CN220921315U - 一种钻杆和钻头的焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种钻杆和钻头的焊接设备，包括底板，所述底板上设置有焊接机构、位于焊接机构下方的用于对待焊接的钻杆和钻头进行固定的夹持旋转机构和设置在夹持旋转机构下方的用于对焊接后的焊渣进行吸收的吸附机构。本实用新型可以通过夹持旋转机构可以实现对钻头和钻杆的自动夹持旋转动作，配合焊接机构可以实现对钻头和钻杆的牢固稳定快速的自动焊接作业，并通过吸附机构可以实现对焊接残留物以及焊接产生的废气的自动吸附作业，避免有害气体散逸到空气中污染环境，更加安全方便。

Description

一种钻杆和钻头的焊接设备

技术领域

本实用新型涉及钻杆和钻头焊接技术领域，具体涉及一种钻杆和钻头的焊接设备。

背景技术

钻头整体焊接是将钻头和钻杆整体焊接成一体的加工工艺。在石油、煤炭、地质勘探等行业中，常常需要使用全钢和合金钢钻头进行钻探。由于钻杆和钻头一般采用不同材质，因此需要采用钻头整体焊接的加工方法。

目前的焊接设备主要存在以下问题，其一是在焊接时由于缺少对钻头和钻杆的夹持固定，在对钻头和钻杆进行焊接时，很容易出现位移和变形等情况，导致焊接失败；其二是在焊接过程中产生有害气体散逸到空气中污染环境存在一定的安全隐患。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种钻杆和钻头的焊接设备，可以通过夹持旋转机构可以实现对钻头和钻杆的自动夹持旋转动作，配合焊接机构可以实现对钻头和钻杆的牢固稳定快速的自动焊接作业，并通过吸附机构可以实现对焊接残留物以及焊接产生的废气的自动吸附作业，避免有害气体散逸到空气中污染环境，更加安全方便。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种钻杆和钻头的焊接设备，包括底板，底板上设置有焊接机构、位于焊接机构下方的用于对待焊接的钻杆和钻头进行固定的夹持旋转机构和设置在夹持旋转机构下方的用于对焊接后的焊渣进行吸收的吸附机构，本实用新型通过夹持旋转机构可以实现对钻头和钻杆的自动夹持旋转动作，配合焊接机构可以实现对钻头和钻杆的牢固稳定快速的自动焊接作业，并通过吸附机构可以实现对焊接残留物以及焊接产生的废气的自动吸附作业，在吸附焊接残留物的同时，也有效避免了有害气体散逸到空气中污染环境，操作更加安全方便。

焊接机构包括设置在底板上的基座，基座上设置有用于对钻头和钻杆进行焊接的焊接机器人，焊接机器人上设置有焊枪，本实用新型通过焊接机器人配合焊枪可以实现对钻头和钻杆的精准快速高效的焊接作业，更加安全方便。

夹持旋转机构包括设置在底板上且位于焊枪下方的升降平台，升降平台的上部设置有固定板，固定板的上部设置有移动平台，移动平台上设置有夹持旋转组件，本实用新型通过移动平台可以对两个夹持旋转组件的位置进行同步调整，便于适应于对不同长度的钻头和钻杆的牢固支撑作业，保证焊接作业的稳定进行，大大提高了焊接质量。

夹持旋转组件包括设置在固定板上部的滑轨，滑轨内滑动设置有两个滑块，每个滑块的上部均设置有气缸，气缸的输出杆端部设置有齿条，齿条上设置有与其相啮合的齿轮，齿轮的轴心上设置有转轴，转轴的外侧设置有夹具，夹具的底部固设在滑块上，两个滑块上分别开设有反向内螺纹通孔，两个滑块的内螺纹通孔内螺纹连接有双向螺杆，双向螺杆贯穿两个所述滑块的内螺纹通孔，双向螺杆的端部设置有电机，滑轨的几何中心所在的直线上且位于两个滑块之间固设有支撑块，支撑块上设置有用于对钻头和钻杆的旋转进行导向的固定座，通过气缸的输出杆的伸出可以带动齿条沿着气缸的输出杆的伸长方向进行运动，由于齿轮与齿条的啮合作用，齿条的移动会带动齿轮带着转轴以及夹具带着夹具上夹持好的钻头或钻杆进行同步转动，然后配合焊接机器人的作用实现对钻头和钻杆的快速高效的焊接作业，本实用新型通过电机的输出轴的转动可以带动双向螺杆进行转动，由于双向螺杆分别与两个滑块的螺纹配合作用以及滑轨对滑块的导向和限位作用，双向螺杆的转动会驱动两个滑块进行相向运动，进而实现了对两个滑块之间的间距的调整，同时也实现了两个滑块上的气缸以及夹具之间间距的调整，更加方便高效。

固定板上开设有用于供焊渣通过的通槽，吸附机构包括设置在固定板上部的且位于固定座下方的吸尘器，吸尘器的吸风口上部设置有吸尘罩，吸尘罩为上部开口大于下部开口的圆台型结构，通过吸尘器配合吸尘罩的作用可以实现对焊接掉落的残渣进行自动吸附和清理，同时也可以对焊接时产生的废气进行集中收集，避免其散逸到空气中，污染环境，更加安全环保。

升降平台为伸缩推杆，伸缩推杆为电动伸缩杆或液压伸缩杆，通过伸缩推杆的输出杆的伸出与缩回可以带动固定板进行上下运动，一方面便于使用者对钻头和钻杆的快速装夹和拆卸作业，另一方面可以调整焊接机器人与待焊接的钻头和钻杆之间的距离，更加智能方便。

焊接机器人为6轴自动焊接机器人，这样的目的是便于实现对钻头和钻杆的多位置，多角度，多方位的焊接作业，更加智能高效的实现自动焊接作业。

一种钻杆和钻头的焊接方法，包括如下步骤：

S1、钻杆和钻头的清洗，借用高压喷枪和清洗剂实现对杆和钻头上残留的杂质的高效清洗作业；

S2、钻头和钻杆待焊接部位的切割，借用自动切割机配合夹持装置实现对待焊接的钻杆和钻头的待焊接部位的切割打磨作业；

S3、钻头和钻杆待焊接部位的预热，使用电加热装置对钻头和钻杆的待焊接部位进行加热作业；

S4、钻头和钻杆待焊接部位的热处理，对钻头和钻杆进行调质处理以提升其硬度；

S5、钻头和钻杆待焊接部位的精修，使用修磨机对钻头和钻杆的待焊接部位进行精修打磨；

S6、钻头和钻杆精修后的碎屑除渣，使用气枪对精修后的碎屑杂质进行清理；

S7、钻头和钻杆的焊接，首先将待焊接的钻杆和钻头分别夹持在滑块上的夹具上，然后启动焊接机器人进行焊接的同时启动气缸的输出杆伸出至带动齿条进行运动，齿条的运动会带动与其相啮合的齿轮带着转轴以及转轴上的夹具和夹具上夹持的钻头和钻杆进行同步转动，进而配合自动焊接机器人实现了对钻头和钻杆的快速高效的焊接作业；

S8、钻头和钻杆焊接完成后的焊接残留物的吸附，启动吸尘器对焊接后的残留物进行吸附清理，同时将焊接产生的废气进行吸附，避免其散逸。

综上所述，与现有技术相比，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、本实用新型通过夹持旋转机构可以实现对钻头和钻杆的自动夹持旋转动作，配合焊接机构可以实现对钻头和钻杆的牢固稳定快速的自动焊接作业，并通过吸附机构可以实现对焊接残留物以及焊接产生的废气的自动吸附作业，在吸附焊接残留物的同时，也有效避免了有害气体散逸到空气中污染环境，操作更加安全方便。

2、本实用新型通过移动平台可以对两个夹持旋转组件的位置进行同步调整，便于适应于对不同长度的钻头和钻杆的牢固支撑作业，保证焊接作业的稳定进行，大大提高了焊接质量。

3、通过气缸的输出杆的伸出可以带动齿条沿着气缸的输出杆的伸长方向进行运动，由于齿轮与齿条的啮合作用，齿条的移动会带动齿轮带着转轴以及夹具带着夹具上夹持好的钻头或钻杆进行同步转动，然后配合焊接机器人的作用实现对钻头和钻杆的快速高效的焊接作业，本实用新型通过电机的输出轴的转动可以带动双向螺杆进行转动，由于双向螺杆分别与两个滑块的螺纹配合作用以及滑轨对滑块的导向和限位作用，双向螺杆的转动会驱动两个滑块进行相向运动，进而实现了对两个滑块之间的间距的调整，同时也实现了两个滑块上的气缸以及夹具之间间距的调整，更加方便高效。

4、通过伸缩推杆的输出杆的伸出与缩回可以带动固定板进行上下运动，一方面便于使用者对钻头和钻杆的快速装夹和拆卸作业，另一方面可以调整焊接机器人与待焊接的钻头和钻杆之间的距离，更加智能方便。

5、吸尘器的吸风口上部设置有吸尘罩，吸尘罩为上部开口大于下部开口的圆台型结构，通过吸尘器配合吸尘罩的作用可以实现对焊接掉落的残渣进行自动吸附和清理，同时也可以对焊接时产生的废气进行集中收集，避免其散逸到空气中，污染环境，更加安全环保。

附图说明

图1为本实用新型钻杆和钻头的焊接设备的结构示意图；

图2为本实用新型钻杆和钻头的焊接设备的俯视图；

图3为本实用新型钻杆和钻头的焊接设备的正视图；

图4为本实用新型钻杆和钻头的焊接设备的侧视图；

图5为本实用新型钻杆和钻头的焊接设备使用方法流程图。

附图标记说明：100、底板；200、焊接机构；201、基座；202、焊接机器人；203、焊枪；300、夹持旋转机构；310、升降平台；320、固定板；330、夹持旋转组件；331、滑轨；332、滑块；333、气缸；334、齿条；335、齿轮；336、转轴；337、夹具；338、双向螺杆；339、电机；400、吸附机构；401、吸尘器；402、吸尘罩。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1-5，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-5所示：本实施例提供了一种钻杆和钻头的焊接方法，包括底板100，底板100上设置有焊接机构200、位于焊接机构200下方的用于对待焊接的钻杆和钻头进行固定的夹持旋转机构300和设置在夹持旋转机构300下方的用于对焊接后的焊渣进行吸收的吸附机构400，本实用新型通过夹持旋转机构300可以实现对钻头和钻杆的自动夹持旋转动作，配合焊接机构200可以实现对钻头和钻杆的牢固稳定快速的自动焊接作业，并通过吸附机构400可以实现对焊接残留物以及焊接产生的废气的自动吸附作业，在吸附焊接残留物的同时，也有效避免了有害气体散逸到空气中污染环境，操作更加安全方便。

根据本实用新型的一个实施例，如图1和图2所示，焊接机构200包括设置在底板100上的基座201，基座201上设置有用于对钻头和钻杆进行焊接的焊接机器人202，焊接机器人202上设置有焊枪203，本实用新型通过焊接机器人202配合焊枪203可以实现对钻头和钻杆的精准快速高效的焊接作业，更加安全方便。

根据本实用新型的另一个实施例，如图1和图3所示，夹持旋转机构300包括设置在底板100上且位于焊枪203下方的升降平台310，升降平台310的上部设置有固定板320，固定板320的上部设置有移动平台，移动平台上设置有夹持旋转组件330，本实用新型通过移动平台可以对两个夹持旋转组件330的位置进行同步调整，便于适应于对不同长度的钻头和钻杆的牢固支撑作业，保证焊接作业的稳定进行，大大提高了焊接质量。

根据本实用新型的另一个实施例，如图1和图4所示，夹持旋转组件330包括设置在固定板320上部的滑轨331，滑轨331内滑动设置有两个滑块332，每个滑块332的上部均设置有气缸333，气缸333的输出杆端部设置有齿条334，齿条334上设置有与其相啮合的齿轮335，齿轮335的轴心上设置有转轴336，转轴336的外侧设置有夹具337，夹具337的底部固设在滑块332上，两个滑块332上分别开设有反向内螺纹通孔，两个滑块332的内螺纹通孔内螺纹连接有双向螺杆338，双向螺杆338贯穿两个所述滑块332的内螺纹通孔，双向螺杆338的端部设置有电机339，滑轨331的几何中心所在的直线上且位于两个滑块332之间固设有支撑块，支撑块上设置有用于对钻头和钻杆的旋转进行导向的固定座，通过气缸333的输出杆的伸出可以带动齿条334沿着气缸333的输出杆的伸长方向进行运动，由于齿轮335与齿条334的啮合作用，齿条334的移动会带动齿轮335带着转轴336以及夹具337带着夹具337上夹持好的钻头或钻杆进行同步转动，然后配合焊接机器人202的作用实现对钻头和钻杆的快速高效的焊接作业，本实用新型通过电机339的输出轴的转动可以带动双向螺杆338进行转动，由于双向螺杆338分别与两个滑块332的螺纹配合作用以及滑轨331对滑块332的导向和限位作用，双向螺杆338的转动会驱动两个滑块332进行相向运动，进而实现了对两个滑块332之间的间距的调整，同时也实现了两个滑块332上的气缸333以及夹具337之间间距的调整，更加方便高效。

根据本实用新型的另一个实施例，如图1和图2所示，固定板320上开设有用于供焊渣通过的通槽，吸附机构400包括设置在固定板320上部的且位于固定座下方的吸尘器401，吸尘器401的吸风口上部设置有吸尘罩402，吸尘罩402为上部开口大于下部开口的圆台型结构，通过吸尘器401配合吸尘罩402的作用可以实现对焊接掉落的残渣进行自动吸附和清理，同时也可以对焊接时产生的废气进行集中收集，避免其散逸到空气中，污染环境，更加安全环保。

升降平台310为伸缩推杆，伸缩推杆为电动伸缩杆或液压伸缩杆，通过伸缩推杆的输出杆的伸出与缩回可以带动固定板320进行上下运动，一方面便于使用者对钻头和钻杆的快速装夹和拆卸作业，另一方面可以调整焊接机器人202与待焊接的钻头和钻杆之间的距离，更加智能方便。

根据本实用新型的另一个实施例，如图5所示，焊接机器人202为6轴自动焊接机器人，这样的目的是便于实现对钻头和钻杆的多位置，多角度，多方位的焊接作业，更加智能高效的实现自动焊接作业。

本实用新型的使用方法：

首先，需要明确的是本实用新型涉及到的焊接装置用于对圆柱状的杆类或筒类物品的自动焊接作业，本实用新型以钻头和钻杆为例对其使用方法进行详细阐述，本实用新型涉及到的机械加工设备均为现有技术中的可以满足其使用功能的成熟的设备，当需要对钻头和钻杆进行焊接作业时，步骤如下：

首先，钻杆和钻头的清洗，借用高压喷枪和清洗剂实现对杆和钻头上残留的杂质的高效清洗作业；

接着，钻头和钻杆待焊接部位的切割，借用自动切割机配合夹持装置实现对待焊接的钻杆和钻头的待焊接部位的切割打磨作业；

然后，钻头和钻杆待焊接部位的预热，使用电加热装置对钻头和钻杆的待焊接部位进行加热作业；

然后，钻头和钻杆待焊接部位的热处理，对钻头和钻杆进行调质处理以提升其硬度；

然后，钻头和钻杆待焊接部位的精修，使用修磨机对钻头和钻杆的待焊接部位进行精修打磨；

然后，钻头和钻杆精修后的碎屑除渣，使用气枪对精修后的碎屑杂质进行清理；

然后，钻头和钻杆的焊接，首先将待焊接的钻杆和钻头分别夹持在滑块332上的夹具337上，然后启动焊接机器人202进行焊接的同时启动气缸333的输出杆伸出至带动齿条334进行运动，齿条334的运动会带动与其相啮合的齿轮335带着转轴336以及转轴336上的夹具337和夹具337上夹持的钻头和钻杆进行同步转动，进而配合自动焊接机器人202实现了对钻头和钻杆的快速高效的焊接作业；

最后，钻头和钻杆焊接完成后的焊接残留物的吸附，启动吸尘器401对焊接后的残留物进行吸附清理，同时将焊接产生的废气进行吸附，避免其散逸。

本实用新型通过夹持旋转机构300可以实现对钻头和钻杆的自动夹持旋转动作，配合焊接机构200可以实现对钻头和钻杆的牢固稳定快速的自动焊接作业，并通过吸附机构400可以实现对焊接残留物以及焊接产生的废气的自动吸附作业，在吸附焊接残留物的同时，也有效避免了有害气体散逸到空气中污染环境，操作更加安全方便。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种钻杆和钻头的焊接设备，包括底板(100)，其特征在于：所述底板(100)上设置有焊接机构(200)、位于焊接机构(200)下方的用于对待焊接的钻杆和钻头进行固定的夹持旋转机构(300)和设置在夹持旋转机构(300)下方的用于对焊接后的焊渣进行吸收的吸附机构(400)。

2.如权利要求1所述的钻杆和钻头的焊接设备，其特征在于：所述焊接机构(200)包括设置在底板(100)上的基座(201)，所述基座(201)上设置有用于对钻头和钻杆进行焊接的焊接机器人(202)，所述焊接机器人(202)上设置有焊枪(203)。

3.如权利要求2所述的钻杆和钻头的焊接设备，其特征在于：所述夹持旋转机构(300)包括设置在底板(100)上且位于焊枪(203)下方的升降平台(310)，所述升降平台(310)的上部设置有固定板(320)，所述固定板(320)的上部设置有夹持旋转组件(330)。

4.如权利要求3所述的钻杆和钻头的焊接设备，其特征在于：所述夹持旋转组件(330)包括设置在固定板(320)上部的滑轨(331)，所述滑轨(331)内滑动设置有两个滑块(332)，每个所述滑块(332)的上部均设置有气缸(333)，所述气缸(333)的输出杆端部设置有齿条(334)，所述齿条(334)上设置有与其相啮合的齿轮(335)，所述齿轮(335)的轴心上设置有转轴(336)，所述转轴(336)的外侧设置有夹具(337)，所述夹具(337)的底部固设在滑块(332)上，两个所述滑块(332)上分别开设有反向内螺纹通孔，两个所述滑块(332)的内螺纹通孔内螺纹连接有双向螺杆(338)，所述双向螺杆(338)贯穿两个所述滑块(332)的内螺纹通孔，所述双向螺杆(338)的端部设置有电机(339)，所述滑轨(331)的几何中心所在的直线上且位于两个所述滑块(332)之间固设有支撑块，所述支撑块上设置有用于对钻头和钻杆的旋转进行导向的固定座。

5.如权利要求4所述的钻杆和钻头的焊接设备，其特征在于：所述固定板(320)上开设有用于供焊渣通过的通槽，所述吸附机构(400)包括设置在固定板(320)上部的且位于固定座下方的吸尘器(401)，所述吸尘器(401)的吸风口上部设置有吸尘罩(402)。

6.如权利要求5所述的钻杆和钻头的焊接设备，其特征在于：所述吸尘罩(402)为上部开口大于下部开口的圆台型结构。

7.如权利要求6所述的钻杆和钻头的焊接设备，其特征在于：所述升降平台(310)为伸缩推杆。

8.如权利要求7所述的钻杆和钻头的焊接设备，其特征在于：所述伸缩推杆为电动伸缩杆或液压伸缩杆。

9.如权利要求7所述的钻杆和钻头的焊接设备，其特征在于：所述焊接机器人(202)为6轴自动焊接机器人。