一种桩管埋弧自动焊装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种桩管埋弧自动焊装置，属于焊接【技术领域】。所述桩管埋弧自动焊装置包括柔性轨道，所述柔性轨道设置在所述上桩管上；底板，底板上设置有调节活动轮和支撑行走轮；行走机构，行走机构与支撑行走轮连接；丝盘调节机构，丝盘调节机构与底板连接；焊丝盘，焊丝盘上设置有焊丝；送丝机构，送丝机构设置在底板上；焊枪调整机构，焊枪调整机构与底板连接；焊枪，焊枪与焊枪调整机构连接；焊料漏斗，焊料漏斗与底板连接；焊料盘，焊料盘设置在下桩管上；操控机构，操控机构与行走机构连接；操控机构与焊枪连接。本发明桩管埋弧自动焊装置将高质量、高效率的埋弧自动焊引入到桩管的施工中，提高了桩管焊接的自动化程度及桩管施工焊接效率。
【专利说明】一种桩管埋弧自动焊装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊接【技术领域】，特别涉及一种粧管埋弧自动焊装置。
【背景技术】
[0002]随着我国能源需求的快速增长，海洋油气资源的开发日趋迫切。海上油田的开发离不开石油平台，目前的石油平台以导管架平台为主，而导管架的海上安装离不开粧管的打粧和焊接。其中，由于粧管壁厚、口径大，焊接工作量极大，安装工作的进度主要取决于焊接时间。然而在目前，无论国内国外，多年来，由于海上特殊的施工作业条件及较高技术质量要求，海上石油平台导管架粧管的焊接一直采用手工电弧焊。随着海上石油开发的发展，海洋平台的建造量显著增加，并且随着低合金高强钢的大量应用，对焊接质量的要求也越来越高，传统的焊接方法越来越不能适应这种高速增长的发展需求。
[0003]粧管施工作为海上钢结构制作过程中重要环节之一，其制约影响的因素主要体现在三个方面:一是手工或半机械化的操作方式，不仅工作效率低，而且劳动强度高。二是由于海上施工受自然气候的影响很大，施工作业的有效时间很短，同时，在施工中需要多种工程船舶配合作业，工程成本很高。三是为保证质量可采取的有效措施比较少。因此，需要有一套机械化程度较高的装备和一套高效的焊接工艺方法加以替代，改进目前的现有的施工作业工艺，适应海上作业“快速、高效”的施工要求，使粧管作业提高到一个新的水平，具有十分重要的技术经济意义
[0004]目前所使用的自动焊，虽已替代了原先的焊接方法，提高了厚壁管的焊接效率，然而随着工业生产的快速发展，这一环节对生产的制约也就慢慢显露出来，提供的焊接质量及效率较低。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种将高质量、高效率的埋弧自动焊引入到粧管的施工中，提高了粧管焊接的自动化程度及粧管施工焊接效率的粧管埋弧自动焊装置。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种粧管埋弧自动焊装置，所述粧管包括上粧管及下粧管，用于通过焊丝焊接；所述自动焊装置包括柔性轨道，所述柔性轨道设置在所述上粧管上；底板，所述底板上设置有调节活动轮和支撑行走轮；所述底板通过所述调节活动轮及支撑行走轮在所述柔性轨道上运动；行走机构，所述行走机构与所述支撑行走轮连接，带动所述支撑行走轮在所述柔性轨道上动作；丝盘调节机构，所述丝盘调节机构与所述底板连接；焊丝盘，所述焊丝盘上设置有焊丝；所述焊丝盘通过所述丝盘调节机构与所述底板连接；所述丝盘调节机构控制所述焊丝盘受力合理；送丝机构，所述送丝机构设置在所述底板上；所述焊丝穿过所述送丝机构；焊枪调整机构，所述焊枪调整机构与所述底板连接；焊枪调整机构设置在所述送丝机构下方；焊枪，所述焊枪与所述焊枪调整机构连接，用于焊接；所述焊丝穿过所述送丝机构达到所述焊枪；焊料漏斗，所述焊料漏斗与所述底板连接；所述焊料漏斗设置在所述焊枪上方；焊料盘，所述焊料盘设置在所述下粧管上；所述焊枪在所述焊料盘处进行焊接；操控机构，所述操控机构与所述行走机构连接，用于控制所述行走机构的输出方向及速率；所述操控机构与所述焊枪连接，用于控制焊枪的焊接。
[0007]进一步地，所述行走机构包括联轴器，设置在所述底板上；所述联轴器与所述支撑行走轮连接，控制所述支撑行走轮动作；离合器，设置在所述底板上；所述离合器与所述联轴器连接，用于传输动力；减速器，设置在所述底板上；所述减速器与所述离合器连接，用于传输动力；行走电机，设置在所述底板上；所述行走电机与所述减速器连接，为所述减速器提供动力；所述行走电机与所述操控机构连接，所述操控机构控制所述行走电机的转方向及速率。
[0008]进一步地，所述丝盘调节机构包括夹持件，所述夹持件与所述焊丝盘连接，用于固定所述焊丝盘；转臂，所述转臂一端与所述夹持件连接，另一端与所述底板活动连接，用于控制所述夹持件的位置。
[0009]进一步地，所述送丝机构包括送丝电机，所述送丝电机设置在所述底板上；减速器，所述减速器与所述送丝电机连接，所述送丝电机为所述减速器提供动力；挂件，所述挂件与所述减速器连接，所述减速器为所述挂件提供动力；所述焊丝穿过所述挂件，所述挂件带动所述焊丝动作；矫直器，所述焊丝穿过所述矫直器，所述矫直器矫直所述焊丝。
[0010]进一步地，所述焊枪调整机构包括支撑臂，所述支撑臂与所述底板活动连接，所述支撑臂可在所述底板上转动；第一滑块，所述第一滑块与所述支撑臂连接；所述支撑臂支撑所述第一滑块；转动轴套，所述第一滑块与所述转动轴套连接；所述第一滑块通过所述转动轴套动作；第二滑块，所述第二滑块下端设置所述焊枪，带动焊枪动作；所述第二滑块通过所述转动轴套与所述第一滑块连接，所述第二滑块通过所述转动轴套动作。
[0011]进一步地，所述操控机构包括操控箱，所述操控箱设置在所述底板上；PLC，所述PLC与所述操控箱连接，所述PLC接收所述操控箱发送的操控信号；所述PLC与所述行走机构连接，所述PLC发送操控信号，控制所述行走机构的输出方向及速率；所述PLC与所述焊枪连接，所述PLC发送操控信号，控制所述焊枪的焊接。
[0012]本发明提供的粧管埋弧自动焊装置的柔性轨道设置在上粧管上，底板上设置有调节活动轮和支撑行走轮，底板通过调节活动轮及支撑行走轮在柔性轨道上运动，行走机构与支撑行走轮连接，带动支撑行走轮在柔性轨道上动作，丝盘调节机构与底板连接，焊丝盘上设置有焊丝，焊丝盘通过丝盘调节机构与底板连接，丝盘调节机构控制焊丝盘受力合理，送丝机构设置在底板上，焊丝穿过送丝机构，焊枪调整机构与底板连接，焊枪调整机构设置在送丝机构下方，焊枪与焊枪调整机构连接，用于焊接，焊丝穿过送丝机构达到焊枪，焊料漏斗与底板连接，焊料漏斗设置在焊枪上方，焊料盘设置在下粧管上，焊枪在焊料盘处进行焊接，操控机构与行走机构连接，用于控制行走机构的输出方向及速率，操控机构与焊枪连接，用于控制焊枪的焊接，将高质量、高效率的埋弧自动焊引入到粧管的施工中，提高了粧管焊接的自动化程度及粧管施工焊接效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例提供的粧管埋弧自动焊装置的主视图；
[0014]图2为图1的左视图；
[0015]图3为本发明实施例提供的焊料盘的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]本发明提供的粧管埋弧自动焊装置的柔性轨道设置在上粧管上，底板上设置有调节活动轮和支撑行走轮，底板通过调节活动轮及支撑行走轮在柔性轨道上运动，行走机构与支撑行走轮连接，带动支撑行走轮在柔性轨道上动作，丝盘调节机构与底板连接，焊丝盘上设置有焊丝，焊丝盘通过丝盘调节机构与底板连接，丝盘调节机构控制焊丝盘受力合理，送丝机构设置在底板上，焊丝穿过送丝机构，焊枪调整机构与底板连接，焊枪调整机构设置在送丝机构下方，焊枪与焊枪调整机构连接，用于焊接，焊丝穿过送丝机构达到焊枪，焊料漏斗与底板连接，焊料漏斗设置在焊枪上方，焊料盘设置在下粧管上，焊枪在焊料盘处进行焊接，操控机构与行走机构连接，用于控制行走机构的输出方向及速率，操控机构与焊枪连接，用于控制焊枪的焊接，将高质量、高效率的埋弧自动焊引入到粧管的施工中，提高了粧管焊接的自动化程度及粧管施工焊接效率。
[0017]实施例一
[0018]参见图1，本发明实施例提供的一种粧管埋弧自动焊装置，所述粧管包括上粧管14及下粧管13，用于通过焊丝焊接；所述自动焊装置包括:
[0019]柔性轨道2，所述柔性轨道2设置在所述上粧管14上；
[0020]底板8，所述底板8上设置有调节活动轮11和支撑行走轮12 ;所述底板8通过所述调节活动轮11及支撑行走轮12在所述柔性轨道2上运动；
[0021]行走机构3，所述行走机构3与所述支撑行走轮12连接，带动所述支撑行走轮12在所述柔性轨道2上动作；
[0022]丝盘调节机构10，所述丝盘调节机构10与所述底板8连接；
[0023]焊丝盘I，所述焊丝盘I上设置有焊丝；所述焊丝盘I通过所述丝盘调节机构10与所述底板8连接；所述丝盘调节机构10控制所述焊丝盘I受力合理；
[0024]送丝机构6，所述送丝机构6设置在所述底板8上；所述焊丝穿过所述送丝机构6 ;
[0025]焊枪调整机构5，所述焊枪调整机构5与所述底板8连接；焊枪调整机构5设置在所述送丝机构下方；
[0026]焊枪，所述焊枪与所述焊枪调整机构5连接，用于焊接；所述焊丝穿过所述送丝机构6达到所述焊枪；
[0027]焊料漏斗9，所述焊料漏斗9与所述底板8连接；所述焊料漏斗9设置在所述焊枪上方；
[0028]焊料盘7，所述焊料盘7设置在所述下粧管13上；所述焊枪在所述焊料盘7处进行焊接；
[0029]操控机构，所述操控机构与所述行走机构3连接，用于控制所述行走机构3的输出方向及速率；所述操控机构与所述焊枪连接，用于控制焊枪的焊接。
[0030]为了更清楚的介绍本发明实施例，下面从各个部件予以说明。
[0031]首先，介绍行走机构3 ；
[0032]行走机构3，所述行走机构3与所述支撑行走轮12连接，带动所述支撑行走轮12在所述柔性轨道上动作。所述行走机构3包括联轴器，设置在所述底板8上；所述联轴器与所述支撑行走轮12连接，控制所述支撑行走轮12动作；离合器，设置在所述底板8上；所述离合器与所述联轴器连接，用于传输动力；减速器，设置在所述底板8上；所述减速器与所述离合器连接，用于传输动力；行走电机，设置在所述底板8上；所述行走电机与所述减速器连接，为所述减速器提供动力；所述行走电机与所述操控机构连接，所述操控机构控制所述行走电机的转方向及速率。
[0033]然后，介绍丝盘调节机构10 ;
[0034]丝盘调节机构10，所述丝盘调节机构10与所述底板8连接。所述丝盘调节机构10包括夹持件，所述夹持件与所述焊丝盘I连接，用于固定所述焊丝盘I;转臂，所述转臂一端与所述夹持件连接，另一端与所述底板8活动连接，用于控制所述夹持件的位置。
[0035]接着，介绍送丝机构6 ；
[0036]送丝机构6，所述送丝机构6设置在所述底板8上；所述焊丝穿过所述送丝机构6。所述送丝机构6包括送丝电机，所述送丝电机设置在所述底板8上；减速器，所述减速器与所述送丝电机连接，所述送丝电机为所述减速器提供动力；挂件，所述挂件与所述减速器连接，所述减速器为所述挂件提供动力；所述焊丝穿过所述挂件，所述挂件带动所述焊丝动作；矫直器，所述焊丝穿过所述矫直器，所述矫直器矫直所述焊丝。
[0037]继而，介绍焊枪调整机构5 ;
[0038]焊枪调整机构5，所述焊枪调整机构5与所述底板8连接；焊枪调整机构5设置在所述送丝机构6下方；所述焊枪调整机构5包括支撑臂，所述支撑臂与所述底板8活动连接，所述支撑臂可在所述底板8上转动；第一滑块，所述第一滑块与所述支撑臂连接；所述支撑臂支撑所述第一滑块；转动轴套，所述第一滑块与所述转动轴套连接；所述第一滑块通过所述转动轴套动作；第二滑块，所述第二滑块下端设置所述焊枪，带动焊枪动作；所述第二滑块通过所述转动轴套与所述第一滑块连接，所述第二滑块通过所述转动轴套动作。
[0039]最后，介绍操控机构；
[0040]操控机构，所述操控机构与所述行走机构3连接，用于控制所述行走机构3的输出方向及速率；所述操控机构与所述焊枪连接，用于控制焊枪的焊接。所述操控机构包括操控箱4，所述操控箱4设置在所述底板8上；PLC，所述PLC与所述操控箱4连接，所述PLC接收所述操控箱4发送的操控信号；所述PLC与所述行走机构3连接，所述PLC发送操控信号，控制所述行走机构3的输出方向及速率；所述PLC与所述焊枪连接，所述PLC发送操控信号，控制所述焊枪的焊接。
[0041]实施例二
[0042]为了更清楚的介绍本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。
[0043]首先是柔性轨道2紧箍在上粧管14坡口的上方；将2组调节活动轮11和2组支撑行走轮12使用螺钉分别固定在底板8下、上两边的四个角的固定位处，然后将四个轮的轮槽卡住柔性轨道2的上下棱边，使底板8悬挂于柔性轨道2之上，调节活动轮11和支撑行走轮12为双槽轮，在柔性轨道2接头处可平稳度过，并且具有在径向转动功能，可适应不同粧管曲率的变化。联轴器与支撑行走轮12连接，控制支撑行走轮12动作，行走电机通过减速器及离合器与联轴器连接，为支撑行走轮12提供动力；行走电机与所述PLC连接，接收PLC发送的控制信号，控制行走电机的转方向及速率。操控箱4通过箱体背面的两个挂钩，悬挂在底板8的右下角处，即行走机构3的正下方；焊枪调整机构5的支撑臂安装在底板8的左下方，并使焊枪指向坡口 ；送丝机构6由四条螺钉从背面固定在底板8的中偏左处；焊料漏斗9安装在底板8左侧面的上方，使焊料管自然下垂至焊枪处；在丝盘调节机构10的一端安装焊丝盘1，而另一端则固定在底板8的正上方。参见图3，焊料盘7则安装在坡口附近的下粧管13上，焊料盘7的第一档板17设置在第一弧圈15托沿上方的端部，遮盖第一弧圈15和第二弧圈16之间的缝隙，第二档板18设置在第二弧圈16托沿上方的端部，遮盖第二弧圈16和第三弧圈19之间的缝隙，第三档板21设置在第三弧圈19托沿上方的端部，遮盖第三弧圈19和第一弧圈15之间的缝隙，第二弧圈16通过锁扣22与第一弧圈15连接，第三弧圈19 一端通过第一铰接件23与第一弧圈15连接，另一端通过第二铰接件与第二弧圈16连接；第一弧圈15、第二弧圈16及第三弧圈19围成环状结构；环状结构卡在粧管上。从锁扣22处，可以将第一弧圈15与第二弧圈16向两侧分开，开口的尺寸约为所焊粧管直径的1.1倍；在第一铰接8的连接处，第一弧圈15、第二弧圈16均开约40°的缺口，以保证其打开的尺寸，使环状结构顺利卡在粧管上。同时，第一弧圈15、第二弧圈16及第三弧圈19的托沿与粧管横截面有一约12°的夹角，使托沿略微上翘，避免焊剂从边沿流失而造成不必要的浪费。将内衬带20设置在环状结构内侧，对接缝隙位于锁扣22处，内衬带20为约5_厚的耐高温绝缘带，具有一定的弹性，可以弥补由于粧管椭圆度在粧管表面与刚性弧圈形成的缝隙，防止焊剂从此处流失，提高焊剂的保护效果。
[0044]人工调节焊枪调整机构5上的第一滑块、第二滑块及转动轴套，调节焊枪的角度及其距坡口的位置距离，在粧管的径面、轴面和径向、轴向上进行±30°及±40mm的调节，使焊枪以一定的角度指向坡口，并且保持一定距离(焊丝干伸长30-40mm)。丝盘调节机构10使焊丝盘I与粧管切面有±15°的角度调节，并且贴近粧管，确保送丝顺畅，装置的重心稳定。送丝电机工作，开始送丝，操控操控箱4，操控箱4向PLC发送控制信号，PLC向行走电机及焊枪发送控制信号，根据现场需要，控制行走电机的转速及转向，从而控制底板8的运动方向，PLC向焊枪发送控制信号，焊枪开始焊接。
[0045]综上所述，本发明实施例提供的一种粧管埋弧自动焊装置具有如下技术效果。
[0046]本发明提供的粧管埋弧自动焊装置的柔性轨道设置在上粧管上，底板上设置有调节活动轮和支撑行走轮，底板通过调节活动轮及支撑行走轮在柔性轨道上运动，行走机构与支撑行走轮连接，带动支撑行走轮在柔性轨道上动作，丝盘调节机构与底板连接，焊丝盘上设置有焊丝，焊丝盘通过丝盘调节机构与底板连接，丝盘调节机构控制焊丝盘受力合理，送丝机构设置在底板上，焊丝穿过送丝机构，焊枪调整机构与底板连接，焊枪调整机构设置在送丝机构下方，焊枪与焊枪调整机构连接，用于焊接，焊丝穿过送丝机构达到焊枪，焊料漏斗与底板连接，焊料漏斗设置在焊枪上方，焊料盘设置在下粧管上，焊枪在焊料盘处进行焊接，操控机构与行走机构连接，用于控制行走机构的输出方向及速率，操控机构与焊枪连接，用于控制焊枪的焊接，将高质量、高效率的埋弧自动焊引入到粧管的施工中，提高了粧管焊接的自动化程度及粧管施工焊接效率。
[0047]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种粧管埋弧自动焊装置，所述粧管包括上粧管(14)及下粧管(13)，用于通过焊丝焊接；其特征在于，所述自动焊装置包括: 柔性轨道(2)，所述柔性轨道(2)设置在所述上粧管(14)上； 底板(8)，所述底板(8)上设置有调节活动轮(11)和支撑行走轮(12);所述底板(8)通过所述调节活动轮(11)及支撑行走轮(12)在所述柔性轨道(2)上运动； 行走机构(3)，所述行走机构(3)与所述支撑行走轮(12)连接，带动所述支撑行走轮(12)在所述柔性轨道上动作； 丝盘调节机构(10)，所述丝盘调节机构(10)与所述底板(8)连接； 焊丝盘(I)，所述焊丝盘(I)上设置有焊丝；所述焊丝盘(I)通过所述丝盘调节机构(10)与所述底板(8)连接；所述丝盘调节机构(10)控制所述焊丝盘(I)受力合理； 送丝机构￠)，所述送丝机构(6)设置在所述底板(8)上；所述焊丝穿过所述送丝机构(6)； 焊枪调整机构(5)，所述焊枪调整机构(5)与所述底板(8)连接；焊枪调整机构(5)设置在所述送丝机构下方； 焊枪，所述焊枪与所述焊枪调整机构(5)连接，用于焊接；所述焊丝穿过所述送丝机构(6)达到所述焊枪； 焊料漏斗(9)，所述焊料漏斗(9)与所述底板(8)连接；所述焊料漏斗(9)设置在所述焊枪上方； 焊料盘(7)，所述焊料盘(7)设置在所述下粧管(13)上；所述焊枪在所述焊料盘(7)处进行焊接； 操控机构，所述操控机构与所述行走机构(3)连接，用于控制所述行走机构(3)的输出方向及速率；所述操控机构与所述焊枪连接，用于控制焊枪的焊接。
2.根据权利要求1所述的自动焊装置，其特征在于，所述行走机构(3)包括: 联轴器，设置在所述底板(8)上；所述联轴器与所述支撑行走轮(12)连接，控制所述支撑行走轮(12)动作； 离合器，设置在所述底板(8)上；所述离合器与所述联轴器连接，用于传输动力； 减速器，设置在所述底板(8)上；所述减速器与所述离合器连接，用于传输动力； 行走电机，设置在所述底板(8)上；所述行走电机与所述减速器连接，为所述减速器提供动力；所述行走电机与所述操控机构连接，所述操控机构控制所述行走电机的转方向及速率。
3.根据权利要求1所述的自动焊装置，其特征在于，所述丝盘调节机构(10)包括: 夹持件，所述夹持件与所述焊丝盘(I)连接，用于固定所述焊丝盘(I); 转臂，所述转臂一端与所述夹持件连接，另一端与所述底板(8)活动连接，用于控制所述夹持件的位置。
4.根据权利要求1所述的自动焊装置，其特征在于，所述送丝机构(6)包括: 送丝电机，所述送丝电机设置在所述底板(8)上； 减速器，所述减速器与所述送丝电机连接，所述送丝电机为所述减速器提供动力；挂件，所述挂件与所述减速器连接，所述减速器为所述挂件提供动力；所述焊丝穿过所述挂件，所述挂件带动所述焊丝动作； 矫直器，所述焊丝穿过所述矫直器，所述矫直器矫直所述焊丝。
5.根据权利要求1所述的自动焊装置，其特征在于，所述焊枪调整机构(5)包括: 支撑臂，所述支撑臂与所述底板(8)活动连接，所述支撑臂可在所述底板(8)上转动； 第一滑块，所述第一滑块与所述支撑臂连接；所述支撑臂支撑所述第一滑块； 转动轴套，所述第一滑块与所述转动轴套连接；所述第一滑块通过所述转动轴套动作； 第二滑块，所述第二滑块下端设置所述焊枪，带动焊枪动作；所述第二滑块通过所述转动轴套与所述第一滑块连接，所述第二滑块通过所述转动轴套动作。
6.根据权利要求1所述的自动焊装置，其特征在于，所述操控机构包括: 操控箱(4)，所述操控箱(4)设置在所述底板(8)上； PLC，所述PLC与所述操控箱(4)连接，所述PLC接收所述操控箱(4)发送的操控信号；所述PLC与所述行走机构(3)连接，所述PLC发送操控信号，控制所述行走机构(3)的输出方向及速率；所述PLC与所述焊枪连接，所述PLC发送操控信号，控制所述焊枪的焊接。
【文档编号】B23K9/32GK104475940SQ201410645931
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】唐德渝, 张建护, 龙斌, 王克宽, 赵兵杰, 刘明珠, 方总涛 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团海洋工程有限公司, 中国石油集团工程技术研究院