CN204747731U - 一种船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到一种船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统，其包括有埋弧自动焊机、焊枪调整装置和管子固定旋转装置，埋弧自动焊机升降的变速箱紧靠焊枪调整装置，焊枪固定于焊枪调整装置上，该焊枪调整装置包括底座、立柱、横柱和操作端，立柱固定于底座上，横柱可上下调节地设于立柱上，操作端可前后移动地设于横柱上，焊枪固定于操作端上，变速箱背面设有焊丝盘，焊丝穿过立柱的顶端伸入至焊枪中；管子固定旋转装置中摆动支座上设有可以自转的卡盘，船用大直径短管的一端通过卡盘固定于摆动支座上。本实用新型的坡口焊接系统替代人工进行大直径短管和法兰之间的机械化焊接工作，提高了焊接质量和焊接效率，并加快了管线生产节奏。

Description

一种船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统

技术领域

本实用新型涉及制造加工，特别涉及到一种船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统。

背景技术

在船舶的管系建造过程中，大量的碳钢管子与法兰件需要焊接在一体，因此管子与法兰的焊接工作量相当巨大。除了少量的不锈钢管和有色金属管用氩弧焊焊接外，很大一部分管子是用二氧化碳气体保护焊进行焊接的。随着船舶吨位日趋大型化，管线的口径、壁厚也随之增大，二氧化碳气体保护焊作为管系生产的主要焊接方式已不能满足高效生产的需要。

大直径短管与法兰的焊接一般采用二氧化碳气体保护焊的形式，二氧化碳气体保护焊的操作易于掌握，但是焊工水平良莠不齐，焊缝成型以及焊接质量无法得到有效保证。埋弧自动焊在焊接过程中，能避免弧光对操作人员的刺激，改善焊工的劳动条件，保护操作人员的安全。埋弧自动焊是机械化操作，现场只需按照相应的焊接工艺规范进行，很大程度上降低了焊接操作者的劳动强度和技术难度的要求。大直径短管尤其是短管与法兰之间的焊接在实践中碰到了很多的问题，由于焊接过程需要倾斜焊接，难以用机械化操作，往往采用人工的方式进行焊接，造成焊接效率低下，并且焊接质量难以有效保证，经常发生探伤通不过的情形。为了提高生产效率和焊接质量，采用机械化操作和埋弧自动焊的方式进行大直径短管与法兰的焊接势在必行。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述人工焊接大直径短管和法兰出现的问题，提供一种船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统。本实用新型的坡口焊接系统要能够替代人工进行大直径短管和法兰之间的机械化焊接工作，提高焊接质量和焊接效率，加快管线生产节奏。

为了达到上述发明目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统，其特征在于，该坡口焊接系统中包括有埋弧自动焊机、焊枪调整装置和管子固定旋转装置，埋弧自动焊机的变速箱紧靠所述的焊枪调整装置，埋弧自动焊机的焊枪固定于焊枪调整装置上，该焊枪调整装置包括底座、立柱、横柱和操作端，所述的立柱固定于底座上，该底座位于一个前行轨道上，该前行轨道延伸至所述的管子固定旋转装置处，所述的横柱可上下调节地设于立柱上，所述的操作端可前后移动地设于所述横柱上，所述的焊枪固定于操作端上，所述变速箱背面设有焊丝盘，焊丝穿过所述立柱的顶端伸入至焊枪中；所述的管子固定旋转装置包括有基座、摆动电机、半圆齿轮和摆动支座，在所述的摆动支座上设有可以自转的卡盘，所述的船用大直径短管的一端通过卡盘固定于摆动支座上，由摆动电机带动的半圆齿轮设于基座上，该半圆齿轮与摆动支座上的齿轮啮合连接。

在本实用新型的船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统中，所述的底座上设有升降电机，该升降电机上设有绞绳，该绞绳经过立柱设置的滚轮后连接至所述的横柱上。

在本实用新型的船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统中，所述的船用大直径短管和法兰固定于卡盘上，所述的焊枪伸入至所述船用大直径短管和法兰所形成的船型角焊位置处。

在本实用新型的船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统中，所述的卡盘上还设有大直径短管固定装置，该固定装置包括有主体和支撑螺栓，所述的主体为三棱体结构，该三棱体结构的一端焊接固定于卡盘上，另一端对称地设有三个固定螺母，三个支撑螺钉可伸缩地穿过固定螺母。

在本实用新型的船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统中，所述的埋弧自动焊机、焊枪调整装置和管子固定旋转装置均设于同一个操作平台上，该操作平台为略高于地面的矩形钢板台。

基于上述技术内容，本实用新型的船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统与现有技术相比具有如下技术优点：

①本实用新型在焊接质量反面解决了CO₂半自动焊焊后焊缝成型差，容易产生咬边，焊缝飞溅多，焊接接头多且不平整等问题，为后道工序打下了良好的基础。

②本实用新型在安全方面减少了管子吊运翻身的次数，焊接时无电弧光，操作人员可边焊接边检查焊缝质量，焊后无需打磨且清除药渣方便。

③本实用新型在生产效率方面克服了CO₂半自动焊焊接速度慢、劳动强度大、生产效率低、焊后焊缝打磨和修补工作量大等问题，通过分析比较，该装置的应用能使现有焊接效率提高近一倍。

④为了保证大直径短管-法兰的焊接质量，常规工艺中由高级电焊工进行焊接，但是目前有一定技术的焊工很难找到，特别是能焊接大管子的焊工更难招。大直径短管-法兰埋弧自动焊接机操作简单，操作者无需复杂的培训，只要掌握操作程序及要领就能独立操作。

附图说明

图1是本实用新型船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统的结构组成示意图。

图2是本实用新型船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统中摆动支座在焊接时的状态示意图。

具体实施方式

下面我们结合附图和具体的实施例来对本实用新型的船用大直径短管与法兰的坡口焊接装置作进一步的详细阐述，以求更为清楚明白地理解本实用新型的结构和使用过程，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。

具体来说，如图1所示，本实用新型坡口焊接系统中包括有埋弧自动焊机、焊枪调整装置和管子固定旋转装置。其中，控制埋弧自动焊机升降的变速箱5紧靠所述的焊枪调整装置设置，埋弧自动焊机的焊枪6固定于焊枪调整装置上。上述的焊枪调整装置包括底座1、立柱2、横柱3和操作端4，所述的立柱2固定于底座1上，该底座1位于一个前行轨道上，该前行轨道延伸至所述的管子固定旋转装置8处。上述的横柱3可上下调节地设于立柱2上，所述的操作端4可前后移动地设于所述横柱3上，所述的焊枪6固定于操作端4上。在变速箱5内设有焊丝盘，焊丝7盘于焊丝盘中，该焊丝7的一端穿过所述立柱2的顶端伸入至焊枪6中。

如图2所示，上述的管子固定旋转装置8包括有基座10、摆动电机、半圆齿轮12和摆动支座11，在所述的摆动支座11上设有可以自转的卡盘13，所述的船用大直径短管9的一端通过卡盘13固定于摆动支座11上，由摆动电机带动的半圆齿轮12设于基座10上，该半圆齿轮12与摆动支座11上的齿轮啮合连接。所述的大直径短管9和法兰设于卡盘13上拼合，所述的焊枪6伸入至所述大直径短管和法兰所形成的“船型角焊位置”处，从而可以在大直径短管和法兰之间进行埋弧自动焊。

在本实用新型的船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统中，为了能够自动地实现升降操作，在所述的底座1上设有升降电机，该升降电机上设有绞绳，该绞绳的经过立柱2设置的滚轮后连接至所述的横柱3上。

在本实用新型的船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统中，所述的卡盘上还设有大直径短管固定装置，该固定装置包括有主体和支撑螺栓，所述的主体为三棱体结构，该三棱体结构的一端焊接固定于卡盘上，另一端对称地设有三个固定螺母，三个支撑螺钉可伸缩地穿过固定螺母。为了解决大直径短管与法兰的固定，根据车床夹制工件的原理，将大直径短管与法兰夹制在一个固定的圆盘上，大直径短管固定装置中的卡盘就是这样一个圆盘，利用三点固定的原理在管子内壁进行固定。由于管子有一定的椭圆度，焊接过程大直径短管由于重力及热胀冷缩的原因会出现不同程度的波动，导致焊后焊缝出现卷边或偏离现象。为了克服这一情况，在原有固定夹具的基础上，通过现场尺寸的测量，增加新的管壁支撑点，管子安装后上下夹具协同配合，保证了焊接过程的安全性和稳定性。解决管子与法兰的固定后，还要考虑如何让管子与法兰处于“船形角焊”位置。在借鉴压力容器制造生产厂商所使用的容器滚轮架和焊接辅助设备变位机的经验后，结合实际状况，采用焊接辅助设备变位机的形式来实现适合埋弧自动焊机所需用的船形位置。角度变换是由电动机、变速箱齿轮和半圆齿轮组成，起到了旋转平台角度调节作用。

待管子与法兰处于“船型角焊”位置后，通过摆动支座11的卡盘来带动管子与法兰同步旋转，这种旋转方式的特点使工件边缘的角速度全都相等，这样就确保了焊接时管子与法兰旋转的稳定性。旋转平台有转速调节器控制变速电动机来带动平台，使旋转速度随意控制。

在本实用新型的船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统中，所述的埋弧自动焊机、焊枪调整装置和管子固定旋转装置设于同一个操作平台上，该操作平台为略高于地面的矩形钢板台。

由于埋弧自动焊技术一般应用于钢板对接及钢结构，其焊接电流大，多适用于钢板对接。而一般船用管子管壁较薄，无法在背面贴衬垫或药剂。由于管子与法兰装配后形成的是角焊缝位置，根据焊接技术的要点分析：若要获得良好的焊接接头，最好置于“船型角焊”位置进行焊接，但普通埋弧自动焊机还无法做到这一点。本实用新型大直径短管-法兰埋弧自动焊机的研制成功可改变这一现状，结合现场实际的生产状况，针对目前已有的高效焊接方法，对埋弧自动焊设备进行改良。经过改良后的埋弧自动焊技术应用到大直径短管与法兰的实际生产中，将会大大地提高管线制作的生产效率，加快管线生产节奏，焊缝质量也可以得到必要的保证。

Claims (5)

1.一种船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统，其特征在于，该坡口焊接系统中包括有埋弧自动焊机、焊枪调整装置和管子固定旋转装置，埋弧自动焊机的变速箱紧靠所述的焊枪调整装置，埋弧自动焊机的焊枪固定于焊枪调整装置上，该焊枪调整装置包括底座、立柱、横柱和操作端，所述的立柱固定于底座上，该底座位于一个前行轨道上，该前行轨道延伸至所述的管子固定旋转装置处，所述的横柱可上下调节地设于立柱上，所述的操作端可前后移动地设于所述横柱上，所述的焊枪固定于操作端上，所述变速箱背面设有焊丝盘，焊丝穿过所述立柱的顶端伸入至焊枪中；所述的管子固定旋转装置包括有基座、摆动电机、半圆齿轮和摆动支座，在所述的摆动支座上设有可以自转的卡盘，所述的船用大直径短管的一端通过卡盘固定于摆动支座上，由摆动电机带动的半圆齿轮设于基座上，该半圆齿轮与摆动支座上的齿轮啮合连接。

2.根据权利要求1所述的一种船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统，其特征在于，所述的底座上设有升降电机，该升降电机上设有绞绳，该绞绳经过立柱设置的滚轮后连接至所述的横柱上。

3.根据权利要求1所述的一种船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统，其特征在于，所述的船用大直径短管和法兰固定于卡盘上，所述的焊枪伸入至所述船用大直径短管和法兰所形成的船型角焊位置处。

4.根据权利要求1所述的一种船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统，其特征在于，所述的卡盘上还设有大直径短管固定装置，该固定装置包括有主体和支撑螺栓，所述的主体为三棱体结构，该三棱体结构的一端焊接固定于卡盘上，另一端对称地设有三个固定螺母，三个支撑螺钉可伸缩地穿过固定螺母。

5.根据权利要求1所述的一种船用大直径短管与法兰的坡口焊接系统，其特征在于，所述的埋弧自动焊机、焊枪调整装置和管子固定旋转装置均设于同一个操作平台上，该操作平台为略高于地面的矩形钢板台。