CN208033895U - 一种螺旋焊管用自动补焊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种螺旋焊管用自动补焊装置，属于焊接设备领域，针对钢管焊缝自动补焊装置不适于对螺旋焊管焊接的问题，采用的技术方案如下：一种螺旋焊管用自动补焊装置，包括支撑架，可沿支撑架竖向移动的升降平台，可沿升降平台移动的横移支架，连接在横移支架上部的支撑横梁，以及可沿支撑横梁走向移动的焊接装置，所述升降平台水平向布置；所述横移支架上连有联动装置，所述联动装置位于螺旋焊管与升降平台之间，用于驱动横移支架移动；所述支撑横梁的走向与螺旋焊管的轴向成夹角，使焊接装置的移动方向适应待焊焊缝的走向。本实用新型能够较为方便的对螺旋焊管进行焊接，降低了补焊时间、提高了补焊效率。

Description

一种螺旋焊管用自动补焊装置

技术领域

本实用新型属于焊接设备领域，特别涉及一种螺旋焊管用自动补焊装置。

背景技术

目前，螺旋焊管大量应用于钢管桩工程、流体输送管道和钢结构等领域，其制作过程大致为：首先，在螺旋焊管机组生产线上连续地卷曲并焊接钢带，制作出具有螺旋状焊缝和对头焊缝（前一个钢带尾与后一个钢带头的焊接缝）的螺旋钢管，其中螺旋焊缝一般采用双面自动埋弧焊法焊接而成，而对头焊缝的正面（即螺旋焊管的内侧）一般采用自动埋弧焊法焊接；在螺旋焊管被切断下线后，再对钢带对头焊缝的背面（即钢管外侧面）进行补焊以及对不良的螺旋状焊缝进行补焊。通常采用手工焊方法对焊缝进行焊补，但手工焊所用时间较长、工作效率低，且往往由于人为因素导致补焊焊缝质量不合格。

申请号为2014207135166的专利文件提供一种钢管焊缝自动补焊机构，其包括底架、 纵向铺设于底架下方的轨道及设于底架上的升降架，底架上固定安装有若干导向套，在各导向套内套装有导向柱，各导向柱顶端与升降架固定连接，在底架与升降架之间设有丝杆机构以控制升降架上下升降，底架下设有与轨道滚动连接的滚轮，在底架上设有驱动滚轮转动的变速电机，升降架具有一水平向外延伸的支撑臂，支撑臂末端设有一调节头和焊枪。这种钢管焊缝自动补焊机构可以用于焊接直线焊缝，但螺旋焊管的焊缝为曲线焊缝，并始终与螺旋焊管的轴向方向呈一定夹角，这种钢管焊缝自动补焊机构不能对螺旋焊管的焊缝进行自动补焊。

实用新型内容

针对现有的钢管焊缝自动补焊装置不适于对螺旋焊管焊接的问题，本实用新型提供一种螺旋焊管用自动补焊装置，以解决现有技术中存在的问题。

本实用新型采用技术方案如下：一种螺旋焊管用自动补焊装置，包括可沿螺旋焊管轴向移动的支撑架，位于螺旋焊管上方且可沿支撑架竖向移动的升降平台，可沿升降平台移动的横移支架，连接在横移支架上部的支撑横梁，以及可沿支撑横梁走向移动的焊接装置，所述升降平台水平向布置，以使横移支架的移动方向与螺旋焊管的轴向垂直；所述横移支架上连有一联动装置，所述联动装置位于螺旋焊管与升降平台之间，用于驱动横移支架移动，使横移支架水平向的移动速度与螺旋焊管周向线速度在水平向的分量一致；所述支撑横梁的走向与螺旋焊管的轴向成夹角，使焊接装置的移动方向适应待焊焊缝的走向。

调节后，焊接装置的移动方向与待补焊焊缝最高点的切线方向相适应，因此焊接装置的移动方向能够适应待焊焊缝的走向。通过升降平台、横移支架的调节，焊接装置位于螺旋焊管上方，联动装置使得横移支架水平向的移动速度与螺旋焊管周向线速度在水平向的分量一致，横移支架与螺旋焊管在水平向相对静止，抵消了螺旋焊管轴向的转动对焊接装置的影响；待焊焊缝为曲线，支撑横梁的走向与螺旋焊管的轴向成夹角，这保证焊接装置移动的方向与待焊焊缝的走向相适应，易于焊接装置作业且能够确保焊缝的平整，因此，本实用新型的螺旋焊管用自动补焊装置适用于螺旋焊管的焊接。

进一步地，所述升降平台包括至少两根带有导轨且彼此平行的支撑梁，所述横移支架为框架结构，其上设有多个与导轨匹配的滚轮，且每根支撑梁上配有至少两个滚轮，以使横移支架移动方向与导轨布置的方向一致。这一设置使得自动补焊装置具有轻质的优点，并为焊接装置让位，使焊接装置具有较大工作区；设置的滚轮减少了横移支架移动的摩擦力，并能够保证横移支架的移动方向与支撑梁的走向相一致。

进一步地，所述支撑横梁的两端分别位于横移支架连有滚轮的两侧边上，且支撑横梁与横移支架之间成角度连接，以使支撑横梁的走向与螺旋焊管的轴向成夹角。支撑横梁具有一定重量，对横移支架施加向下的力，横移支架连有滚轮的侧边搭在升降平台的支撑梁上，这一结构能使横移支架受力均衡，进而能保证整体结构的稳定。

进一步地，所述支撑横梁与横移支架之间还设有铰接件，所述铰接件用于调节并锁紧支撑横梁，以使支撑横梁与横移支架之间成角度连接。这一使得支撑横梁具有较好的灵活度，使本实用新型的螺旋焊管用自动补焊装置能够适用于不同直径的螺旋焊管。

进一步地，所述联动装置包括一压条，所述压条被紧压在螺旋焊管的外表面，以使横移支架水平向的移动速度与螺旋焊管周向线速度在水平向的分量一致。压条用于增加联动装置与螺旋焊管外表面的摩擦力，使得横移支架在螺旋焊管的运动下实现水平向移动，无需额外的装置进行驱动，精简了整体的结构，并能够保证移动的一致性。

进一步地，所述焊接装置为埋弧焊装置，其包括可沿支撑横梁移动的焊机以及可上下移动的焊枪，所述支撑横梁上设有多个与自身走向一致的轨道，所述焊机的下部和侧部均设有多个被轨道限位的滚轮，使焊机沿支撑横梁移动。这一设置保证焊机的移动方向与支撑横梁的走向一致，便于调节且易于控制。

进一步地，所述螺旋焊管用自动补焊装置还包括位于螺旋焊管下方并使螺旋焊管处于转动状态的驱动装置，该驱动装置将待焊焊缝推至螺旋焊管的顶部，便于实现连续作业。

进一步地，所述支撑架上设有多个支撑脚，每个支撑脚上均设有滑轮，所述滑轮限位于走向与螺旋焊管轴向一致的滑轨中，实现支撑架的移动。这使得螺旋焊管用自动补焊装置能够快速移动至待焊焊缝附近，便于缩短调整时间，提高使用效率。

上述螺旋焊管用自动补焊装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤1，转动螺旋焊管，使螺旋焊管待焊焊缝位于螺旋焊管的顶部；调节支撑架水平向位置，使支撑架上的升降平台位于螺旋焊管的上方；调节升降平台竖直向位置以及可沿升降平台水平向移动的横移支架的水平向位置，直至横移支架下部的联动装置压紧螺旋焊管外表面；

步骤2，调节并锁紧位于横移支架上的支撑横梁，使支撑横梁的走向与螺旋焊管的轴向具有一定夹角，并使可沿支撑横梁走向移动的焊接装置的移动方向适应待焊焊缝的走向；

步骤3，调节焊接装置的初始位置，使焊接装置正对待焊焊缝的起始位置，控制焊接装置的移动速度和螺旋焊管的转动速度，以使焊接装置的工作区始终位于螺旋焊管的顶部。

步骤2中，焊接螺旋焊缝时，支撑横梁的走向与螺旋焊缝顶点所处的切线平行，焊接装置的移动方向能够适应螺旋焊缝的走向；焊接对头焊缝时，支撑横梁的走向与对头焊缝顶点所处的切线平行，焊接装置的移动方向能够适应对头焊缝的走向。

升降平台、横移支架与支撑横梁相互独立并且相互配合，使焊接装置的工作区处于螺旋焊管的顶部，其具有调节时间短、调节方便的特点，可达到节省调节时间、提高补焊效率的目的。

步骤1、步骤2和步骤3中，螺旋焊管被一驱动装置驱动而转动。由于螺旋焊管的焊缝包括曲线型的焊缝，而焊接装置的工作区位于螺旋焊管的上方，因此，螺旋焊管处于转动状态可便于实现连续作业。

螺旋焊管由钢带经弯曲焊接形成，其涉及到的基本参数公式如下：

θ=arccos(d/πb) （1）

式中：θ为外螺旋角度，即螺旋焊管的外表面螺旋焊缝所长螺旋线的切线与螺旋焊管轴向的夹角；d为螺旋焊管的外径；b为钢板的宽度。

另外，螺旋焊管的对头焊缝也呈螺旋状，其所在螺旋线与螺旋焊管轴向的夹角γ与θ通常互为余角，这是由于钢带对接时，对接焊缝通常与钢带纵向垂直。

从公式（1）中可知，螺旋焊管的外径、钢板的宽度固定后，螺旋焊缝的螺旋角θ和对头焊缝的螺旋角γ即可确定。

螺旋焊管的螺旋焊缝所在的螺旋线的最高处切线的切点设为P点，对头焊缝所在螺旋线的最高处切线的切点设为Q点；螺旋焊管的轴向设为Y向，横移支架移动的方向为X向，支撑横梁的走向为H向；若螺旋焊管以大小为V₁的线速度轴向转动时，切点Q以大小为V₂的速度沿Y向移动，其中 V₂=V₁/tanγ；横移支架被联动装置带动，并以大小为V₁的速度沿X向移动，V₁的变化不会对焊接装置的移动速度和焊接方向产生干涉，不会焊偏，当支撑横梁的走向与螺旋焊管轴向的夹角为γ时，焊接装置以大小为V的速度移动，其在X向上的分量V₃ =Vsinγ，当V₁=V₃=Vsinγ时，焊接点总与Q点重合，因此可调节V₁和V使得焊接点处于平焊位置；实际中V₁和V会发生拨动，但仅在Q点附近变动，对焊接质量影响不大。同理，该过程也适用于螺旋焊缝的焊接，即P点的移动也符合该过程。

本实用新型具有的有益效果：联动装置使得横移支架的移动速度与螺旋焊管的周向速度在水平方向的分速度一致，抵消了螺旋焊管轴向的转动对焊接装置的影响；支撑横梁的走向与螺旋焊管的轴向成夹角，保证了焊接装置移动的方向与待焊焊缝的走向相适应，使得本实用新型的螺旋焊管用自动补焊装置适用于螺旋焊管的焊接。

附图说明

图1为螺旋焊管用自动补焊装置的主视图；

图2为螺旋焊管用自动补焊装置的俯视图；

图3为支撑横梁的结构示意图；

图中：1-螺旋焊管；2-升降平台；21-支撑梁；211-导轨；3-横移支架；31-滚轮；4-支撑横梁；41-轨道；5-焊接装置；51-焊机；52-焊枪；6-联动装置；61-压条；7-铰接件；8-支撑架；81-滑轮；9-驱动装置。

具体实施方式

下面结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实施例的螺旋焊管用自动补焊装置，如图1至图3所示，包括可沿螺旋焊管1轴向移动的支撑架8，位于螺旋焊管1上方且可沿支撑架8竖向移动的升降平台2，可沿升降平台2移动的横移支架3，连接在横移支架3上部的支撑横梁4，以及可沿支撑横梁4走向移动的焊接装置5，所述升降平台2水平向布置，以使横移支架3的移动方向与螺旋焊管1的轴向垂直；所述横移支架3上连有一联动装置6，所述联动装置6位于螺旋焊管1与升降平台2之间，用于驱动横移支架3移动，使横移支架3水平向的移动速度与螺旋焊管1周向线速度在水平向的分量一致；所述支撑横梁4的走向与螺旋焊管1的轴向成夹角，该夹角的大小与对接焊缝与螺旋焊管1轴向的夹角一致，使焊接装置5的移动方向适应待焊焊缝的走向。

调节后，焊接装置5的移动方向与待补焊焊缝最高点的切线方向相适应，因此焊接装置5的移动方向能够适应待焊焊缝的走向。通过升降平台2、横移支架3的调节，焊接装置5位于螺旋焊管1上方，联动装置6使得横移支架3水平向的移动速度与螺旋焊管1周向线速度在水平向的分量一致，横移支架3与螺旋焊管1在水平向相对静止，抵消了螺旋焊管1轴向的转动对焊接装置5的影响；待焊焊缝为曲线，支撑横梁4的走向与螺旋焊管1的轴向成夹角，这保证焊接装置5移动的方向与待焊焊缝的走向相适应，易于焊接装置5作业且能够确保焊缝的平整，因此，本实用新型的螺旋焊管1用自动补焊装置适用于螺旋焊管1的焊接。

所述升降平台2包括两根带有导轨且彼此平行的支撑梁21，所述横移支架3为框架结构，其上设有多个与导轨匹配的滚轮31，且每根支撑梁21上配有两个滚轮31，以使横移支架3移动方向与导轨布置的方向一致。这一设置使得自动补焊装置具有轻质的优点，并为焊接装置5让位，使焊接装置5具有较大工作区；设置的滚轮31减少了横移支架3移动的摩擦力，并能够保证横移支架3的移动方向与支撑梁21的走向相一致。

所述支撑横梁4的两端分别位于横移支架3连有滚轮31的两侧边上，且支撑横梁4与横移支架3之间成角度连接，以使支撑横梁4的走向与螺旋焊管1的轴向成夹角。支撑横梁4具有一定重量，对横移支架3施加向下的力，横移支架3连有滚轮31的侧边搭在升降平台2的支撑梁21上，这一结构能使横移支架3受力均衡，进而能保证整体结构的稳定。

所述支撑横梁4与横移支架3之间还设有铰接件7，所述铰接件7用于调节并锁紧支撑横梁4，以使支撑横梁4与横移支架3之间成角度连接。这一使得支撑横梁4具有较好的灵活度，使本实用新型的螺旋焊管用自动补焊装置能够适用于不同螺旋角的螺旋焊管1。

所述联动装置6包括一压条61，所述压条61被紧压在螺旋焊管1的外表面，以使横移支架3水平向的移动速度与螺旋焊管1周向线速度在水平向的分量一致。压条61用于增加联动装置6与螺旋焊管1外表面的摩擦力，使得横移支架3在螺旋焊管1的运动下实现水平向移动，无需额外的装置进行驱动，精简了整体的结构，并能够保证移动的一致性。

所述焊接装置5为埋弧焊装置，其包括可沿支撑横梁4移动的焊机51以及可上下移动的焊枪52，所述支撑横梁4上设有多个与自身走向一致的轨道41，所述焊机51的下部和侧部均设有多个被轨道41限位的滚轮31，使焊机51沿支撑横梁4移动。这一设置保证焊机51的移动方向与支撑横梁4的走向一致，便于调节且易于控制。

所述螺旋焊管用自动补焊装置还包括位于螺旋焊管1下方并使螺旋焊管1处于转动状态的驱动装置9，该驱动装置9将待焊焊缝推至螺旋焊管1的顶部，便于实现连续作业。

所述支撑架8上设有多个支撑脚，每个支撑脚上均设有滑轮81，所述滑轮81限位于走向与螺旋焊管1轴向一致的滑轨中，实现支撑架8的移动。这使得螺旋焊管1用自动补焊装置能够快速移动至待焊焊缝附近，便于缩短调整时间，提高使用效率。

上述螺旋焊管用自动补焊装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤1，转动螺旋焊管1，使螺旋焊管1待焊焊缝位于螺旋焊管1的顶部；调节支撑架8水平向位置，使支撑架8上的升降平台2位于螺旋焊管1的上方；调节升降平台2竖直向位置以及可沿升降平台2水平向移动的横移支架3的水平向位置，直至横移支架3下部的联动装置6压紧螺旋焊管1外表面；

步骤2，调节并锁紧位于横移支架3上的支撑横梁4，使支撑横梁4的走向与螺旋焊管1的轴向具有一定夹角，并使可沿支撑横梁4走向移动的焊接装置5的移动方向适应待焊焊缝的走向；

步骤3，调节焊接装置5的初始位置，使焊接装置5正对待焊焊缝的起始位置，控制焊接装置5的移动速度和螺旋焊管1的转动速度，以使焊接装置5的工作区始终位于螺旋焊管1的顶部。

升降平台2、横移支架3与支撑横梁4相互独立并且相互配合，使焊接装置5的工作区处于螺旋焊管1的顶部，其具有调节时间短、调节方便的特点，可达到节省调节时间、提高补焊效率的目的。

步骤1、步骤2和步骤3中，螺旋焊管1被一驱动装置9驱动而转动。由于螺旋焊管1的焊缝包括曲线型的焊缝，而焊接装置5的工作区位于螺旋焊管1的上方，因此，螺旋焊管1处于转动状态可便于实现连续作业。

本实施例为焊接对头焊缝的焊接过程，当使用本实用新型的螺旋焊管用自动补焊装置对螺旋焊缝进行焊接时，调整支撑横梁4的走向与螺旋焊管1轴向的夹角，使得该夹角与螺旋焊缝的螺旋角相同，此时，焊接装置5的移动方向与螺旋焊缝的走向相适应，因此，本实用新型的螺旋焊管用自动补焊装置适用于螺旋管螺旋焊缝和对头焊缝的焊接。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求的范围中。

Claims (8)

1.一种螺旋焊管用自动补焊装置，其特征在于，包括可沿螺旋焊管轴向移动的支撑架，位于螺旋焊管上方且可沿支撑架竖向移动的升降平台，可沿升降平台移动的横移支架，连接在横移支架上部的支撑横梁，以及可沿支撑横梁走向移动的焊接装置，所述升降平台水平向布置，以使横移支架的移动方向与螺旋焊管的轴向垂直；所述横移支架上连有一联动装置，所述联动装置位于螺旋焊管与升降平台之间，用于驱动横移支架移动，使横移支架水平向的移动速度与螺旋焊管周向线速度在水平向的分量一致；所述支撑横梁的走向与螺旋焊管的轴向成夹角，使焊接装置的移动方向适应待焊焊缝的走向。

2.根据权利要求1所述的螺旋焊管用自动补焊装置，其特征在于，所述升降平台包括至少两根带有导轨且彼此平行的支撑梁，所述横移支架为框架结构，其上设有多个与导轨匹配的滚轮，且每根支撑梁上配有至少两个滚轮，以使横移支架移动方向与导轨布置的方向一致。

3.根据权利要求2所述的螺旋焊管用自动补焊装置，其特征在于，所述支撑横梁的两端分别位于横移支架连有滚轮的两侧边上，且支撑横梁与横移支架之间成角度连接，以使支撑横梁的走向与螺旋焊管的轴向成夹角。

4.根据权利要求3所述的螺旋焊管用自动补焊装置，其特征在于，所述支撑横梁与横移支架之间还设有铰接件，所述铰接件用于调节并锁紧支撑横梁，以使支撑横梁与横移支架之间成角度连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的螺旋焊管用自动补焊装置，其特征在于，所述联动装置包括一压条，所述压条被紧压在螺旋焊管的外表面，以使横移支架水平向的移动速度与螺旋焊管周向线速度在水平向的分量一致。

6.根据权利要求1或2或3所述的螺旋焊管用自动补焊装置，其特征在于，所述焊接装置为埋弧焊装置，其包括可沿支撑横梁移动的焊机以及可上下移动的焊枪，所述支撑横梁上设有多个与自身走向一致的轨道，所述焊机的下部和侧部均设有多个被轨道限位的滚轮，使焊机沿支撑横梁移动。

7.根据权利要求1至4任一项所述的螺旋焊管用自动补焊装置，其特征在于，还包括位于螺旋焊管下方并使螺旋焊管处于转动状态的驱动装置。

8.根据权利要求1至4任一项所述的螺旋焊管用自动补焊装置，其特征在于，所述支撑架上设有多个支撑脚，每个支撑脚上均设有滑轮，所述滑轮限位于走向与螺旋焊管轴向一致的滑轨中，实现支撑架的移动。