CN209850185U - 窄间隙焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种窄间隙焊接设备，包括机架，所述机架的上设有用于固定放置板层工件的工作台；所述机架上还设有横向导轨和沿所述横向导轨左右移动的第一滑台，所述第一滑台上设置有纵向导轨，所述纵向导轨上安装有第二滑台；所述焊接设备还包括用于驱动所述第二滑台沿纵向导轨前后移动的纵向驱动装置；所述第二滑台上还设置有两把长臂状的焊枪装置，所述焊枪装置、纵向导轨和板层工件中的方钢相互平行，所述两把焊枪装置用于从方钢间的间隙伸入板层工件的内部进行焊接。本实用新型能够在不影响板层工件表面质量和光滑度的情况下完成不锈钢方钢与不锈钢板之间的焊接，并且具有自动化焊接效率高、减少人工等优点。

Description

窄间隙焊接设备

技术领域

本实用新型涉及一种焊接设备。

背景技术

冷冻干燥机所用的板层是由两组不锈钢板以及多组平行设置在不锈钢板间的不锈钢方钢组成。加工时需要将方钢的顶面和底面分别与对应侧的不锈钢板焊接到一起。由于不锈钢板间的间隙较窄，通常为10mm左右，而不锈钢板的尺寸较大，最大规格至1500mm*1800mm，因此普通的焊枪装置难以深入，焊接难度很大。

现有的解决方案是在不锈钢板上开孔，使焊枪可以伸到工件内部进行焊接，但是该方式会破坏不锈钢板表面的平整度和光滑度，甚至导致板层变形，无法满足使用要求，并且焊接效率极低。

实用新型内容

本实用新型提出了一种窄间隙焊接设备，其目的是：（1）在不影响板层工件表面质量和光滑度的情况下完成不锈钢方钢与不锈钢板之间的焊接；（2）提高焊接效率。

本实用新型技术方案如下：

一种窄间隙焊接设备，包括机架，所述机架的上设有用于固定放置板层工件的工作台；所述机架上还设有横向导轨和沿所述横向导轨左右移动的第一滑台，所述第一滑台上设置有纵向导轨，所述纵向导轨上安装有第二滑台；

所述焊接设备还包括用于驱动所述第二滑台沿纵向导轨前后移动的纵向驱动装置；

所述第二滑台上还设置有长臂状的焊枪装置，所述焊枪装置、纵向导轨和板层工件中的方钢相互平行，所述焊枪装置用于从方钢间的间隙伸入板层工件的内部进行焊接。

作为该装置的进一步改进：所述焊枪装置为相对设置的两组。

作为该装置的进一步改进：所述焊枪装置包括长板状的绝缘臂体，所述臂体内设置有气管和冷却管；所述气管用于输送保护气体；所述冷却管用于输送冷却液；

所述冷却管包括首尾依次连接的输入段、折弯段和输出段，所述输入段和输出段平行设置，所述输入段的入口端和输出段的出口端位于焊枪装置的后端，所述输入段的出口端、输出段的入口端以及折弯段位于焊枪装置的前部；

所述臂体的前端还设置有电极；

所述电极、冷却管和气管在臂体内水平排列设置；

所述臂体的前端侧壁设置有第一开口，所述电极的末端与所述气管的末端位于第一开口处。

作为该装置的进一步改进：所述冷却管为水电一体管，即：管体为导电体用于为电极供电，管腔用于输送冷却液。

作为该装置的进一步改进：所述臂体内还设置有固定块，所述电极安装在固定块中，所述固定块为导电体且与所述冷却管的管体相接触。

作为该装置的进一步改进：所述折弯段包括圆弧段和与圆弧段相接的第一斜直段，所述气管的末端具有第二斜直段，所述固定块位于第一斜直段和第二斜直段之间且三者平行设置。

作为该装置的进一步改进：所述纵向驱动装置包括安装在第二滑台上的动力箱，所述动力箱内安装有电机，所述动力箱的底部还设有由所述电机驱动的齿轮；所述第一滑台上设置有前后走向的齿条，所述齿轮与齿条相啮合。

作为该装置的进一步改进：所述工作台上还包括两组水冷板，所述水冷板包括板体和布设在板体上的水冷管；所述两组水冷板分别设置在板层工件的上方和下方，三者通过夹紧机构叠装在一起。

作为该装置的进一步改进：所述第二滑台的前端还设置有支撑轮，所述支撑轮与所述焊枪装置的底部相接触。

相对于现有技术，本实用新型具有以下积极效果：（1）本实用新型采用交叉滑轨式结构带动长臂状的焊枪装置进行焊接，可以从板层工件前端处方钢间的间隙进入，能够在不影响板层工件表面质量和光滑度的情况下完成不锈钢方钢与不锈钢板之间的焊接；（2）由电机、齿轮齿条组成的纵向驱动装置可以驱动焊枪装置沿焊缝移动，实现自动化焊接，同时焊枪装置还能够沿横向导轨移动，实现工位的切换，大幅提高了焊接效率；（3）在使用双焊枪装置的技术方案中，两组焊枪相对设置，能够同时对方钢的两侧焊缝进行焊接，进一步提高了焊接效率；（4）焊枪装置内部采用并排式设计方案，结构紧凑，体积小巧，能够无障碍地深入板层工件中进行焊接；（5）焊枪装置中的冷却管为水电一体管，利用管体和固定块为电极供电，管腔用于输送冷却液，集成化程度高，进一步缩减了焊枪的体积；（6）焊枪中冷却管的折弯段采用圆弧段加斜直段的结构，该结构可以充分利用臂体内部的宽度尺寸进行折弯，保证冷却液流通顺畅，还能使斜直段与倾斜设置的电极紧密接触，保证了焊接质量和冷却效果；（7）第二滑台的前端设有支撑轮，用于支撑长臂状的焊枪装置，防止其刚度不足出现垂落。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为焊枪装置拆掉面板后的内部结构示意图，图中对保护罩部分作剖视处理。

图3为固定块的剖视图。

图4为固定块的立体图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：

如图1，一种窄间隙氩弧焊焊接设备，包括机架1，所述机架1的上设有用于固定放置板层工件8的工作台。所述机架1上还设有横向导轨2和沿所述横向导轨2左右移动的第一滑台3，所述第一滑台3上设置有纵向导轨6，所述纵向导轨6上安装有第二滑台4。所述焊接设备还包括用于驱动所述第二滑台4沿纵向导轨6前后移动的纵向驱动装置。所述第二滑台4上还设置有长臂状的焊枪装置7，所述焊枪装置7、纵向导轨6和板层工件8中的方钢相互平行，所述焊枪装置7用于从方钢间的宽度90mm间隙伸入板层工件8的内部进行焊接。

本实施例中，横向滑轨布置有两组，第一滑台3为前后走向的长板状，第一滑台3相对于板层工件8的左右移动可以是依靠手动推动完成，也可以通过其它驱动机构实现。滑动到位后，可以使用定位紧固装置进行定位。定位紧固装置可以是定位销或压板结构，使用压板结构的一个典型方案是利用压板压住第一滑台3，然后将螺栓穿过压板与机架1紧固在一起；紧固装置还可以设置在第一滑台3与横向导轨2之间，利用螺钉推动楔块结构夹紧横向导轨2，实现紧固。紧固装置也可以是其它方案，在此不做赘述。

所述纵向驱动装置包括安装在第二滑台4上的动力箱5，所述动力箱5内安装有电机，所述动力箱5的底部还设有由所述电机驱动的齿轮；所述第一滑台3上设置有前后走向的齿条，所述齿轮与齿条相啮合。电机通过减速器驱动所述齿轮转动，使第二滑台4沿纵向导轨6前后移动。

所述电机为步进电机，由PLC控制。PLC装置还连接有人机界面，用于设置参数，查看装置当前工作状态。

所述纵向驱动装置不仅限于上述结构形式，还可以是匀速伸缩的油缸，或者是由电机驱动的行走轮等。

优选的，所述焊枪装置7为相对设置的两组，其目的是从方钢的左右两侧同时进行焊接，提高效率。

如图2，所述焊枪装置7的具体结构为：包括长板状的绝缘臂体7-1，所述臂体7-1内设置有气管7-2和冷却管7-3；所述气管7-2用于输送氩气；所述冷却管7-3用于输送冷却液。

所述冷却管7-3包括首尾依次连接的输入段、折弯段和输出段，气管7-2、输入段和输出段平行设置，输入段位于输出段和气管7-2之间，所述输入段的入口端和输出段的出口端位于焊枪装置7的后端，所述输入段的出口端、输出段的入口端以及折弯段位于焊枪装置7的前部。

所述臂体7-1的前端还设置有电极7-5，所述电极7-5为钨极。

所述电极7-5、冷却管7-3和气管7-2在臂体7-1内水平排列设置，使得焊枪装置7的横截面更加扁平，结构紧凑，体积小巧，确保焊枪可以无障碍地深入板层工件8中。

优选的，所述冷却管7-3为水电一体管，材质为铜管，管体为导电体用于为电极7-5供电，管腔用于输送冷却液。

所述臂体7-1内还设置有金属材质的固定块7-4，所述电极7-5安装在固定块7-4中。如图3和4，所述固定块7-4为条状，沿长度方向设置有安装孔7-4-1，电极7-5设置在安装孔7-4-1中，固定块7-4的侧壁上开设有螺纹孔7-4-2，螺纹孔7-4-2中安装有顶丝，用于将电极7-5固定在固定块7-4上。

如图2，所述固定块7-4为导电体且与所述冷却管7-3的管体相接触。供电线接在所述冷却管7-3上，电流依次通过冷却管7-3、固定块7-4到达钨极，在氩气的保护下将不锈钢方钢和不锈钢板熔化，实现焊接。

进一步的，所述折弯段包括圆弧段7-3-1和与圆弧段7-3-1相接的第一斜直段7-3-2，所述气管7-2的末端具有第二斜直段7-2-1，所述固定块7-4位于第一斜直段7-3-2和第二斜直段7-2-1之间且三者平行设置，圆弧段7-3-1则位于第一斜直段7-3-2的前侧。该结构可以充分利用臂体7-1内部的宽度尺寸进行圆弧折弯，保证冷却液流通顺畅，还能使第一斜直段7-3-2与倾斜设置的电极7-5紧密接触，并与气管7-2上的第二斜直段7-2-1紧密排列，保证了焊接质量和冷却效果。

所述臂体7-1的前端侧壁设置有第一开口，所述电极7-5的末端与所述气管7-2的末端位于第一开口处，指向焊缝位置。

所述臂体7-1的具体结构为：包括厚度为8mm的绝缘底板，所述底板上设置有开槽，所述冷却管7-3、气管7-2和电极7-5设置在所述开槽中，第一开口设置在绝缘底板前端的侧部，所述臂体7-1还包括通过螺钉覆盖安装在底板上的绝缘面板，面板厚度为1mm。

所述臂体7-1的前端还安装有方形的陶瓷保护罩7-7，所述保护罩7-7的侧部设有与臂体7-1上第一开口位置相对应的第二开口。

进一步的，所述臂体7-1的前端还可以安装耐高温摄像头7-6，用于对焊接点处进行拍摄，与摄像头7-6相连接的引线通过底板上的开槽引至外侧。为避免摄像头7-6受高温影响，应将其设置在电极7-5的前侧且与电极7-5间留有一段间距。

所述工作台上还包括两组水冷板9，所述水冷板9包括板体和通过折返方式布设在板体上的水冷管，水冷管端部设有管接头。所述两组水冷板9分别设置在板层工件8的上方和下方，三者通过夹紧机构10叠装在一起。所述夹紧机构10包括上下两组压板，中间通过螺栓连接。水冷板9和板层工件8整体固定在工作台上。

所述第二滑台4的前端还设置有支撑轮11，支撑轮11的轴线为左右水平设置，所述支撑轮11与所述焊枪装置7的底部相接触，防止其刚度不足出现垂落。

两台氩弧焊接设备的基本参数为：电源额定频率：50/60Hz，功率(KW)：8.3kw，额定输出电流：4A-400A，额定输出电压：22.6v。

焊接前，先控制电机动作，使两把焊枪向后退到不会与工件干涉的位置。焊接时，首先左右移动第一滑台3，使两把焊枪的前端钨极同时对称地对准方钢量测的角焊焊缝，锁紧第一滑台3，使其不能移动；然后通过人机界面设置焊接参数，包括移动行程，移动速度等，之后PLC控制电机开始转动，二滑台带动焊钳装置沿纵向导轨6向前移动进入到板层工件8内部，同时电极7-5开始通电，冷却液沿冷却管7-3循环，气管7-2通入氩气，开始焊接；当前对应的焊缝完成焊接后，第二滑台4向后移动，退出工件，等待移动到下一工位继续焊接。

Claims (9)

1.一种窄间隙焊接设备，其特征在于：包括机架（1），所述机架（1）的上设有用于固定放置板层工件（8）的工作台；所述机架（1）上还设有横向导轨（2）和沿所述横向导轨（2）左右移动的第一滑台（3），所述第一滑台（3）上设置有纵向导轨（6），所述纵向导轨（6）上安装有第二滑台（4）；

所述焊接设备还包括用于驱动所述第二滑台（4）沿纵向导轨（6）前后移动的纵向驱动装置；

所述第二滑台（4）上还设置有长臂状的焊枪装置（7），所述焊枪装置（7）、纵向导轨（6）和板层工件（8）中的方钢相互平行，所述焊枪装置（7）用于从方钢间的间隙伸入板层工件（8）的内部进行焊接。

2.如权利要求1所述的窄间隙焊接设备，其特征在于：所述焊枪装置（7）为相对设置的两组。

3.如权利要求1所述的窄间隙焊接设备，其特征在于：所述焊枪装置（7）包括长板状的绝缘臂体（7-1），所述臂体（7-1）内设置有气管（7-2）和冷却管（7-3）；所述气管（7-2）用于输送保护气体；所述冷却管（7-3）用于输送冷却液；

所述冷却管（7-3）包括首尾依次连接的输入段、折弯段和输出段，所述输入段和输出段平行设置，所述输入段的入口端和输出段的出口端位于焊枪装置（7）的后端，所述输入段的出口端、输出段的入口端以及折弯段位于焊枪装置（7）的前部；

所述臂体（7-1）的前端还设置有电极（7-5）；

所述电极（7-5）、冷却管（7-3）和气管（7-2）在臂体（7-1）内水平排列设置；

所述臂体（7-1）的前端侧壁设置有第一开口，所述电极（7-5）的末端与所述气管（7-2）的末端位于第一开口处。

4.如权利要求3所述的窄间隙焊接设备，其特征在于：所述冷却管（7-3）为水电一体管，即：管体为导电体用于为电极（7-5）供电，管腔用于输送冷却液。

5.如权利要求4所述的窄间隙焊接设备，其特征在于：所述臂体（7-1）内还设置有固定块（7-4），所述电极（7-5）安装在固定块（7-4）中，所述固定块（7-4）为导电体且与所述冷却管（7-3）的管体相接触。

6.如权利要求5所述的窄间隙焊接设备，其特征在于：所述折弯段包括圆弧段（7-3-1）和与圆弧段（7-3-1）相接的第一斜直段（7-3-2），所述气管（7-2）的末端具有第二斜直段（7-2-1），所述固定块（7-4）位于第一斜直段（7-3-2）和第二斜直段（7-2-1）之间且三者平行设置。

7.如权利要求1所述的窄间隙焊接设备，其特征在于：所述纵向驱动装置包括安装在第二滑台（4）上的动力箱（5），所述动力箱（5）内安装有电机，所述动力箱（5）的底部还设有由所述电机驱动的齿轮；所述第一滑台（3）上设置有前后走向的齿条，所述齿轮与齿条相啮合。

8.如权利要求1所述的窄间隙焊接设备，其特征在于：所述工作台上还包括两组水冷板（9），所述水冷板（9）包括板体和布设在板体上的水冷管；所述两组水冷板（9）分别设置在板层工件（8）的上方和下方，三者通过夹紧机构（10）叠装在一起。

9.如权利要求1至8任一所述的窄间隙焊接设备，其特征在于：所述第二滑台（4）的前端还设置有支撑轮（11），所述支撑轮（11）与所述焊枪装置（7）的底部相接触。