一种开放式管道全位置焊接装置的制作方法

1.本发明涉及激光焊接技术领域，具体为一种开放式管道全位置焊接装置。


背景技术：

2.中国专利：“201810457940.1，管道全位置自动焊接机”公开了全位置自动焊接机的具体工作原理；
3.根据上述引证文件、结合实际的生产情况，可以得出：现有技术的全位置焊接装置是先将待焊接的两个管道的焊接位置开设一个环槽，然后再通过电弧发生器将焊丝熔化，让熔化焊料可以容纳在该环槽内，瞬间凝固后达到焊接两根钢管的效果；
4.存在的缺陷是：在对焊接位置进行开槽的时候，该槽的剖面普遍为v形或者半圆形，因此现有技术在焊接过后，焊料可能会出现脱落的情况，特别是钢管表面有积攒的灰尘、油污或者其他因素时，加剧了脱落的风险，因此需要针对这一问题进行改进。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种开放式管道全位置焊接装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种开放式管道全位置焊接装置，包括行走轨道和行走机，所述行走轨道固定安装在待焊接的管道表面；
10.所述行走机上安装有开槽机和焊机；
11.开槽机包括：
12.刀具，该刀具上具有凸部；
13.开槽电机，其输出端与所述刀具端部连接、另一端与行走机相连随行走机同步运动，将刀具在该运动状态定义为圆周运动；
14.所述开槽电机带动所述刀具转动，将刀具在该运动状态定义为自转运动；
15.所述刀具同时做圆周运动和自转运动时、可对待焊接的所述管道表面进行铣削、形成焊接槽，所述焊接槽内具有凹环；
16.所述焊机产生电弧将焊丝熔化，让液态焊丝填充所述焊接槽以及凹环。
17.优选的，所述行走机上还安装有光学传感器，所述光学传感器用于对焊接完成的位置进行监测，通过光学传感器可以对焊接完成的部位进行监测。
18.优选的，所述行走轨道的内侧设置有压紧板，所述行走轨道的内侧一体连接有凸板，所述压紧板与凸板中部的凹腔滑动连接，所述凸板与压紧板之间连接有第一伸缩件，所述第一伸缩件带动若干个压紧板相互靠近，从而让行走轨道固定在管道的表面。
19.优选的，所述行走机上还安装有吸尘管，所述吸尘管靠近管道的一端为软质材料
制成，所述吸尘管远离管道的一端安装有负压装置，通过负压装置让吸尘管内产生负压，从而达到吸灰的作用。
20.优选的，所述行走机上安装有行走电机，所述行走电机的输出轴上安装有行走轮，所述行走机的一端套设在行走轨道上，所述行走轮的外壁与行走轨道的外壁相抵，当行走轮在行走电机的带动下转动时、行走轮在行走轨道的外壁滚动，促使行走机在行走轨道上移动。
21.优选的，所述开槽电机的输出端与刀具之间还连接有第二伸缩件，所述刀具的形状为圆锥形，通过第二伸缩件带动刀具移动，可以让刀具更加靠近管道，改变焊接槽的宽度。
22.优选的，所述焊机的一侧设置有送丝机构，所述送丝机构包括：
23.穿丝管，其内部穿设有焊丝，所述穿丝管与焊机的延长线相交位置位于焊接槽内；以及
24.至少两个送丝轮，用于将焊丝夹紧，当所述送丝轮转动时、将所述焊丝往焊接槽方向输送。
25.优选的，所述行走机上具有连接架，所述送丝轮转动安装在连接架上，所述行走机的外壁安装有送丝电机，所述送丝电机的输出端连接有驱动齿轮，所述送丝轮的一端均连接有从动齿轮，两个从动齿轮相互啮合，其中一个从动齿轮与驱动齿轮啮合。
26.优选的，所述行走机上还安装有收卷辊，用于收卷焊丝，所述收卷辊转动安装在所述行走机的顶部，焊丝可以预先收卷在收卷辊上，便于进行送丝工作。
27.优选的，所述行走机靠近行走轨道的一端设置有拆卸组件，所述拆卸组件包括：
28.拆卸部，通过螺栓与行走机固定连接；以及
29.限位轮，设置有若干个，所述限位轮转动安装在所述拆卸部和所述行走机之间形成的凹槽内，所述限位轮分布在行走轨道的内外两侧、并且将行走轨道夹紧，通过设置可拆卸的拆卸部，从而方便将行走机安装在行走轨道上，提高了易用性，并且达到便于维护的作用。
30.与现有技术相比，本发明提供了一种开放式管道全位置焊接装置，具备以下有益效果：
31.1、本发明通过在刀具的底部设置凸部，从而当刀具对管道进行铣削焊接槽后，焊接槽的内部可以形成凹环，从而让焊料可以填充进焊接槽和凹环内，可以让凝固后的焊料完全嵌合在焊接槽内，不易与管道脱落，提高焊接的牢固性。
32.2、本发明通过设置光学传感器，从而可以对焊接完成的位置进行状态的监测，当焊接的位置出现异常时，可以通过工控机将信号发送给修复单元，从而可以对异常的位置进行重新开槽和焊接，从而保证了焊接的质量。
33.3、本发明通过在行走机的一端设置拆卸组件，从而当将行走机安装在行走轨道时，可以将拆卸部与行走机分离，然后将二者套设在行走轨道上后，再通过螺栓将拆卸部和行走机固定，从而起到便于安装的目的，方便使用，并且通过设置也可以便于进行维护。
34.4、本发明通过设置吸尘管，从而在焊接之前，可以利用外部的负压装置将焊接槽内的灰尘以及铣削形成的金属碎屑进行吸附，从而保证了焊接的牢固性，避免灰尘和碎屑对焊接工作造成影响。
附图说明
35.图1为本发明立体图；
36.图2为本发明行走轨道的立体图；
37.图3为本发明另一侧立体图；
38.图4为本发明行走轨道和行走机的立体图；
39.图5为本发明开槽机的立体图；
40.图6为本发明送丝机构的立体图；
41.图7为本发明管道及焊接槽的立体图；
42.图8为本发明图7中a处放大示意图；
43.图9为本发明行走机和拆卸组件的爆炸图；
44.图10为本发明系统框图。
45.图中：100、管道；110、焊接槽；120、凹环；200、行走轨道；300、行走机；310、行走电机；320、行走轮；330、齿环；400、焊机；500、开槽机；510、刀具；520、凸部；530、第二伸缩件；540、开槽电机；600、光学传感器；700、送丝机构；710、穿丝管；720、焊丝；730、连接杆；740、收卷辊；750、送丝电机；760、从动齿轮；770、驱动齿轮；780、送丝轮；790、连接架；800、拆卸组件；810、拆卸部；820、插块；830、插片；840、螺栓；850、限位轮；900、吸尘管。
具体实施方式
46.实施例一：
47.参阅图1-4，本实施例提供一种开放式管道全位置焊接装置，它包括行走轨道200和行走机300，行走轨道200的内侧设置有压紧板210，所述行走轨道200的内侧一体连接有凸板220，所述压紧板210与凸板220中部的凹腔滑动连接，所述凸板220与压紧板210之间连接有第一伸缩件230，所述第一伸缩件230带动若干个压紧板210相互靠近；
48.行走轨道200固定安装在待焊接的管道100表面；
49.行走机300上安装有行走电机310，所述行走电机310的输出轴上安装有行走轮320，所述行走机300的一端套设在行走轨道200上，所述行走轮320的外壁与行走轨道200的外壁相抵；
50.继续参阅图5，行走机300上安装有开槽机500和焊机400，焊机400的顶部通过第三伸缩件410与行走机300的外壁连接，通过第三伸缩件410可以控制焊机400与焊接槽110之间的距离；
51.需要说明的是，上述第一伸缩件230和第三伸缩件410可以是液压杆、气压杆或者电动伸缩杆；
52.开槽机500包括：
53.刀具510，该刀具510上具有凸部520，该刀具510的硬度大于管道100的硬度；
54.开槽电机540的输出端与刀具510之间还连接有第二伸缩件530，刀具510的形状为圆锥形，为了让刀具510在转动的时候能够将管道100切削形成焊接槽110(如图7、图8所示)，因此刀具510的外壁可以具有多个刀刃，通过该刀刃与管道100接触并且旋转，从而对管道100外壁进行铣削；
55.开槽电机540，其输出端与刀具510端部连接、另一端与行走机300相连随行走机
300同步运动，将刀具510在该运动状态定义为圆周运动；
56.开槽电机540带动刀具510转动，将刀具510在该运动状态定义为自转运动；
57.刀具510同时做圆周运动和自转运动时、可对待焊接的管道100表面进行铣削、形成焊接槽110，焊接槽110内具有凹环120；
58.焊机400产生电弧将焊丝熔化，让液态焊丝填充焊接槽110以及凹环120，从而让焊料能够与焊接槽110和凹环120嵌合，使凝固后的焊料不易脱落；
59.继续参阅图6，为了方便提供焊丝，在焊机400的一侧设置有送丝机构700，所述送丝机构700包括：
60.穿丝管710，其内部穿设有焊丝720，所述穿丝管710与焊机400的延长线相交位置位于焊接槽110内，该穿丝管710通过连接杆730固定连接在行走机300的外壁；
61.还包括至少两个送丝轮780，用于将焊丝720夹紧，当所述送丝轮780转动时、将所述焊丝720往焊接槽110方向输送。
62.所述行走机300上具有连接架790，所述送丝轮780转动安装在连接架790上，所述行走机300的外壁安装有送丝电机750，所述送丝电机750的输出端连接有驱动齿轮770，所述送丝轮780的一端均连接有从动齿轮760，两个从动齿轮760相互啮合，其中一个从动齿轮760与驱动齿轮770啮合。
63.所述行走机300上还安装有收卷辊740，用于收卷焊丝720，所述收卷辊740转动安装在所述行走机300的顶部。
64.作为优化的实施例：由于灰尘中含有铁、锰等金属，它们会在焊接熔池中形成氧化物，从而降低焊缝的韧性和塑性，同时还会使焊缝表面形成脆性的金属陶瓷，导致焊缝在使用过程中断裂，此外，金属碎屑还会增加焊接应力，导致焊缝开裂，因此可以在行走机300上安装吸尘管900，所述吸尘管900靠近管道100的一端为软质材料制成，所述吸尘管900远离管道100的一端安装有负压装置，该负压装置可以是负压泵，也可以是手动的吸气装置，例如：抽气筒；
65.继续参阅图9作为优化的实施例：行走机300靠近行走轨道200的一端设置有拆卸组件800，所述拆卸组件800包括：
66.拆卸部810，通过螺栓840与行走机300固定连接；
67.限位轮850，设置有若干个，所述限位轮850转动安装在所述拆卸部810和所述行走机300之间形成的凹槽内，所述限位轮850分布在行走轨道200的内外两侧、并且将行走轨道200夹紧；
68.上述拆卸部810靠近行走机300的一侧设置有插块820和插片830，且该插块820和插片830均插入行走机300的一端，并且通过螺栓840可以将插片830和行走机300连为一体；
69.另外，为了保证行走轮320在驱动行走机300的时候不容易打滑，因此可以将行走轮320设置为齿轮，并且作为配套结构，在行走轨道200上设置齿环330，且齿轮与齿环330啮合。
70.实施例二：
71.参阅图10，本实施例提供一种对焊接槽进行监测及修复系统，它包括光学传感器600、工控机以及修复单元；
72.上述光学传感器600安装在行走机300的一端，并且光学传感器600的采样端对准
焊接槽110；
73.上述修复单元包含有开槽机500、焊机400、送丝电机750以及行走电机310，并且上述结构的具体安装位置在实施例一中已经说明；
74.该监测及修复系统的具体工作流程为：
75.焊机400将焊接槽110位置进行焊接后，由于行走机300在行走轨道200上移动，所以光学传感器600紧接着就可以对焊接好的位置进行监测，并且将监测的数据传送给工控机，工控机根据这个信号判断焊接位置有无异常，若无异常时，不做任何操作，若有异常时，工控机发送信号给行走电机310，控制行走电机310的转动圈数，促使行走机300转动至异常位置，然后再对开槽机500、焊机400以及送丝电机750进行控制，重新进行开槽和焊接工作，从而达到修复的目的。

技术特征：
1.一种开放式管道全位置焊接装置，包括行走轨道(200)和行走机(300)，所述行走轨道(200)固定安装在待焊接的管道(100)表面；其特征在于：所述行走机(300)上安装有开槽机(500)和焊机(400)；开槽机(500)包括：刀具(510)，该刀具(510)上具有凸部(520)；以及开槽电机(540)，其输出端与所述刀具(510)端部连接、另一端与行走机(300)相连随行走机(300)同步运动，将刀具(510)在该运动状态定义为圆周运动；所述开槽电机(540)带动所述刀具(510)转动，将刀具(510)在该运动状态定义为自转运动；所述刀具(510)同时做圆周运动和自转运动时、可对待焊接的所述管道(100)表面进行铣削、形成焊接槽(110)，所述焊接槽(110)内具有凹环(120)；所述焊机(400)产生电弧将焊丝熔化，让液态焊丝填充所述焊接槽(110)以及凹环(120)。2.根据权利要求1所述的一种开放式管道全位置焊接装置，其特征在于：所述行走机(300)上还安装有光学传感器(600)，所述光学传感器(600)用于对焊接完成的位置进行监测。3.根据权利要求1所述的一种开放式管道全位置焊接装置，其特征在于：所述行走轨道(200)的内侧设置有压紧板(210)，所述行走轨道(200)的内侧一体连接有凸板(220)，所述压紧板(210)与凸板(220)中部的凹腔滑动连接，所述凸板(220)与压紧板(210)之间连接有第一伸缩件(230)，所述第一伸缩件(230)带动若干个压紧板(210)相互靠近。4.根据权利要求1所述的一种开放式管道全位置焊接装置，其特征在于：所述行走机(300)上还安装有吸尘管(000)，所述吸尘管(000)靠近管道(100)的一端为软质材料制成，所述吸尘管(000)远离管道(100)的一端安装有负压装置。5.根据权利要求1所述的一种开放式管道全位置焊接装置，其特征在于：所述行走机(300)上安装有行走电机(310)，所述行走电机(310)的输出轴上安装有行走轮(320)，所述行走机(300)的一端套设在行走轨道(200)上，所述行走轮(320)的外壁与行走轨道(200)的外壁相抵。6.根据权利要求1所述的一种开放式管道全位置焊接装置，其特征在于：所述开槽电机(540)的输出端与刀具(510)之间还连接有第二伸缩件(530)，所述刀具(510)的形状为圆锥形。7.根据权利要求1所述的一种开放式管道全位置焊接装置，其特征在于：所述焊机(400)的一侧设置有送丝机构(700)；所述送丝机构(700)包括：穿丝管(710)，其内部穿设有焊丝(720)，所述穿丝管(710)与焊机(400)的延长线相交位置位于焊接槽(110)内；以及至少两个送丝轮(780)，用于将焊丝(720)夹紧，当所述送丝轮(780)转动时、将所述焊丝(720)往焊接槽(110)方向输送。8.根据权利要求7所述的一种开放式管道全位置焊接装置，其特征在于：所述行走机
(300)上具有连接架(790)，所述送丝轮(780)转动安装在连接架(790)上，所述行走机(300)的外壁安装有送丝电机(750)，所述送丝电机(750)的输出端连接有驱动齿轮(770)，所述送丝轮(780)的一端均连接有从动齿轮(760)，两个从动齿轮(760)相互啮合，其中一个从动齿轮(760)与驱动齿轮(770)啮合。9.根据权利要求8所述的一种开放式管道全位置焊接装置，其特征在于：所述行走机(300)上还安装有收卷辊(740)，用于收卷焊丝(720)，所述收卷辊(740)转动安装在所述行走机(300)的顶部。10.根据权利要求1-9任一所述的一种开放式管道全位置焊接装置，其特征在于：所述行走机(300)靠近行走轨道(200)的一端设置有拆卸组件(800)，所述拆卸组件(800)包括：拆卸部(850)，通过螺栓(840)与行走机(300)固定连接；以及限位轮(810)，设置有若干个，所述限位轮(850)转动安装在所述拆卸部(810)和所述行走机(300)之间形成的凹槽内，所述限位轮(850)分布在行走轨道(200)的内外两侧、并且将行走轨道(200)夹紧。

技术总结
本发明涉及管道焊接领域，且公开了一种开放式管道全位置焊接装置，包括行走轨道和行走机，所述行走轨道固定安装在待焊接的管道表面，所述行走机上安装有开槽机和焊机，开槽机包括刀具，该刀具上具有凸部；开槽电机，其输出端与所述刀具端部连接、另一端与行走机相连随行走机同步运动，将刀具在该运动状态定义为圆周运动；所述开槽电机带动所述刀具转动，将刀具在该运动状态定义为自转运动。本发明通过在刀具的底部设置凸部，从而当刀具对管道进行铣削焊接槽后，焊接槽的内部可以形成凹环，从而让焊料可以填充进焊接槽和凹环内，可以让凝固后的焊料完全嵌合在焊接槽内，不易与管道脱落，提高了焊接的牢固性。提高了焊接的牢固性。提高了焊接的牢固性。


技术研发人员：尹锋
受保护的技术使用者：武汉高能激光设备制造有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/12