快速插裝式管道多點同步自動焊焊接單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速插裝式管道多點同步自動焊焊接單元，是為大幅提升管道的焊接速度和焊接質量而設計的。本焊接單元由氣動升降機構、焊槍上下、左右調整機構、送絲機構、焊槍和自動剪絲機構組成。燕尾導軌用于與焊機的快速插裝固定，氣動升降機構、焊槍的上下和左右調整機構用于焊槍的最佳定位調整，送絲機構用于主動為焊槍送絲，自動剪絲機構用于替代人工剪絲，航空插頭與氣路快插接口用于形成高度集成模塊化的焊接單元。本焊接單元是管道焊接技術的歷史性飛躍，其模塊化的集成設計可實現(xiàn)在自動焊機上的快速安裝和拆卸，可實現(xiàn)不同管徑管道同步自動焊機焊接單元的快速切換，換絲容易方便，操作程序簡化，焊接準備時間短，整體施工效率高。
【專利說明】快速插裝式管道多點同步自動焊焊接單元

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速插裝式管道多點同步自動焊焊接單元，屬于石油天然氣管道焊接施工【技術領域】。

【背景技術】
[0002]隨著油氣能源消費需求的迅猛增長及科學技術的日益進步，油氣管道建設已步入高峰期且朝著高效化建設的方向發(fā)展，其管道施工的速度和質量逐漸成為施工方關注的焦點，尤其是關鍵環(huán)節(jié)的焊接效率更備受關注。目前，管道施工已從手工焊接過渡到半自動焊和自動焊，全位置自動焊設備的焊接速度快、效率高，操作簡單，可大大降低焊工的勞動強度，已成為管道施工建設中的主流技術。然而，在用的全位置自動焊技術多為單焊炬自動焊或雙焊炬自動焊，多為下向焊接方式，即單焊炬焊槍或多焊炬焊槍在其運動載體的帶動下從管道O點位置向6點位置焊接，單層焊接完畢后，再被運動載體帶回O點位置，進行下一道工序的焊接，這在某種程度上制約了焊接速度的提升。同時，現(xiàn)有自動焊工藝在施工中易出現(xiàn)焊縫層間未熔合、氣孔、未焊透、焊道不連續(xù)及咬邊等缺陷，且現(xiàn)有自動焊設備的送絲盤更換比較困難，制約了管道自動焊技術優(yōu)勢的充分發(fā)揮和焊接效率的提升。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種快速插裝式管道多點同步自動焊焊接單元，其能在保證焊接質量的前提下大幅提升管道的焊接速度。
[0004]本發(fā)明的具體技術內容如下:
[0005]本焊接單元由焊槍左右調整機構、焊槍上下調整機構、氣動升降機構、送絲機構、焊槍和自動剪絲機構組成:
[0006]氣動升降機構中的連接板通過其端面上的燕尾導軌連接焊機主體，并通過連接軸連接位于其另一端面的、可相對其轉動的擺臂；擺臂另一端連接氣缸，活塞桿通過調整連接塊和可旋轉連接軸與連接板連接；擺臂側面連接固定槽板，固定槽板的邊板上設有中部定位槽和底部定位弧槽。
[0007]送絲機構中的殼體弧面端側壁連接擺臂，直面端連接固定槽板，殼體頂面設有航空插頭、把手和氣路快插接口，殼體內連接送絲機和設在連接軸上的送絲盤。
[0008]焊槍左右調整機構中的左右調整槽板背面設有連接焊槍上下調整機構中垂直絲杠的安裝孔，前面設有連接滑塊的水平導軌，滑塊上部固定有連接左右調整齒輪組的橫向驅動電機和水平絲杠，滑塊下部連接焊槍，左右調整齒輪組固定于左右調整槽板邊板上。
[0009]焊槍上下調整機構中的垂直板架背面上部的定位塊通過鎖緊把手連接固定板槽頂面，中部的定位塊插接固定板槽的定位槽，底部的弧鉤通過定位軸卡接固定板槽的定位弧槽；垂直板架設有頂部固定塊、邊板開槽和板前面的垂直導軌，垂直導軌連接焊槍左右調整機構的滑塊，頂部固定塊上固定有連接上下調整齒輪組的縱向驅動電機和垂直絲杠，邊板開槽內插接焊槍左右調整機構的左右調整槽板。
[0010]自動剪絲機構中的剪絲氣缸頂端通過調整連接塊連接焊槍上下調整機構，底端通過傳動臂連接定位焊槍的焊絲鉗。
[0011]本焊接單元是管道焊接技術的歷史性飛躍，其模塊化的集成設計可實現(xiàn)在管道多點同步自動焊機上的快速安裝和拆卸，可實現(xiàn)不同管徑管道同步自動焊機焊接單元的快速切換，換絲容易方便，操作程序簡化，焊接準備時間短，整體施工效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為快速插裝式管道多點同步自動焊焊接單元工作示意圖。
[0013]圖2a、2b和2c為本發(fā)明焊接單元不同角度結構示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明焊接單元氣動升降機構示意圖。
[0015]圖4本發(fā)明焊接單元內部示意圖。
[0016]圖5、6為本發(fā)明焊接單元焊槍左右調整機構示意圖。
[0017]圖5、7和8為本發(fā)明焊接單元焊槍上下調整機構示意圖。
[0018]圖9為本發(fā)明焊接單元自動剪絲機構示意圖。

【具體實施方式】
[0019]實施例:
[0020]參照圖1至9對本發(fā)明的實施例進一步說明:
[0021]如圖2a、2b和2c所示，本焊接單元2由焊槍左右調整機構3、焊槍上下調整機構
4、氣動升降機構10、送絲機構12、焊槍13和自動剪絲機構14組成:
[0022]如圖1、圖2c和圖3所示，氣動升降機構10包括連接板9、擺臂19、固定槽板20、氣缸21、活塞桿22、連接塊23、可旋轉連接軸24和連接軸15:連接板9通過其端面上的燕尾導軌16連接焊機主體1，并通過連接軸15連接位于其另一端面的、可相對其轉動的擺臂19 ;擺臂19另一端連接氣缸21，其活塞桿22通過連接塊23和可旋轉連接軸24與連接板9連接；擺臂19側面連接固定槽板20，固定槽板20的邊板上設有中部定位槽40和底部定位弧槽41。
[0023]如圖4所示，送絲機構12包括航空插頭6、殼體7、把手8、氣路快插接口 11、送絲機17和送絲盤18:殼體7弧面端側壁連接擺臂19，直面端連接固定槽板20，殼體7頂面設有航空插頭6、把手8和氣路快插接口 11，殼體7內連接送絲機17和設在連接軸15上的送絲盤18。
[0024]如圖5、6所示，焊槍左右調整機構3包括左右調整槽板28、左右調整齒輪組31、滑塊33、橫向驅動電機34和水平導軌35:左右調整槽板28背面設有連接焊槍上下調整機構4中垂直絲杠26的安裝孔32，前面設有連接滑塊33的水平導軌35，滑塊33上部固定有連接左右調整齒輪組31的橫向驅動電機34和水平絲杠29，下部連接焊槍13，左右調整齒輪組31固定于左右調整槽板28邊板上。
[0025]如圖5、7和8所示，焊槍上下調整機構4包括上下調整齒輪組25、垂直絲杠26、縱向驅動電機27和垂直板架30:垂直板架30背面上部的定位塊通過鎖緊把手5連接固定板槽20頂面，中部的定位塊插接固定板槽20的定位槽40，底部的弧鉤通過定位軸42卡接固定板槽20的定位弧槽41 ;垂直板架30設有頂部固定塊43、邊板開槽45和板前面的垂直導軌44，垂直導軌44連接焊槍左右調整機構3的滑塊33，頂部固定塊43上固定有連接上下調整齒輪組25的縱向驅動電機27和垂直絲杠26，邊板開槽45內插接焊槍左右調整機構3的左右調整槽板28。
[0026]如圖9所示，自動剪絲機構14包括剪絲氣缸36、調整連接塊37、傳動臂38及焊絲鉗39:剪絲氣缸36頂端通過調整連接塊37連接焊槍上下調整機構4，底端通過傳動臂38連接定位焊槍13的焊絲鉗39。
[0027]本發(fā)明焊接單元各機構的功能如下:
[0028]管道多點同步自動焊機是將管道外環(huán)縫進行360°全數(shù)字參數(shù)化分段處理及自動插值計算，控制八把焊槍進行上下向結合的、不間斷同步地往復焊接，焊接速度比現(xiàn)有技術提高2?3倍。本焊接單元是管道多點同步自動焊機的核心組成部分，其通過自身的燕尾導軌實現(xiàn)與自動焊機主體的快速插裝和固定，以確保焊機的整體性；氣動升降機構用于起降焊接單元；送絲機構用于為焊槍主動送絲，實現(xiàn)管道環(huán)焊縫的金屬填充；焊槍上下、左右調整機構用于焊槍與焊縫的最佳距離調整；自動剪絲機構用于替代人工剪絲，簡化操作程序，確保焊槍焊絲長度的均勻性；鎖緊把手用于實現(xiàn)機構的快速鎖緊；航空插頭與氣路快插接口用于實現(xiàn)焊接單元高度集成模塊化；提手用于方便焊接單元的裝卸。
[0029]本發(fā)明焊接單元的使用方法如下:
[0030]將本焊接單元2組裝完成后，用提手8提起，以連接板9的燕尾導軌16連接在自動焊機主體I上，然后將航空插頭6和氣路快插接口 11連接電源控制系統(tǒng)及氣源。給氣缸21增壓，活塞桿22帶動擺臂19繞連接軸15旋轉，通過固定槽板20、焊槍左右調整機構3和焊槍上下調整機構4將送絲機構12和焊槍13降至適合的焊接位置，然后氣缸21停止動作。此時根據(jù)需要，自動剪絲機構14可在剪絲氣缸36的作用下修剪焊絲，然后開始焊接。焊接時，送絲機構12輸送焊絲，焊槍左右調整機構3和焊槍上下調整機構4根據(jù)焊縫情況調整焊槍13的位置。需更換送絲盤18時，將焊接單元2提出，換絲后裝回。焊接完畢后，用氣缸21帶動活塞桿22和擺臂19收起焊接單元2，移動管道多點同步自動焊機，焊接下一道管口。
【權利要求】
1.一種快速插裝式管道多點同步自動焊焊接單元，其特征在于本焊接單元(2)由焊槍左右調整機構(3)、焊槍上下調整機構(4)、氣動升降機構(10)、送絲機構(12)、焊槍(13)和自動剪絲機構(14)組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的快速插裝式管道多點同步自動焊焊接單元，其特征在于氣動升降機構(10)中的連接板(9)通過其端面上的燕尾導軌(16)連接焊機主體(1)，并通過連接軸(15)連接位于其另一端面的、可相對其轉動的擺臂(19);擺臂(19)另一端連接氣缸(21)，其活塞桿(22)通過連接塊(23)和可旋轉連接軸(24)與連接板(9)連接；擺臂(19)側面連接固定槽板(20)，固定槽板(20)的邊板上設有中部定位槽(40)和底部定位弧槽(41)。
3.根據(jù)權利要求1所述的快速插裝式管道多點同步自動焊焊接單元，其特征在于送絲機構(12)中的殼體(7)弧面端側壁連接擺臂(19)，直面端連接固定槽板(20)，殼體(7)頂面設有航空插頭(6)、把手⑶和氣路快插接口(11)，殼體(7)內連接送絲機(17)和設在連接軸(15)上的送絲盤(18)。
4.根據(jù)權利要求1所述的快速插裝式管道多點同步自動焊焊接單元，其特征在于焊槍左右調整機構(3)中的左右調整槽板(28)背面設有連接焊槍上下調整機構(4)中垂直絲杠(26)的安裝孔(32)，前面設有連接滑塊(33)的水平導軌(35)，滑塊(33)上部固定有連接左右調整齒輪組(31)的橫向驅動電機(34)和水平絲杠(29)，滑塊(33)下部連接焊槍(13)，左右調整齒輪組(31)固定于左右調整槽板(28)邊板上。
5.根據(jù)權利要求1所述的快速插裝式管道多點同步自動焊焊接單元，其特征在于焊槍上下調整機構(4)中的垂直板架(30)背面上部的定位塊通過鎖緊把手(5)連接固定板槽(20)頂面，中部的定位塊插接固定板槽(20)的定位槽(40)，底部的弧鉤通過定位軸(42)卡接固定板槽(20)的定位弧槽(41);垂直板架(30)設有頂部固定塊(43)、邊板開槽(45)和板前面的垂直導軌(44)，垂直導軌(44)連接焊槍左右調整機構(3)的滑塊(33)，頂部固定塊(43)上固定有連接上下調整齒輪組(25)的縱向驅動電機(27)和垂直絲杠(26)，邊板開槽(45)內插接焊槍左右調整機構(3)的左右調整槽板(28)。
6.根據(jù)權利要求1所述的快速插裝式管道多點同步自動焊焊接單元，其特征在于自動剪絲機構(14)中的剪絲氣缸(36)頂端通過調整連接塊(37)連接焊槍上下調整機構(4)，底端通過傳動臂(38)連接定位焊槍(13)的焊絲鉗(39)。
【文檔編號】B23K37/02GK104209673SQ201310219313
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權日:2013年6月5日
【發(fā)明者】王長江, 樂天, 趙勇強, 王瑋, 張毅, 馬志鋒, 崔麗芳, 劉然, 劉志軍, 閆臣, 張鋒 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣管道局