用于至少一個(gè)待焊接元件的相鄰邊緣的感應(yīng)預(yù)熱和對(duì)焊裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】用于至少一個(gè)待焊接元件的相鄰邊緣的感應(yīng)預(yù)熱和對(duì)焊裝置
[0001]說(shuō)明書(shū)
[0002]本發(fā)明涉及一種裝置，其用于至少一個(gè)需要焊接的物品中需要被連接的相鄰邊緣(例如，當(dāng)形成管狀元件時(shí)由彎曲片材的終端邊緣所限定的，或者由一對(duì)相鄰片材的相對(duì)邊緣所限定的)的感應(yīng)預(yù)熱和對(duì)焊，尤其當(dāng)必須被連接的邊緣的厚度相當(dāng)大時(shí)。本發(fā)明還涉及一種能夠在這樣的裝置中使用的感應(yīng)預(yù)熱頭。
[0003]使用感應(yīng)預(yù)熱待焊接邊緣的焊接系統(tǒng)是例如從由相同申請(qǐng)人申請(qǐng)的US6265701B1和US2011/0284527中已知的。在這些系統(tǒng)中，感應(yīng)預(yù)熱頭將必須被焊接的邊緣加熱到預(yù)定溫度，并且與傳統(tǒng)焊頭(例如，TIG焊頭或者任何其他已知的類型)一起沿著焊接路徑一前一后地(in tandem)移動(dòng)，其中所述傳統(tǒng)焊頭“跟隨”所述預(yù)熱頭。
[0004]這種類型的系統(tǒng)是滿足要求的。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)感應(yīng)預(yù)熱頭不能在必須被焊接的邊緣的整個(gè)厚度上將必須被焊接的邊緣加熱到最佳溫度，尤其當(dāng)所述必須被焊接的邊緣的厚度相對(duì)較大時(shí)，除非以過(guò)度的能量消耗和必須被焊接的物品的不希望的加熱為代價(jià)。除此之外，所述預(yù)熱頭一般尺寸較大。
[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)提供一種用于至少一個(gè)需要焊接的物品中的必須被連接的相鄰邊緣的感應(yīng)預(yù)熱和對(duì)焊的裝置來(lái)克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，其中所述裝置是緊湊和尚效的。
[0006]本發(fā)明因此涉及如權(quán)利要求1所限定的一種用于至少一個(gè)必須被焊接的物品中需要被連接的相鄰邊緣的感應(yīng)預(yù)熱和對(duì)焊的裝置。
[0007]本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求11的用于上述裝置的感應(yīng)預(yù)熱頭。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的裝置包括用于必須被焊接的相鄰邊緣的感應(yīng)預(yù)熱頭，以及相對(duì)于所述預(yù)熱頭前后定位的焊頭，所述焊頭在焊接方向中靠近所述預(yù)熱頭的下游，在使用時(shí)所述預(yù)熱頭和所述焊頭在所述焊接方向中沿著焊接路徑移動(dòng)。所述預(yù)熱頭包括滑塊形式的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)能夠在所述必須被焊接的邊緣之上，平行于所述邊緣移動(dòng)；以及第一感應(yīng)器，所述第一感應(yīng)器至少部分地由第一管道限定，所述第一感應(yīng)器在平行于包含所述必須被焊接的邊緣的平面的第一平面中是U形的，并且作為組成部分以這樣的方式由所述支撐結(jié)構(gòu)支撐:在使用時(shí)，所述第一管道的第一支管和第二支管各自分別位于所述必須被焊接的邊緣中的一個(gè)的上方，與所述必須被焊接的邊緣相距預(yù)定的距離。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的主要方面，所述預(yù)熱頭還包括第二感應(yīng)器，所述第二感應(yīng)器至少部分地由第二管道限定，所述第二感應(yīng)器在垂直于所述第一平面的第二平面中是U形的，并且作為組成部分以這樣的方式由所述支撐結(jié)構(gòu)支撐:在使用時(shí)所述第二管道的第一支管和第二支管分別位于所述必須被焊接的邊緣之間，與所述第一感應(yīng)器相距預(yù)定的距離。
[0010]所述第二感應(yīng)器在使用時(shí)從所述支撐結(jié)構(gòu)，從面向所述必須被焊接的邊緣的第一面懸臂伸出，并且跨過(guò)所述支撐結(jié)構(gòu)本身；具體地，所述第二感應(yīng)器是由安裝在所述支撐結(jié)構(gòu)的與所述第一面相對(duì)的第二面上的第一支架支撐的，并且根據(jù)本發(fā)明的裝置還包括用于調(diào)整所述第二感應(yīng)器和所述第一感應(yīng)器之間的預(yù)定距離的構(gòu)件，以及用于相對(duì)于所述必須被焊接的邊緣將所述第二感應(yīng)器定位在中心的構(gòu)件，以便在使用時(shí)使得所述第二感應(yīng)器一直與所述必須被焊接的邊緣兩者保持等距。
[0011]最后，所述滑塊支撐結(jié)構(gòu)在與所述感應(yīng)器和所述必須被焊接的邊緣相對(duì)的面上直接承載用于每一感應(yīng)器的相應(yīng)獨(dú)立的轉(zhuǎn)換器，并且所述感應(yīng)器從所述轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)圓柱形本體懸臂伸出，這些本體作為組成部分而由支撐結(jié)構(gòu)支撐。除此之外，每一感應(yīng)器的第一支管和第二支管設(shè)有跨所述第一管道和所述第二管道的流濃縮器。
[0012]由此獲得了一種易于組裝和操縱，并且使對(duì)必須被焊接的相鄰邊緣進(jìn)行均勻感應(yīng)加熱成為可能的極其緊湊且高效的預(yù)熱頭，與此同時(shí)，即使在其中所述必須被焊接的邊緣的厚度(垂直于與所述第一感應(yīng)器所位于的平面平行的平面而測(cè)量)相對(duì)較大的情況下，也保持所述加熱僅極其局限于邊緣，由此改善能夠被實(shí)現(xiàn)的焊接，從而使得所述焊接更可靠并且與此同時(shí)減少能量消耗。
[0013]從下文單純以非限制實(shí)例方式參照附圖提供的對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的以下描述中，本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。
[0014]-圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于至少一個(gè)機(jī)械物品的必須被通過(guò)焊接連接的相鄰邊緣的感應(yīng)預(yù)熱頭的四分之三的從下往上看的立體圖；
[0015]-圖2示出了當(dāng)預(yù)熱板的兩個(gè)彼此相鄰的邊緣時(shí)，圖1中的預(yù)熱頭前面四分之三的立體圖；
[0016]-圖3圖解地示出了根據(jù)本發(fā)明的在抬高位置的預(yù)熱和焊接裝置的縱向直角視圖；以及
[0017]-圖4示出了在抬高位置的圖3中的裝置從圖2中的所述預(yù)熱頭的橫向視圖。
[0018]參見(jiàn)圖1到圖4，用于至少一個(gè)必須被焊接的物品4 (例如，兩個(gè)必須被連接到一起的板4，或者由彎曲成管狀的單個(gè)板的縱向相對(duì)末端限定的板)的必須被連接的相鄰邊緣2、3的感應(yīng)預(yù)熱和對(duì)焊的裝置總體上用1表示。
[0019]裝置1包括用于相鄰邊緣2、3的感應(yīng)預(yù)熱頭5，以及相對(duì)于所述預(yù)熱頭前后布置的焊頭6，所述焊頭6就由圖2和圖3中用箭頭指示的焊接方向D而論靠近所述預(yù)熱頭的下游，所述預(yù)熱頭5和所述焊頭6在使用時(shí)在所述焊接方向中沿著焊接路徑以例如在US2011/0284527中描述的已知的方式移動(dòng)。
[0020]焊頭6僅圖解地用方框表示，并且所述焊頭6可包括任何已知的適用于所述目的的焊頭，例如TIG或者類似類型的例如焊炬或者電線。在任何情況下，所述焊頭6都沿著方向D位于預(yù)熱頭5的下游，并且作為組成部分例如通過(guò)共用的支撐結(jié)構(gòu)7(圖3)由預(yù)熱頭5支撐，所述共用的支撐結(jié)構(gòu)7也僅圖解地示出，因?yàn)槠鋵?duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，例如由使所述頭5和6沿著方向D移動(dòng)的合適的構(gòu)件支撐。
[0021 ] 預(yù)熱頭5組合地包括滑塊形支撐結(jié)構(gòu)8，所述滑塊形支撐結(jié)構(gòu)8在使用時(shí)能夠在必須被焊接的邊緣2、3之上，平行于所述邊緣移動(dòng)；以及第一感應(yīng)器9(圖1)，所述第一感應(yīng)器9至少部分地由容納在所述滑塊支撐結(jié)構(gòu)8內(nèi)的第一管道10限定。
[0022]管道10及整個(gè)感應(yīng)器9在第一平面中是U形的，此第一平面平行于包含/穿過(guò)必須被焊接的邊緣2、3的平面，以這種方式使得與垂直于圖3中的頁(yè)面平面的平面一致的上述第一平面包括感應(yīng)器9、U形折疊管道10和滑塊支撐結(jié)構(gòu)8所位于的平面。
[0023]感應(yīng)器9還作為組成部分以這種方式由支撐結(jié)構(gòu)8支撐:在使用時(shí)，管道10的第一支管11和第二支管12各自分別位于所述必須被焊接的邊緣中的一者上方，在所圖示的示例中為分別在邊緣2和3的上方，與所述必須被焊接的邊緣相距預(yù)定的距離。
[0024]在所示出的示例中，支撐結(jié)構(gòu)8限定盒形本體，所述盒形本體在至少一個(gè)第一面13處是打開(kāi)的，在使用中所述第一面13面向至少一個(gè)必須被焊接的物品4和相鄰邊緣2、3，并且感應(yīng)器9以這種方式容納在第一面13的一側(cè)上的支撐結(jié)構(gòu)8的厚度部分內(nèi):它朝向滑塊支撐結(jié)構(gòu)8的邊緣2、3是打開(kāi)的。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，結(jié)合上文已描述的內(nèi)容，預(yù)熱頭5還包括第二感應(yīng)器14(圖1和圖4)，所述第二感應(yīng)器14至少部分地由第二管道15限定；感應(yīng)器14，以及管道15在第二平面中是U形的，所述第二平面垂直于與感應(yīng)器9所位于的平面平行的所述第一平面；感應(yīng)器14因此平行于圖3中的頁(yè)面平面，并且仍然根據(jù)本發(fā)明作為組成部分而以這種方式由支撐結(jié)構(gòu)8支撐:在使用時(shí)，管道15的第一支管16和第二支管17分別在垂直于焊接方向D的方向中位于必須被焊接的邊緣2、3之間(圖4);除此之外，所述感應(yīng)器14被定位成與感應(yīng)器9相距預(yù)定的距離K(圖1)。
[0026]感應(yīng)器9和14是由滑塊支撐結(jié)構(gòu)8支撐的，都在面13上；第二感應(yīng)器14從支撐結(jié)構(gòu)8的面13懸臂伸出，并且跨越支撐結(jié)構(gòu)8本身；第二感應(yīng)器14還由被支撐結(jié)構(gòu)8的與第一面13相對(duì)的第二面19支撐的第一支架18支撐。
[0027]總的說(shuō)來(lái)，第二感應(yīng)器14是葉片形狀的:所述第二感應(yīng)器14的第一末端20是由連接到感應(yīng)器14的支管16和17的管道15的L形折疊的終端末端限定的，所述支管16和17被布置成彼此上下疊放并且彼此平行，在平行于支管16和17所位于的公共面的方向中彼此相距預(yù)定的距離，所述公共面與整個(gè)感應(yīng)器14所位于的平面一致，所述平面垂直于感應(yīng)器9和面13所位于的平面；此末端14穿過(guò)滑塊支撐結(jié)構(gòu)8。
[0028]感應(yīng)器14的相對(duì)于末端20的第二末端21是由第二支架22支撐的，所述第二支架22是作為組成部分被支撐結(jié)構(gòu)8支撐的，并且從所述支撐結(jié)構(gòu)8在與第二感應(yīng)器14的第一末端20相對(duì)的一側(cè)上縱向地懸臂伸出，第二感應(yīng)器14根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步方面沿著焊接方向D比第一感應(yīng)器9延伸更長(zhǎng)的長(zhǎng)度。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，感應(yīng)器14以這種方式由支撐結(jié)構(gòu)8支撐:所述感應(yīng)器14可沿著垂直于整個(gè)范圍的感應(yīng)器9所位于的上述第一平面的方向移動(dòng)，并且可垂直于面13移動(dòng)，面13 —般是平的；又根據(jù)本發(fā)明的另一方面，裝置1或者裝置1的頭5，包括用于調(diào)整距所述第一感應(yīng)器的預(yù)定距離Κ的構(gòu)件，所述構(gòu)件整體上由參考數(shù)字23表示。
[0030]在所示出的非限制實(shí)施例中，調(diào)整構(gòu)件23包括槽24，所述槽24垂直于面13和19通過(guò)支架18的側(cè)壁，并且由固定螺栓25可移除地接合，所述固定螺栓25是與感應(yīng)器14的末端20 —體的；以及并入的螺桿26，所述螺桿26垂直于支架22以及面13和19地穿過(guò)支架22，并且所述螺桿26在支架22上設(shè)有兩個(gè)固定螺栓27 ;所述螺桿26固定地附接到感應(yīng)器14的端部21上，例如通過(guò)作為組成部分焊接到桿26的導(dǎo)電塊28而附接。支架22反而由電絕緣材料制造。
[0031 ] 具體地，感應(yīng)器9和感應(yīng)器14兩者設(shè)有相應(yīng)的電力轉(zhuǎn)換器29和30，所述電力轉(zhuǎn)換器29和30彼此獨(dú)立，并且被直接支撐在支撐結(jié)構(gòu)8的面19上。感應(yīng)器9和感應(yīng)器14還在轉(zhuǎn)換器29、30的各自的圓柱形本體31和32上懸臂伸出，這些本體31、32是作為組成部分由支撐結(jié)構(gòu)8支撐的。在所圖示的實(shí)施例中，感應(yīng)器9還在感應(yīng)器14的末端20處以其末端33呈L形終止，所述L形是由于感應(yīng)器9的管道10的終端末端以與管道15的末端的折疊類似的方式進(jìn)行了適當(dāng)?shù)卣郫B。這些末端20和33都作為組成部分由各自的轉(zhuǎn)換器30和29以及相應(yīng)的本體32和31以這種方式懸臂伸出:所述末端朝向面19延伸(并且在末端20的情況下跨過(guò)面19和13)，而感應(yīng)器9和感應(yīng)器14的其余部分則從末端33和20平行于