域,尤其涉及一种用于排水管道的焊接装置。
背景技术
建筑给排水工程包含供水、排水和循环三大系统结构,供水系统主要是为企业的生产和人们的生活提供用水,以保证生产生活的顺利,排水系统是将企业生产污水及人们生活的污水进行回收,在给排水施工中需要对多种管道进行安装,在对给排水管道进行安装前需要对其进行焊接,使得给排水管达到需要的长度,在对给排水管进行焊接时,需要利用到焊接装置。
经检索,专利公开号为CN116690094A的中国专利,公开了一种管道焊接机,包括底座,其顶部的两个支撑架上分别贴合设置有对应的转动环,所述转动环的环面上固定安装有限位环,两者同轴设置,且限位环嵌设在所述底座的支撑架侧壁上形成转动限位结构,并且两个转动环同轴设置。本发明装置能够快速固定不同直径的管道,且装置设置有管道焊接部位的自动打磨结构,无需工人手动打磨,从而提高了工作效率,降低了劳动强度。
上述专利虽然具有一定的有益效果,但是该装置未对焊接结束后的管道进行热处理,焊接过程中产生的高温和热应力会导致焊接区域产生残余应力,不对焊接处进行加热处理,这些残余应力会导致焊接区域出现变形和松动等问题,从而降低了管道的强度和可靠性,同时会降低焊缝的密实性和可靠性,导致焊接处出现漏点和泄漏,从而影响管道的工作效率和安全性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的焊接后不经过热处理导致焊接效果不佳的缺点,而提出的一种用于排水管道的焊接装置。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种用于排水管道的焊接装置,包括底座,还包括:
固定机构,所述固定机构包括固定安装在底座侧壁的安装板,所述安装板的侧壁贯穿开设有圆孔,所述安装板靠近底座的一侧固定安装有管道夹具,所述管道夹具与圆孔位置对齐,且直径大小一致;
焊接机构,所述焊接机构包括燃料罐,所述燃料罐通过滑动组件与底座连接在一起,所述燃料罐靠近管道夹具的一侧固定安装有连接块,所述连接块靠近管道夹具的一侧固定安装有焊接枪,所述焊接枪的焊接口倾斜向下;
加热机构,所述加热机构包括用于加热管道的导电线圈,所述导电线圈通过降温组件安装在底座的上方,所述降温组件用于降低导电线圈的表面温度,所述导电线圈部分呈螺旋状,且螺旋部分的圆心与管道夹具的圆心在同一高度。
优选地,所述底座的内部开设有滑槽,所述滑槽滑动连接有升降支架,所述升降支架与管道的贴合面为弧形。
优选地,所述滑动组件包括活动支架,所述活动支架与底座的侧壁滑动连接,所述燃料罐固定安装在活动支架的侧壁。
优选地,所述降温组件包括冷却水箱,所述冷却水箱放置在底座安装活动支架的一侧,所述冷却水箱的顶部固定安装有第二水泵,所述第二水泵的顶部固定连通有陶瓷外壳,所述陶瓷外壳远离第二水泵的一端与冷却水箱固定连通,所述导电线圈的两端分别与第二水泵和冷却水箱固定连接,所述导电线圈安装在陶瓷外壳的内部,所述陶瓷外壳与导电线圈的形状一致,所述陶瓷外壳与导电线圈之间留有空隙。
优选地,所述冷却水箱的侧壁固定安装有液氮箱,所述液氮箱与冷却水箱之间固定连通有用于输送液氮的输送管。
优选地,所述冷却水箱的侧壁固定安装有储气罐,所述储气罐与冷却水箱之间固定连通有吸气管,所述吸气管用于吸取冷却水箱内的氮气进入储气罐。
优选地,所述连接块的侧壁固定连通有喷气管,所述喷气管与焊接枪位于连接块的同一侧,且喷气管位于焊接枪的下方,所述储气罐与连接块之间固定连通有导气管。
优选地,还包括喷洗机构,所述喷洗机构通过移动组件安装在底座的侧壁,所述喷洗机构包括小水箱,所述小水箱位于底座远离冷却水箱的一侧,所述小水箱的侧壁固定安装有喷水器。
优选地,所述移动组件包括活动台,所述活动台滑动连接在底座的侧壁,所述小水箱固定安装在活动台的顶部。
优选地,所述小水箱的顶部固定安装有第一水泵,所述第一水泵的顶部固定连通有回型水管,所述回型水管远离第一水泵的一端与小水箱固定连通,所述回型水管部分弯折,且弯折部分伸入陶瓷外壳形成的螺旋圈中。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明通过安装管道夹具、升降支架和底座等装置,利用管道夹具固定管道的位置,确保管道在使用过程中不会发生晃动,有助于保证管道的安全性和稳定性,升降支架根据管道的粗细调整高度,同时可以在底座内来回滑动,根据管道的长度调整位置,从而使得装置的适用范围广,实用性更强,合理安置管道夹具和升降支架可以避免管道受到过大的力集中作用,减少管道局部的应力和应变,防止管道因受力集中而导致破裂或损坏。
2、本发明通过安装陶瓷外壳、导电线圈和第二水泵等装置,导电线圈通过电磁感应原理将电能转化为热能,实现快速、均匀的加热效果,从而使得管道的加热效果更佳,通过预热管道,可以减少焊接过程中的急冷情况,降低氢致冷脆的风险,提高焊缝的冷脆韧性,预热可以促进焊接材料的固溶和扩散,提高焊缝的强度和韧性,同时可以减少焊接过程中的温度梯度和热应力,从而减轻管道的变形和残余应力,保证管道的几何形状和尺寸的稳定性。
3、本发明通过安装回型水管、小水箱和喷水器,回型水管中的水流切割导电线圈产生的磁场生成磁化水,由于回型水管的形状曲折,使其经过导电线圈加热区域的路径延长,从而使得普通水变成磁化水的过程中被加热,加热均匀且快速,加热的磁化水从喷水器喷出,使得磁化水的清洁效果更佳,可以有效地清除管道内部的污垢等杂质,保持焊缝的纯净性,从而提高了焊接的质量,焊接质量的提高可以保证管道的密封性和强度,减少潜在的漏点和断裂等问题。
4、本发明通过安装储气罐、液氮箱和喷气管等装置,利用冷却水箱向陶瓷外壳的内部通水,流动的水能够及时冷却导电线圈,有效降低其温度,保护导电线圈不受高温损坏,同时避免温度升高导致电磁加热效率下降,同时利用液氮对冷却水箱中的水进行降温,避免水流温度升高,导致导电线圈的降温效果不佳,从而影响导电线圈的加热效果,使得管道加热的效率降低,将液氮遇水汽化生成的氮气储存至储气罐,进行焊接时,喷气管向焊接处喷出氮气,形成保护性气氛,有效地将空气中的氧气排除,形成一个低氧环境,从而防止氧化反应的发生,保证焊缝的质量,同时可以降低焊接区域的温度梯度,减少热应力和热冷却速率,从而降低热裂纹和孔洞的风险。
5、本发明安装的导电线圈,不仅可以对管道进行焊接前的预热处理,还可以对管道进行焊接后的热处理,对焊接处进行加热可以帮助释放管道焊接过程中产生的残余应力,减少焊接区域的变形和裂纹的风险,同时可以促进焊缝的结晶和晶粒再细化,从而提高焊接区域的结构均匀性和强度,加热可以促进焊接缺陷的修复,帮助焊缝重新熔化和填充,提高焊接接头的完整性和强度。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于排水管道的焊接装置的整体轴侧结构示意图。
图2为本发明提出的一种用于排水管道的焊接装置的整体俯视结构示意图。
图3为本发明提出的一种用于排水管道的焊接装置的整体侧面结构示意图。
图4为本发明提出的一种用于排水管道的焊接装置的安装板和管道夹具结构示意图。
图5为本发明提出的一种用于排水管道的焊接装置的底座和滑槽结构示意图。
图6为本发明提出的一种用于排水管道的焊接装置的活动支架和燃料罐结构示意图。
图7为本发明提出的一种用于排水管道的焊接装置的液氮箱和储气罐结构示意图。
图8为本发明提出的一种用于排水管道的焊接装置的小水箱和喷水器道结构示意图。
图9为本发明提出的一种用于排水管道的焊接装置的陶瓷外壳和导电线圈结构示意图。
图10为本发明提出的一种用于排水管道的焊接装置的陶瓷外壳和回型管道结构示意图。
图中:1安装板、2管道夹具、3底座、4滑槽、5活动台、6小水箱、7第一水泵、8活动支架、9燃料罐、10焊接枪、11导气管、12连接块、13喷气管、14冷却水箱、15液氮箱、16储气罐、17吸气管、18第二水泵、19陶瓷外壳、20导电线圈、21回型水管、22喷水器、23升降支架。
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。
参照图1至图5,一种用于排水管道的焊接装置,包括底座3,底座3的侧壁固定安装有安装板1,安装板1的侧壁贯穿开设有圆孔,安装板1靠近底座3的一侧固定安装有管道夹具2,管道夹具2位于底座3的上方,管道夹具2与圆孔的直径大小一致,且位置对齐,管道夹具2根据管道直径大小进行调整,适用于不同直径大小的管道,此为现有技术,本文不再赘述,底座3的内部开设有滑槽4,滑槽4滑动连接有升降支架23,升降支架23的高度根据管道的粗细进行调整,根据管道的长度和焊接位置调整升降支架23与管道夹具2的距离,避免升降支架23与管道夹具2的距离不当,导致管道由于受到过大的力集中作用而破裂或损坏,升降支架23与管道的贴合面为弧形,使得管道与升降支架23的接触面积增大,管道的稳定性更强。
参照图1和图6至图10,底座3的侧壁放置有冷却水箱14,冷却水箱14的顶部固定安装有第二水泵18,第二水泵18的顶部固定连通有陶瓷外壳19,陶瓷外壳19远离冷却水箱14的一端与冷却水箱14固定连通,第二水泵18的顶部固定连接有导电线圈20,导电线圈20远离第二水泵18的一端与冷却水箱14固定连接,导电线圈20位于陶瓷外壳19的内部,且导电线圈20与陶瓷外壳19之间留有空隙,冷却水箱14中的水进入陶瓷外壳19内对导电线圈20降温,避免导电线圈20受高温影响损坏,同时避免高温使得导电线圈20的电磁加热效率下降。导电线圈20与陶瓷外壳19部分呈螺旋状,且螺旋部分的圆心与管道夹具2的圆心位于同一高度,使得导电线圈20绕管道多圈进行加热,使得加热的效果更佳,导电线圈20用于对管道进行预热和焊接后热处理,预热管道可以减少焊接过程中的急冷情况,降低氢致冷脆的风险,提高焊缝的冷脆韧性,对焊接处进行加热可以帮助释放管道焊接过程中产生的残余应力,减少焊接区域的变形和裂纹的风险。
冷却水箱14的侧壁固定安装有液氮箱15,液氮箱15与冷却水箱14之间固定连通有输送管,冷却水箱14远离底座3的一侧固定安装有储气罐16,储气罐16与冷却水箱14之间固定连通有吸气管17,液氮加入到冷却水箱14中,使得冷却水箱14的内部温度降低,避免水流经过陶瓷外壳19后的温度上升,使得冷却水箱14对导电线圈20的降温效果逐渐降低,液氮汽化产生的气体被吸气管17吸出,避免冷却水箱14的内部压强由于氮气增加而增大,从而导致箱体损坏。
底座3的外壁滑动连接有活动支架8,活动支架8与冷却水箱14位于底座3的同一侧,活动支架8的侧壁固定安装有燃料罐9,燃料罐9靠近管道夹具2的一侧固定安装有连接块12,连接块12靠近管道夹具2的一侧固定安装有焊接枪10,焊接枪10的焊接口倾斜向下,连接块12的侧壁固定连通有喷气管13,喷气管13与焊接枪10位于连接块12的同一侧,且喷气管13位于焊接枪10的下方,连接块12和储气罐16之间固定连通有导气管11,焊接过程中,喷气管13向焊接处喷射氮气,有效地将空气中的氧气排除,形成一个低氧环境,从而防止氧化反应的发生,保证焊缝的质量,使得液氮不仅可以进行降温,还可以生成氮气,提高焊接质量,从而提高了液氮的利用率。
底座3的侧壁滑动连接有活动台5,活动台5位于底座3远离冷却水箱14的一侧,活动台5的顶部固定安装有小水箱6,小水箱6的顶部固定安装有第一水泵7,第一水泵7的顶部固定连通有回型水管21,回型水管21远离第一水泵7的一端与小水箱6固定连通,回型水管21的形状曲折,且回型水管21的曲折部分伸入陶瓷外壳19形成的螺旋圈中,回型水管21内的水流切割导电线圈20形成的磁场,生成磁化水,磁化水生成过程中受到导电线圈20的加热,小水箱6的侧壁固定安装有喷水器22,喷水器22将加热的磁化水喷洒到管道上,加热后的磁化水的清洁能力更强,利用磁化水清除管道内部的焊渣和杂质,保持焊缝的纯净性,从而提高了焊接质量,保证了管道的密封性和强度。
本发明中,将需要焊接的管道固定在安装板1中间的管道夹具2内,管道夹具2可以根据管道的直径进行调整,利用底座3内侧的滑槽4移动升降支架23,放在管道前端合适的位置,调整高度进行固定。移动冷却水箱14,将冷却水箱14上被陶瓷外壳19套在内部的导电线圈20穿过管道,放置在需要焊接的地方;滑动活动台5,将回型水管21插入到导电线圈20的上端;将小水箱6和冷却水箱14内补充好水,将液氮箱15内补充好液氮,将燃料罐9内补充好燃料,至此准备工作完成。
首先对需要焊接的地方进行预热,对导电线圈20进行通电,运用电磁感应加热效应,将电能转化为热能,由于是管道自身发热,所以热转化率特别高;而预热能促进管道焊接处中氢的逸出,这对避免出现气孔等缺陷具有重要作用,同时可以降低焊接区域的温差,进而减少焊接应力和应变速度,进一步减少焊接裂纹的风险。
由于导电线圈20本身的温度在电磁加热中也会逐渐上升,而导电线圈20的温度越高,电阻越大,发热越严重,最后导致电磁加热效率越来越低;所以我们将冷却水箱14内的水通过第二水泵18导入到陶瓷外壳19内,陶瓷外壳19套在导电线圈20的外部,流动的水将导电线圈20的热量带走,降低温度,提高电磁加热的效率,最后水流回冷却水箱14。
由于冷却水箱14内的水温会逐渐上升,此时将液氮箱15内的液氮少量多次的加入到水中对水进行降温,液氮接触到水的瞬间会汽化变成氮气,通过冷却水箱14顶部的吸气管17将氮气吸入储气罐16内储存起来为后续使用。
在预热进行的过程当中,回型水管21也处在导电线圈20当中被加热,第一水泵7将小水箱6内的水泵入回型水管21,由于回型水管21特殊的形状,可以让水在流动的过程当中切割磁感应线,让水磁化变成磁化水,同时由于热量传导,水温也逐渐上升;预热完成之后将磁化水储存在小水箱6中备用。
预热完成之后,移动活动台5和冷却水箱14,将空间让出来,方便进行焊接。移动活动支架8,将焊接枪10对准焊接处。在焊接前,拿住喷水器22,将加热之后的磁化水对准需要焊接的地方进行喷洒,第一,加热后的磁化水具有较强的清理油污的功能,可以清理表面的油污杂质,确保焊接表面的干净和质量,清洁的焊接区域可以提供更好的焊接质量和强度;第二,预热后的水喷洒到焊接区域后,在焊接时,水可以快速吸收热量并迅速传递,这有助于控制焊接区域的温度分布,减少焊接过程中的瞬态温度梯度,有利于减少热应力和热裂纹的发生。
启动焊接枪10,进行焊接工作,在焊接的时候将储气罐16内的氮气通过导气管11导入到喷气管13内,将氮气喷射到焊接区域,可以形成一个低氧环境,防止焊接处与空气中的氧气和其他杂质接触。这种低氧环境可以防止焊接处氧化、气孔和其他不良缺陷的形成。
焊接完成之后,移走活动支架8,再次移动冷却水箱14,将管道的焊接处套进导电线圈20内,再次给导电线圈20通电,对焊接处进行加热,进行管道退火,进行管道退火可以消除焊接时产生的应力,防止焊缝潜在裂纹,由此产生的细晶粒组织能保证得到满足全部标准规格要求的强韧钢管。
退火完成之后,取下管道,放置让其自然冷却,焊接工作完成。
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。