大直径管道自动焊接装置制造方法
【专利摘要】一种大直径管道自动焊接装置，主要由车体（1）、支撑臂（2）、工作臂（3）、焊接机头（4）以及连接轴（5）等部件组成，车体（1）下方安装有两组行走轮（11），可使整个焊接装置在管道（6）轴向快速、平稳运动。三个支撑臂（2）通过螺栓固定在连接轴（5）上，沿管道（6）一周均匀分布，通过三个支撑臂（2）的支撑作用，在焊接过程中，可使整个焊接装置顶紧在管道（6）内壁上，两个工作臂（3）沿管道（6）径向分布，其一端安装在连接轴（5）上，另一端连接有焊接机头（4）。在焊接过程中，在程序控制下，两个机头上的焊枪（49）可对准焊缝完成自动焊接。本实用新型结构简单、紧凑，造价低廉，使用维护和修理简易。
【专利说明】大直径管道自动焊接装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种焊接装置，特别是针对大直径管道内壁的自动焊接装置。
【背景技术】
[0002]目前在大直径管道内壁的焊接中，通常使用焊枪架配合滚轮架或变位机的方式，这种焊接方式的主要缺点是工件尺寸决定了焊枪架、焊接滚轮架或变位机等的尺寸规格，当被焊工件很大时，其相应的焊接专机也要很大，增加了成本；或采用工件旋转，焊枪相对固定的焊接形式，对于像石油管道、气体管道、化学反应炉等施工现场位置已经固定且无法旋转的工件则无法焊接。
[0003]山东太开高压开关有限公司发明的(ZL200920025268.5)大直径管道焊接专机，虽无需使用庞大的焊接专机以及无需对被焊工件进行旋转，但其依靠磁力吸附装置将焊接专机吸附在管道上，行走装置容易在焊接过程中吸附飞溅的残渣，从而影响吸附效果，容易出现故障，而且因为采用磁力吸附装置，对于不锈钢等材料的管道则不能使用此专机进行焊接。
【发明内容】
[0004]根据【背景技术】所述，本实用新型的目的在于提供一种能对大直径管道内壁进行自动焊接的装置。此自动焊接装置在程序控制下，可以对大直径管道内壁进行自动焊接，并且可以根据待焊管件的直径，在不改变焊接装置整体机械结构的前提下方便快速的做出调整，因此可适用于不同管径的管道焊接。采用轮式车体实现焊接装置的移动以及利用支撑臂固定焊接装置，本实用新型不仅适用于铁磁性材料的焊接，而且可以焊接不锈钢等金属材料。在焊接过程中，无需铺设轨道，节约成本。并且两个或多个焊接头可同时焊接，在大直径管道焊接中可成倍节省焊接时间，效率较高。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的:
[0006]一种大直径管道自动焊接装置，主要由车体(I)、支撑臂(2)、工作臂(3)、焊接机头(4 )以及连接轴(5 )等部件组成，车体(I)下方安装有两组行走轮(11)，可使整个焊接装置在管道(6)轴向快速、平稳运动；三个支撑臂(2)通过螺栓固定在连接轴(5)上，沿管道
[6]—周均匀分布，通过三个支撑臂(2)的支撑作用，在焊接过程中，可使整个焊接装置顶紧在管道(6)内壁上；两个工作臂(3)沿管道(6)径向分布，其一端安装在连接轴(5)上，另一端连接有焊接机头(4 )。在焊接过程中，在程序控制下，两个机头上的焊枪(49 )可对准焊缝完成自动焊接。
[0007]支撑臂采用支撑梁(21)和伸缩气缸(22)相连接的方式，可根据待焊工件的直径实时做出调整。
[0008]工作臂也采用工作梁(31)和伸缩气缸(32)相连接的方式，也可根据待焊工作的直径实时做出调整。
[0009]伸缩气缸(32 )两侧的轨道(43 )起定向作用，两个轨道(43 )分别穿过连接板(46 )，两侧轨道(43)下端各自套有弹簧(44)，连接板(46)上端与伸缩气缸(32)输出端用法兰盘(45)连接。这样当气缸(32)伸长时，可压紧弹簧(44)，弹簧(44)的压力通过弹簧(44)下端的与焊接机头(4)固连在一起的压板(47)传递给焊接压轮(48)，使压轮(48)压紧在管壁
(6)上；当气缸(32)缩回时，气缸(32)带动压板(47)，随即带动压轮(48)可快速离开管壁(6)。
[0010]焊枪(49 )由摆动机构(410)和角摆机构(411)带动。其中摆动机构由摆动电机带动，可实现焊枪的左右运动；角摆机构由角摆电机带动，可实现焊枪的摆动。
[0011]工作臂(3)与连接轴(5)的连接可采用两种方案，一种工作臂(3)通过键或其他固定连接方式直接与连接轴相连，在焊接过程中，由电机(7)带动连接轴转动(即电机装在连接轴上)，从而带动焊接机头(4)旋转，进行焊接。另一个方案是两个焊接机头(41，42)上各自装有电机(71，72)，工作臂通过轴套套上连接轴上，在焊接过程中，两个焊接机头(41，42)旋转，带动各自的焊接梁绕连接轴旋转，而连接轴本身不旋转。
[0012]由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优点和效果:
[0013]1.此焊接装置适应不同管径，并且因为支撑臂和焊接梁都采用快速拆卸结构，因此在不同管径的管道间可快速调整；
[0014]2.无须在焊接前铺设轨道，既节约时间，又节约成本；
[0015]3.对于长管径，焊接装置移动方便，无须在各个焊接点之间人工搬运焊接装置；
[0016]4.此焊接装置不仅能够进行铁磁材料的焊接，还适用于不锈钢等其他金属材料；
[0017]5.两把或多把焊枪同时焊接，工作效率较高。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型整体结构图；
[0019]图2为本实用新型支撑臂和工作臂结构图；
[0020]图3为本实用新型工作臂与连接轴连接方案I ;
[0021]图4为本实用新型工作臂与连接轴连接方案2;
[0022]图5为本实用新型焊接机头部分结构图。
【具体实施方式】
[0023]由图1至图5示出，一种大直径管道自动焊接装置，主要由车体1、支撑臂2、工作臂3、焊接机头4以及连接轴5等部件组成。车体I下方安装有两组行走轮11，可使整个焊接装置在管道6轴向快速、平稳运动。三个支撑臂2通过螺栓固定在连接轴5上，沿管道6一周均匀分布，通过三个支撑臂2的支撑作用，在焊接过程中，可使整个焊接装置顶紧在管道6内壁上。两个工作臂3沿管道6径向分布，其一端安装在连接轴5上，另一端连接有焊接机头4。在焊接过程中，在程序控制下，两个机头上的焊枪49可对准焊缝完成自动焊接。
[0024]支撑臂采用支撑梁21和伸缩气缸22相连接的方式，可根据待焊工件的直径实时做出调整。
[0025]工作臂也采用工作梁31和伸缩气缸32相连接的方式，也可根据待焊工作的直径实时做出调整。
[0026]伸缩气缸32两侧的轨道43起定向作用，两个轨道43分别穿过连接板46，两侧轨道43下端各自套有弹簧44，连接板46上端与伸缩气缸32输出端用法兰盘45连接。这样当气缸32伸长时，可压紧弹簧44，弹簧44的压力通过弹簧44下端的与焊接机头4固连在一起的压板47传递给焊接压轮48，使压轮48压紧在管壁6上；当气缸32缩回时，气缸32带动压板47，随即带动压轮48可快速离开管壁6。
[0027]焊枪49由摆动机构410和角摆机构411带动。其中摆动机构由摆动电机带动，可实现焊枪的左右运动；角摆机构由角摆电机带动，可实现焊枪的摆动。
[0028]工作臂3与连接轴5的连接可采用两种方案，一种工作臂3通过键或其他固定连接方式直接与连接轴相连，在焊接过程中，由电机7带动连接轴转动(即电机装在连接轴上)，从而带动焊接机头4旋转，进行焊接。另一个方案是两个焊接机头(1，42上各自装有电机71，72，工作臂通过轴套套上连接轴上，在焊接过程中，两个焊接机头41，42旋转，带动各自的焊接梁绕连接轴旋转，而连接轴本身不旋转。
[0029]在现场焊接过程中，先将支撑臂2以及工作臂3的长度调整到小于管道直径，即能使整个装置沿管道6轴向进入管道内，行走轮11可自动也可手动运动，带动整个焊接装置运动到待焊位置。然后支撑臂2自动伸长，在三个支撑臂的作用下，使整个焊接装置顶紧在管道6内壁上，行走轮11此时悬空。两根工作臂3自动伸长，最终使得焊接机头4上的焊枪49顶紧在待焊位置，然后通过程序自动或手动调整焊接机头4上的焊枪49摆动机构410和角摆机构411，使焊枪49调整到最佳位置，然后开始沿管道内壁焊接。
[0030]其中支撑臂2和工作臂3上都安装有气缸，长度可根据实际情况进行自动调整，若焊接现场要求的管径有较大差异，超出气缸伸缩范围，可通过更换支撑臂2或工作臂3本体来达到现场要求。
[0031]另外，为了提高效率，可根据实际情况增加焊接机头的数量。
【权利要求】
1.一种大直径管道自动焊接装置，主要由车体(I)、支撑臂(2)、工作臂(3)、焊接机头(4 )、连接轴(5 )、轨道(43 )以及焊枪(49 )组成，其特征在于:车体(I)下方安装有两组行走轮(11)，三个支撑臂(2)通过螺栓固定在连接轴(5)上，沿管道(6)—周均匀分布，通过三个支撑臂(2)的支撑作用，在焊接过程中，可使整个焊接装置顶紧在管道(6)内壁上，两个工作臂(3)沿管道(6)径向分布，其一端安装在连接轴(5)上，另一端连接有焊接机头(4)。
2.根据权利要求1所述的大直径管道自动焊接装置，其特征在于:所述的支撑臂(2)由支撑梁(21)和伸缩气缸(22)连接组成，工作臂(3)由工作梁(31)和伸缩气缸(32)连接组成，支撑臂(2)和工作臂(3)根据待焊工件的直径实时做出调整。
3.根据权利要求1所述的大直径管道自动焊接装置，其特征在于:所述的工作臂(3)通过键或其他固定连接方式直接与连接轴相连，电机(7)带动连接轴转动，从而带动焊接机头(4)旋转进行焊接。
4.根据权利要求1所述的大直径管道自动焊接装置，其特征在于:所述的工作臂(3)通过轴套套在连接轴上，两个焊接机头(41，42)上各自装有电机(71，72)，在焊接过程中，两个焊接机头(41，42 )旋转，带动各自的焊接梁绕连接轴旋转，而连接轴本身不旋转。
5.根据权利要求1所述的大直径管道自动焊接装置，其特征在于:所述的轨道(43)位于伸缩气缸(32 )两侧，并分别穿过连接板(46 )，两侧轨道(43 )下端各自套有弹簧(44 )，连接板(46)上端与伸缩气缸(32)输出端用法兰盘(45)连接。
6.根据权利要求1所述的大直径管道自动焊接装置，其特征在于:所述的焊枪(49)由摆动机构(410)和角摆机构(411)带动，摆动电机带动摆动机构(410)实现焊枪的左右运动；角摆电机带动角摆机构(411)实现焊枪的摆动。
【文档编号】B23K37/02GK203495454SQ201320585414
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2013年9月23日
【发明者】薛龙, 曹莹瑜, 赵宏图 申请人:北京石油化工学院