專利名稱:裝配焊機(jī)頭等用的旋轉(zhuǎn)圈和在該旋轉(zhuǎn)圈上裝配了焊機(jī)頭等的自動焊接裝置的制作方法
本發(fā)明涉及裝配焊機(jī)頭等用的旋轉(zhuǎn)圈。該旋轉(zhuǎn)圈通過支承圈安裝在管子(主要是鋼管)的外部或管內(nèi)適當(dāng)?shù)臋C(jī)臺上，使得該旋轉(zhuǎn)圈可自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
該旋轉(zhuǎn)圈在管子的外部進(jìn)行焊接及其它加工時(shí)，通過支承圈安裝在管子的外部，使得該旋轉(zhuǎn)圈可旋轉(zhuǎn)自如;在從管子的內(nèi)部進(jìn)行焊接及其它加工時(shí)，通過支承圈固定安裝在設(shè)置于管內(nèi)的適當(dāng)?shù)臋C(jī)臺上，使得該旋轉(zhuǎn)圈可自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn);而在從管子的內(nèi)、外部進(jìn)行焊接及其它加工時(shí)，則通過支承圈安裝在管子的外部和機(jī)臺上，使其可自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
就是說，本發(fā)明以上述旋轉(zhuǎn)圈為中心結(jié)構(gòu)體，在其上裝配焊機(jī)頭及其附帶機(jī)器后，構(gòu)成了管子的外部自動焊接裝置、內(nèi)部自動焊接裝置和內(nèi)、外部自動焊接裝置。
特別是，在管子的焊縫根部平行地安裝了2個(gè)旋轉(zhuǎn)圈，在各個(gè)旋轉(zhuǎn)圈上裝配了1個(gè)以上的焊機(jī)頭等，只要使各旋轉(zhuǎn)圈相互向反方向轉(zhuǎn)動約180°/N(N為各旋轉(zhuǎn)圈上安裝的焊機(jī)頭數(shù))，即可進(jìn)行管子的全周焊接，從而構(gòu)成高速自動焊接裝置(內(nèi)、外部焊接皆可)。
另外，在通過支承圈設(shè)置的，與管子焊縫根部平行的旋轉(zhuǎn)圈上，至少裝配1個(gè)焊機(jī)頭，同時(shí)等距離地裝配若干個(gè)外部夾鉗裝置，用外部夾鉗裝置夾住焊縫根部后，可用內(nèi)部焊接裝置進(jìn)行內(nèi)部焊接，松開夾鉗后，使焊機(jī)頭沿焊縫根部轉(zhuǎn)動可進(jìn)行外部焊接，從而構(gòu)成管子的內(nèi)、外部自動焊接裝置。
本發(fā)明進(jìn)而可能具有這樣的特征，在旋轉(zhuǎn)圈上可以同時(shí)安裝焊機(jī)頭及其附帶機(jī)器，也可以分別地裝配上預(yù)熱燃燒器、砂輪機(jī)和其它機(jī)器，可隨意選擇，從而構(gòu)成在進(jìn)行焊接的同時(shí)進(jìn)行其它加工，或分別地進(jìn)行焊接和其它加工的裝置。
還特別具有這樣的特征，通過安裝若干個(gè)加壓氣焊用的燃燒器噴嘴，對管子進(jìn)行加熱，可構(gòu)成管子的加壓氣焊裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)特征在于，除上述固定管子的焊接裝置外，與其相反，還可將旋轉(zhuǎn)圈進(jìn)行適當(dāng)?shù)毓潭ǎㄟ^支承圈使管子可以被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，從而構(gòu)成旋轉(zhuǎn)管子的焊接裝置。
因此，本發(fā)明的自動焊接裝置，特征是上述高速自動焊接裝置及上述內(nèi)、外部自動焊接裝置，最適宜作管道鋪設(shè)工程等的現(xiàn)場焊接作業(yè)用裝置。其特征是，通過使用本發(fā)明的裝置，可以將焊接時(shí)間縮短二分之一至數(shù)分之一以上，效果顯著。
以往的外部自動焊接裝置是在管子的外部盤繞固定金屬帶或鏈條，載有一個(gè)焊機(jī)頭及其附帶機(jī)器的一臺臺車由該金屬帶等支持著沿焊縫根部在管子的外圓周上移行而進(jìn)行焊接。
管子外部的焊接，要進(jìn)行初層(第一焊道)、第二層至數(shù)層的焊接，無論在哪種情況下，因?yàn)橐郧皟H是一臺焊機(jī)頭，依據(jù)焊層數(shù)，它要進(jìn)行數(shù)次反復(fù)，例如，從外部的頂點(diǎn)向右轉(zhuǎn)動約180°進(jìn)行焊接，然后回到原起點(diǎn)，再向左轉(zhuǎn)動180°進(jìn)行焊接，最后回到原起點(diǎn)才完成第一層的全周焊接，所以其缺點(diǎn)是需要較長的作業(yè)時(shí)間，效率不高。
本發(fā)明對于上述這點(diǎn)來說，首先是不使用金屬帶或鏈條等，而是使用能自由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動地安裝旋轉(zhuǎn)圈的支承圈，使該旋轉(zhuǎn)圈可自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，其次，不是在臺車上裝配焊機(jī)頭等使其在金屬帶上面移行，而是通過支承圈安裝能自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)圈，并在該旋轉(zhuǎn)圈上裝配焊機(jī)頭等。
特別是在焊縫根部平行地設(shè)置了2個(gè)旋轉(zhuǎn)圈，在各旋轉(zhuǎn)圈上裝配了一個(gè)以上的焊機(jī)頭，因而只要各旋轉(zhuǎn)圈相互向反方向作180°/N的轉(zhuǎn)動，就可進(jìn)行管子的全周焊接，從而開發(fā)出了這種可以將焊接時(shí)間縮短到以往數(shù)分之一的高速自動焊接裝置，解決了上述以往的缺點(diǎn)。
上述以往的自動焊接裝置，是在管子的外面裝上金屬帶等，使焊機(jī)頭等的臺車在其上面移動，所以不論管子大小，它都不得不依靠外部(片面)焊接。這就有必要形成完全的根部。為此，不得不設(shè)定適當(dāng)?shù)暮缚p根部間隙，且根部焊縫須應(yīng)用小電流低速度的焊接條件。這有明顯的焊接速度慢(特別是第1層一根部形成時(shí))的缺點(diǎn)。
關(guān)于這點(diǎn)，本發(fā)明除小口徑管子外，由于構(gòu)成內(nèi)、外部焊接裝置，所以可從內(nèi)、外部同時(shí)焊接。在這種情況下，因?yàn)闆]有根部形成的必要，不用設(shè)定焊縫根部間隙，所以，它可以高速度地進(jìn)行極高精度的焊接，從而可以消除上述的缺點(diǎn)。
在以往所謂的管子自動焊接裝置中，有從管子的外部進(jìn)行焊接的外部焊接裝置和從內(nèi)部進(jìn)行焊接的內(nèi)部焊接裝置，它們是結(jié)構(gòu)完全不同的東西。因此，以外部焊接裝置進(jìn)行內(nèi)部焊接，或反之以內(nèi)部焊接裝置進(jìn)行外部焊接都是不可能的。
關(guān)于此點(diǎn)，本發(fā)明中的自動焊接裝置，外部用的和內(nèi)部用的，其構(gòu)造完全相同。即，在管子的外面，通過支承圈安裝上旋轉(zhuǎn)圈并裝配焊機(jī)頭等，便成了外部自動焊接裝置;在設(shè)置于管子內(nèi)的機(jī)臺上，通過支承圈安裝上旋轉(zhuǎn)圈，并裝配焊機(jī)頭等，便成為內(nèi)部自動焊接裝置，而如同時(shí)設(shè)置兩種裝置，則構(gòu)成內(nèi)、外部自動焊接裝置，從而解決了以往進(jìn)行內(nèi)、外部焊接需要2種裝置的難題。
在現(xiàn)場管道焊接方面，用以往的管子自動焊接裝置，進(jìn)行內(nèi)部初層焊接，繼而再進(jìn)行外部焊接時(shí)，需按如下工序進(jìn)行(ⅰ)、用專用的外部夾鉗裝置進(jìn)行外部夾持;
(ⅱ)、用內(nèi)部焊接裝置進(jìn)行內(nèi)部初層焊接;
(ⅲ)、松開外部夾鉗裝置;
(ⅳ)、安裝專用的外部焊接裝置并用它進(jìn)行外部焊接。
專用夾鉗裝置的安裝、拆除;專用外部焊接裝置的設(shè)置，使用、都需要花較長的時(shí)間和進(jìn)行復(fù)雜的操作，從而造成了焊接作業(yè)效率低。
對此，本發(fā)明中的內(nèi)、外自動焊接裝置，因?yàn)樵谛D(zhuǎn)圈上安裝了焊機(jī)頭和外部夾鉗裝置，所以在短時(shí)間內(nèi)可以簡單連續(xù)地進(jìn)行外部夾持、內(nèi)部焊接(前述的本發(fā)明的內(nèi)部自動焊接)、外部夾鉗的松開及外部焊接等操作，從而解決了上述以往技術(shù)存在的缺點(diǎn)。
本發(fā)明是安裝焊接機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)圈，它通過支承圈安裝在管子的外部或相應(yīng)的機(jī)臺上，使其能自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
以下結(jié)合實(shí)施例來說明本發(fā)明。
本發(fā)明是關(guān)于安裝焊機(jī)頭等用的旋轉(zhuǎn)圈A，它通過支承圈B，以適當(dāng)?shù)氖侄伟惭b在管子P(主要是鋼管)的外部1上，或安裝在設(shè)置于管子P內(nèi)的相應(yīng)的機(jī)臺2上，使該旋轉(zhuǎn)圈能自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
旋轉(zhuǎn)圈A在管子P的外部1進(jìn)行焊接及其它加工時(shí)，是通過支承圈B安裝在管子P的外部1上，使其能自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
在管子P的內(nèi)部3進(jìn)行焊接及其它加工時(shí)，旋轉(zhuǎn)圈A通過支承圈B安裝在設(shè)置于管子P內(nèi)的機(jī)臺2(該機(jī)臺有安裝支承圈B的機(jī)架和馬達(dá)M，根據(jù)需要可用車輪4使其移動)上，使該旋轉(zhuǎn)圈能自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn);
如果從管子P的內(nèi)、外部進(jìn)行焊接及其它加工時(shí)，旋轉(zhuǎn)圈A則通過支承圈B安裝在管子的外部1上和機(jī)臺2上，使其能自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
下面結(jié)合第1圖至第4圖說明在管子P的外部1上或設(shè)置于管子P內(nèi)的機(jī)臺2上安裝支承圈B及旋轉(zhuǎn)圈A的實(shí)施例。
首先設(shè)置環(huán)形的支承圈B，通過等距設(shè)置在該圈B上的調(diào)節(jié)螺栓5等適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使管子P的中心與支承圈B的中心調(diào)節(jié)到一致。然后在等距離地用軸安裝在該支承圈B外圓周上的能自由轉(zhuǎn)動的各支承輪6上，安裝內(nèi)圓周形成齒輪7的環(huán)形旋轉(zhuǎn)圈A，使該旋轉(zhuǎn)圈可自由旋轉(zhuǎn)，使馬達(dá)M(該馬達(dá)安裝在固定于支承圈B上的托架9上，或機(jī)臺2上)的原動齒輪8與該內(nèi)圓周齒輪7相嚙合，使得該旋轉(zhuǎn)圈A能被調(diào)速驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
另外，兩個(gè)圈A、B在管子P的外部1上的安裝是這樣，例如將支承圈B和旋轉(zhuǎn)圈A同時(shí)分割成兩部分，作成以頂點(diǎn)為支點(diǎn)可以左右開閉的結(jié)構(gòu)，在吊放到管子P上時(shí)，調(diào)節(jié)固定裝置，使其與管子的中心基本一致，并在管子P上用調(diào)節(jié)螺栓將焊機(jī)頭C的焊接吹管調(diào)整到焊縫根部線上。
在往機(jī)臺2上安裝時(shí)是這樣安裝，例如，首先將輪狀的旋轉(zhuǎn)圈A與支承圈B裝配組合在一起，然后再將該支承圈B相應(yīng)地固定設(shè)置在機(jī)臺2的機(jī)架等上。
本發(fā)明中，除焊機(jī)頭C以外，還可將焊接所需的附帶機(jī)器，或根據(jù)需要，將焊接預(yù)熱用的燃燒器、砂輪機(jī)及其它機(jī)器(以上在圖中省略)同焊機(jī)頭C一起安裝在旋轉(zhuǎn)圈A上，或者不安裝焊機(jī)頭C而單獨(dú)地將其它機(jī)器安裝在旋轉(zhuǎn)圈A上，由此來構(gòu)成管道加工用自動裝置，使其可以在焊接的同時(shí)進(jìn)行附帶加工和其它加工，或分別地進(jìn)行焊接、附帶加工和其它加工。
例如，與焊機(jī)頭C一起同時(shí)裝上預(yù)熱燃燒器，使其在焊接之前首先對管子P進(jìn)行預(yù)熱，待達(dá)到適宜的預(yù)熱狀態(tài)后，再立刻轉(zhuǎn)到焊接。
在裝配有其它機(jī)器時(shí)情況亦相同。
本發(fā)明的主要目的是得到自動焊接裝置。
它是這樣一種自動焊接裝置，通過支承圈B安裝的并與管子P的焊縫根部10相平行的旋轉(zhuǎn)圈A上，至少安裝了一個(gè)焊機(jī)頭C，適當(dāng)?shù)仳?qū)動旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)圈A，焊機(jī)頭C便會沿著焊縫根部10轉(zhuǎn)動，從而對管子P進(jìn)行焊接。
使用本發(fā)明裝置，在外部焊接方面，可以進(jìn)行同以往自動焊接裝置基本一樣的焊接。但是本發(fā)明裝置還可以作為內(nèi)部自動焊接裝置來使用。
特別是本發(fā)明開發(fā)了高速自動焊接裝置，其中，在通過支承圈B、B′安裝的與管子P的焊縫根部平行的2個(gè)旋轉(zhuǎn)圈A、A′上，各裝配1個(gè)以上的焊機(jī)頭C。隨著各旋轉(zhuǎn)圈A、A′相互向反方向驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，各焊機(jī)頭C便沿焊縫根部10作約180/N的轉(zhuǎn)動，從而進(jìn)行管子的全周焊接。(第5、6圖是外部焊接裝置，第7、8圖是內(nèi)部焊接裝置)本發(fā)明的高速自動焊接裝置，可將管子的全周焊接時(shí)間縮短到約以往的1/N。使用本發(fā)明裝置進(jìn)行內(nèi)、外部同時(shí)焊接，由于不需要形成根部，和不需要設(shè)定焊縫間隙等，所以它在更進(jìn)一步縮短時(shí)間的同時(shí)，也能夠進(jìn)行高精度的焊接。
第5、6圖所示實(shí)施例是在各旋轉(zhuǎn)圈A、A′上各裝配1個(gè)(N＝1)焊機(jī)頭C、C′的情況。第9圖是焊接作用說明圖，是講N為2的情況。
本發(fā)明開發(fā)了管子的內(nèi)、外部自動焊接裝置，其中，通過支承圈B裝置的與管子P的焊縫根部10相平行的旋轉(zhuǎn)圈A上，至少安裝了1個(gè)焊機(jī)頭C，同時(shí)還等距離地裝配上若干個(gè)外部夾鉗裝置D。用該外部夾鉗裝置D夾住焊縫根部10，便可用內(nèi)部焊接裝置(例，第7圖所示)進(jìn)行內(nèi)部焊接，繼而解除夾鉗后，使焊機(jī)頭C沿焊縫根部10轉(zhuǎn)動，便可進(jìn)行外部焊接。
第10圖、第11圖所示實(shí)施例是在旋轉(zhuǎn)圈A的上下約相對稱的位置上，裝配2個(gè)焊機(jī)頭C、C′，另外又等距離地裝配6個(gè)外部夾鉗裝置D。
關(guān)于外部夾鉗裝置D，在此省略其詳細(xì)的構(gòu)成說明及圖示。但例如，它是由管子牽掣部12a、夾鉗部(閘瓦)12b、及壓力裝置部12c組成的。
本發(fā)明的內(nèi)、外部自動焊接裝置，因?yàn)樵谛D(zhuǎn)圈A上，設(shè)置了焊機(jī)頭C和外部夾鉗裝置D，因而不需要再使用(安裝、拆卸)專用的外部夾鉗裝置。而且，在解除外部夾鉗后，可以立即轉(zhuǎn)動焊機(jī)頭C，進(jìn)行外部焊接，從而可以大大提高作業(yè)效率。
上述自動焊接裝置，主要是用于在管道鋪設(shè)工程等的現(xiàn)場進(jìn)行固定管子的焊接(在鋪設(shè)好的固定的管子上，焊接上新管子)。
除此之外，本發(fā)明還構(gòu)成旋轉(zhuǎn)管子的自動焊接裝置。其中，適當(dāng)固定地裝配著焊機(jī)頭C等的旋轉(zhuǎn)圈A，再適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)驅(qū)動支承圈B及管子P便可進(jìn)行焊接。
另外，本發(fā)明是把管子P的焊縫根部夾住，在通過支承圈B設(shè)置在管子內(nèi)部及管子外部的旋轉(zhuǎn)圈A上，等距離地裝配上若干燃燒器噴嘴(沒有圖示)，適當(dāng)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)圈A，對管子進(jìn)行短時(shí)間的均勻加熱，當(dāng)其達(dá)到適當(dāng)溫度時(shí)，再對管子相互適當(dāng)加壓接起來，進(jìn)行加壓氣焊，從而構(gòu)成管子高速自動加壓氣焊裝置。
在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)圈上，和焊機(jī)頭等同樣還設(shè)置多數(shù)的燃燒器噴嘴，可以高速、高精度地進(jìn)行管子的加壓氣焊，而且因?yàn)樗€用了旋轉(zhuǎn)圈的轉(zhuǎn)動作用，所以燃燒器噴嘴的數(shù)量少也是可以的。
下面結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，在說明其作用、效果的同時(shí)，主要說明管道高速自動焊接裝置，該裝置使本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)圈A，A′相互平行地夾住管子的焊縫根部，并在各旋轉(zhuǎn)圈A、A′上各設(shè)置1個(gè)(N＝1)的焊機(jī)頭C。
(1).上述本發(fā)明可以構(gòu)成管子的外部自動焊接裝置、內(nèi)部自動焊接裝置及內(nèi)和外部自動焊接裝置中的任一種。
對小口徑管子，只能從管子外面進(jìn)行焊接。但在大口徑管子的情況下，進(jìn)行的管子的內(nèi)外焊接，是高精度、高效率的。
(2).對外部焊接裝置，例如，將旋轉(zhuǎn)圈A、A′，支承圈B、B′分別分割為二，制成以頂點(diǎn)為支點(diǎn)，能左右開閉的結(jié)構(gòu)，在吊放到管子P上時(shí)，調(diào)節(jié)固定裝置，使其與管子P的中心基本一致，在管子P上，用調(diào)節(jié)螺栓將焊機(jī)頭C的焊接吹管11基本調(diào)到焊縫根部10上，從而完成安裝調(diào)整。
吹管11的高低與焊縫跟蹤，可以通過X、Y滑尺以微處理方式或仿電磁方式進(jìn)行控制。
(3).對內(nèi)部焊接裝置，將與管子P的內(nèi)徑尺寸相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圈A、A′安裝于在管子內(nèi)可移動的適當(dāng)?shù)臋C(jī)臺2上，調(diào)整旋轉(zhuǎn)圈A、A′的中心使與管子中心相一致，使焊機(jī)頭C的焊接吹管11指向管子內(nèi)部的焊縫根部，從而可以實(shí)施同外部焊接裝置完全一樣的焊接。
(4).做為一個(gè)例子，應(yīng)用二氧化碳電弧焊焊接管子的全周(360°)來說明上述本發(fā)明裝置(在各旋轉(zhuǎn)圈上設(shè)置焊機(jī)頭各1個(gè)，參照第6圖)。
(ⅰ).最初，左邊的旋轉(zhuǎn)圈A的焊機(jī)頭C(的焊接吹管11)，處在管子P的頂部(鐘表12點(diǎn)的位置)，在焊接開始的同時(shí)，開始向左轉(zhuǎn)動。
(ⅱ).另一方面，右邊的旋轉(zhuǎn)圈A′的焊機(jī)頭C′，為了防止在焊縫根部上與左邊的旋轉(zhuǎn)圈A的焊機(jī)頭C重疊，而使之先處在稍稍向右錯開的位置上。
在左邊旋轉(zhuǎn)圈A的焊機(jī)頭C開始焊接并開始向左旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，右邊旋轉(zhuǎn)圈A′向左稍稍旋轉(zhuǎn)，當(dāng)其焊機(jī)頭C′到達(dá)頂部(鐘表12點(diǎn)的位置)時(shí)，開始焊接，同時(shí)該右邊旋轉(zhuǎn)圈A′開始向右方向旋轉(zhuǎn)。
(ⅲ).所以，右焊機(jī)頭C′的焊接開始時(shí)間比左焊機(jī)頭C稍稍遲一點(diǎn)。它們分別朝反方向作約180°的旋轉(zhuǎn)，在管子的底部完成一圓周焊接。
在上述例子中，因?yàn)楹笝C(jī)頭數(shù)N是一個(gè)，所以它們各旋轉(zhuǎn)約180°便可完成一圓周焊接。
(5).下面，概括說明一下使用上述本發(fā)明裝置(在平行的旋轉(zhuǎn)圈A、A′上各安裝1個(gè)焊機(jī)頭C、C′)實(shí)施管子的內(nèi)、外部焊接時(shí)，一個(gè)焊接周期的程序。(參照第6圖、第8圖)1.管子P端頭的開口加工(加工成特殊X開口)。
2.在固定的管子P內(nèi)設(shè)置本發(fā)明內(nèi)部自動焊接裝置。
3.與需接合的單管P對合(本發(fā)明，焊縫根部間隙為0)4.安裝外部夾鉗裝置。
5.實(shí)施內(nèi)部焊接6.松開外部夾鉗7.在管子P外部設(shè)置本發(fā)明的外部自動焊接裝置8.實(shí)施外部焊接。
舉一例，對直徑為771mm、板厚為12.7mm的鋼管來說，其內(nèi)部及外部焊接的諸條件如下焊接種類二氧化碳電弧焊接包復(fù)二氧化碳CO2100%/ArO%電纜直徑0.9mm
以上述諸條件實(shí)施焊接時(shí)，焊接全層所需的電弧時(shí)間合計(jì)為21.7分鐘。而使用本發(fā)明裝置時(shí)，因?yàn)閮蓚€(gè)旋轉(zhuǎn)圈A、A′朝相反方向旋轉(zhuǎn)約180°進(jìn)行焊接，所以電弧時(shí)間只需其1/2，約11分鐘即可。
即使用本發(fā)明裝置實(shí)施內(nèi)、外部焊接，比之以往的片面焊接，確實(shí)顯著提高了效率。
所以，在管子口徑比較大，可以進(jìn)行內(nèi)外部焊接時(shí)，例如管道鋪設(shè)工程等的作業(yè)中，特別是在現(xiàn)場作業(yè)中，如使用本發(fā)明裝置，則可以發(fā)揮其數(shù)倍于以往的高效率，且能發(fā)揮高質(zhì)量焊接的特長。
使用外部(片面)自動焊接裝置，只對管子進(jìn)行外部焊接的情況下，有必要形成完全的根部。為此，根部焊縫只適用小電流低速度的焊接條件，通常焊接效率都很低。以往管道鋪設(shè)工程的現(xiàn)場焊接，主要采用此方法進(jìn)行，效率極差。
如前所述，依本發(fā)明可以構(gòu)成在內(nèi)、外部的高速自動焊接裝置，如使用該裝置實(shí)施內(nèi)外部焊接，其效率將會有飛躍性的提高。
以以往進(jìn)行外部焊接的包覆電弧焊接、MIG焊接為例，在焊接管子的初層(第一層，第1焊道)及第2層(第2焊道)時(shí)，其電弧速度與使用本發(fā)明裝置的內(nèi)、外部二氧化碳焊接電弧速度的比較如下表所示。
如前所述，本發(fā)明裝置的焊接速度比之以往方法的速度差別較大的原因在于，以往方法因?yàn)橹挥型獠?片面)焊接，所以需要形成根部，這就得設(shè)定適宜的焊縫根部間隙，并要根據(jù)各種情況改變各種焊接條件，慎重地實(shí)施焊接。
而對于本發(fā)明的裝置，則由于開始時(shí)進(jìn)行內(nèi)部焊接，不需要形成根部，所以也不必設(shè)定焊縫根部間隙，而且在焊接中不改變焊接條件，從而能以較高的電流、較高的電壓在高速實(shí)現(xiàn)焊接。
其結(jié)果是用本發(fā)明裝置進(jìn)行內(nèi)、外部焊接形成的焊接部在全圓周顯示出被充分焊住。由于焊接速度快，不會產(chǎn)生熔融金屬的滴、垂現(xiàn)象，所以可以得到極高的焊接精度和質(zhì)量。
本發(fā)明裝置同以往技術(shù)相反，管口徑越大，焊接效率越能提高。
即在本發(fā)明中，裝配焊機(jī)頭的部分是旋轉(zhuǎn)的，所以在大口徑管的旋轉(zhuǎn)圈上可以裝配若干個(gè)焊機(jī)頭。
例如管子直徑為1米時(shí)，如果在相互平行的各旋轉(zhuǎn)圈上各裝配2個(gè)焊機(jī)頭，整個(gè)裝置共4個(gè)焊機(jī)頭，則各焊機(jī)頭(即旋轉(zhuǎn)圈)旋轉(zhuǎn)約180°/2便可完成全周焊接。在這種情況下，第1焊道的焊接速度如為700毫米/分，完成第1焊道所需的時(shí)間約為1.5分鐘，只是大約以往方法的1/4時(shí)間。(參照第9圖)其次，在本發(fā)明的內(nèi)外部自動焊接裝置(參照第10、11圖的實(shí)施例)中，在旋轉(zhuǎn)圈A上裝配了至少一個(gè)焊機(jī)頭C(圖中為2個(gè))和若干個(gè)(圖中是6個(gè))外部夾鉗裝置D。
(ⅰ)旋轉(zhuǎn)圈A具有張開型的結(jié)構(gòu)，以其上部為支點(diǎn)形成左右張開狀態(tài)吊放到管子上，然后用調(diào)節(jié)螺栓將下部鎖住，使其安裝在支承圈上，并旋轉(zhuǎn)自如。
(ⅱ)繼而用外部夾鉗裝置D的壓力裝置部12C、夾鉗部12b抓住對接管子，用牽掣部12a將其牽引過來，矯正管口錯位，然后再將兩管夾鉗在一起。
(ⅲ)用內(nèi)部焊接機(jī)進(jìn)行管內(nèi)部焊縫根部里面的初層焊接。
(ⅳ)內(nèi)部焊接進(jìn)行完后，松開外部夾鉗裝置D的夾鉗(用壓力裝置部12c將夾鉗部12b升起來)。
(ⅴ)轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)圈A，使焊機(jī)頭C沿焊縫根部轉(zhuǎn)動，進(jìn)行外部焊接。
在圖中，在上下基本對稱的位置上裝配了2個(gè)焊機(jī)頭，上部焊機(jī)頭C轉(zhuǎn)動進(jìn)行焊接，至管子底部完成焊接時(shí)，下部焊機(jī)頭C′正處在管子頂部的位置，隨著旋轉(zhuǎn)圈向反方向轉(zhuǎn)動，便從上往下對管子的另一側(cè)進(jìn)行焊接，從而完成管子的全周焊接。
(ⅵ)如上所述，由于可以連續(xù)地實(shí)施外部夾持、內(nèi)部焊接和外部焊接，省去了以往專用的外部夾鉗裝置的裝卸和專用外部焊接裝置的裝卸等煩雜的工作，從而使整個(gè)焊接作業(yè)時(shí)間明顯縮短。
(ⅶ)另外，用以往的專用外部夾鉗裝置夾鉗管子時(shí)，不一定能將夾鉗閘瓦安在錯位較大的地方，因此無法有效地發(fā)揮其效能。這是一個(gè)缺點(diǎn)。
在本發(fā)明中，外部夾鉗裝置D裝配在旋轉(zhuǎn)圈A上，因而可自由地轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)圈A將外部夾鉗裝置D移到必要的最佳位置進(jìn)行夾持，從而可以有效、迅速和精密地矯正錯位。
(ⅷ)在直徑為720mm的管道焊接現(xiàn)場實(shí)施的結(jié)果表明，相當(dāng)于1條焊縫的裝卸、移動作業(yè)，用以往的專用外部夾鉗裝置及專用外部焊接裝置需要20分鐘，而使用本發(fā)明的裝置只用約10分鐘即可。
實(shí)踐證明，在要求比以往顯著縮短時(shí)間的情況下，象鋪設(shè)長距離管道及海底管道的焊接作業(yè)那樣，進(jìn)行管的內(nèi)外焊接時(shí)，應(yīng)用本發(fā)明裝置效果尤佳。
此外，如前所述，本發(fā)明還有這樣的特點(diǎn)，在旋轉(zhuǎn)圈上安裝的機(jī)器除焊機(jī)頭及其附帶機(jī)器外，還可裝配預(yù)熱燃燒器、砂輪機(jī)及其它相應(yīng)的機(jī)器，從而提供一種裝置，或者在焊接的同時(shí)進(jìn)行其它加工，或者分別進(jìn)行焊接及其它的加工，可以隨意選擇。
而且，通過裝配上若干個(gè)燃燒器噴嘴對管子進(jìn)行加熱，還可提供加壓氣焊裝置。
進(jìn)而可將裝配有焊機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)圈進(jìn)行適當(dāng)?shù)毓潭?，而適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)驅(qū)動支承圈及管子，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)管的自動焊接裝置等。可以如此發(fā)揮其多種優(yōu)良的特長。
附圖的簡要說明第1圖是將本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)圈通過支承圈安裝在管子外部的正面圖，該旋轉(zhuǎn)圈可自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn);第2圖為其側(cè)面圖;第3圖是沿第1圖的X-X線切開的斷面圖;第4圖是沿Y-Y線切開的斷面圖;第5圖是本發(fā)明外部高速自動焊接裝置的側(cè)面略圖，其中，在管子外部的焊縫根部平行地設(shè)置了2個(gè)旋轉(zhuǎn)圈，并在各旋轉(zhuǎn)圈上裝配了1個(gè)焊機(jī)頭;第6圖是第5圖的正視圖的作用說明圖;第7圖是本發(fā)明的內(nèi)部高速自動焊接裝置的側(cè)面略圖，其中，在設(shè)置于管子內(nèi)的機(jī)臺2上安裝了2個(gè)旋轉(zhuǎn)圈，并在各旋轉(zhuǎn)圈上裝配了1個(gè)焊機(jī)頭;第8圖是第7圖的正視圖的作用說明圖;第9圖是高速自動焊接裝置的作用說明圖，其中在平行設(shè)置的2個(gè)旋轉(zhuǎn)圈上各裝配了2個(gè)(共計(jì)4個(gè))焊機(jī)頭;第10圖是在旋轉(zhuǎn)圈上裝配焊機(jī)頭和外部夾鉗裝置的本發(fā)明內(nèi)、外部自動焊接裝置的正面略圖，第11圖是其側(cè)面略圖。
圖中符號意義如下P-管子;A-旋轉(zhuǎn)圈;B-支承圈;C-焊機(jī)頭;D-外部夾鉗裝置;M-馬達(dá);1-外部;2-機(jī)臺;3-內(nèi)部;4-臺車輪;5-調(diào)節(jié)螺栓;6-支承輪;7-齒輪;8-原動齒輪;9-托架;10-焊縫根部;11-焊接吹管;12a-外部夾鉗裝置的牽掣部;12b-夾鉗(閘瓦)部;12c-壓力裝置部。
權(quán)利要求
1.一種安裝焊機(jī)頭用的旋轉(zhuǎn)圈，它通過支承圈安裝在管子的外部或相應(yīng)的機(jī)臺上，該旋轉(zhuǎn)圈能自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求
1所述的安裝焊機(jī)頭等用的旋轉(zhuǎn)圈，該旋轉(zhuǎn)圈在從管子的外部進(jìn)行焊接或其它加工時(shí)，通過支承圈安裝在管子的外部，使該旋轉(zhuǎn)圈能自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)圈從管子的內(nèi)部進(jìn)行焊接或其它加工時(shí)，通過支承圈安裝在設(shè)置于管子內(nèi)的機(jī)臺上，使該旋轉(zhuǎn)圈能自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。而旋轉(zhuǎn)圈從管子的內(nèi)、外部進(jìn)行焊接或其它加工時(shí)，則通過支承圈安裝在管子的外部和機(jī)臺上，使該旋轉(zhuǎn)圈能自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求
1所述的安裝焊機(jī)頭等用的旋轉(zhuǎn)圈，其特征是，在管子的外部或機(jī)臺上，設(shè)置環(huán)形的支承圈，通過等距離地配置在支承圈上的調(diào)節(jié)螺栓等適宜的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可將支承圈中心與管子中心調(diào)到一致;在等距離地用軸安裝于支承圈外圓周上的而又可自由空轉(zhuǎn)的各支承輪上，設(shè)置內(nèi)圓周呈齒狀的環(huán)形旋轉(zhuǎn)圈，使其能自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，馬達(dá)的原動齒輪與該內(nèi)圓周齒輪相嚙合，使得該旋轉(zhuǎn)圈能被調(diào)速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
4.一種進(jìn)行管子焊接的自動焊接裝置，其特征是，通過支承圈設(shè)置的，與管子的焊縫根部平行的旋轉(zhuǎn)圈上，至少裝配了一個(gè)焊機(jī)頭，隨著旋轉(zhuǎn)圈被適當(dāng)?shù)仳?qū)動旋轉(zhuǎn)，焊機(jī)頭便沿管子的焊縫根部轉(zhuǎn)動，從而進(jìn)行焊接。
5.一種管子高速自動焊接裝置，其特征是，通過支承圈設(shè)置的，與管子的焊縫根部平行的2個(gè)旋轉(zhuǎn)圈上，各裝配了1個(gè)以上的焊機(jī)頭，隨著各旋轉(zhuǎn)圈相互向反方向作約180°N(N為裝配在各旋轉(zhuǎn)圈上的焊機(jī)頭數(shù))的旋轉(zhuǎn)，各焊機(jī)頭便沿管子的焊縫根部轉(zhuǎn)動約180°/N，從而進(jìn)行管子的全圓周焊接。
6.一種管子內(nèi)、外部自動焊接裝置，其特征是在通過支承圈安裝的，與管子的焊縫根部平行的旋轉(zhuǎn)圈上，裝配了至少一個(gè)焊機(jī)頭，同時(shí)，等距離地裝配了若干個(gè)外部夾鉗裝置，用外部夾鉗裝置夾住焊縫根部后，用內(nèi)部焊接裝置進(jìn)行內(nèi)部焊接，然后松開夾鉗，使焊機(jī)頭沿管子焊縫根部轉(zhuǎn)動進(jìn)行外部焊接。
7.如權(quán)利要求
1、4和5項(xiàng)所述的安裝焊機(jī)頭等用的旋轉(zhuǎn)圈及在該旋轉(zhuǎn)圈上裝配焊機(jī)頭等的自動焊接裝置，其特征是可將焊機(jī)頭之外的為焊接所需的其它附帶機(jī)器，亦可根據(jù)需要，將焊接預(yù)熱用的燃燒器、砂輪機(jī)和其它機(jī)器，與焊機(jī)頭一起，或在不裝配焊機(jī)頭的情況下，分別適當(dāng)?shù)匕惭b在各旋轉(zhuǎn)圈上，使得可在焊接的同時(shí)進(jìn)行附帶的加工和其它的加工，或分別地進(jìn)行焊接及其附帶加工和其它的加工。
8.一種旋轉(zhuǎn)管子的自動焊接裝置，其特征是，將裝配了焊機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)圈進(jìn)行適當(dāng)固定，而通過支承圈適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)驅(qū)動管子，由此進(jìn)行焊接。
9.一種管子高速自動加壓氣焊裝置，其特征是，夾住管子的焊縫根部后，在通過支承圈安裝在管子內(nèi)部及外部的旋轉(zhuǎn)圈上，等距離地安裝若干個(gè)加壓氣焊用的燃燒器噴嘴，適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)圈，對管子進(jìn)行短時(shí)間的均勻加熱，在達(dá)到適宜的溫度時(shí)，對管子適當(dāng)加壓連接，從而進(jìn)行加壓氣焊。
專利摘要
一種安裝焊機(jī)頭用的旋轉(zhuǎn)圈，它通過支承圈安裝在管子外部或相應(yīng)的機(jī)臺上，能自由地被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。一種對管子內(nèi)、外部焊接的自動焊接裝置，通過支承圈設(shè)置的，與管子的焊縫根部平行的旋轉(zhuǎn)圈上，至少裝配了一個(gè)焊機(jī)頭，隨著旋轉(zhuǎn)圈作適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)驅(qū)動，焊機(jī)頭沿管子的焊縫根部轉(zhuǎn)動而進(jìn)行焊接，等距離裝配的若干個(gè)外部夾鉗裝置夾住焊縫根部后用內(nèi)部焊接裝置進(jìn)行內(nèi)部焊接，然后松開夾鉗，使焊機(jī)頭沿管子焊縫根部轉(zhuǎn)動，進(jìn)行外部焊接。
文檔編號B23K37/02GK87105592SQ87105592
公開日1988年3月23日 申請日期1987年7月30日
發(fā)明者寺田誠 申請人:湘南機(jī)工株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan