CN117817114A - 一种保温u型钢管的激光焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保温U型钢管的激光焊接机，包括操作主体，所述操作主体包括操作平台，所述操作平台通过设置在其顶部的升降座固定连接有载物板，用于外部U型钢套钢保温钢管的放置，焊接部，所述焊接部包括机箱，本发明涉及焊接技术领域。该一种保温U型钢管的激光焊接机，能够有效地解决现有技术中，钢套钢保温钢管由内外两层钢管组成，两层钢管之间一般采用特殊工艺激光焊接而成，激光焊接机在焊接过程中，一般激光发生器是固定的，而焊接工件是移动的，针对U型钢套钢保温钢管的焊接，并非采用直管型，由于其特定的形状和结构所决定，所以U型钢套钢保温钢管的位置难以平稳调整，两层钢管之间存在无法快速焊接的问题。

Description

一种保温U型钢管的激光焊接机

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种保温U型钢管的激光焊接机。

背景技术

保温钢管由工作钢管、保温层和防护壳组成。工作钢管是用来输送介质的核心部分；保温层，它是由保温材料制成的，保温材料需要具备导热系数低、保温效果好、耐高温等特性，这些材料通过均匀地涂抹在工作钢管上，形成一层紧密的保温层，有效减少热量的流失，最后是防护壳，它是由高强度材料制成的，如玻璃钢、镀锌钢等；防护壳的作用是保护保温层免受外界环境的侵蚀和破坏，同时，防护壳还可以提高管道的整体强度和抗压性能。

例如钢套钢保温钢管是一种高效可靠的保温管道，广泛应用于各类供热、制冷以及输油等管道工程中。结构钢套钢保温钢管由内外两层钢管组成，中间填充绝热材料，以防止热量散失，内层为输送介质，外层则为保护层，可有效防止外界环境对管道的腐蚀和损坏，两层钢管之间一般采用特殊工艺激光焊接而成，激光焊接机在焊接过程中，一般激光发生器是固定的，而焊接工件是移动的，针对U型钢套钢保温钢管的焊接，并非采用直管型，由于其特定的形状和结构所决定，所以U型钢套钢保温钢管的位置难以平稳调整，进而两层钢管之间无法快速焊接，因此急需一种可自动化焊接U型钢套钢保温钢管的激光焊接机。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种保温U型钢管的激光焊接机，能够有效地解决现有技术中，钢套钢保温钢管由内外两层钢管组成，两层钢管之间一般采用特殊工艺激光焊接而成，激光焊接机在焊接过程中，一般激光发生器是固定的，而焊接工件是移动的，针对U型钢套钢保温钢管的焊接，并非采用直管型，由于其特定的形状和结构所决定，所以U型钢套钢保温钢管的位置难以平稳调整，两层钢管之间存在无法快速焊接的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种保温U型钢管的激光焊接机，包括：

操作主体，所述操作主体包括操作平台，所述操作平台通过设置在其顶部的升降座固定连接有载物板，用于外部U型钢套钢保温钢管的放置；

焊接部，所述焊接部包括机箱，所述操作平台通过开设在其顶部的电动滑轨与机箱底部滑动连接，所述机箱通过设置在其顶部的机座转动连接有轴杆，且该轴杆外端固定连接有可用于外部U型钢套钢保温钢管快速焊接的焊接件；

其中，所述载物板上表面分别固定连接有第一限位块和第二限位块，所述第一限位块顶部通过连接轴转动连接有与外部U型钢套钢保温钢管外表面相贴合的锁紧板，所述锁紧板和第二限位块之间通过螺栓组可拆卸安装。

进一步地，所述机箱通过设置在其内部的传动箱与轴杆之间传动连接，所述机座靠近传动箱一侧固定连接有与轴杆圆周外表面相贴近的套管。

进一步地，所述焊接件包括开口套筒，且该开口套筒的一端采用开口式设计，所述轴杆远离传动箱一端与开口套筒的非开口端固定连接，所述开口套筒的圆周外表面固定连接有电动伸缩缸，所述电动伸缩缸设有两个并以开口套筒为中心对称分布，所述电动伸缩缸的输出端固定连接有激光发生器。

进一步地，所述开口套筒通过开设在其内部的轨道转动连接有内套筒，且该内套筒的两端均采用开口式设计，所述内套筒的内壁固定连接有内接杆，所述内接杆圆周外表面转动连接有抵紧板。

进一步地，所述内套筒的内壁固定连接有配重块，所述抵紧板靠近机座一端延伸至开口套筒内并固定连接有弧面块，所述抵紧板远离弧面块一端延伸至外部钢套钢保温钢管的内层钢管内并固定连接有抵紧块。

进一步地，所述开口套筒的内壁滑动连接有与弧面块外表面相贴合套环，所述套环远离弧面块一侧固定连接有光滑杆，所述光滑杆远离套环一端贯穿开口套筒并固定连接有圆环板。

进一步地，所述机座靠近开口套筒一侧固定连接有短程气缸，且该短程气缸的输出端与圆环板外表面相贴合，所述光滑杆的圆周外表面套设有强力弹簧，且该强力弹簧位于圆环板和开口套筒的相邻面之间。

有益效果

本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明设置有焊接部，通过电动滑轨带动焊接部上的机箱进行移动，带动机座、轴杆、焊接件以及传动箱同步进行移动，直至焊接件上的激光发生器移动至预设位置，激光发生器设有两个并以外部待焊接钢板为中心对称分布，接着启动激光发生器，同时，电动伸缩缸带动激光发生器匀速向前移动面，对钢板的与内层钢管的结合处进行焊接。启动机箱内部的伺服电机，通过传动箱带动轴杆绕机座内部进行旋转，带动开口套筒、电动伸缩缸、激光发生器、套环、光滑杆、圆环板以及强力弹簧同步间歇旋转90度，接着电动伸缩缸带动激光发生器匀速向前移动面，对两侧钢板的与内层钢管的结合处进行焊接，同理，焊接内层钢管和下方钢板的结合处。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例立体的结构示意图；

图2为本发明实施例焊接部立体的结构示意图；

图3为本发明实施例图2中A处局部放大的结构示意图；

图4为本发明实施例焊接部立体多角度的结构示意图；

图5为本发明实施例焊接件立体局部剖面的结构示意图；

图6为本发明实施例套环和弧面块立体分离的结构示意图。

图中的标号分别代表：1、操作主体；11、操作平台；111、电动滑轨；12、升降座；13、载物板；131、第一限位块；132、第二限位块；133、锁紧板；2、焊接部；21、机箱；22、机座；221、套管；222、短程气缸；23、轴杆；24、焊接件；241、开口套筒；2411、套环；2412、光滑杆；2413、圆环板；2414、强力弹簧；242、电动伸缩缸；243、激光发生器；244、内套筒；2441、内接杆；2442、抵紧板；2443、配重块；2444、弧面块；2445、抵紧块；25、传动箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例：

请参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：一种保温U型钢管的激光焊接机，包括：

操作主体1，操作主体1包括操作平台11，操作平台11通过设置在其顶部的升降座12固定连接有载物板13，用于外部U型钢套钢保温钢管的放置；

焊接部2，焊接部2包括机箱21，操作平台11通过开设在其顶部的电动滑轨111与机箱21底部滑动连接，机箱21通过设置在其顶部的机座22转动连接有轴杆23，且该轴杆23外端固定连接有可用于外部U型钢套钢保温钢管快速焊接的焊接件24；

其中，载物板13上表面分别固定连接有第一限位块131和第二限位块132，第一限位块131顶部通过连接轴转动连接有与外部U型钢套钢保温钢管外表面相贴合的锁紧板133，锁紧板133和第二限位块132之间通过螺栓组可拆卸安装。

机箱21通过设置在其内部的传动箱25与轴杆23之间传动连接，机座22靠近传动箱25一侧固定连接有与轴杆23圆周外表面相贴近的套管221。

焊接件24包括开口套筒241，且该开口套筒241的一端采用开口式设计，轴杆23远离传动箱25一端与开口套筒241的非开口端固定连接，开口套筒241的圆周外表面固定连接有电动伸缩缸242，电动伸缩缸242设有两个并以开口套筒241为中心对称分布，电动伸缩缸242的输出端固定连接有激光发生器243。

开口套筒241通过开设在其内部的轨道转动连接有内套筒244，且该内套筒244的两端均采用开口式设计，内套筒244的内壁固定连接有内接杆2441，内接杆2441圆周外表面转动连接有抵紧板2442。

内套筒244的内壁固定连接有配重块2443，抵紧板2442靠近机座22一端延伸至开口套筒241内并固定连接有弧面块2444，抵紧板2442远离弧面块2444一端延伸至外部钢套钢保温钢管的内层钢管内并固定连接有抵紧块2445。

开口套筒241的内壁滑动连接有与弧面块2444外表面相贴合套环2411，套环2411远离弧面块2444一侧固定连接有光滑杆2412，光滑杆2412远离套环2411一端贯穿开口套筒241并固定连接有圆环板2413。

机座22靠近开口套筒241一侧固定连接有短程气缸222，且该短程气缸222的输出端与圆环板2413外表面相贴合，光滑杆2412的圆周外表面套设有强力弹簧2414，且该强力弹簧2414位于圆环板2413和开口套筒241的相邻面之间。

参考图1-6，钢套钢保温钢管是一种高效可靠的保温管道，广泛应用于各类供热、制冷以及输油等管道工程中。结构钢套钢保温钢管由内外两层钢管组成，中间填充绝热材料，以防止热量散失，内层为输送介质，外层则为保护层，可有效防止外界环境对管道的腐蚀和损坏，两层钢管之间一般采用特殊工艺激光焊接而成，激光焊接机在焊接过程中，一般激光发生器是固定的，而焊接工件是移动的，针对U型钢套钢保温钢管的焊接，并非采用直管型，由于其特定的形状和结构所决定，所以U型钢套钢保温钢管的位置难以平稳调整，进而两层钢管之间无法快速焊接，因此急需一种可自动化焊接U型钢套钢保温钢管的激光焊接机；

为了克服上述存在的缺陷，对此本发明设计一种保温U型钢管的激光焊接机。

U型钢套钢保温钢管的放置：

通过外部吊装机将U型钢套钢保温钢管吊装在载物板13的上表面，U型钢套钢保温钢管位于第一限位块131和第二限位块132之间，随后U型钢套钢保温钢管位置校正完毕后，通过旋转锁紧板133盖在外层钢管外表面，并通过螺栓锁紧第二限位块132和锁紧板133，使U型钢套钢保温钢管、载物板13、第一限位块131、第二限位块132以及锁紧板133结合成一个整体，同时外层钢管的内壁预先固定连接有四组钢板，本发明需要将钢板的另一端与内层钢管的外表面焊接在一起，最后安装保温材料，如聚氨酯泡沫、玻璃棉等，保温层的厚度根据管道的温度和环境条件来确定。

U型钢套钢保温钢管的焊接：

初始焊接时，通过电动滑轨111带动焊接部2上的机箱21进行移动，带动机座22、轴杆23、焊接件24以及传动箱25同步进行移动，直至焊接件24上的激光发生器243移动至预设位置，激光发生器243设有两个并以外部待焊接钢板为中心对称分布，接着启动激光发生器243，同时，电动伸缩缸242带动激光发生器243匀速向前移动面，对钢板的与内层钢管的结合处进行焊接。

本发明需要强调的是，在激光焊接过程中，激光作为热源，其原理是将激光束通过转换器转化为激光束，然后将它照射在需要焊接的工件表面，当激光束与工件表面接触时，会产生高能量热源并熔化表面，区别于常规的“填料焊接”，故此，激光焊接需要将焊接件紧密贴合，一般采用夹具施加压力使两焊接件贴合在一起(本发明的激光发生器243需要旋转，不适用夹具会被遮挡)，焊接件的紧密贴合可以保证焊接质量。但是针对U型钢套钢保温钢管的焊接，内层钢管受重力影响，内层钢管的圆周外表面与左右两侧钢板、下方钢板外表面紧密贴合(钢板共设有四组)，进而内层钢管的外表面与上方钢板外表面相互短距分离。具体焊接顺序为：第一步先焊接内层钢管和左右两侧钢板的结合处，第二步焊接内层钢管和下方钢板的结合处(第一步和第二步可互换)，第三步焊接内层钢管和上方钢板的结合处。

关于激光发生器243的旋转：现有的直管型钢套钢保温钢管由于自身可旋转，所以激光发生器一般保持不动，但是针对U型钢套钢保温钢管，需要用激光发生器的旋转替换U型钢套钢保温钢管的旋转。

关于激光发生器243的旋转调节焊接：初始时，短程气缸222处于收缩状态，圆环板2413受到强力弹簧2414的弹力作用，带动光滑杆2412沿着开口套筒241内部向外滑动，带动套环2411的内壁弧面脱离弧面块2444的外表面(二者相互分离)，此时弧面块2444受到抵紧块2445的重力作用，抵紧板2442绕内接杆2441圆周外表面顺时针小角度旋转，弧面块2444贴合到开口套筒241内壁上，抵紧块2445脱离内层钢管的内壁。与此同时，开口套筒241可借助内壁轨道绕内套筒244圆周外表面自由旋转(二者互不干扰)，内套筒244受到配重块2443的重力作用，内套筒244的位置基本保持不动，同理，内接杆2441、抵紧板2442、弧面块2444以及抵紧块2445的位置基本保持不动。启动机箱21内部的伺服电机，通过传动箱25带动轴杆23绕机座22内部进行旋转(每次间歇旋转90度)，带动开口套筒241、电动伸缩缸242、激光发生器243、套环2411、光滑杆2412、圆环板2413以及强力弹簧2414同步间歇旋转90度(套环2411的内壁弧面相对于弧面块2444的外表面保持不变)，接着电动伸缩缸242带动激光发生器243匀速向前移动面，对两侧钢板的与内层钢管的结合处进行焊接，同理，焊接内层钢管和下方钢板的结合处(上述三处焊接，钢板的与内层钢管之间始终紧密)。

在上述三组钢板均焊接完毕后，需要对内层钢管和上方钢板的结合处进行焊接，通过伺服电机带动轴杆23绕机座22内部进行间歇旋转，带动开口套筒241、电动伸缩缸242、激光发生器243、套环2411、光滑杆2412、圆环板2413以及强力弹簧2414同步间歇旋转，直至两组激光发生器243旋转至最上方。接着启动短程气缸222，短程气缸222的输出端对圆环板2413外表面进行推动，带动光滑杆2412沿着开口套筒241内部向内滑动(强力弹簧2414受压发生弹性形变)，带动套环2411的内壁弧面贴合到弧面块2444的外表面，随着套环2411沿着开口套筒241内壁滑动，套环2411的内壁弧面对弧面块2444的外表面产生向下压力，利用“杠杆原理”，带动抵紧板2442绕内接杆2441圆周外表面逆时针小角度旋转，弧面块2444脱离开口套筒241内壁上，抵紧块2445开始贴合到内层钢管的内壁上，对内层钢管产生向上的推力，使其圆周外表面与上方钢板的结合处紧密贴合(此过程短距移动)，进而保证U型钢套钢保温钢管的焊接质量。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种保温U型钢管的激光焊接机，其特征在于，包括：

操作主体(1)，所述操作主体(1)包括操作平台(11)，所述操作平台(11)通过设置在其顶部的升降座(12)固定连接有载物板(13)，用于外部U型钢套钢保温钢管的放置；

焊接部(2)，所述焊接部(2)包括机箱(21)，所述操作平台(11)通过开设在其顶部的电动滑轨(111)与机箱(21)底部滑动连接，所述机箱(21)通过设置在其顶部的机座(22)转动连接有轴杆(23)，且该轴杆(23)外端固定连接有可用于外部U型钢套钢保温钢管快速焊接的焊接件(24)；

其中，所述载物板(13)上表面分别固定连接有第一限位块(131)和第二限位块(132)，所述第一限位块(131)顶部通过连接轴转动连接有与外部U型钢套钢保温钢管外表面相贴合的锁紧板(133)，所述锁紧板(133)和第二限位块(132)之间通过螺栓组可拆卸安装。

2.根据权利要求1所述的一种保温U型钢管的激光焊接机，其特征在于：所述机箱(21)通过设置在其内部的传动箱(25)与轴杆(23)之间传动连接，所述机座(22)靠近传动箱(25)一侧固定连接有与轴杆(23)圆周外表面相贴近的套管(221)。

3.根据权利要求2所述的一种保温U型钢管的激光焊接机，其特征在于：所述焊接件(24)包括开口套筒(241)，且该开口套筒(241)的一端采用开口式设计，所述轴杆(23)远离传动箱(25)一端与开口套筒(241)的非开口端固定连接，所述开口套筒(241)的圆周外表面固定连接有电动伸缩缸(242)，所述电动伸缩缸(242)设有两个并以开口套筒(241)为中心对称分布，所述电动伸缩缸(242)的输出端固定连接有激光发生器(243)。

4.根据权利要求3所述的一种保温U型钢管的激光焊接机，其特征在于：所述开口套筒(241)通过开设在其内部的轨道转动连接有内套筒(244)，且该内套筒(244)的两端均采用开口式设计，所述内套筒(244)的内壁固定连接有内接杆(2441)，所述内接杆(2441)圆周外表面转动连接有抵紧板(2442)。

5.根据权利要求4所述的一种保温U型钢管的激光焊接机，其特征在于：所述内套筒(244)的内壁固定连接有配重块(2443)，所述抵紧板(2442)靠近机座(22)一端延伸至开口套筒(241)内并固定连接有弧面块(2444)，所述抵紧板(2442)远离弧面块(2444)一端延伸至外部钢套钢保温钢管的内层钢管内并固定连接有抵紧块(2445)。

6.根据权利要求5所述的一种保温U型钢管的激光焊接机，其特征在于：所述开口套筒(241)的内壁滑动连接有与弧面块(2444)外表面相贴合套环(2411)，所述套环(2411)远离弧面块(2444)一侧固定连接有光滑杆(2412)，所述光滑杆(2412)远离套环(2411)一端贯穿开口套筒(241)并固定连接有圆环板(2413)。

7.根据权利要求6所述的一种保温U型钢管的激光焊接机，其特征在于：所述机座(22)靠近开口套筒(241)一侧固定连接有短程气缸(222)，且该短程气缸(222)的输出端与圆环板(2413)外表面相贴合，所述光滑杆(2412)的圆周外表面套设有强力弹簧(2414)，且该强力弹簧(2414)位于圆环板(2413)和开口套筒(241)的相邻面之间。