CN202498291U - 垂直气电立焊的焊枪摆动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种垂直气电立焊的焊枪摆动装置，包括有使焊枪沿垂直焊缝方向做直线运动的水平滑动机构，和使焊枪在垂直气电立焊的坡口间隙内摆动的锯齿摆动机构，安装有所述焊枪的所述锯齿摆机构设于所述水平滑动机构上。这样，焊接电弧可在焊缝背面的成形垫板与焊缝正面的水冷成形滑块之间和垂直气电立焊的坡口的左侧板和右侧板之间往复运动、焊接，可有效保证焊缝侧壁与焊接熔池充分熔合，可以使焊缝熔深明显加大，焊缝的力学性能显著提高，即使在提高焊丝熔化速度同时降低焊接热输入，也可使焊缝侧壁与焊接熔池完全熔合，避免出现间断或突变，甚至裂纹现象。

Description

垂直气电立焊的焊枪摆动装置

【技术领域】

本实用新型属于焊接摆动器技术领域，尤其涉及一种垂直气电立焊的焊枪摆动装置。

【背景技术】

基于熔化极气体保护焊技术的垂直气电立焊方法是一种非常适合于重型金属结构的高效焊接方法，但是这些垂直气电立焊方法存在的最大问题就是焊接热输入高，而且随板厚增加带来的热输入提高会使焊缝金属的结晶速度降低，由此带来晶粒粗大，从而导致焊缝的力学性能降低，严重影响了焊缝的低温冲击韧性。解决这个问题的唯一方法就是在提高熔敷率的同时降低垂直气电立焊热输入，也就是说一种能够提高单位电流焊丝熔敷率的方法。目前能够提高单位电流的焊丝熔敷率的方法有增加焊丝干伸长、使用DCEN电极极性和使用氦气或多元气体等方法，但这些方法的提高幅度都是很有限，一般也就是在20％左右，而且这些方法已经在使用，例如目前的垂直气电立焊专用焊丝也是要配合DCEN接法才能获得一定效果。因此要从根本上解决垂直气电立焊的焊接热输入问题，还必须寻求一种可以大幅度提高单位电流焊丝熔敷率的新型焊接方法，而实用新型专利“高焊丝熔化速度且低焊接热输入的电弧焊方法(专利号为201010541778.5)”可以满足这种要求，但是焊接过程中降低焊接热输入后又会导致焊缝侧壁的未熔合，焊缝会出现间断或突变，焊缝强度大大降低，甚至引起裂纹。

【实用新型内容】

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种可有效保证焊缝侧壁与焊接熔池充分熔合，且可显著提高焊缝的力学性能的摆动器。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案为：

一种垂直气电立焊的焊枪摆动装置，包括有使焊枪沿垂直于焊缝的方向做直线运动的水平滑动机构，和使焊枪在垂直气电立焊的坡口间隙内摆动的锯齿摆动机构，安装有所述焊枪的所述锯齿摆机构设于所述水平滑动机构上；

所述水平滑动机构包括有第一电机、第一齿轮、第二齿轮、第一丝杠、第一丝杠套、第一丝杠套固定座和第一直线滑轨，所述锯齿摆动机构包括有第二电机、第一步轮、第二步轮、同步轮带、第二丝杠、第二丝杠套、第二丝杠套固定座和第二直线滑轨；其中，所述第一电机安装在第一固定座内，并以第一电机固定板固定，且所述第一电机的转动部从所述第一电机固定板伸出，连接固定所述第一齿轮；所述第一丝杠一端连接固定有所述第二齿轮，且所述第二齿轮与所述第一齿轮齿合；所述第一丝杠套可做往复直线运动地设于所述第一丝杠上，并通过螺钉与所述第一丝杠套固定座连接固定；所述第一直线滑轨沿X轴方向设于所述第一固定座上，且其上设有可往复运动的第一滑块，所述第一滑块与所述第一丝杠套固定座连接固定；所述第二电机安装在第二固定座内，并以第二电机固定板固定，且所述第二电机的转动部从所述第二电机固定板伸出，连接固定所述第一步轮；所述第二丝杠一端从所述第二电机固定板伸出，并连接固定所述第二步轮，所述同步轮带套在所述第一步轮和第二步轮上，使其进行同步运动；所述第二丝杠套可做往复直线运动地设于所述第二丝杠另一端，并通过螺钉与所述第二丝杠套固定座连接固定；第二直线滑轨沿Y轴方向设于第二固定座内侧，并以螺钉固定，且其上设有可往复运动的第二滑块，所述第二滑块与所述第二丝杠套固定座连接固定，且所述第二丝杠套固定座与所述第一固定座连接固定；

所述第一丝杠与第一丝杠套之间、所述第二丝杠与第二丝杠套之间均采用螺纹结构组合一起；

所述第一丝杠套和所述第二丝杠套的圆柱体部分别设于所述第一丝杠套固定座和第二丝杠套固定座内；

所述第一齿轮下方设有一齿轮定位座，所述第二齿轮可转动地安装在所述齿轮定位座上；

所述第一齿轮和第二齿轮均为中空的锥形齿轮，且相互齿合；

本摆动装置还设有用于检测焊枪在X轴方向运动时的位置的第一光码感应器和第一感应片、用于检测焊枪在Y轴方向运动时的位置的第二光码感应器和第二感应片，其中所述第一光码感应器安装在所述第一固定座上，所述第一感应片安装在所述挡板上，所述第二光码感应器安装在所述第二固定座上，所述第二感应片安装在所述第一固定座上。

本实用新型的通过上述技术方案，焊枪所产生的焊接电弧即可在焊缝背面的成形垫板与焊缝正面的水冷成形滑块之间做直线运动，与此同时，焊接电弧在垂直气电立焊的坡口的左侧板和右侧板之间往复摆动、焊接；可有效保证焊缝侧壁与焊接熔池充分熔合，可以使焊缝熔深明显加大，焊缝的力学性能显著提高，即使在提高焊丝熔化速度的同时降低焊接热输入，也可使焊缝侧壁与焊接熔池完全熔合，避免出现间断或突变，甚至裂纹现象。

【附图说明】

图1是本实用新型所述垂直气电立焊的焊枪摆动装置的结构分解示意图；

图2是本实用新型所述垂直气电立焊的焊枪摆动装置焊接时的工作原理示意图；

图3是本实用新型所述垂直气电立焊的焊枪摆动装置焊接时摆动焊枪的示意图(图3a为焊枪3摆动到垂直气电立焊坡口的左侧的状态图，图3b为焊枪3位于垂直气电立焊的坡口的中间的状态图，图3c为焊枪3摆动到垂直气电立焊的坡口右侧的状态图。)；

图4是本实用新型所述垂直气电立焊的焊枪摆动装置焊接时焊枪的摆动示意图。

【具体实施方式】

以下结合附图对本实用新型技术方案进行详细说明。

请参阅说明书附图图1-4。图中水平滑动机构1(第一电机11、第一齿轮12、第二齿轮13、第一丝杠14、第一丝杠套15、第一丝杠套固定座16、第一直线滑轨17、第一滑块17’和第一固定座18)、锯齿摆动机构2(第二电机21、第一步轮22、第二步轮23、同步轮带24、第二丝杠25、第二丝杠套26、第二丝杠套固定座27、第二直线滑轨28、第二滑块28’和第二固定座29)。

如图中所示：

本实用新型所述的垂直气电立焊的焊枪摆动装置，包括有水平滑动机构1和锯齿摆动机构2，安装有焊枪3的锯齿摆机构2设于水平滑动机构1上。其中，水平滑动机构1主要由第一电机11、第一齿轮12、第二齿轮13、第一丝杠14、第一丝杠套15、第一丝杠套固定座16和第一直线滑轨17组成。第一电机11安装在第一固定座18内，并以第一电机固定板18’固定住，且第一电机11的转动部从第一电机固定板18’伸出，第一齿轮12连接固定于该转动部上；第一齿轮12下方设有一齿轮定位座13’，所述第二齿轮13可转动地安装在该齿轮定位座13’上，第一齿轮12和第二齿轮13均为中空的锥形齿轮，且相互齿合；第一丝杠14的杠身设有螺纹14’，且一端置于第二齿轮13内连接固定住，第一丝杠14设有可在杠身上直线运动的第一丝杠套15，第一丝框杠套15的圆柱体部设于第一丝杠套固定座16内，并通过螺钉固定住；第一丝杠套固定座16左右两侧分别固定有挡板(161、162)，挡板(161、162)均与枪夹连接板(图中并未表示出来)连接；第一直线滑轨17沿X轴方向设于第一固定座18上的凹位181内，且其上设有可往复运动的第一滑块17’，并且该第一滑块17’与所述第一丝杠套固定座16连接固定。这样，第一电机11转动即带动第一齿轮12转动，第一齿轮12在Z轴方向的转动传递到第二齿轮13变为Y轴方向的转动，第二齿轮13带动第一丝杠14转动，在第一丝杠14和第一丝杠套15之间螺纹结构的作用下，第一丝杠套15随第一丝杠14的转动在X轴方向做直线运动，同时第一丝杠套固定座16也随第一丝杠套15和通过第一滑块17’在第一直线滑轨17上做直线运动，第一电机11在电路控制下做周期性(周期可调)的正反转，使得固定在摆动器上焊枪在X轴方向上做规律性的往复运动。本摆动装置还设有一保护罩19、第一光码感应器101和第一感应片102，所述保护罩19罩在对水平滑动机构1上，予以保护；第一光码感应器101安装在第一固定座18上，第一感应片102安装在挡板161上，第一感应片102与第一感应器101主要用于检测双丝焊枪在X轴方向运动时的位置，以便实现工作完成后控制双丝焊枪在X轴方向上回到中点。

本实用新型摆动装置的锯齿摆动机构2主要由第二电机21、第一步轮22、第二步轮23、同步轮带24、第二丝杠25、第二丝杠套26、第二丝杠套固定座27和第二直线滑轨28组成。第二电机21安装在第二固定座29内，并以第二电机固定板21’固定住，且第二电机21的转动部从该第二电机固定板21’设有的孔伸出，连接固定所述第一步轮22；第二丝杠25的杠身同样设有螺纹25’，且一端也从第二电机固定板21’设有的孔伸出，并连接固定第二步轮23，同步轮带24套在第一步轮22和第二步轮23上，使其进行同步运动；第二丝杠25另一端设有可在杠身往复直线运动的第二丝杠套26，第二丝杠套26的圆柱体部设于第二丝杠套固定座27内，并通过螺钉固定住；第二直线滑轨28沿Y轴方向设于第二固定座29内侧设有的凹位291内，并以螺钉固定，且其上设有可往复运动的第二滑块28’，第二滑块28’与所述第二丝杠套固定座27连接固定，且第二丝杠套固定座27与第一固定座18连接固定。这样，第二电机21转动即带动第一步轮22转动，第一步轮22通过同步轮带24带动第二步轮23产生同步运动，在第二步轮23的带动下第二丝杠25转动，在第二丝杠25和第二丝杠套26之间螺纹结构的作用下，第二丝杠套26随第二丝杠25的转动在Y轴方向做直线运动，并带动第二丝杠套固定座27通过第二滑块28’在第二直线滑轨28上产生直线运动，由于第二电机21在电路控制下做周期性(周期可调)的正反转，可使固定在摆动器上的焊枪在Y轴方向上做规律性的往复运动。本摆动装置还设有第二光码感应器201和第二感应片202，所述第二光码感应器201安装在第二固定座29上，第二感应片202安装在第一固定座18上，第二光码感应器201和第二感应片202主要用于检测双丝焊枪在Y轴方向运动时的位置，以实现工作完成后控制双丝焊枪在Y轴方向上回到中点。

本实用新型所述的垂直气电立焊的焊枪摆动装置工作时，双丝焊枪固定在该摆动装置的枪夹连接板上，所述水平滑动机构1驱使双丝焊枪3沿垂直于焊缝4的方向做直线运动，双丝焊枪3所产生的焊接电弧31即可在焊缝背面的成形垫板41与焊缝正面的水冷成形滑块42之间做直线运动；与此同时，锯齿摆动机构2通过与枪夹连接板连接的挡板(161、162)，使枪夹连接板带动双丝焊枪3和枪夹绕Z轴转动，从而实现双丝焊枪3呈锯齿形摆动(如图4)，驱使双丝焊枪3在垂直气电立焊的坡口间隙内摆动，即双丝焊枪3可在垂直气电立焊的坡口的左侧板43和右侧板44之间往复摆动，也就是说双丝焊枪3所产生的焊接电弧31在垂直气电立焊的坡口的左侧板43和右侧板44之间往复摆动、焊接。这样，即可有效保证焊缝侧壁与焊接熔池45充分熔合，可以使焊缝熔深明显加大，焊缝4的力学性能显著提高，即使在提高焊丝熔化速度同时降低低焊接热输入也可使会焊缝侧壁与焊接熔池完全熔合，避免出现间断或突变，甚至裂纹。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种垂直气电立焊的焊枪摆动装置，其特征在于：包括有使焊枪(3)沿垂直于焊缝(4)方向做直线运动的水平滑动机构(1)，和使焊枪(3)在垂直气电立焊的坡口间隙内摆动的锯齿摆动机构(2)，安装有所述焊枪(3)的所述锯齿摆机构(2)设于所述水平滑动机构(1)上。

2.根据权利要求1所述的垂直气电立焊的焊枪摆动装置，其特征在于：所述水平滑动机构(1)包括有第一电机(11)、第一齿轮(12)、第二齿轮(13)、第一丝杠(14)、第一丝杠套(15)、第一丝杠套固定座(16)和第一直线滑轨(17)，所述锯齿摆动机构(2)包括有第二电机(21)、第一步轮(22)、第二步轮(23)、同步轮带(24)、第二丝杠(25)、第二丝杠套(26)、第二丝杠套固定座(27)和第二直线滑轨(28)；其中，

所述第一电机(11)安装在第一固定座(18)内，并以第一电机固定板(18’)固定，且所述第一电机(11)的转动部从所述第一电机固定板(18’)伸出，连接固定所述第一齿轮(12)；

所述第一丝杠(14)一端连接固定有所述第二齿轮(13)，且所述第二齿轮(13)与所述第一齿轮(12)齿合；

所述第一丝杠套(15)可做往复直线运动地设于所述第一丝杠(14)上，并通过螺钉与所述第一丝杠套固定座(16)连接固定；

所述第一直线滑轨(17)沿X轴方向设于所述第一固定座(18)上，且其上设有可往复运动的第一滑块(17’)，所述第一滑块(17’)与所述第一丝杠套固定座(16)连接固定；

所述第二电机(21)安装在第二固定座(29)内，并以第二电机固定板(21’)固定，且所述第二电机(21)的转动部从所述第二电机固定板(21’)伸出，连接固定所述第一步轮(22)；

所述第二丝杠(25)一端从所述第二电机固定板(21’)伸出，并连接固定所述第二步轮(23)，所述同步轮带(24)套在所述第一步轮(22)和第二步轮(23)上，使其进行同步运动；

所述第二丝杠套(26)可做往复直线运动地设于所述第二丝杠(25)另一端，并通过螺钉与所述第二丝杠套固定座(27)连接固定；

第二直线滑轨(28)沿Y轴方向设于第二固定座(29)内侧，并以螺钉固定，且其上设有可往复运动的第二滑块(28’)，所述第二滑块(28’)与所述第二丝杠套固定座(27)连接固定，且所述第二丝杠套固定座(27)与所述第一固定座(18)连接固定。

3.根据权利要求2所述的垂直气电立焊的焊枪摆动装置，其特征在于：所述第一丝杠(14)与第一丝杠套(15)之间、所述第二丝杠(25)与第二丝杠套(26)之间均采用螺纹结构组合一起。

4.根据权利要求2所述的垂直气电立焊的焊枪摆动装置，其特征在于：所述第一丝杠套(15)和所述第二丝杠套(26)的圆柱体部分别设于所述第一丝杠套固定座(16)和第二丝杠套固定座(27)内。

5.根据权利要求2所述的垂直气电立焊的焊枪摆动装置，其特征在于：所述第一齿轮(12)下方设有一齿轮定位座(13’)，所述第二齿轮(13)可转动地安装在所述齿轮定位座(13’)上。

6.根据权利要求5所述的垂直气电立焊的焊枪摆动装置，其特征在于：所述第一齿轮(12)和第二齿轮(13)均为中空的锥形齿轮，且相互齿合。

7.根据权利要求2所述的垂直气电立焊的焊枪摆动装置，其特征在于：本摆动装置还设有用于检测焊枪在X轴方向运动时的位置的第一光码感应器(101)和第一感应片(102)、用于检测焊枪在Y轴方向运动时的位置的第二光码感应器(201)和第二感应片(202)，其中所述第一光码感应器(101)安装在所述第一固定座(18)上，所述第一感应片(102)安装在所述挡板(161)上，所述第二光码感应器(201)安装在所述第二固定座(29)上，所述第二感应片(202)安装在所述第一固定座(18)上。

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