专利名称：二氧化碳钻具耐磨堆焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种焊机，尤其涉及一种二氧化碳钻具耐磨堆焊机。
技术背景石油钻杆的钻头容易磨损，通常要在钻头上堆焊耐磨材料形成耐磨带。现 在常用的方法是等离子喷粉堆焊，这种方法的优点是成本较低，缺点是焊缝成 型缓慢，焊缝的硬度低，耐磨性能较差。因此有必要开发出一种新的堆焊机和 堆焊方法，以提高堆焊的各项性能指标。实用新型内容本实用新型的目的，就是为了提供一种可提高堆焊的各项性能指标的二氧 化碳钻具耐磨堆焊机。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的 一种二氧化碳钻具耐磨 堆焊机，以管状焊丝为焊接材料，采用PLC程序控制，包括底架、移动支架、 钻具夹紧旋转机构、钻具支架、上下移动机构、左右摆动机构、焊枪支架、水 冷焊枪、送丝机构、焊接电源和冷却水站；移动支架、钻具夹紧旋转机构和钻 具支架分别安装在底架上，上下移动机构安装在移动支架上可带动焊枪上下移 动，左右摆动机构安装在上下移动机构上可带动焊枪左右摆动，焊枪支架安装 在左右摆动机构上，水冷焊枪固定在焊枪支架上，送丝机构安装在上下移动机 构上向水冷焊枪提供管状焊丝，焊接电源与送丝机构电连接向管状焊丝提供焊 接用电，冷却水站通过输水管路与水冷焊枪相连向水冷焊枪提供冷却水。所述的钻具夹紧旋转机构包括车头箱、安装在车头箱内的减速机构、连接 在减速机构输入端的变频电机和连接在减速机构输出端的夹紧机构，夹紧机构 用于夹持钻具并带动钻具旋转。所述的上下移动机构包括安装在移动支架上的上下移动支架和安装在上下移动支架上方的电机，上下移动支架上安装有竖向滚珠丝杆，在滚珠丝杆的 上端设有用于与电机传动相连的连接套，在滚珠丝杆的中部套装有用于安装左 右摆动机构的滑台，该滑台可随滚珠丝杆的转动而上下移动。所述的左右摆动机构包括安装在上下移动机构滑台上的左右摆动支架、安 装在左右摆动支架左端的左右摆动伺服电机，左右摆动支架上安装有横向滚珠 丝杆，在滚珠丝杆的左端设有用于与电机传动相连的联轴器，在滚珠丝杆的中 部套装有用于安装焊枪支架的滑台，该滑台可随滚珠丝杆的转动而左右移动。本实用新型由于采用了以上技术方案，具有以下的优点和特点1、 改变了焊接工艺，实现了自动焊接，极大地降低了工人的劳动强度；2、 多道焊缝一次焊接完成，加快了焊接速度；3、 提高了焊接质量，提高了堆焊的各项性能指标；4、 利用PLC技术，实现了程控焊接；5、 整机安装运输方便，可分解为多段运输安装。
图1为本实用新型二氧化碳钻具耐磨堆焊机的整体结构示意图； 图2为本实用新型中的钻具夹紧旋转机构的结构示意图； 图3为本实用新型中的上下移动机构的主要结构示意图； 图4为本实用新型中的左右摆动机构的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。 参见图1，本实用新型的二氧化碳钻具耐磨堆焊机，以管状焊丝为焊接材 料，釆用PLC程序控制，包括底架1、移动支架2、钻具夹紧旋转机构3、钻 具支架4、上下移动机构5、左右摆动机构6、焊枪支架7、水冷焊枪8、送丝 机构9、焊接电源10、冷却水站11以及油站总成12。移动支架2、钻具夹紧 旋转机构3和钻具支架4分别安装在底架1上，其中移动支架2用于承载上下 移动机构5、左右摆动机构6、送丝机构9、冷却水站11以及油站总成12并可 带领它们一起移动；钻具夹紧旋转机构3用于夹持钻具13并带动钻具旋转；钻具支架4用于支承钻具13用于保持钻具的平衡转动。上下移动机构5安装 在移动支架2上可带动焊枪8上下移动，左右摆动机构6安装在上下移动机构 5上可带动焊枪8左右摆动，焊枪支架7安装在左右摆动机构6上可随左右摆 动机构6左右摆动，水冷焊枪8固定在焊枪支架7上，送丝机构9安装在上下 移动机构5上向水冷焊枪8提供管状焊丝14，焊接电源IO采用唐山松下的YD —500KR焊接电源(3相、50HZ、 380V)，它与送丝机构9电连接向管状焊丝 14提供焊接用电，冷却水站ll通过输水管路15与水冷焊枪8相连向水冷焊枪 8提供冷却水，油站总成12向整个装置提供用油。参见图2，配合参见图1，本实用新型中的钻具夹紧旋转机构3包括车头 箱31、安装在车头箱内的减速机构32、连接在减速机构输入端的变频电机33 和连接在减速机构输出端的夹紧机构34，夹紧机构34为自动三爪夹盘，用于 夹持钻具13并带动钻具旋转。参见图3，配合参见图1，本实用新型中的上下移动机构5包括安装在移 动支架2上的上下移动支架51和安装在上下移动支架51上方的电机52，上下 移动支架51上安装有竖向滚珠丝杆53，在滚珠丝杆的上端设有用于与电机传 动相连的连接套54，滚珠丝杆53的下端连接在轴承座55上。在滚珠丝杆的中 部套装有用于安装左右摆动机构的滑台56，该滑台56可随滚珠丝杆53的转动 而上下移动。在上下移动支架51的上端设有电机安装板57。参见图4，配合参见图1，本实用新型中的左右摆动机构6包括安装在上 下移动机构滑台56上的左右摆动支架61、安装在左右摆动支架左端的左右摆 动伺服电机62,左右摆动支架上安装有横向滚珠丝杆63，在滚珠丝杆的左端 设有用于与电机传动相连的联轴器64，滚珠丝杆63的右端连接在轴承座65上。 在滚珠丝杆的中部套装有用于安装焊枪支架的滑台66，该滑台可随滚珠丝杆的 转动而左右移动。本实用新型中的钻具夹紧旋转机构3由PLC控制输出的旋转速度在O.l — 1.5r/min范围内可调。左右摆动机构6由PLC控制输出的摆频在0—120次/分 钟范围内可调，摆幅在0—100mm范围内可调，摆动速度在0.1 —3m/min范围 内无级可调。焊接电源10由PLC控制输出的焊接电压和电流以及焊接的起弧 动作和收弧动作。本实用新型二氧化碳钻具耐磨堆焊机的工作原理是由唐山松下的YD-500KR焊接电源提供焊接用电通过水冷焊枪在钻具上实施敷焊，敷焊的高度主 要由焊接电压、电流及摆动速度决定，电压、电流参数在YD — 500KR上调节； 由变频电机驱动钻具夹紧旋转机构，变频电机的旋转速度由面板上的变频电机 界面调节，方向由控制箱控制；由左右摆动伺服电机实行摆动及自动换道的工 位移动，其参数在操作盒上人机界面设定；由焊接电源、钻具夹紧旋转机构及 左右摆动机构联合动作，实施对钻具的l一4道敷焊。
权利要求1.一种二氧化碳钻具耐磨堆焊机，以管状焊丝为焊接材料，采用PLC程序控制，其特征在于包括底架、移动支架、钻具夹紧旋转机构、钻具支架、上下移动机构、左右摆动机构、焊枪支架、水冷焊枪、送丝机构、焊接电源和冷却水站；移动支架、钻具夹紧旋转机构和钻具支架分别安装在底架上，上下移动机构安装在移动支架上可带动焊枪上下移动，左右摆动机构安装在上下移动机构上可带动焊枪左右摆动，焊枪支架安装在左右摆动机构上，水冷焊枪固定在焊枪支架上，送丝机构安装在上下移动机构上向水冷焊枪提供管状焊丝，焊接电源与送丝机构电连接向管状焊丝提供焊接用电，冷却水站通过输水管路与水冷焊枪相连向水冷焊枪提供冷却水。
2. 根据权利要求1所述的一种二氧化碳钻具耐磨堆焊机，其特征在于 所述的钻具夹紧旋转机构包括车头箱、安装在车头箱内的减速机构、连接在减 速机构输入端的变频电机和连接在减速机构输出端的夹紧机构，夹紧机构用于 夹持钻具并带动钻具旋转。
3. 根据权利要求1所述的一种二氧化碳钻具耐磨堆焊机，其特征在于 所述的上下移动机构包括安装在移动支架上的上下移动支架和安装在上下移 动支架上方的电机，上下移动支架上安装有竖向滚珠丝杆，在滚珠丝杆的上端 设有用于与电机传动相连的连接套，在滚珠丝杆的中部套装有用于安装左右摆 动机构的滑台，该滑台可随滚珠丝杆的转动而上下移动。
4. 根据权利要求1所述的一种二氧化碳钻具耐磨堆焊机，其特征在于 所述的左右摆动机构包括安装在上下移动机构滑台上的左右摆动支架、安装在 左右摆动支架左端的左右摆动伺服电机，左右摆动支架上安装有横向滚珠丝 杆，在滚珠丝杆的左端设有用于与电机传动相连的联轴器，在滚珠丝杆的中部 套装有用于安装焊枪支架的滑台，该滑台可随滚珠丝杆的转动而左右移动。
专利摘要一种二氧化碳钻具耐磨堆焊机，包括底架、移动支架、钻具夹紧旋转机构、钻具支架、上下移动机构、左右摆动机构、焊枪支架、水冷焊枪、送丝机构、焊接电源和冷却水站；移动支架、钻具夹紧旋转机构和钻具支架分别安装在底架上，上下移动机构安装在移动支架上可带动焊枪上下移动，左右摆动机构安装在上下移动机构上可带动焊枪左右摆动，焊枪支架安装在左右摆动机构上，水冷焊枪固定在焊枪支架上，送丝机构安装在上下移动机构上向水冷焊枪提供管状焊丝，焊接电源与送丝机构电连接向管状焊丝提供焊接用电，冷却水站通过输水管路与水冷焊枪相连向水冷焊枪提供冷却水。本实用新型的堆焊机具有焊接质量高、调节方便、自动化程度高等优点。
文档编号B23K9/12GK201089056SQ200720076609
公开日2008年7月23日 申请日期2007年10月23日 优先权日2007年10月23日
发明者曹育红, 梁龙昌 申请人:海隆石油工业集团有限公司