CN216398366U - 便于运输的热丝tig+saw管道环缝自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

一种便于运输的热丝TIG+SAW管道环缝自动焊接装置，包括焊接工装和集装箱式的壳体，焊接工装安装在壳体内；壳体是长方体形状；在长方体的各个棱的位置分别是立柱和梁；前侧壁和/或后侧壁上开有供人员进出的门；焊接工装包括焊机单元和管件支承机构；壳体的左端面和/或右端面分别可开关地连接于立柱；顶面可开关地连接于梁；在底面连接有内轨道和外轨道，内轨道固定在底面，外轨道可伸缩地从左和/或右端面进出壳体内，内、外轨道的轨道间距不同；焊机单元通过两套滑轮分别连接与内、外轨道连接；管件支承机构通过两套滑轮分别连接与内、外轨道连接；焊机单元包括自动埋弧焊机，在自动埋弧焊机的自动送丝盘到送丝嘴之间连接有热丝机构。

Description

便于运输的热丝TIG+SAW管道环缝自动焊接装置

技术领域

本实用新型属于焊接辅助技术领域，具体是一种便于运输的热丝TIG+SAW管道环缝自动焊接装置。

背景技术

工程施工类企业，根据不同工程现场的地址变化，需要经常性地转移施工场所。在转移过程中，机械设备的转运耗时费力，尤其是拆装以及装卸车过程。

在工程施工现场，为了提高工作效率，会搭建临时加工车间，作为预制加工用。加工车间内的设备需要跟随施工场地转移进行转运。因此，现有技术中出现了把加工设备与标准集装箱式相结合的方式，加工设备的主体长久装在集装箱内，附属设备可拆装地与主体连接，运输时候，把附属设备固定在集装箱内的空余空间内，在施工现场，把附属设备取出，安装于主体，此时占据车间内的空间，而集装箱的空余空间则可用于操作人员作业用。

以管道环缝焊接来说，其有预加工和现场加工等方式，以预加工效率更高。在施工位置把不便于预制焊接的预制件在现场焊接。现有技术中也有集装箱式的管道环缝焊接装置。

在使用中发现，由于集装箱本身的结构局限，把待焊管道安放到焊接装置的过程存在困难，对于大长度管件只能采取平推的方式，而不能采用吊装的方式安放到焊接装置上，同时，对于弯管类焊接加工，弯管的长度也不能过长，管件的轴向转动角度受限于设备与地面的高度。

SAW埋弧焊接工艺在管道环缝焊接过程中应用较多，其填充焊丝都是在冷态条件下送进，而热丝TIG焊接工艺可以提高焊缝的熔敷速度和生产效率，如何使传统的管道环缝SAW焊接与热丝TIG焊接相结合，也是需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种辅助焊接装置，既适于集装箱化运输，也可以广泛适用于多种管道的焊接，具体如下：

一种便于运输的热丝TIG+SAW管道环缝自动焊接装置，包括焊接工装和集装箱式的壳体，焊接工装安装在壳体内；

所述壳体是由前侧壁、后侧壁、左端面、右端面、顶面和底面构成的长方体形状；在长方体的各个棱的位置分别是立柱和梁；前侧壁和/或后侧壁上开有供人员进出的门；

所述焊接工装包括焊机单元和管件支承机构；

所述壳体的左端面和/或右端面分别可开关地连接于立柱；顶面可开关地连接于梁；在底面连接有轨道，轨道分为内轨道和外轨道，内轨道固定在底面，外轨道可伸缩地从左和/或右端面进出壳体内，内、外轨道的轨道间距不同；

所述焊机单元通过两套滑轮分别连接与内、外轨道连接；所述管件支承机构通过两套滑轮分别连接与内、外轨道连接；

焊机单元的焊机是自动埋弧焊机，在自动埋弧焊机的自动送丝盘到送丝嘴之间的送丝路径上还连接有热丝机构。

本方案的原理是，轨道的长度方向与壳体的长度方向一致，管件支承机构支承管件，焊机单元在管件的端部对管件进行焊接。

管件进出壳体可以从敞开的顶面吊装进入。如果遇到超长管件，受限于壳体的梁，则用外轨道的方式解决，具体来说，由于外轨道可以从壳体的左和/或右端进入壳体，则把外轨道以及管件支承机构置于壳体外，再把管件吊装到管件支承机构上，然后用管件支承机构送达焊机单元位置。

对于长度过长的弯管焊接到支管的情况，如果受限于壳体内空间，则把焊机单元借助外轨道送达壳体外，再由管件支承机构把管件送达焊机单元位置实施焊接。

本方案对焊机单元的自动埋弧SAW焊机进行改进，把热丝机构集成到焊机中，使本焊接装置的核心部分具有热丝TIG焊接的优点。

进一步的：所述外轨道的底面连接有可拆卸的垫块。垫块用于补偿内外轨道的高度差。

进一步的：所述管件支承机构包括基座和滚轮支架；滚轮支架是由相互平行的两个相同的滚轮转动安装在支架上构成，两个滚轮之间留有间隙；两个滚轮的转动轴线位于同一水平高度，且与轨道平行；

基座上连接有与内外轨道对应的滑轮；

滚轮支架与基座之间还连接有升降机构(剪叉式)。

进一步的：所述焊机单元包括基座、管件周向转动机构、焊机和焊枪夹持机构；焊枪夹持机连接焊机的焊枪，焊机的主体连接于基座；

管件周向转动机构是由相互平行的两个相同的滚轮转动安装在支架上构成，两个滚轮之间留有间隙，由电机驱动管件周向转动机构的滚轮转动；两个滚轮的转动轴线位于同一水平高度，且与轨道平行；

焊枪夹持机构包括X向滑轨、Y向滑轨、Z向滑轨和焊枪连接件；定义：X向与轨道的长度方向一致，Y向与水平面垂直，Z向与X向和Y向都垂直；焊枪连接件通过滑块滑动连接于Z向滑轨；Z向滑轨滑动连接于X向滑轨，X向滑轨滑动连接于Y向滑轨；Y向滑轨连接在管件周向转动机构的支架上；

基座上连接有与内外轨道对应的滑轮；

管件周向转动机构的支架与基座之间还连接有升降机构(剪叉式)。

以上两组升降机构的设计针对，如果遇到超长的弯管，受限于地面与管件支承机构的间距，则可设计升降机构对管件整体抬高。

自动埋弧焊机的送丝嘴以及焊剂盒都连接在所述焊枪连接件上；热丝机构也安装在焊枪连接件上。热丝机构可采用成熟产品，由于焊枪连接件的结构尺寸足够大，可以直接把安装热丝机构安装到焊枪连接件上。

进一步的：所述焊枪连接件包括两个电动转轴，两个电动转轴分别平行Z向和X向。焊枪连接件的主体连接在滑块上，一个电动转轴转动连接焊枪连接件的主体上，焊枪转动连接在另一个电动转轴上，两个电动转轴相互连接。

进一步的：管件周向转动机构还包括压紧轮；压紧轮有相同的两个，它们转动连接于压紧架上；压紧轮的转动轴线平行于轨道，两压紧轮之间有间隙，压紧架可升降(可以通过电动推杆、液压缸或气缸挂在悬臂下方，悬臂固定于管件周向转动机构的支架)地在管件周向转动机构上方，两个压紧轮以及管件周向转动机构的两个滚轮围成管件所在空间。

在工程实施时候：

X向滑轨、Y向滑轨、Z向滑轨以及对应的滑动连接，可采用丝杠机构。

内、外轨道的间距不同，可以方便地把内、外轨道水平重叠安放在壳体的底面。而焊机单元、管件支承机构的两套滑轮仅轮距于轨距对应，滑轮与不同轨距的轨道并无干涉。

管件周向转动机构中，两个滚轮分别连接一个独立的支架上，两个支架之间的间距可调，调节机构为：

两个支架上开螺孔；一根同步螺杆，该同步螺杆由两根螺纹分别是左旋和右旋的螺杆连接构成，这两根螺杆的外径相同，轴线重合；同步螺杆的两端分别旋入一个支架的螺孔。通过转动同步螺杆，两个支架接近或远离。此处，还可设计滑槽，同步螺杆位于滑槽中，且同步螺杆的两端分别通过轴承连接在滑槽两端；支架的螺孔可通过连接机构沉入滑槽并与同步螺杆配合，支架的主体在滑槽上方。滑槽与基座之间连接有剪叉式升降机构。

同样的结构原理还可用于管件支承机构中的滚轮支架。

与现有技术相比，本实用新型通过管件安放位置的调整，充分利用集装箱式壳体的长度空间。同时，通过灵活的附加轨道设计、壳体各个面的开启，使本实用新型的应用更为广泛。当本实用新型为转运状态，则可把各个功能结构收入壳体内，关闭各个端面以及顶面的门，与现有技术中的同类产品相同，成标准的集装箱结构。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是管件支承机构的结构示意图(图1的右视角)

图3是焊机单元的结构示意图(图1的右视角)

图4是管件支承机构中，两个支架间距调节机构的滑槽俯视示意图；

图5是X向滑轨的原理示意图；

图6是自动埋弧焊机的送丝嘴部分结构示意图；

图中：壳体1、左端面2、右端面3、顶面4、内轨道5、外轨道6、垫块7、焊机单元8、管件支承机构9、基座10、滚轮11、支架12、滑轮13、升降机构 14、电机15、X向滑轨16、Y向滑轨17、Z向滑轨18、焊枪连接件19、滑块20、压紧轮21、压紧架22、电动推杆23、悬臂24、丝杠机构的螺杆25、同步螺杆27、滑槽28、承载板29、送丝嘴30、焊剂盒31、焊丝盘32、热丝机构33、送丝轮 34。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本案进一步说明：

参考图1，一种便于运输的热丝TIG+SAW管道环缝自动焊接装置，包括焊接工装和集装箱式的壳体，焊接工装安装在壳体1内；

所述壳体是由前侧壁、后侧壁、左端面2、右端面3、顶面4和底面构成的长方体形状；在长方体的各个棱的位置分别是立柱和梁；前侧壁和/或后侧壁上开有供人员进出的门；

所述焊接工装包括焊机单元8和管件支承机构9；

所述壳体的左端面和/或右端面分别可开关地连接于立柱(本例中，左、右端面设计成对开的平开门结构)；顶面可开关地连接于梁(本例中，顶面计成对开的平开门结构)；在左、右端面以及顶面打开状态下，壳体是左、右和顶面敞开式结构，便于进料以及加工。

在底面连接有轨道，轨道分为内轨道和外轨道6，内轨道固定在底面，外轨道可伸缩地从左和/或右端面进出壳体内，内、外轨道的轨道间距不同；

所述焊机单元通过两套滑轮分别连接与内、外轨道连接；所述管件支承机构通过两套滑轮分别连接与内、外轨道连接；

焊机是自动埋弧焊机；在自动埋弧焊机的自动送丝盘到送丝嘴之间的送丝路径上还连接有热丝机构。

本例中：所述外轨道的底面连接有可拆卸的垫块7。

参考图2，所述管件支承机构包括基座10和滚轮支架；滚轮支架是由相互平行的两个相同的滚轮11转动安装在支架12上构成，两个滚轮之间留有间隙；两个滚轮的转动轴线位于同一水平高度，且与轨道平行；基座上连接有与内外轨道对应的滑轮13；滚轮支架与基座之间还连接有升降机构14。

参考图3，所述焊机单元包括基座、管件周向转动机构、焊机和焊枪夹持机构；

管件周向转动机构是由相互平行的两个相同的滚轮转动安装在支架上构成，两个滚轮之间留有间隙，由电机15驱动管件周向转动机构的滚轮转动；两个滚轮的转动轴线位于同一水平高度，且与轨道平行；

焊枪夹持机构包括X向滑轨16、Y向滑轨17、Z向滑轨18和焊枪连接件19；定义：X向与轨道的长度方向一致，Y向与水平面垂直，Z向与X向和Y向都垂直；焊枪连接件通过滑块滑动连接于Z向滑轨(沿Z向滑动)；Z向滑轨滑动连接于X 向滑轨(沿X向滑动)，X向滑轨滑动连接于Y向滑轨(沿Y向滑动)；Y向滑轨连接在管件周向转动机构的支架上；焊枪夹持机连接焊机的焊枪，焊机主体连接于基座；基座上连接有与内外轨道对应的滑轮；管件周向转动机构的支架与基座之间还连接有升降机构。

所述焊枪连接件包括两个电动转轴，两个电动转轴分别平行Z向和X向。焊枪连接件的主体连接在滑块21上，一个电动转轴转动连接焊枪连接件的主体上，焊枪转动连接在另一个电动转轴上，两个电动转轴相互连接。

参考图6，本例中，自动埋弧焊机的送丝嘴30、焊剂盒31、焊丝盘32、送丝轮34和热丝机构33都连接于一块承载板29，承载板连接于焊枪连接件19。送丝嘴、焊剂盒、焊丝盘、送丝轮和热丝机构都连接在焊枪连接件19上；热丝机构是电阻式加热装置。

本焊接装置通过以上结构结合了热丝TIG与SAW自动焊接技术实现热丝TIG 连续焊接，提高了管道预制深度。利用热丝TIG连续焊接,对中小管径管道焊接可提高工效3-5倍，对大管径厚壁管道，可提高4-6倍工效。

管件支承机构以及焊机单元中，基座、滚轮支架以及管件周向转动机构的结构原理相同，焊机单元增设了电机用来带动滚轮。

再参考图3：管件周向转动机构还包括压紧轮21；压紧轮有相同的两个，它们转动连接于压紧架22上；压紧轮的转动轴线平行于轨道，两压紧轮之间有间隙，压紧架可升降(可以通过电动推杆23、液压缸或气缸挂在悬臂24下方，悬臂固定于管件周向转动机构的支架)地在管件周向转动机构上方，两个压紧轮以及管件周向转动机构的两个滚轮围成管件所在空间。

X向滑轨、Y向滑轨、Z向滑轨以及对应的滑动连接，可采用丝杠机构。焊枪连接件上固定滑块，该滑块滑动连接于Z向滑轨；Z向滑轨上固定滑块，该滑块滑动连接于X向滑轨；X向滑轨上固定滑块，该滑块滑动连接于Y向滑轨。图5 是以X向滑轨为例，对丝杠机构进行说明。X向滑轨是截面C型的滑轨，滑轨内沿其长度方向连接丝杠机构的螺杆25，相应的滑块嵌在滑轨的中空内，滑块上连接丝杠机构的螺母；螺杆的两端分别通过轴承机构连接滑轨的两个端面，在端面上连接螺杆驱动电机。

内、外轨道的间距不同，可以方便地把内、外轨道水平重叠安放在壳体的底面。而焊机单元、管件支承机构的两套滑轮仅轮距于轨距对应，滑轮与不同轨距的轨道并无干涉。

再参考图2和4，管件支承机构中，两个滚轮分别连接一个独立的支架上，两个支架之间的间距可调，调节机构为：

两个支架上开螺孔；一根同步螺杆27，该同步螺杆由两根螺纹分别是左旋和右旋的螺杆连接构成，这两根螺杆的外径相同，轴线重合；同步螺杆的两端分别旋入一个支架的螺孔。通过转动同步螺杆，两个支架接近或远离。此处，还可设计滑槽28，同步螺杆位于滑槽中，且同步螺杆的两端分别通过轴承连接在滑槽两端；支架的螺孔可通过连接机构沉入滑槽并与同步螺杆配合，支架的主体在滑槽上方。同步螺杆可以通过手轮转动。

滑槽与基座之间连接有剪叉式升降机构

同样的结构原理还可用于管件周向转动机构的支架。

焊机单元可引入焊接机器人，焊接机器人系统中，可通过(两轴)机械臂抓住焊枪，机械臂即为焊枪连接件。管件周向转动机构中，驱动管件周向转动机构的滚轮转动的电机，也可由焊接机器人系统控制。X向滑轨、Y向滑轨、Z向滑轨中的丝杠机构的螺杆转动电机也可以由焊接机器人控制。

Claims (7)

1.一种便于运输的热丝TIG+SAW管道环缝自动焊接装置，包括焊接工装和集装箱式的壳体，焊接工装安装在壳体内；

所述壳体是由前侧壁、后侧壁、左端面、右端面、顶面和底面构成的长方体形状；在长方体的各个棱的位置分别是立柱和梁；前侧壁和/或后侧壁上开有供人员进出的门；

所述焊接工装包括焊机单元和管件支承机构，其特征是

所述壳体的左端面和/或右端面分别可开关地连接于立柱；顶面可开关地连接于梁；在底面连接有轨道，轨道分为内轨道和外轨道，内轨道固定在底面，外轨道可伸缩地从左和/或右端面进出壳体内，内、外轨道的轨道间距不同；

所述焊机单元通过两套滑轮分别连接与内、外轨道连接；所述管件支承机构通过两套滑轮分别连接与内、外轨道连接；

焊机单元的焊机是自动埋弧焊机，在自动埋弧焊机的送丝盘到送丝嘴之间的送丝路径上还连接有热丝机构。

2.根据权利要求1所述的便于运输的热丝TIG+SAW管道环缝自动焊接装置，其特征是所述外轨道的底面连接有可拆卸的垫块。

3.根据权利要求1所述的便于运输的热丝TIG+SAW管道环缝自动焊接装置，其特征是所述管件支承机构包括基座和滚轮支架；滚轮支架是由相互平行的两个相同的滚轮转动安装在支架上构成，两个滚轮之间留有间隙；两个滚轮的转动轴线位于同一水平高度，且与轨道平行；

基座上连接有与内外轨道对应的滑轮；

滚轮支架与基座之间还连接有升降机构。

4.根据权利要求1所述的便于运输的热丝TIG+SAW管道环缝自动焊接装置，其特征是所述焊机单元包括基座、管件周向转动机构、焊机和焊枪夹持机构；焊枪夹持机连接焊机的焊枪，焊机的主体连接于基座；

管件周向转动机构是由相互平行的两个相同的滚轮转动安装在支架上构成，两个滚轮之间留有间隙，由电机驱动管件周向转动机构的滚轮转动；两个滚轮的转动轴线位于同一水平高度，且与轨道平行；

焊枪夹持机构包括X向滑轨、Y向滑轨、Z向滑轨和焊枪连接件；定义：X向与轨道的长度方向一致，Y向与水平面垂直，Z向与X向和Y向都垂直；焊枪连接件通过滑块滑动连接于Z向滑轨；Z向滑轨滑动连接于X向滑轨，X向滑轨滑动连接于Y向滑轨；Y向滑轨连接在管件周向转动机构的支架上；

基座上连接有与内外轨道对应的滑轮；

管件周向转动机构的支架与基座之间还连接有升降机构。

5.根据权利要求4所述的便于运输的热丝TIG+SAW管道环缝自动焊接装置，其特征是自动埋弧焊机的送丝嘴以及焊剂盒都连接在所述焊枪连接件上。

6.根据权利要求4所述的便于运输的热丝TIG+SAW管道环缝自动焊接装置，其特征是所述焊枪连接件包括两个电动转轴，两个电动转轴分别平行Z向和X向。

7.根据权利要求4所述的便于运输的热丝TIG+SAW管道环缝自动焊接装置，其特征是管件周向转动机构还包括压紧轮；压紧轮有相同的两个，它们转动连接于压紧架上；压紧轮的转动轴线平行于轨道，两压紧轮之间有间隙，压紧架可升降地在管件周向转动机构上方，两个压紧轮以及管件周向转动机构的两个滚轮围成管件所在空间。

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