CN117773450A - 管道焊接设备及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道焊接设备及其施工方法，包括：焊机，焊机的相对两端分别立杆，两立杆可转动地安装有承压辊，立杆上安装有焊头，焊头连接于焊机；主动滚轮，可转动地立杆的下端；设置于主动滚轮的前后两侧的辅助滚轮，立杆的相对两侧分别可转动地连接有铰接臂，辅助滚轮可转动地安装有铰接臂的下端，焊机的端面开设有滑槽，滑槽与立杆垂直设置，滑槽中位置可调地安装有用于锁定铰接臂的锁定件，辅助滚轮支撑于管道的圆周面上以令立杆沿管道的径向方向设置；环形弹力带，可拆卸地箍设于承压辊和管道的外部。本发明解决了现有的轨道式管道焊接机安装使用时调试耗时长的问题。

Description

管道焊接设备及其施工方法

技术领域

本发明涉及管道焊接技术领域，具体涉及一种管道焊接设备及其施工方法。

背景技术

目前的管道焊接机，比如磁吸式的管道焊接机，利用磁吸轮吸附在管道上，沿着管道的圆周面焊接，但是遇到白钢(白钢不具有磁性)磁铁无法吸附，磁吸式的焊接机无法使用。

还有的管道焊接机采用的是轨道式的焊接机。在对钢管焊接时，在钢管的外侧安装金属轨道，焊接机安装在金属轨道上，并在金属轨道上运动，对钢管焊接。但是在安装轨道时，需要多次调试管道，使轨道与钢管同轴，才能保证焊接精度，操作相对比较麻烦。

而且在焊接不同直径的管道时，由于焊机到钢管之间的距离无法确定，焊接不同的管道时，都要先确定焊头到钢管圆周面之间的距离，才能设定程序对钢管焊接。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种管道焊接设备及其施工方法，以解决现有的轨道式管道焊接机安装使用时调试耗时长的问题。

为实现上述目的，提供一种管道焊接设备，包括：

焊机，所述焊机的相对两端分别立杆，两立杆可转动地安装有承压辊，所述立杆上安装有焊头，所述焊头连接于所述焊机；

主动滚轮，可转动地所述立杆的下端；

设置于所述主动滚轮的前后两侧的辅助滚轮，所述立杆的相对两侧分别可转动地连接有铰接臂，所述辅助滚轮可转动地安装有所述铰接臂的下端，所述焊机的端面开设有滑槽，所述滑槽与所述立杆垂直设置，所述滑槽中位置可调地安装有用于锁定所述铰接臂的锁定件，所述辅助滚轮支撑于所述管道的圆周面上以令所述立杆沿所述管道的径向方向设置；

环形弹力带，可拆卸地箍设于所述承压辊和所述管道的外部以令所述主动滚轮和所述辅助滚轮压抵于所述管道的圆周面上，在所述主动滚轮转动后，所述焊机在所述环形弹力带的内侧与所述管道圆周面之间沿所述管道的圆周方向移动，使得所述焊头沿所述管道的圆周方向移动。

进一步的，所述两立杆的相对侧开设有导向槽，所述导向槽沿所述立杆的轴向方向设置，所述承压辊的两端可转动地连接有承插套管，所述承插套管可升降地套设于所述立杆的上端，所述承插套管与所述焊机之间连接有顶推弹簧。

进一步的，所述铰接臂的上端开设有轴孔，所述两立柱的相背侧连接有枢轴，所述主动滚轮的前后两侧的铰接臂的轴孔可转动地套设于所述枢轴上。

进一步的，所述铰接臂的中部开设有沿所述铰接臂的长度方向设置的条形孔，所述锁定件包括：

锁杆，所述锁杆的一端滑设于所述滑槽中，所述锁杆的中部可活动地设置于所述条形孔中；

压抵件，位置可调地安装于所述锁杆的另一端，所述压抵件压抵于所述铰接臂的远离所述焊机的一侧以令所述铰接臂压抵于所述焊机的端面。

进一步的，所述锁杆的另一端形成有外螺纹，所述压抵件开设有螺纹孔，所述锁杆的另一端螺合于所述压抵件的螺纹孔中。

进一步的，所述承压辊的圆周面上形成有限位凹槽，所述环形弹力带嵌设于所述限位凹槽中。

本发明提供一种管道焊接设备的施工方法，包括以下步骤：

将焊机放置于待焊接的管道圆周面上，使得所述焊机的相对两端的主动滚轮沿所述管道的轴向方向设置；

调整锁定件在所述焊机的滑槽中的位置，使得所述主动滚轮的前后两侧的辅助滚轮支撑于所述管道的圆周面上以令所述立杆沿所述管道的径向方向设置；

将环形弹力带可拆卸地箍设于所述承压辊和所述管道的外部以令所述主动滚轮和所述辅助滚轮压抵于所述管道的圆周面上；

在开启所述主动滚轮以令所述主动滚轮转动，所述焊机在所述环形弹力带的内侧与所述管道圆周面之间沿所述管道的圆周方向移动，使得焊头沿所述管道的圆周方向移动；

开启所述焊机，所述焊头沿所述管道的圆周方向焊机所述管道。

本发明的有益效果在于，本发明的管道焊接设备采用环形弹力带，在环形弹力带拉紧的情况下，能够保证焊机与钢管管道的紧密贴合，而且焊机始终与钢管管道同轴心设置；承压辊与环形弹力带滚动连接，在焊机滚动时，承压辊会转动，减少与环形弹力带之间的摩擦力，使得焊机能稳定且匀速移动。

本发明的管道焊接设备可适配不同直径的管道。但是无论时何种管道，立杆和主动滚轮所在的直线方向始终指向钢管管道的轴心，保证了焊头到钢管管道圆周面之间的距离是固定的，在对不同的管道焊接时，不需要重新确定焊头到管道圆周面的距离。

本发明的管道焊接设备设置的铰接臂以及辅助滚轮能够时刻和钢管管道的圆周面贴合在一起，保证立杆所在的直线始终指向钢管管道的轴心，保证焊接位置准确性。在设置焊接厚度(或者焊口深度)时，对焊接深度的确定可更加准确，而且在焊机运动时，能够保证焊头始终与钢管管道圆周面的切线垂直，可保证焊接厚度的统一性，另一方面，无需繁琐的安装调试，提高了管道焊接施工效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的管道焊接设备的结构示意图。

图2为本发明实施例的管道焊接设备的局部放大示意图。

图3为本发明实施例的管道焊接设备的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1至图3所示，本发明提供了一种管道焊接设备，包括：焊机1、主动滚轮2、辅助滚轮3和环形弹力带4。

焊机是指为焊接提供一定特性的电源的电器，焊接由于灵活简单方便牢固可靠、焊接后甚至与母材同等强度的优点广泛用于各个工业领域，如航空航天，船舶，汽车，容器等。

在本实施例中，焊机1选择氩弧焊机，如钨极氩弧焊机。焊机的机箱呈长方体形。焊机具有相对的左右两端和相对的前后两侧。焊机1的相对两端分别立杆12。立杆的上端伸至焊机的上方，立杆的下端伸至焊机的下方。两立杆12可转动地安装有承压辊13。承压辊设置于立杆的上端。立杆12上安装有焊头11。焊头11连接于焊机1。

主动滚轮2可转动地立杆12的下端。在本实施例中，主动滚轮为电动滚轮。立柱的下端安装有电机。电机传动连接于主动滚轮的轮轴。轮轴沿管道的轴向方向设置。主动滚轮2的前后两侧分别设置有辅助滚轮3。

具体的，立杆12的相对两侧分别可转动地连接有铰接臂31。辅助滚轮3可转动地安装有铰接臂31的下端。焊机1的端面开设有滑槽10。滑槽10与立杆12垂直设置。滑槽中位置可调地安装有锁定件32。锁定件32用于锁定铰接臂31，使得两铰接臂的下端的辅助滚轮等间距设置于主动滚轮的前后两侧。辅助滚轮3支撑于管道5的圆周面上以令立杆12沿管道5的径向方向设置。

环形弹力带4可拆卸地箍设于承压辊13和管道5的外部以令主动滚轮2和辅助滚轮3压抵于管道5的圆周面上。

在启动主动滚轮后，主动滚轮2转动以带动焊机1在环形弹力带4的内侧与管道5圆周面之间沿管道5的圆周方向移动，使得焊头11沿管道5的圆周方向移动。

作为一种较佳的实施方式，两立杆12的相对侧开设有导向槽。导向槽沿立杆12的轴向方向设置。承压辊13的两端可转动地连接有承插套管14。承插套管14可升降地套设于立杆的上端。承插套管14与焊机1之间连接有顶推弹簧。

具体的，立杆的上端可沿承插套管的轴向方向移动地插设于承插套管中。在本实施例中，承插套管的下端的管口的内径大于承插套管的中部的内径。承插套管在环形弹力带的压抵下朝向立杆的下端滑移，如图2所示状态，承插套管的下端的管口套设于两铰接臂的上端的外部，使得两铰接臂同时向下翻转，进而使得辅助滚轮压抵于待焊接的管道的圆周面上。

在本实施例中，参阅图2所示，铰接臂31的上端开设有轴孔。两立柱的相背侧连接有枢轴。枢轴至主动滚轮的底部的距离小于枢轴至辅助滚轮的底部的距离。两铰接臂与立杆之间所呈角度相等。立杆设置于两铰接臂的角平分线上。主动滚轮2的前后两侧的铰接臂31的轴孔可转动地套设于枢轴上。

作为一种较佳的实施方式，铰接臂31的中部开设有沿铰接臂31的长度方向设置的条形孔。

在本实施例中，锁定件32包括：锁杆和压抵件。焊机的相对两端的端面上开设有滑槽，立杆与滑槽垂直设置。滑槽与条形孔交叉设置。

锁杆的一端滑设于滑槽10中。锁杆的中部可活动地设置于条形孔中。压抵件位置可调地安装于锁杆的另一端。压抵件压抵于铰接臂31的远离焊机1的一侧以令铰接臂31压抵于焊机1的端面。

作为一种较佳的实施方式，锁杆的另一端形成有外螺纹。压抵件开设有螺纹孔。锁杆的另一端螺合于压抵件的螺纹孔中。

作为一种较佳的实施方式，承压辊13的圆周面上形成有限位凹槽。环形弹力带4嵌设于限位凹槽中。

本发明提供一种管道焊接设备的施工方法，包括以下步骤：

S1、将焊机1放置于待焊接的管道5圆周面上，使得焊机1的相对两端的主动滚轮2沿管道5的轴向方向设置。

S2、调整锁定件32在焊机1的滑槽10中的位置，使得主动滚轮2的前后两侧的辅助滚轮3支撑于管道5的圆周面上以令立杆12沿管道5的径向方向设置。

S3、将环形弹力带4可拆卸地箍设于承压辊13和管道5的外部以令主动滚轮2和辅助滚轮3压抵于管道5的圆周面上。

S4、在开启主动滚轮2以令主动滚轮2转动，焊机1在环形弹力带4的内侧与管道5圆周面之间沿管道5的圆周方向移动，使得焊头11沿管道5的圆周方向移动。

S5、开启焊机1，焊头11沿管道5的圆周方向焊机1管道5。

本发明的管道焊接设备，借助环形弹力带的弹压力将焊机和钢管管道设置在一起，焊机的中轴线上固定安装立杆，立杆的上端的内侧滑设有承插套管，承插套管能够沿着立杆向下运动。承插套管的顶部通过铰支座转动安装有承压辊。承压辊以及钢管管道与环形弹力带的内侧壁接触。

立杆上则通过枢轴可转动地安装有两个铰接臂，两个铰接臂的顶部安装在同一个枢轴上，两个铰接臂形成V形结构。立杆的底部还安装有主动滚轮。主动滚轮只可在立杆的底部转动。铰接臂的下端则转动安装有辅助滚轮。

焊机的两端面的侧壁开设有滑槽，铰接臂上开设有贯通的条形孔。滑槽与条形孔的交叉处安装有锁杆。在安装焊机时，压抵件的松紧状态以调整插杆在滑槽中的位置。当铰接臂向外侧运动时，随着V形结构的开口变大，插杆能够在滑槽中向外侧滑动。

在承插套管的底部的管口的外径大于承插套管的上部的孔径，承插套管的底部压抵于与铰接臂的上端。承插套管向下运动后，承插套管的管口的端面的相对两侧同时向下压抵两个铰接臂，以令两个铰接臂能够同步运动，且以立杆的轴心对称，进而使得焊机的状态保持不变，即立杆始终处于V形结构的中心。

铰接臂张开时，也作为承力部件，承插套管作用在铰接臂上，由于铰接臂和立杆设置在一起，承插套管的作用力也会传递给立杆，立杆受到向下的力，直到与钢管管道紧密贴合在一起，此时辅助滚轮也就张开至最大的状态，随后可拧紧紧固螺栓，固定铰接臂和焊机的位置，即固定V形结构的开口大小。即对铰接臂、立杆之间进行定型，保证立杆的延长线始终穿过钢管管道的轴心。

焊机放在需要焊接的钢管管道上端，并用环形弹力带绕过钢管管道以及焊机顶部的承压辊，承压辊可在承插套管的顶部滚动。焊机1的立杆竖直向下指向钢管管道的轴心，立杆的一侧安装焊头。

承插套管位于立杆的上端外侧，收紧环形弹力带，环形弹力带沿着钢管管道的径向方向收缩，收缩时承压辊和承插套管同样会沿着钢管管道的径向方向运动，并挤压位于立杆上的铰接臂。

铰接臂与立杆的中部转动连接，铰接臂受到承插套管的推力沿着钢管管道的圆周面向两侧张开，形成V形结构。且两个铰接臂的运动是同步的，且以立杆为轴对称。

同时，承插套管向下运动使得铰接臂张开的过程中，立杆以及主动滚轮会向下运动，并与钢管管道紧密接触在一起，同时铰接臂张开至最大的状态。此时环形弹力带收缩至最紧。

在铰接臂上开设有条形孔，焊机的侧壁开设有滑槽，滑槽和条形孔的交叉处安装有紧固螺栓，在铰接臂形成的V形结构未张开至最大状态时，紧固螺栓不拧紧。主动滚轮和钢管管道紧密贴合在一起，铰接臂形成的V形结构张开至最大状态，环形弹力带收缩至最紧时，可拧紧紧固螺栓，将铰接臂和焊机固定在一起，完成V形结构的固定。V形结构可适配不同直径的钢管管道。

主动滚轮的底部始终与钢管管道保持相切的状态，而主动滚轮与焊机之间的距离是不变的，且主动滚轮所在的直线穿过钢管管道的轴心，主动滚轮与钢管管道紧密接触时，焊头到钢管管道圆周面的距离是固定的。不管钢管管道的直径是多少，该距离均保持不变，在焊接不同的直径的钢管管道时，不需要重新确定焊头到钢管管道圆周的距离，可适用不同直径的钢管管道。

焊机的底部还设置有电机，电机用于带着主动滚轮工作，从而带着焊机沿着钢管管道的圆周面运动，实现对钢管管道的焊接。

本发明的管道焊接设备采用环形弹力带，在环形弹力带拉紧的情况下，能够保证焊机与钢管管道的紧密贴合，而且焊机始终与钢管管道同轴心设置；承压辊与环形弹力带滚动连接，在焊机滚动时，承压辊会转动，减少与环形弹力带之间的摩擦力，使得焊机能稳定且匀速移动。

本发明的管道焊接设备通过承插套管、立杆以及铰接臂的协同配合，在承插套管向下运动时，会使得铰接臂向外侧打开成V形结构，同时承插套管还带着立杆和焊机一起向下运动，并与钢管管道贴合在一起。不同直径的钢管管道，V形结构的开口不同。直径越大，V形的开口越大。相反，直径越小，V形的开口越小。

本发明的管道焊接设备可适配不同直径的管道。但是无论时何种管道，立杆和主动滚轮所在的直线方向始终指向钢管管道的轴心，保证了焊头到钢管管道圆周面之间的距离是固定的，在对不同的管道焊接时，不需要重新确定焊头到管道圆周面的距离。

本发明的管道焊接设备设置的铰接臂以及辅助滚轮能够时刻和钢管管道的圆周面贴合在一起，保证立杆所在的直线始终指向钢管管道的轴心，保证焊接位置准确性。在设置焊接厚度(或者焊口深度)时，对焊接深度的确定可更加准确，而且在焊机运动时，能够保证焊头始终与钢管管道圆周面的切线垂直，可保证焊接厚度的统一性。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种管道焊接设备，其特征在于，包括：

焊机，所述焊机的相对两端分别立杆，两立杆可转动地安装有承压辊，所述立杆上安装有焊头，所述焊头连接于所述焊机；

主动滚轮，可转动地所述立杆的下端；

设置于所述主动滚轮的前后两侧的辅助滚轮，所述立杆的相对两侧分别可转动地连接有铰接臂，所述辅助滚轮可转动地安装有所述铰接臂的下端，所述焊机的端面开设有滑槽，所述滑槽与所述立杆垂直设置，所述滑槽中位置可调地安装有用于锁定所述铰接臂的锁定件，所述辅助滚轮支撑于所述管道的圆周面上以令所述立杆沿所述管道的径向方向设置；

环形弹力带，可拆卸地箍设于所述承压辊和所述管道的外部以令所述主动滚轮和所述辅助滚轮压抵于所述管道的圆周面上，在所述主动滚轮转动后，所述焊机在所述环形弹力带的内侧与所述管道圆周面之间沿所述管道的圆周方向移动，使得所述焊头沿所述管道的圆周方向移动。

2.根据权利要求1所述的管道焊接设备，其特征在于，所述两立杆的相对侧开设有导向槽，所述导向槽沿所述立杆的轴向方向设置，所述承压辊的两端可转动地连接有承插套管，所述承插套管可升降地套设于所述立杆的上端，所述承插套管与所述焊机之间连接有顶推弹簧。

3.根据权利要求1所述的管道焊接设备，其特征在于，所述铰接臂的上端开设有轴孔，所述两立柱的相背侧连接有枢轴，所述主动滚轮的前后两侧的铰接臂的轴孔可转动地套设于所述枢轴上。

4.根据权利要求3所述的管道焊接设备，其特征在于，所述铰接臂的中部开设有沿所述铰接臂的长度方向设置的条形孔，所述锁定件包括：

锁杆，所述锁杆的一端滑设于所述滑槽中，所述锁杆的中部可活动地设置于所述条形孔中；

压抵件，位置可调地安装于所述锁杆的另一端，所述压抵件压抵于所述铰接臂的远离所述焊机的一侧以令所述铰接臂压抵于所述焊机的端面。

5.根据权利要求4所述的管道焊接设备，其特征在于，所述锁杆的另一端形成有外螺纹，所述压抵件开设有螺纹孔，所述锁杆的另一端螺合于所述压抵件的螺纹孔中。

6.根据权利要求5所述的管道焊接设备，其特征在于，所述承压辊的圆周面上形成有限位凹槽，所述环形弹力带嵌设于所述限位凹槽中。

7.一种如权利要求1～6中任意一项所述的管道焊接设备的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

将焊机放置于待焊接的管道圆周面上，使得所述焊机的相对两端的主动滚轮沿所述管道的轴向方向设置；

调整锁定件在所述焊机的滑槽中的位置，使得所述主动滚轮的前后两侧的辅助滚轮支撑于所述管道的圆周面上以令所述立杆沿所述管道的径向方向设置；

将环形弹力带可拆卸地箍设于所述承压辊和所述管道的外部以令所述主动滚轮和所述辅助滚轮压抵于所述管道的圆周面上；

在开启所述主动滚轮以令所述主动滚轮转动，所述焊机在所述环形弹力带的内侧与所述管道圆周面之间沿所述管道的圆周方向移动，使得焊头沿所述管道的圆周方向移动；

开启所述焊机，所述焊头沿所述管道的圆周方向焊机所述管道。