专利名称：电阻焊高频平板焊接装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电阻焊高频焊接试验用设备。
背景技术：
高频直缝焊管生产设备主要由成型机组、焊接电源、热处理设备及后续精整设备等组成。在进行焊接工艺研究和新材料试制研究中，目前的做法是在焊管生产线上进行实验调整，没有专用的焊接试验装置。进行ERW高频焊接实验时，需要将要研究的钢卷同其它尺寸规格相同的焊管生产用钢卷通过对焊一起进入活套装置中，经过同焊管大生产一样的工艺过程如开卷、校直、对焊、平整、成型、焊接、焊缝热处理等多道工序才能获得相应的焊接钢管。焊接工艺的调整可以通过在线调整不同的焊接工艺参数如挤压力、挤压量、开口角、焊接速度等用以研究焊接工艺过程。上述通过利用生产设备进行实验研究的方法不仅占用生产设备资源，影响正常的生产，同时，研究费用高。特别是对于新钢种、新工艺开发研究，往往需要进行多伦次实验研究才能确定最终钢种和焊接工艺，严重影响正常的生产计划和进度。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种电阻焊高频平板焊接装置，该焊接装置可进行各种规格钢板焊接实验，可以大大降低实验成本，并减少实验工作对生产资源的占用和对生产的影响。
本实用新型是这样实现的一种电阻焊高频平板焊接装置，其特征是包括入料平台、成型立辊、成型辊机架、挤压辊机架、保压辊机架、拉出装置、焊接电极触头、压力传感器、位移传感器、温度测量及监控装置，成型立辊、成型辊机架、挤压辊机架、保压辊机架依次固定于机座腔体上，两根成型立辊和成型辊机架构成焊接开口角结构，挤压辊机架前装有焊接电极触头，挤压辊机架上方装有温度测量及监控装置，挤压辊的两端装有压力传感器和位移传感器，在保压辊机架后面装有拉出装置，拉出装置包括卡具和液压缸，卡具固定在液压缸前端。
上述的电阻焊高频平板焊接装置，所述成型辊机架、挤压辊机架、保压辊机架和液压缸中心线处于同一直线上。
上述的电阻焊高频平板焊接装置，所述成型辊机架包括组合辊上辊片、组合辊下辊片、腔体、滑块、丝杠、伺服电机和蜗轮蜗杆减速机、轴承、拉架、成型辊轴，两根成型辊轴上部经轴承套装有两组组合辊上辊片和下辊片，成型辊轴下部装在滑块内，两个滑块由丝杆连接，丝杆与滑块置于腔体内，在腔体的一侧装有伺服电机和蜗轮蜗杆减速机用以驱动丝杆，在组合辊上辊片上部装有拉架用以固定成型辊轴上端，在组合辊上辊片和下辊片之间的滚槽内置放试样。
上述的电阻焊高频平板焊接装置，所述挤压辊机架包括组合辊上辊片、组合辊下辊片、腔体、滑块、丝杠、伺服电机和蜗轮蜗杆减速机、轴承、挤压辊轴，两根挤压辊轴上部经轴承套装有两组组合辊上辊片和下辊片，挤压辊轴下部装在滑块内，两个滑块由丝杆连接，丝杆与滑块置于腔体内，在腔体的一侧装有伺服电机和蜗轮蜗杆减速机用以驱动丝杆，在组合辊上辊片和下辊片之间的滚槽内置放试样，挤压辊轴的直径大于成型辊轴直径。
上述的电阻焊高频平板焊接装置，所述保压辊机架包括组合辊上辊片、组合辊下辊片、腔体、滑块、齿轮齿条机构、旋转油缸、液压管路、轴承、保压辊轴，两根保压辊轴上部经轴承套装有两组组合辊上辊片和下辊片，保压辊轴下部装在滑块内，两个滑块由齿轮齿条机构连接，齿轮齿条机构由旋转油缸带动，旋转油缸由液压管路控制，滑块、齿轮齿条机构、旋转油缸置于腔体内，在腔体的一侧装有液压管路以驱动旋转油缸，在组合辊上辊片和下辊片之间的滚槽内置放试样。
本实用新型采用成型立辊、成型辊机架、挤压辊机架、保压辊机架结构，将两块板条状试样通过入料平台、成型辊机架、挤压辊机架、保压辊机架后固定于液压缸的拉出装置上。入料平台用于放置焊接试样，由成型立辊和成型辊机架组成的两组成型辊确保高频焊接过程中产生集肤效应所需的开口角。挤压辊将两平板试样挤压到接触位置，并在该位置处形成一定角度的开口角。经过挤压辊的试样通过保压辊后由拉出液压缸前端的卡具固定于拉出液压缸上，保压辊可以保证焊接试样经过后自动闭合保压，保证焊接后的试样焊缝不会因外力作用被拉开。焊接电源通过焊接触头在成V形角度的两试样内侧表面因集肤效应被加热到熔化状态，在挤压力作用下，将两块试样压合。焊接后的试样经保压辊机架后由液压缸牵引，通过电液控制系统控制液压缸的速度和位置，确保平板焊接装置具有稳定的、必要的焊接速度完成焊接过程。平板焊接装置中的加热温度由温度传感器测量并可将该参数作为控制参数来控制焊机的输出功率以确保正常需要的焊接状态。焊接挤压力和挤压位移则通过压力传感器和位移传感器测定并由系统控制，以确保平板试样焊接时获得必要的挤压力和挤压位移。位于焊接点上方的摄像装置可以将焊接过程传送到监视屏上，供研究人员根据焊接现象判断焊接工艺参数如挤压力、挤压量、焊接温度、开口角等是否处于正常范围之中，并将观察结果与焊接后的试样上测定的性能结果进行比较，以确定合理的焊接工艺。本实用新型可进行各种规格钢板焊接实验，可以大大降低实验成本，并减少实验工作对生产资源的占用和对生产的影响。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型电阻焊高频平板焊接装置俯视示意图；图2为电阻焊高频平板焊接装置正视示意图；图3为成型辊机架结构示意图；图4为挤压辊机架结构示意图；图5为保压辊机架结构示意图。
图中1成型辊组，2成型辊机架，3焊接电源，4焊接电极触头，5挤压辊机架，6保压辊机架，7卡具，8液压缸，9压力传感器，10位移传感器，11平板试样，12温度测量及焊接过程监控装置；21组合辊上辊片，22组合辊下辊片，23腔体，24滑块，25丝杠，26伺服电极和蜗轮蜗杆减速机，27轴承，28拉架，29成型辊，51挤压辊，61保压辊，65齿轮齿条机构，66旋转油缸，67液压管路。
具体实施方式
参见图1、图2，一种电阻焊高频平板焊接装置，包括入料平台、成型立辊1、成型辊机架2、挤压辊机架5、保压辊机架6、拉出装置、焊接电极触头4、压力传感器9、位移传感器10、温度测量及监控装置12。成型立辊1、成型辊机架2、挤压辊机架5、保压辊机架6依次固定于机座腔体上，并且成型辊机架2、挤压辊机架5、保压辊机架6上的辊槽处于同一水平上。两根成型立辊1和成型辊机架2构成焊接开口角结构，成型立辊1和成型辊机架5均可以相对前后移动以调节开口角大小。挤压辊机架5前装有焊接电极触头4，挤压辊机架5上方装有温度测量及监控装置12，挤压辊的两端装有压力传感器9和位移传感器10，挤压辊机架5确保被加热的板状试样11能挤压焊合。在保压辊机架6后面装有拉出装置，拉出装置包括卡具7和液压缸8，卡具7固定在液压缸8前端。保压辊机架6在焊合后的平板试样11被牵引液压缸8拉出时，可向仍处于高温状态的试样11施加压力以防止焊缝开列。各机架之间的距离以满足试样11焊接为前提，并尽可能缩短机架之间的距离以保证试样11在焊接过程中能够平稳焊接。卡具7固定在液压缸8的前端，液压缸8中心线同上述三组机架的中心线要求处于同一直线上。
参见图3，成型辊机架2同成型立辊1共同形成焊接开口角，成型辊机架2结构为传统的双滑块立辊机架结构。成型辊机架2包括组合辊上辊片21、组合辊下辊片22、腔体23、滑块24、丝杠25、伺服电机和蜗轮蜗杆减速机26、轴承27、拉架28、成型辊轴29，两根成型辊轴29上部经轴承27套装有两组组合辊上辊片21和下辊片22，成型辊轴29下部装在滑块24内，两个滑块24由丝杆25连接，丝杆25与滑块24置于腔体23内，在腔体23的一侧装有伺服电机和蜗轮蜗杆减速机12用以驱动丝杆25，在组合辊上辊片21上部装有拉架28用以固定成型辊轴29上端，在组合辊上辊片21和下辊片22之间的滚槽内置放试样11。组合辊上辊片21和组合辊下辊片22之间的滚槽间距可以通过顶丝和拉丝相结合的方式调整间距以适应不同厚度钢板的需要。轧辊支撑采用深沟球轴承27，两根成型辊轴29间距通过伺服电机驱动蜗轮蜗杆减速机12、滚珠丝杠25等传动机构调整，以适应不同的挤压量。两根成型辊轴29通过调整丝杠25和移动滑块24辊座可同时相对于成型中心线做水平横向精确调整以满足焊接过程中成型的需要。当两根成型辊轴29间距确定后，由拉架28固定辊轴29上端避免成型过程中辊轴29偏离甚至变形。
参见图4，挤压辊机架5用以实现两块钢板的挤压焊接，其结构同成型辊机架2结构相似，为了便于焊接挤压，增加了挤压辊轴51的轴径。挤压辊机架5包括组合辊上辊片21、组合辊下辊片22、腔体23、滑块24、丝杠25、伺服电机和蜗轮蜗杆减速机26、轴承27、挤压辊轴51，两根挤压辊轴51上部经轴承27套装有两组组合辊上辊片21和下辊片22，挤压辊轴51下部装在滑块24内，两个滑块24由丝杆25连接，丝杆25与滑块24置于腔体23内，在腔体23的一侧装有伺服电机和蜗轮蜗杆减速机26用以驱动丝杆25，在组合辊上辊片21和下辊片22之间的滚槽内置放试样11，挤压辊轴51的直径大于成型辊轴29直径。
参见图5，保压辊机架6用于限制焊后试样11的回弹，保证试样11焊后的稳定性。保压辊机架6结构为传统的双滑块立辊机架结构。保压辊机架6包括组合辊上辊片21、组合辊下辊片22、腔体23、滑块24、齿轮齿条机构65、旋转油缸66、液压管路67、轴承27、保压辊轴61，两根保压辊轴61上部经轴承27套装有两组组合辊上辊片21和下辊片22，保压辊轴61下部装在滑块24内，两个滑块24由齿轮齿条机构65连接，齿轮齿条机构65由旋转油缸66带动，旋转油缸66由液压管路67控制，滑块24、齿轮齿条机构65、旋转油缸66置于腔体23内，在腔体23的一侧装有液压管路67以驱动旋转油缸66，在组合辊上辊片21和下辊片22之间的滚槽内置放试样11。轧辊支撑采用深沟球轴承27，通过旋转油缸66、齿轮齿条机构65保压，压力可调。两根保压辊轴61通过调整齿轮齿条机构65移动滑块24辊座可同时相对于成型中心线作水平横向精确调整。
被焊接的试样11通过成型立辊1和三组机架的辊槽后被固定于卡具7的前端并同上述三组机架的辊槽中心线处于同一水平上。这样，就确保焊接试样11在拉出时能够沿水平方向运动，以防止试样11焊接时产生错缝。测定试样11焊接过程中产生的挤压位移和挤压力所用的压力传感器9和位移传感器10分别固定于挤压辊51的两端。位移传感器10通过挤压辊51向中心移动的位移测定挤压量，挤压力则由被挤压试样11受力传递到压力传感器9上来测定。焊接电极触头4同焊接电源3连接，对称放置于平板试样11上，触头4与焊接试样11完全接触完成焊接过程。在焊接点上方固定放置测温和摄像装置12，用来测定焊接过程中的焊接温度，并通过数据采集和处理装置进行显示和记录。摄像装置12可以将焊接点的焊接状态进行记录并可以重放，来观察和比较不同焊接工艺时的焊接状态。
权利要求1.一种电阻焊高频平板焊接装置，其特征是包括入料平台、成型立辊、成型辊机架、挤压辊机架、保压辊机架、拉出装置、焊接电极触头、压力传感器、位移传感器、温度测量及监控装置，成型立辊、成型辊机架、挤压辊机架、保压辊机架依次固定于机座腔体上，两根成型立辊和成型辊机架构成焊接开口角结构，挤压辊机架前装有焊接电极触头，挤压辊机架上方装有温度测量及监控装置，挤压辊的两端装有压力传感器和位移传感器，在保压辊机架后面装有拉出装置，拉出装置包括卡具和液压缸，卡具固定在液压缸前端。
2.根据权利要求1所述的电阻焊高频平板焊接装置，其特征是成型辊机架、挤压辊机架、保压辊机架和液压缸中心线处于同一直线上。
3.根据权利要求1所述的电阻焊高频平板焊接装置，其特征是成型辊机架包括组合辊上辊片、组合辊下辊片、腔体、滑块、丝杠、伺服电机和蜗轮蜗杆减速机、轴承、拉架、成型辊轴，两根成型辊轴上部经轴承套装有两组组合辊上辊片和下辊片，成型辊轴下部装在滑块内，两个滑块由丝杆连接，丝杆与滑块置于腔体内，在腔体的一侧装有伺服电机和蜗轮蜗杆减速机用以驱动丝杆，在组合辊上辊片上部装有拉架用以固定成型辊轴上端，在组合辊上辊片和下辊片之间的滚槽内置放试样。
4.根据权利要求1所述的电阻焊高频平板焊接装置，其特征是挤压辊机架包括组合辊上辊片、组合辊下辊片、腔体、滑块、丝杠、伺服电机和蜗轮蜗杆减速机、轴承、挤压辊轴，两根挤压辊轴上部经轴承套装有两组组合辊上辊片和下辊片，挤压辊轴下部装在滑块内，两个滑块由丝杆连接，丝杆与滑块置于腔体内，在腔体的一侧装有伺服电机和蜗轮蜗杆减速机用以驱动丝杆，在组合辊上辊片和下辊片之间的滚槽内置放试样，挤压辊轴的直径大于成型辊轴直径。
5.根据权利要求1所述的电阻焊高频平板焊接装置，其特征是保压辊机架包括组合辊上辊片、组合辊下辊片、腔体、滑块、齿轮齿条机构、旋转油缸、液压管路、轴承、保压辊轴，两根保压辊轴上部经轴承套装有两组组合辊上辊片和下辊片，保压辊轴下部装在滑块内，两个滑块由齿轮齿条机构连接，齿轮齿条机构由旋转油缸带动，旋转油缸由液压管路控制，滑块、齿轮齿条机构、旋转油缸置于腔体内，在腔体的一侧装有液压管路以驱动旋转油缸，在组合辊上辊片和下辊片之间的滚槽内置放试样。
专利摘要本实用新型涉及一种电阻焊高频焊接实验用设备。一种电阻焊高频平板焊接装置，其成型立辊、成型辊机架、挤压辊机架、保压辊机架依次固定于机座腔体上，两根成型立辊和成型辊机架构成焊接开口角结构，挤压辊机架前装有焊接电极触头，挤压辊机架上方装有温度测量及监控装置，挤压辊的两端装有压力传感器和位移传感器，在保压辊机架后面装有拉出装置，拉出装置包括卡具和液压缸，卡具固定在液压缸前端。本实用新型可进行各种规格钢板焊接实验，可以大大降低实验成本，并减少实验工作对生产资源的占用和对生产的影响。
文档编号B23K11/02GK2794717SQ20052004202
公开日2006年7月12日 申请日期2005年5月31日 优先权日2005年5月31日
发明者毕洪运, 殷光虹, 陆明和, 杨峰 申请人:宝山钢铁股份有限公司