CN117817219A - 用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其包括：行走圆轨，围绕管道设置并与管道同轴，自动焊机可沿着行走圆轨运动；轨道辅助支撑架，围绕管道设置并与管道同轴，行走圆轨与轨道辅助支撑架在管道的轴线方向上间隔设置；连接结构，围绕管道设置，用于固定连接行走圆轨和轨道辅助支撑架。相对于现有技术，本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道设有轨道辅助支撑架，增加了行走圆轨与窄间隙焊缝间的距离，解决了当管道窄间隙焊缝的位置为管道弯曲段和管道端部中间且距离两者近、管道两个弯曲段中间且距离两者近、管道两个端部中间且距离两者近时自动焊机行走轨道难以直接安装的问题，提高了焊接效率和质量。

Description

用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道

技术领域

本发明涉及焊接领域，更具体地说，本发明涉及一种用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道。

背景技术

窄间隙焊接采用厚板对接接头，焊前不开坡口或只开小角度坡口，并留有窄而深的间隙，利用气体保护焊或埋弧焊的多层焊完成整条焊缝的高效率焊接法。现有的管道窄间隙焊接一般由纯氩气保护窄间隙自动焊焊接工艺完成，具有焊接效率高、人工需求量少、焊接过程简单、焊接质量高和对操作技能要求低的优点。

自动化焊接设备中，轨道的设计和安装是影响焊接质量的重要因素，对于管道中常规位置窄间隙焊缝的焊接，自动焊机轨道的安装十分便利。但是，对于特殊位置，如管道中接近弯曲处或端部的窄间隙焊缝，安放轨道不方便，无法使用自动焊机进行焊接，依然需要人工辅助焊接和管控整个焊接过程，焊接质量由工人的技术决定，导致焊接产品的质量不一，会浪费较多人工且无法保证焊接质量。

相关技术中，自动化焊接设备配套使用的行走圆轨一般通过尼龙万向脚杯直接安装在弯道弯曲段，将尼龙脚杯贴合在管道外壁上，通过不断调整万向脚杯螺杆的角度，使得行走圆轨与待焊接的窄间隙焊缝的轴线重合，最后通过螺杆上的螺母将行走圆轨。但是，采用尼龙万向脚杯支撑行走圆轨的方法需要操作人员不断调节尼龙万向脚杯螺杆的角度和螺杆旋入螺纹孔的长度，以确保行走圆轨与窄间隙焊缝同轴，会浪费操作人员大量的时间且需要多人配合，人力成本高且调整的精度不高，无法保证行走圆轨与窄间隙焊缝的同轴度，甚至导致两根轴线不平行从而影响焊接过程。

有鉴于此，确有必要提供一种用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，以提高焊接效率和质量，提高焊接过程的稳定性。

发明内容

本发明的发明目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，以提高焊接效率和质量，提高焊接过程的稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其包括：

行走圆轨，围绕所述管道设置并与所述管道同轴，所述自动焊机可沿着所述行走圆轨运动；

轨道辅助支撑架，围绕所述管道设置并与所述管道同轴，所述行走圆轨与所述轨道辅助支撑架在所述管道的轴线方向上间隔设置；以及

连接结构，围绕所述管道设置，用于固定连接所述行走圆轨和所述轨道辅助支撑架。

根据本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道的一个实施方式，所述连接结构包括若干个围绕所述管道间隔布置的连接曲杆，所述行走圆轨与轨道辅助支撑架通过所述连接曲杆连接。如此设置，连接结构包括若干个连接曲杆，较好地解决了行走圆轨与轨道辅助支撑架间隔设置的连接问题，连接曲杆结构简单，生产制造方便。

根据本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道的一个实施方式，所述连接曲杆包括分别与所述行走圆轨连接的第一连接部和与所述轨道辅助支撑架连接的第二连接部，所述第一连接部的连接面与第二连接部的连接面具有相对高差。如此设置，满足行走圆轨内径可以满足大于轨道辅助支撑架内径的连接关系，较好地适用于窄间隙焊缝位置的靠近管道弯曲段时，行走圆轨可在外围占用管道弯曲段的外部空间，便于满足焊接设备焊缝加工。

根据本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道的一个实施方式，所述行走圆轨的内侧壁沿着周向设有矩形沉槽，所述第一连接部的连接面设有定位凸部，所述定位凸部与所述矩形沉槽之间定位配合，所述第二连接部设有定位台阶，所述第二连接部通过所述定位台阶与所述轨道辅助支撑架定位配合。如此设置，可以实现连接曲杆与行走圆轨、轨道辅助支撑架快速定位装配，提高装配效率。

根据本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道的一个实施方式，所述行走圆轨的外侧周向设有直齿，所述直齿两侧对称设有两列截面呈梯形的梯形凸起，用于将自动焊机迅速定位。如此设置，使得自动焊接设备通过驱动与直齿啮合的驱动齿轮实现沿行走圆轨滑动行走。

根据本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道的一个实施方式，所述行走圆轨设有若干个弧形导轨单元，所述若干个弧形导轨单元相邻拼接形成所述行走圆轨。如此设置，行走圆轨由若干弧形导轨单元形成，方便拆解携带和在不同场合使用。

根据本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道的一个实施方式，所述弧形导轨单元的一端设有圆轨螺纹孔，另一端设有圆轨沉头孔，所述弧形导轨单元的两端均设有销孔，用于相邻两端弧形导轨单元的定位和连接，相邻所述弧形导轨单元之间的圆轨螺纹孔通过螺纹连接件连接。如此设置，相邻弧形导轨单元之间通过螺纹连接件连接，装配拆解便捷。

根据本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道的一个实施方式，所述轨道辅助支撑架内周设有若干个用于与所述管道支撑连接的绝缘支脚。如此设置，较好地避免管道本体发生触电的情形，保证施工安全。

根据本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道的一个实施方式，所述轨道辅助支撑架包括若干弧形支撑架单元，所述若干个弧形支撑架单元相邻拼接构成所述轨道辅助支撑架。如此设置，轨道辅助支撑架由若干弧形支撑架单元形成，方便拆解携带和在不同场合使用。

根据本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道的一个实施方式，所述弧形支撑架单元两端分别设有拼接缺口，相邻的所述弧形支撑架单元之间通过拼接缺口相对拼接形成所述轨道辅助支撑架。如此设置，便于相邻的弧形支撑架单元，之间快速定位装配，提高装配效率。

相对于现有技术，本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道中，与自动焊接设备滑动配合的行走圆轨沿着管道的轴向方向与轨道辅助支撑架间隔设置，使得与管道连接的轨道辅助支撑架与窄间隙焊缝距离较短时也能使自动焊接设备的焊炬满足加工需求，从而解决了当管道窄间隙焊缝的位置为管道弯曲段和管道端部中间且距离两者较近、管道两个弯曲段中间且距离两者很近、管道两个端部中间且距离两者较近情况下自动化焊接设备和行走圆轨难以直接安装的问题，提高了焊接效率和质量，提高焊接过程的稳定性，适用范围更广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单说明。应当理解的是，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，并非所有实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对本领域的技术人员来说，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相关的附图。

图1为本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道的结构示意图。

图2为本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道和管道的装配示意图。

图3为本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道中，圆弧状单元轨道的示意图。

图4为本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道中，圆弧状单元轨道的另一个角度的示意图。

图5为本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道中，轨道辅助支撑架圆弧状矩形单元的示意图。

图6为本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道中，连接曲杆的示意图。

图中所示：

行走圆轨10、弧形导轨单元100、矩形沉槽102、直齿104、梯形凸起106、凹槽108、圆轨沉头孔110、圆轨螺纹孔112、销孔114；

轨道辅助支撑架20、弧形支撑架单元200、绝缘支脚202、拼接缺口204、支撑架螺纹孔206、支撑架沉头孔208；

连接曲杆30、第一连接部300、定位凸部302、第二连接部304、定位台阶306。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案和技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

应当理解的是，本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当理解的是，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参照图1至图6所示，本发明提供了一种用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其包括：

行走圆轨10，围绕管道设置并与管道同轴，自动焊机可沿着行走圆轨10运动；

轨道辅助支撑架20，围绕管道设置并与管道同轴，行走圆轨10与轨道辅助支撑架20在管道的轴线方向上间隔设置；以及

连接结构，围绕管道设置，用于固定连接行走圆轨10和轨道辅助支撑架20。

请参照图1和图6所示，连接结构包括若干个围绕管道间隔布置的连接曲杆30，行走圆轨10与轨道辅助支撑架20通过连接曲杆30连接。如此设置，解决了行走圆轨10与轨道辅助支撑架20间隔设置的连接问题，连接曲杆30结构简单，生产制造方便。

请特别参照图6所示，连接曲杆30呈“之”字，包括分别与行走圆轨10连接的第一连接部300和与轨道辅助支撑架20连接的第二连接部304，行走圆轨10与第一连接部300之间通过螺钉连接的方式连接，轨道辅助支撑架20与第二连接部304之间通过螺钉连接的方式连接。连接曲杆30的上表面在管道径向的高度差等于行走圆轨10与轨道辅助支撑架20的半径之差。如此设置，满足行走圆轨10内径可以满足大于轨道辅助支撑架20内径的连接关系，较好地适用于窄间隙焊缝位置的靠近管道弯曲段时，行走圆轨10可在外围占用管道弯曲段的外部空间，便于满足焊接设备焊缝加工。

第一连接部300的中心位置上设有定位凸起302，定位凸起302与圆弧状轨道单元100下表面的矩形沉槽102配合，从而将连接曲杆30定位，较低面上设有定位台阶306，定位台阶306与连接曲杆30侧面垂直，用于与轨道辅助支撑架20侧面配合，以限制轨道辅助支撑架20在管道轴向的位置。

请参照图3和图4所示，行走圆轨10设有若干个弧形导轨单元100，若干个弧形导轨单元100相邻拼接形成行走圆轨10，若干弧形导轨单元100可以根据管道内径尺寸设置为4个、6个或8个等。如此设置，行走圆轨10由若干弧形导轨单元100形成，方便拆解携带和在不同场合使用。弧形导轨单元100一端设有圆轨螺纹孔112，另一端设有圆轨沉头孔110，两端均设有销孔114，用于相邻两端弧形导轨单元100的定位和连接，相邻弧形导轨单元100之间的圆轨螺纹孔112通过螺纹连接件连接。

请继续参照图3和图4所示，行走圆轨10的内侧壁沿着周向设有矩形沉槽102，第一连接部300的连接面设有定位凸部302，定位凸部302与矩形沉槽102之间定位配合，第二连接部304通过定位台阶306与轨道辅助支撑架20定位配合。如此设置，可以实现连接曲杆30与行走圆轨10、轨道辅助支撑架20快速定位装配，提高装配效率。

行走圆轨10的外侧周向设有直齿104，直齿104两侧对称设有两列截面呈梯形的梯形凸起106，用于将自动焊机迅速定位。由于梯形凸起106的设置，行走圆轨10呈燕尾滑轨，自动焊机设有与燕尾滑轨配合的燕尾滑槽，燕尾滑槽与燕尾滑轨可拆卸滑动配合，通过与自动焊机行走齿轮啮合，驱动自动焊机沿着行走圆轨10行走。直齿104两侧对称布置有4个相同的凹槽108，沿圆弧状导轨单元100周向分布，用于安装连接螺栓。

弧形导轨单元100的下表面中间部位设有矩形沉槽102，弧形导轨单元100的下表面两侧设置有45度斜面，用于与自动焊机导向轮配合，从而引导自动焊机沿行走圆轨运动。如此设置，相邻弧形导轨单元100之间通过螺纹连接件连接，装配拆解便捷。

请参照图5所示，轨道辅助支撑架20内周设有若干个用于与管道支撑连接的绝缘支脚202。如此设置，较好地避免管道本体发生触电的情形，保证施工安全。轨道辅助支撑架20优选为圆环状，轨道辅助支撑架20的外径小于行走圆轨道10的外径，并且通过绝缘支脚202固定环绕于管道外围。

轨道辅助支撑架20包括若干弧形支撑架单元200，若干弧形支撑架单元200可以根据管道内径尺寸设置为4个、6个或8个等，若干个弧形支撑架单元200相邻拼接构成轨道辅助支撑架20。如此设置，方便拆解携带和在不同场合使用。

在5图所示的实施方式中，弧形支撑架单元200为矩形板状，矩形板一对对角处设置相同的拼接缺口204，拼接缺口204的宽度约为矩形板宽度的一半，矩形板侧面的一端设置有一对支撑架螺纹孔206，另一端的另一侧表面设有一对支撑架沉头孔208，用于相邻矩形板的拼接。相邻的弧形支撑架单元200之间通过拼接缺口204相对拼接后，进而通过螺钉连接的方式连接构成轨道辅助支撑架20。如此设置，便于相邻的弧形支撑架单元200之间快速定位装配，提高装配效率。

以下结合图1至图6所示，详细描述本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道的工作原理。

根据管道的外径尺寸选择适用的行走圆轨10和轨道辅助支撑架20；

根据自动焊机焊接枪头的行程，将轨道辅助支撑架20组装并通过绝缘支脚202安装固定于管道外围且与行走圆轨10同轴；

将行走圆轨10组装完成并通过连接曲杆10与轨道辅助支撑架20固定连接，此时，行走圆轨10位于轨道辅助支撑架20远离管道窄间隙焊缝的一侧；

将自动焊机通过导向轮卡在行走圆轨10两侧的45度斜面上，开始焊接过程；

焊接完成后，将自动焊机从行走圆轨10拆解，以行走圆轨10、连接曲杆30和轨道辅助支撑架20的顺序依次将三者从管道上拆解。

结合以上对本发明实施方式的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道中，与自动焊接装置滑动配合的行走圆轨10沿着管道的轴向方向与轨道辅助支撑架20间隔设置，使得与管道连接的轨道辅助支撑架20与窄间隙焊缝距离较短时也能使自动焊接设备的焊炬满足加工需求，从而解决了当管道窄间隙焊缝的位置为管道弯曲段和管道端部中间且距离两者较近、管道两个弯曲段中间且距离两者很近、管道两个端部中间且距离两者较近情况下自动化焊接设备和行走圆轨10难以直接安装的问题，提高了焊接效率和质量，提高焊接过程的稳定性，适用范围更广。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其特征在于，包括：

行走圆轨，围绕所述管道设置并与所述管道同轴，所述自动焊机可沿着所述行走圆轨运动；

轨道辅助支撑架，围绕所述管道设置并与所述管道同轴，所述行走圆轨与所述轨道辅助支撑架在所述管道的轴线方向上间隔设置；以及

连接结构，围绕所述管道设置，用于固定连接所述行走圆轨和所述轨道辅助支撑架。

2.根据权利要求1所述的用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其特征在于，所述连接结构包括若干个围绕所述管道间隔布置的连接曲杆，所述行走圆轨与轨道辅助支撑架通过所述连接曲杆连接。

3.根据权利要求2所述的用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其特征在于，所述连接曲杆包括分别与所述行走圆轨连接的第一连接部和与所述轨道辅助支撑架连接的第二连接部，所述第一连接部的连接面与第二连接部的连接面具有相对高差。

4.根据权利要求3所述的用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其特征在于，所述行走圆轨的内侧壁沿着周向设有矩形沉槽，所述第一连接部的连接面设有定位凸部，所述定位凸部与所述矩形沉槽之间定位配合，所述第二连接部设有定位台阶，所述第二连接部通过所述定位台阶与所述轨道辅助支撑架定位配合。

5.根据权利要求1所述的用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其特征在于，所述行走圆轨的外侧周向设有直齿，所述直齿两侧对称设有两列截面呈梯形的梯形凸起，用于将自动焊机迅速定位。

6.根据权利要求1所述的用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其特征在于，所述行走圆轨设有若干个弧形导轨单元，所述若干个弧形导轨单元相邻拼接形成所述行走圆轨。

7.根据权利要求6所述的用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其特征在于，所述弧形导轨单元的一端设有圆轨螺纹孔，另一端设有圆轨沉头孔，所述弧形导轨单元的两端均设有销孔，用于相邻两端弧形导轨单元的定位和连接，相邻所述弧形导轨单元之间的圆轨螺纹孔通过螺纹连接件连接。

8.根据权利要求1所述的用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其特征在于，所述轨道辅助支撑架内周设有若干个用于与所述管道支撑连接的绝缘支脚。

9.根据权利要求1所述的用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其特征在于，所述轨道辅助支撑架包括若干弧形支撑架单元，所述若干个弧形支撑架单元相邻拼接构成所述轨道辅助支撑架。

10.根据权利要求9所述的用于管道窄间隙焊缝焊接的自动焊机行走轨道，其特征在于，所述弧形支撑架单元两端分别设有拼接缺口，相邻的所述弧形支撑架单元之间通过拼接缺口相对拼接形成所述轨道辅助支撑架。