CN212145068U - 具有振动强化功能的自动焊设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有振动强化功能的自动焊设备，包括行走机构、设于行走机构上的焊接机头，所述焊接机头上设有焊枪安装座及设于焊枪安装座上的焊枪，还设有一振动枪，所述焊枪安装座的与焊接方向相反的一侧设有振动枪座，所述振动枪设于所述振动枪座内。在焊接的同时，焊缝还处于红热状态，高于再结晶温度时，即对焊缝进行振动强化处理，达到晶粒细化，提高焊缝性能，避免裂纹产生。

Description

具有振动强化功能的自动焊设备

技术领域

本实用新型涉及自动焊设备领域，特别是一种具有振动强化功能的自动焊设备。

背景技术

现有的常用自动熔化焊设备如图1所示，包括行走机构1、设于行走机构1上的焊接机头2，所述焊接机头2上设有焊枪安装座3及设于焊枪安装座3上的焊枪4。所述行走机构分为，一、装有轨道的横梁与设于横梁上的沿轨道行走的焊接机头；二、直接架设的轨道和在轨道行走的焊接小车；三、沿工件上的图形轨道或定位靠板行走的焊接小车。

现有的熔化焊焊缝都存在焊接残余应力，这是由于焊接件在焊接热过程中因变形受到约束而产生的残留在焊接结构中的内应力。其中尤以焊缝金属熔化后再凝固、冷却收缩受到约束而产生的热应力最为显著，是残余应力的主要部分。残余应力都集中在焊缝附近，当焊接残余应力与承载的工作应力叠加，其数值超过材料的屈服极限时，工件就会在焊缝附近产生断裂现象。结构的刚性愈大，产生的残余应力也愈大，对结构承载能力的影响也愈大。焊接残余应力是构件还未承受荷载而早已存在构件截面上的初应力，在构件服役过程中，和其他所受荷载引起的工作应力相互叠加，使其产生二次变形和残余应力的重新分布，不但会降低结构的刚度和稳定性而且在温度和介质的共同作用下，还会严重影响结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力。

为消除残余应力强化焊缝，大多采用振动强化处理，振动强化的实质是通过振动的形式给工件施加一个动应力，当动应力与工件本身的残余应力叠加后，达到或超过材料的微观屈服极限时，工件就会发生微观或宏观的局部、整体的弹性塑性变形，同时降低并均化工件内部的残余应力，最终达到防止工件变形与开裂，稳定工件尺寸与几何精度的目的。

对于大型焊接构件多采用工人手持振动枪对焊缝进行去应力强化处理。在大型罐体、石油管道、核电、锅炉以及大型耐磨工件的堆焊制造和修复等大量应用自动化熔焊的场合，这种人工处理方法存在劳动强度大，效率低，质量难控制的问题。

整个工件焊接完成后，在常温下对工件实施焊后强化处理，增加了振动强化所需时间，时生产周期增长；由于处理时焊道的温度较低，被强化的焊缝只有表层10mm左右，因此对于厚板多层焊强化效果有限，特别是在厚板多层焊接及大型耐磨件多层堆焊时焊趾裂纹很难消除。

由此可见，上述现有的振动去应力强化设备在使用及效果上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

发明内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有的焊后振动去应力强化存在的缺陷，而提供一种新的具有振动强化功能的自动焊设备，所要解决的技术问题是在进行自动焊接的同时进行去应力强化。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种具有振动强化功能的自动焊设备，包括行走机构、设于行走机构上的焊接机头，所述焊接机头上设有焊枪安装座及设于焊枪安装座上的焊枪，其中设有一振动枪，所述焊枪安装座的与焊接方向相反的一侧设有振动枪座，所述振动枪设于所述振动枪座内。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的具有振动强化功能的自动焊设备，其中所述焊枪安装座上设有一U形座板，所述振动枪座与所述U形座板固定，所述振动枪座上设有一滑孔，所述振动枪为长杆形，其下端为振动头，上端为滑杆，所述振动枪以其上端滑杆滑设于所述振动枪座的滑孔中。

前述的具有振动强化功能的自动焊设备，其中所述U形座板上的振动枪座主要由横向滑轨和滑设于所述横向滑轨上的滑块构成，所述滑块上设有一滑孔，所述振动枪为长杆形，其下端为振动头，上端为滑杆，所述振动枪以其上端滑杆滑设于所述振动枪座的滑孔中，所述滑块上设有止动螺钉。

前述的具有振动强化功能的自动焊设备，其中所述振动枪座包括与所述焊枪安装座固定的U形座板，所述振动枪座与所述U形座板固定，所述振动枪座主要由横向滑轨和滑设于所述横向滑轨上的滑块构成，所述滑块上设有一滑孔，所述振动枪为长杆形，其下端为振动头，上端为滑杆，所述振动枪以其上端滑杆滑设于所述振动枪座的滑孔中。

前述的具有振动强化功能的自动焊设备，其中所述滑块上的滑孔为斜向焊枪头部的斜孔。

前述的具有振动强化功能的自动焊设备，其中设有三把振动枪，所述焊枪安装座的与焊接方向相反的一侧及垂直的两侧分设有振动枪座，所述三把振动枪分别设于所述振动枪座内。

前述的具有振动强化功能的自动焊设备，其中所述振动枪是超声振动枪、或豪克能振动枪。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型具有振动强化功能的自动焊设备可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

1、由于本实用新型焊接设备在焊枪近旁装有振动枪，在焊缝温度还处于红热状态，高于再结晶温度时，即对焊缝进行振动强化处理，可使晶粒细化，因此使焊缝性能显著提高：

材料的屈服极限σ_S、强度极限σ_b均可提高10％～30％，这有助於防止焊接热裂纹和冷裂纹的发生；

焊接接头疲劳强度提高50％～120％，疲劳寿命延长5～100倍；

消除焊层残余应力80％～100％，防止焊道变形、开裂；

消除焊趾处表层的微小裂纹和熔渣缺陷，抑制裂纹的提前萌生；

金属抗腐蚀能力提高400％；

可直接将焊趾处的焊接余高、凹坑、咬边处理成圆滑的几何过渡，从而大大降低应力集中系数。

2、由于本实用新型焊接设备在焊枪近旁装有振动枪，在焊接的同时立即对焊缝进行振动强化处理，一方面解决了多层焊时对各层焊缝的处理问题，因为每层都撞击，所以整个焊层都得到强化，整体强化效果较好；同时还减少了焊后强化处理工序，缩短了生产周期，提高了生产效率。

3、本实用新型焊接设备的使用不受工件材质、形状结构、重量及场地限制。

4、显著的防止或减少焊接裂纹，这是本实用新型的一项最突出的特点。

综上所述，本实用新型的具有振动强化功能的自动焊设备具有上述诸多优点及实用价值，在设备的结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的焊接设备具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有自动焊设备的结构示意图。

图2是本实用新型具有振动强化功能的自动焊设备的结构示意图。

图3是图2的侧视图。

图4是本实用新型具有振动强化功能的自动焊设备中的振动枪座结构图。

图5是图4的侧视图。

图6是图4的俯视图。

图7是本实用新型具有振动强化功能的自动焊设备中的振动枪座另一种实施例的结构图。

图8是图7的侧视图。

图9是图7的俯视图。

图10是本实用新型具有振动强化功能的自动焊设备的另一实施例的结构示意图。

图11是本实用新型具有振动强化功能的自动焊设备的工作状态示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的具有振动强化功能的自动焊设备其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例一

请参阅图2、图3、图4、图5、图6所示，本实用新型较佳实施例的具有振动强化功能的自动焊设备包括行走机构1、设于行走机构1上的焊接机头2，所述焊接机头2上设有焊枪安装座3及设于焊枪安装座3上的焊枪 4，其中还设有一振动枪5，所述焊枪安装座3的与焊接方向相反的一侧设有振动枪座6，所述振动枪5设于所述振动枪座6内。

具体是，所述焊枪安装座3设有一U形座板7，所述振动枪座6与所述 U形座板7固定，所述振动枪座上设有一滑孔8，所述振动枪5为长杆形，其下端为振动头9，上端为滑杆10，所述振动枪以其上端滑杆10滑设于所述振动枪座6的滑孔8中。

在进行焊接的同时启动振动枪工作，振动枪跟随焊枪同步移动，对高温焊缝进行去应力振动强化(如图11所示)。

实施例二

请参阅图7、图8、图9，本实施例与实施例一的区别在于振动枪座的结构不同，如图所示，本实施例中，所述U形座板7上的振动枪座主要由横向滑轨11和滑设于所述横向滑轨11上的滑块12构成，所述滑块12上设有一滑孔13，所述振动枪5为长杆形，其下端为振动头，上端为滑杆，所述振动枪5以其上端滑杆滑设于所述滑块12的滑孔13中，所述滑块12 上设有止动螺钉14，用于固定滑块在滑轨上的位置。本实施例与实施例一相比，其优点在于振动枪与焊枪之间的距离可调，通过调节焊枪之间的距离，即振动作用点与焊接熔池之间的距离，达到调节振动初始温度，获得更有效的强化效果。

进一步地，为使振动作用点更接近焊接熔池，所述滑块上的滑孔为斜向焊枪头部的斜孔。

实施例三

图10是本实用新型具有振动强化功能的自动焊设备的另一实施例的结构示意图，在本实施例中所述振动枪为三把，所述焊枪安装座的与焊接方向相反的一侧及垂直的两侧分设有振动枪座15，所述三把振动枪分别设于所述振动枪座内。在焊接过程中，焊枪两侧的振动枪将振动能量传入焊缝两侧的被焊母材中，可起到细化晶粒的作用，接着在热状态下通过热塑性变形来调整应变而降低残余应力。从一开始就起到了防止焊接裂纹和减少变形的作用，更进一步提高焊接质量。

本实用新型具有振动强化功能的自动焊设备中，所述的振动枪是超声振动枪、或豪克能振动枪。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种具有振动强化功能的自动焊设备，包括行走机构、设于行走机构上的焊接机头，所述焊接机头上设有焊枪安装座及设于焊枪安装座上的焊枪，其特征在于：还设有一振动枪，所述焊枪安装座的与焊接方向相反的一侧设有振动枪座，所述振动枪设于所述振动枪座内。

2.根据权利要求1所述的具有振动强化功能的自动焊设备，其特征在于所述焊枪安装座上设有一U形座板，所述振动枪座与所述U形座板固定，所述振动枪座上设有一滑孔，所述振动枪为长杆形，其下端为振动头，上端为滑杆，所述振动枪以其上端滑杆滑设于所述振动枪座的滑孔中。

3.根据权利要求2所述的具有振动强化功能的自动焊设备，其特征在于所述U形座板上的振动枪座主要由横向滑轨和滑设于所述横向滑轨上的滑块构成，所述滑块上设有一滑孔，还设有止动螺钉。

4.根据权利要求3所述的具有振动强化功能的自动焊设备，其特征在于所述滑块上的滑孔为斜向焊枪头部的斜孔。

5.一种具有振动强化功能的自动焊设备，包括行走机构、设于行走机构上的焊接机头，所述焊接机头上设有焊枪安装座及设于焊枪安装座上的焊枪，其特征在于：还设有三把振动枪，所述焊枪安装座的与焊接方向相反的一侧及垂直的两侧分设有振动枪座，所述三把振动枪分别设于所述振动枪座内。

6.根据权利要求1或5所述的具有振动强化功能的自动焊设备，其特征在于所述振动枪是超声振动枪、或豪克能振动枪。

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