CN218800067U - 一种换热器管板焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热器管板焊接装置，属于换热器焊接技术领域。包括：三轴运动机构，焊接机构，视觉组件，管板以及定位组件；管板竖向设置且具有焊接面；所述焊接面上设有若干个镂空部；所述焊接机构包括：定位组件，以及绕定位组件做圆周运动的焊枪；所述定位组件包括：固定杆，可拆卸连接于所述固定杆的膨胀套，以及传动连接于所述膨胀套的螺丝。本实用新型中调整螺丝拧进膨胀套的长度，控制膨胀套的膨胀程度，使膨胀套的外径贴近换热管内径，以满足不同换热管尺寸的需求；膨胀套插入换热管内与换热器内壁接触，焊枪在转动焊接时，膨胀套起到定位换热管的作用，保证焊枪的焊接中心与换热管中心的同心度，防止焊枪发生偏移。

Description

一种换热器管板焊接装置

技术领域

本实用新型属于换热器焊接技术领域，具体涉及一种换热器管板焊接装置。

背景技术

管板式换热器生产过程中，其中一环为管板与换热管之间的焊接。由于大型管板式换热器管板面积广，焊接点数量多，为了提高效率，逐渐利用机器焊接代替人工焊接。

现有技术中为了减少在焊接接头处的焊接缺陷，如焊缝焊接未完全熔合，会在焊枪处安装一个具有导向作用的导向杆，使用时，将导向杆插入换热管内，导向杆与换热管内壁接触，焊枪沿着换热管周向转动进行焊接，减少焊枪在自转中发生偏移。但该导向杆的尺寸不变，仅适用一种尺寸的换热管，使用具有局限性。

实用新型内容

实用新型目的：为了解决上述问题，本实用新型提供了一种换热器管板焊接装置。

技术方案：一种换热器管板焊接装置，包括：三轴运动机构，设于所述三轴运动机构输出端的焊接机构，以及上设于所述焊接机构的视觉组件，还包括：

管板，竖向设置且具有焊接面；所述焊接面上设有若干个镂空部，所述镂空部内对应插接有待焊接的换热管；

所述焊接机构包括：定位组件，以及绕定位组件做圆周运动的焊枪；所述定位组件包括：固定杆，可拆卸连接于所述固定杆的膨胀套，以及传动连接于所述膨胀套的螺丝。

在进一步的实施例中，所述焊接机构还包括：

壳体，设于所述三轴运动机构的输出端上；所述壳体外壁设有固定板；所述壳体内设有驱动电机；

固定轴，一端固定于所述壳体内壁上且另一端延伸至壳体外；所述固定杆固定于所述固定轴延伸至壳体外的一端；

传动套，套接于所述固定杆上且其中一端延伸至壳体外；

传动齿轮，设于所述传动套上；所述传动齿轮与驱动电机的输出端传动连接；

限位块，设于所述固定轴上且与所述传动套抵接；

转动盘，连接于所述传动套且传动连接于所述固定轴；所述焊枪固定在所述转动盘上。

通过采用上述技术方案，启动驱动电机，驱动电机与传动齿轮啮合传动，带动传动齿轮转动，进而传动齿轮带动传动套转动，传动套进而带动转动盘转动，转动盘进而带动焊枪绕着定位组件转动焊接。

在进一步的实施例中，所述视觉组件包括：设于所述壳体顶部的安装座，设于所述安装座上的直线滑轨，传动连接于所述直线滑轨的照相机。

通过采用上述技术方案，根据实际焊接工况，调整照相机的位置，照相机实时拍摄焊接情况，及时掌控焊接工况。

在进一步的实施例中，所述直线滑轨底端设有支撑杆，所述支撑杆上设有引导环。

通过采用上述技术方案，照相机透过引导环减少了拍到的换热管个数，得到的画面中换热管个数减少，方便观测。

在进一步的实施例中，还包括：保护套，设于所述固定板上；所述焊枪和定位组件位于所述保护套内。

通过采用上述技术方案，保护套防止在焊接时火花四溅。

在进一步的实施例中，所述照相机、换热管、以及焊枪焊接路径的各中心线相互平行。

通过采用上述技术方案，保障焊接的各个部件的同心度，防止焊枪跑偏，减少焊接缺陷。

在进一步的实施例中，所述管板在镂空部的对应位置处自焊接面向焊接机构所在位置延伸预定长度形成一坡口，所述坡口与焊接面方向之间具有预定夹角；所述预定夹角范围为40°~50°。

通过采用上述技术方案，方便换热管插入镂空部内，又不会影响焊接。

有益效果：根据换热管的内径尺寸，调整螺丝拧进膨胀套的长度，控制膨胀套的膨胀程度或者更换膨胀套，使膨胀套的外径贴近换热管内径，满足不同换热管尺寸的需求；膨胀套插入换热管内，膨胀套与换热器内壁接触，焊枪在转动焊接时，膨胀套起到导向和定位的作用，保证焊枪的中心与管头中心的同心度，防止焊枪与焊接点之间发生偏移。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是焊枪以及视觉组件的结构示意图。

图3是焊接以及视觉组件另一个视角的结构示意图。

图4是坡口的示意图。

图5是图4中A处放大图。

图1至图5中各标注为：三轴运动机构10、焊枪20、壳体21、固定板22、驱动电机23、固定轴24、传动套25、传动齿轮26、限位块27、转动盘28、视觉组件30、安装座31、直线滑轨32、照相机33、支撑杆34、引导环35、管板40、镂空部41、坡口42、定位组件50、固定杆51、膨胀套52、螺丝53、保护套60。

具体实施方式

实施例1

如图1至5所示，本实施例提供一种换热器管板焊接装置，包括：三轴运动机构10、焊接机构、视觉组件30、管板40。三轴运动机构10可以实现焊接机构在三个方向上运动，设定该三个方向为x向，y向，和z向，x、y、z两两垂直。三轴运动机构10可采用丝杆传动或螺纹螺杆传动或齿轮齿条传动，具体结构不在此赘述。焊接机构安装在三轴运动机构10的输出端上。如图2所示，视觉组件30位于焊接机构20的上方。

管板40为换热器中一个元件，管板40竖向设置，且管板40其中一面为焊接面。在焊接面上开设有若干个镂空部41，在本实施例中，镂空部41为通孔。在实际中，镂空部41具有一定的长度，本示例中简化并未画出。每个镂空部41内插接有待焊接的换热管。通孔尺寸与换热管尺寸相适配。换热管穿管时要确保管口伸出镂空部41长度均匀一致，伸出长度4~5mm。如图4所示，管板40在镂空部41的对应位置处自焊接面向焊接机构所在位置延伸预定长度形成一坡口42，坡口42与焊接面之间具有预定夹角θ。坡口42为环状。预定长度根据实际工况而定，在1~6mm范围内。预定夹角θ范围为40°~50°。坡口42的夹角在该范围内，即方便换热管插入镂空部41内，又不会影响焊接。

焊接机构包括定位组件50和焊枪20。焊枪20为松下数控氩弧焊机，起弧容易，电弧稳定，使用寿命长，工作可靠。焊接电源采用松下TIG焊接电源YC-400TX。换热器的管板焊接流程为：将换热管的端部与管板40的焊接面焊接起来，所以需要对换热管整个圆周进行焊接。工作时，定位组件50插入换热管内，焊枪20绕着定位组件50以及换热管做圆周运动。

焊接机构还包括：壳体21、固定板22、驱动电机23、固定轴24、传动套25、传动齿轮26、限位块27以及转动盘28。如图2所示，壳体21固定在三轴运动机构的输出端上，固定板22固定在壳体21外壁上。图3为隐藏了壳体21的焊接机构的结构示意图，如图3所示，驱动电机23安装固定在壳体21内部。固定轴24一端固定在壳体21内壁上；固定轴24另一端延伸到壳体21外部，且该端贯穿固定板22继续远离固定板22延伸。传动套25是套接在固定杆上的，且传动套25具有转动的自由度。传动套25的其中一端延伸至壳体21外，该端贯穿固定板22且继续远离固定板22延伸。传动齿轮26套接在传动套25上，且传动齿轮26与传动套25是固定连接。传动齿轮26与驱动电机23的输出端传动连接。限位块27固定在固定轴24上且与传动套25抵接，限位块27用于对传动套25的横向限位。转动盘28套接在固定轴24上，且转动盘28具有转动的自由度。转动盘28安装在传动套25延伸出外壳的一端上。焊枪20固定在转动盘28上。

定位组件50包括固定杆51，膨胀套52，以及螺丝53。固定杆51固定在固定轴24延伸至壳体21外的一端。膨胀套52与固定杆51可拆卸连接，可采用螺钉将膨胀套52端部固定在固定杆51上或采用膨胀套52端部插接在固定杆51上或者两者之间为螺纹连接。膨胀套52为柔性的，类似于膨胀螺丝中的螺丝套。螺丝53插入膨胀套52内。初始状态下，固定杆51、膨胀套52以及螺丝53的外径小于换热管内径。焊接时，首先在外力如人力的作用，将螺丝53拧进膨胀套52，膨胀套52受力发生形变膨胀，外径变大；然后启动三轴运动机构10，调节定位组件50的位置，使膨胀套52插入换热管内，膨胀套52与换热器内壁接触。当焊枪20在转动焊接时，膨胀套52防止换热管运动发生偏移，保证焊枪20的焊接中心与换热管中心的同心度，提高焊接精准度。根据换热管的内径尺寸，控制膨胀套52的膨胀程度或者更换膨胀套52，进而满足不同尺寸换热管的需求。在焊枪20和定位组件50外安装有保护套60，保护套60用于防止焊接时火花四溅，保护附近人员安全。

视觉组件30包括安装座31，直线滑轨32，以及照相机33。安装座31固定在壳体21顶部，直线滑轨32安装在安装座31上。照相机33与直线滑轨32传动连接，可采用直线电机提供动力。照相机33为CCD工业相机。在焊接时，利用照相机33对换热管位置进行拍摄，实时获取焊接情况，发生焊接错位时，及时观察到以便纠正。在直线滑轨32底端固定安装有支撑杆34，支撑杆34上设置有引导环35。引导环35中间的镂空部41分的尺寸与换热管管口的尺寸相适配，在焊接时，照相机33的拍摄中心线方向与引导环35的中心线方向平行，使得照相机33拍摄的图片中，只存在一个换热管，方便观察。照相机33、换热管、以及焊枪20焊接路径的各中心线相互平行，保障焊接的各个部件的同心度，防止焊枪20跑偏，减少焊接缺陷。

工作原理如下：

焊接时，将螺丝53拧进膨胀套52，膨胀套52受力发生形变膨胀，外径变大；然后启动三轴运动机构10，调节定位组件50的位置，使膨胀套52插入换热管内，膨胀套52与换热器内壁接触。启动驱动电机23，驱动电机23与传动齿轮26啮合传动，带动传动齿轮26转动，进而传动齿轮26带动传动套25转动，传动套25进而带动转动盘28转动，转动盘28进而带动焊枪20绕着定位组件50转动焊接。

Claims (7)

1.一种换热器管板焊接装置，包括：三轴运动机构，设于所述三轴运动机构输出端的焊接机构，以及上设于所述焊接机构的视觉组件，其特征在于，还包括：

管板，竖向设置且具有焊接面；所述焊接面上设有若干个镂空部，所述镂空部内对应插接有待焊接的换热管；

所述焊接机构包括：定位组件，以及绕定位组件做圆周运动的焊枪；所述定位组件包括：固定杆，可拆卸连接于所述固定杆的膨胀套，以及传动连接于所述膨胀套的螺丝。

2.如权利要求1所述的一种换热器管板焊接装置，其特征在于，所述焊接机构还包括：

壳体，设于所述三轴运动机构的输出端上；所述壳体外壁设有固定板；所述壳体内设有驱动电机；

固定轴，一端固定于所述壳体内壁上且另一端延伸至壳体外；所述固定杆固定于所述固定轴延伸至壳体外的一端；

传动套，套接于所述固定杆上且其中一端延伸至壳体外；

传动齿轮，设于所述传动套上；所述传动齿轮与驱动电机的输出端传动连接；

限位块，设于所述固定轴上且与所述传动套抵接；

转动盘，连接于所述传动套且传动连接于所述固定轴；所述焊枪固定在所述转动盘上。

3.如权利要求2所述的一种换热器管板焊接装置，其特征在于，所述视觉组件包括：

设于所述壳体顶部的安装座，设于所述安装座上的直线滑轨，传动连接于所述直线滑轨的照相机。

4.如权利要求3所述的一种换热器管板焊接装置，其特征在于，所述直线滑轨底端设有支撑杆，所述支撑杆上设有引导环。

5.如权利要求2所述的一种换热器管板焊接装置，其特征在于，还包括：

保护套，设于所述固定板上；所述焊枪和定位组件位于所述保护套内。

6.如权利要求3所述的一种换热器管板焊接装置，其特征在于，所述照相机、换热管、以及焊枪焊接路径的各中心线相互平行。

7.如权利要求1所述的一种换热器管板焊接装置，其特征在于，所述管板在镂空部的对应位置处自焊接面向焊接机构所在位置延伸预定长度形成一坡口，所述坡口与焊接面方向之间具有预定夹角；所述预定夹角范围为40°~50°。

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