一种半自动焊接换热管的装置的制作方法

本发明涉及换热器生产技术领域，特别涉及一种半自动焊接换热管的装置。

背景技术：

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的重要设备之一；换热器生产时，需要将换热管的尾部焊接在管板上，管板对应换热管开设有安装槽，每块管板可焊接若干个换热管；目前，换热管的焊接方式主要为工人手持火焰喷枪进行焊接，存在焊接效率低的缺陷。

技术实现要素：

鉴于以上内容，有必要提供一种半自动焊接换热管的装置，用于解决现有换热管焊接装置焊接效率低的问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种半自动焊接换热管的装置，包括焊接台、n个固定装置、焊接辅助装置以及控制装置；其中，n＝2-8；

所述焊接台包括固定台板、活动台板以及台架；所述活动台板嵌设在所述固定台板的顶面中部，并与所述固定台板转动连接；所述活动台板的底部中心设置有驱动轴，所述驱动轴竖直穿设所述固定台板，并与所述固定台板转动连接；所述台架与所述固定台板的底部固定连接；所述台架上设置有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与所述驱动轴相连；所述固定台板的顶面设置有取放工位和焊接工位；

n个所述固定装置均匀布设在所述活动台板的顶面，并远离所述活动台板的轴心；所述固定装置包括用于固定管板的第一限位槽和用于固定换热管的固定块；所述第一限位槽的长度方向与所述活动台板的径向方向垂直设置；所述固定块位于第一限位槽朝向活动台板轴心的一侧，所述固定块的顶面等距离设置有若干个用于限制换热管头部的第二限位槽；

所述焊接辅助装置包括滑座、支撑杆、电控伸缩杆、弧形滑槽、弧形滑块以及火焰喷头；所述滑座设于所述固定台板的焊接工位处，并与所述固定台板滑动连接，所述固定台板设置有用于驱动所述滑座左右滑动的驱动装置；所述支撑杆竖直设置在所述滑座的顶面，所述电控伸缩杆水平设置，其伸缩方向与所述滑座的滑动方向垂直设置；所述电控伸缩杆的固定端与所述支撑杆的顶部固定连接，伸缩端朝向某一固定装置，并与所述弧形滑槽固定连接；所述弧形滑槽水平设置，其远离支撑杆的一侧为开口结构；所述弧形滑槽的两端与其圆心的夹角为30-50°；所述弧形滑块限制安装在所述弧形滑槽内，并与所述弧形滑槽滑动连接，所述弧形滑块的两端与其圆心的夹角为30-50°；所述弧形滑块的外周面设置有齿条；所述弧形滑槽的左右两侧均水平设置有一装配板，两装配板上均设置有用于驱动弧形滑块旋转的步进电机和齿轮，所述步进电机安装在所述装配板的底部，其输出轴竖直穿设所述装配板，并与所述装配板转动连接；所述步进电机的输出轴与所述齿轮相连，所述齿轮与所述齿条传动连接；所述火焰喷头设置在所述弧形滑块的内侧，并倾斜朝下设置；所述火焰喷头通过连接管与燃气罐相连，所述连接管上设置有电磁阀，所述火焰喷头内设置有点火器；

所述控制装置包括控制器、第一控制面板以及第二控制面板，所述控制器设置在台架上，所述第一控制板面位于所述取放工位的一侧，所述第二控制面板位于所述焊接工位的一侧；所述旋转电机、所述电控伸缩杆、所述驱动装置、所述步进电机、所述电磁阀、所述点火器、所述第一控制面板以及所述第二控制面板均与所述控制器电连接；所述第一控制面板设置有第一完成键，所述第二控制面板设置有第二完成键，当所述第一完成键和所述第二完成键均处于被触发状态时，所述控制器控制所述旋转电机驱动活动台板旋转设定的角度α，α＝360/n；所述第二控制面板还设置有焊接启动键、焊接停止键、位置调节键以及复位键。

优选地，所述取放工位和所述焊接工位分别设置在所述固定台板的前侧和后侧，n＝4或者6。

优选地，所述固定块设置有用于夹紧换热管头部的加固支架；所述加固支架包括顶板和两立板，两立板分别与所述固定块的左右两侧滑动连接，所述顶板水平设置在两立板的顶部；所述两立板通过水平滑动驱动所述顶板移动至若干第二限位槽的正上方。

优选地，所述顶板的底部设置有硅胶缓冲层。

优选地，所述驱动装置包括驱动电机和丝杆；所述驱动电机和所述丝杆均设置在所述固定台板内，所述丝杆水平设置，其两端均通过轴承座与所述固定台板相连，所述驱动电机的输出轴与所述丝杆相连；所述固定台板的顶面开设有配合滑槽，所述丝杆上螺纹连接有螺纹套，所述螺纹套通过连杆与所述滑座相连，所述滑座与所述配合滑槽滑动连接；所述驱动电机与所述控制器电连接。

优选地，所述弧形滑块的纵向剖面呈工字型。

优选地，所述固定台板的下方设置有用于放置焊条的储物框，所述储物框位于所述焊接工位的正下方。

优选地，该半自动焊接换热管的装置还包括吸气装置；所述吸气装置包括壳体、连接套、抽气管以及抽气机；所述壳体固定安装在所述活动台板的中部，其表面均匀开设有多个吸气孔；所述驱动轴为中空结构，并与所述壳体相通；所述连接套固定安装在所述固定台板的底面中心，并与所述驱动轴转动连接；所述连接套的一侧开设有连接口，所述抽气管的一端与所述连接口相连，另一端与所述抽气机相连；所述驱动轴的下部外周面对应所述连接口开设有n个配合通孔，n个配合通孔择一与所述连接口相连通。

优选地，所述控制器为plc。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1.本发明于固定台板的顶面设置有取放工位和焊接工位，取放工位用于将焊接完成的管板和换热管取下，并将需要焊接的管板和换热管固定在固定装置上，焊接工位用于对换热管及管板进行焊接操作；其中，取放工位和焊接工位的一侧分别设置有第一控制面板和第二控制面板；当第一控制面板上的第一完成键和第二控制面板上的第二完成键均处于被触发状态时，控制器控制旋转电机驱动活动台板旋转设定的角度α；这样，两个工位的工人均完成操作时，按下完成键，活动台板能够自动旋转，将下一顺序的管板和换热管传送至工人面前，从而方便工人进行操作，提高工人的工作效率。

2.本发明于焊接工位设置有焊接辅助装置，能够降低工人的工作量，进一步提高工人的焊接效率；第二控制面板上设置有焊接启动键、焊接停止键、位置调节键以及复位键；焊接启动键被触发时，控制器先控制电控伸缩杆伸长；然后，控制器控制电磁阀开启，接着，控制器控制点火器点火；最后，控制器控制两个步进电机循环正转、反转设定的角位移，以驱动弧形滑块循环进行圆周运动；焊接停止键被触发时，控制器先控制电磁阀关闭；然后，控制器控制两个步进电机旋转，驱动弧形滑块复位后停止转动；最后，控制器控制电控伸缩杆收缩复位；位置调节键被触发时，控制器控制驱动装置运动，驱动滑座移动设定的距离；复位键被触发时，控制器控制驱动装置运动，驱动滑座复位；整个焊接过程中，工人不需要手持火焰喷枪进行操作，只需要手持焊条操作即可，有效提高了工人操作的安全性；此外，由于火焰喷头能够自动进行圆周运动，使得焊接位置能够均匀受热，相较于手持火焰喷枪进行焊接，本发明的焊接效果更佳。

3.本发明的固定装置设置有第一限位槽和固定块，其中，第一限位槽用于固定管板，固定块的顶面等距离设置有若干个用于限制换热管头部的第二限位槽；工作时，工人先将管板配合放置在第一限位槽内，对管板进行固定，避免管板随意活动；然后，工人将换热管的尾部依次插入管板上的安装槽，换热管的头部则依次限制安装在若干个第二限位槽内；这样，能够对换热管和管板进行有效固定，确保换热管与管板相对固定，进而确保工人进行焊接操作的便捷性；此外，固定块设置有用于夹紧换热管头部的加固支架，加固支架可对换热管的头部进行加固，避免换热管头部向上活动，进一步提高换热管焊接时的稳定性。

4.本发明设置有吸气装置，可吸收焊接操作时产生的有害气体，确保工人的人身安全，提高安全性；其中，吸气装置的壳体位于活动台板的中部，并均匀开设有多个吸气孔，有效利用活动台板的中部空间，且不会妨碍工人进行操作；本发明的驱动轴除了具有驱动活动台板进行旋转的功能外，还具有将有害气体传送至抽气管及抽气机的功能；驱动轴的下部外周面对应连接套的连接口开设有n个配合通孔，n个配合通孔择一与连接口相连通；通过巧妙的设置，使得活动台板每次旋转后，均能确保有一个配合通孔与连接口相连通，确保吸气功能的有效性。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的半自动焊接换热管装置的俯视图；

图2是本发明实施例所提供的台架与固定台板的连接示意图；

图3是本发明实施例所提供的活动台板与固定台板的连接示意图；

图4是本发明实施例所提供的弧形滑块与弧形滑槽及火焰喷头的连接示意图；

图5是图4中a-a处的剖视图；

图6是本发明实施例所提供的焊接辅助装置工作时的结构示意图；

图7是本发明实施例所提供的半自动焊接换热管装置的电器连接示意图；

图中主要元件符号说明如下：

附图中，1-固定台板、2-取放工位、3-焊接工位、4-活动台板、5-台架、6-驱动轴、7-旋转电机、8-第一限位槽、9-固定块、10-第二限位槽、11-加固支架、12-滑座、13-支撑杆、14-电控伸缩杆、15-弧形滑槽、16-弧形滑块、17-齿条、18-装配板、19-步进电机、20-齿轮、21-火焰喷头、22-驱动装置、23-控制器、24-第一控制面板、25-第二控制面板、26-电磁阀、27-点火器、28-储物框、29-壳体、30-吸气孔、31-连接套、32-连接口、33-抽气管、34-抽气机、35-配合通孔、36-管板、37-换热管。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构、部件及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-7所示，一种半自动焊接换热管的装置，包括焊接台、n个固定装置、焊接辅助装置、控制装置以及吸气装置。其中，n＝2-8；优选地，n＝4或者6；本实施例中，n＝4。

焊接台包括固定台板1、活动台板4以及台架5。活动台板4嵌设在固定台板1的顶面中部，并与固定台板1转动连接。活动台板4的底部中心设置有驱动轴6，驱动轴6竖直穿设固定台板1，并与固定台板1转动连接。台架5与固定台板1的底部固定连接；台架5上设置有旋转电机7，旋转电机7的输出轴与驱动轴6相连，用于驱动活动台板4旋转。固定台板1的顶面设置有取放工位2和焊接工位3；本实施例中，取放工位2和焊接工位3分别设置在固定台板1的前侧和后侧。固定台板1的下方设置有用于放置焊条的储物框28，储物框28位于焊接工位3的正下方，方便工人取放焊条。

4个固定装置均匀布设在活动台板4的顶面，并远离活动台板4的轴心。4个固定装置环绕活动台板4的轴心设置。固定装置包括用于固定管板36的第一限位槽8和用于固定换热管37的固定块9。第一限位槽8的长度方向与活动台板4的径向方向垂直设置。固定块9位于第一限位槽8朝向活动台板4轴心的一侧，固定块9的顶面等距离设置有若干个用于限制换热管37头部的第二限位槽10。本实施例中，固定块9的顶面等距离设置有4个第二限位槽10。

此外，固定块9设置有用于夹紧换热管37头部的加固支架11，加固支架11包括顶板和两立板，两立板分别与固定块9的左右两侧滑动连接，顶板水平设置在两立板的顶部。两立板通过水平滑动驱动顶板移动至若干第二限位槽10的正上方，顶板的底部设置有硅胶缓冲层，能够更好地压紧换热管37头部，并对换热管37头部进行保护。

本发明的第一限位槽8用于固定管板36，第二限位槽10用于限制换热管37头部；工作时，工人先将管板36配合放置在第一限位槽8内，对管板36进行固定，避免管板36随意活动；然后，工人将换热管37的尾部依次插入管板36上的安装槽，换热管37的头部则依次限制安装在若干个第二限位槽10内；这样，能够对换热管37和管板36进行有效固定，确保换热管37与管板36相对固定，进而确保工人进行焊接操作的便捷性。此外，固定块9设置有用于夹紧换热管37头部的加固支架11，加固支架11可对换热管37的头部进行加固，避免换热管37头部向上活动，进一步提高换热管37焊接时的稳定性。

焊接辅助装置包括滑座12、支撑杆13、电控伸缩杆14、弧形滑槽15、弧形滑块16以及火焰喷头21。滑座12设于固定台板1的焊接工位3处，并与固定台板1滑动连接，固定台板1设置有用于驱动滑座12左右滑动的驱动装置22。本实施例中，驱动装置22包括驱动电机和丝杆，驱动电机和丝杆均设置在固定台板1内，丝杆水平设置，其两端均通过轴承座与固定台板1相连，驱动电机的输出轴与丝杆相连。固定台板1的顶面开设有配合滑槽，丝杆上螺纹连接有螺纹套，螺纹套通过连杆与滑座12相连，滑座12与配合滑槽滑动连接。驱动电机旋转，带动丝杆旋转，丝杆带动螺纹套和滑座12水平直线运动。

支撑杆13竖直设置在滑座12的顶面，电控伸缩杆14水平设置，其伸缩方向与滑座12的滑动方向垂直设置。电控伸缩杆14的固定端与支撑杆13的顶部固定连接，伸缩端朝向某一固定装置，并与弧形滑槽15固定连接。弧形滑槽15水平设置，其远离支撑杆13的一侧为开口结构，用于配合换热管37，使得换热管37能够位于弧形滑槽15的轴线位置。弧形滑槽15的两端与其圆心的夹角为30-50°；本实施例中，该夹角为40°。弧形滑块16限制安装在弧形滑槽15内，弧形滑块16的纵向剖面呈工字型。弧形滑块16与弧形滑槽15滑动连接，弧形滑块16的两端与其圆心的夹角为30-50°；本实施例中，该夹角为40°。弧形滑块16在外力作用下，可相对弧形滑块16滑动，进而进行圆周运动。

弧形滑块16的外周面设置有齿条17。弧形滑槽15的左右两侧均水平设置有一装配板18，两装配板18上均设置有用于驱动弧形滑块16旋转的步进电机19和齿轮20，步进电机19安装在装配板18的底部，其输出轴竖直穿设装配板18，并与装配板18转动连接。步进电机19的输出轴与齿轮20相连，齿轮20与齿条17传动连接。两步进电机19的旋转方向相同，两步进电机19均通过齿轮20带动弧形滑块16外侧的齿条17，以驱动弧形滑块16进行圆周运动。

火焰喷头21设置在弧形滑块16的内侧，并倾斜朝下设置，火焰喷头21通过连接管与燃气罐相连，连接管上设置有电磁阀26，火焰喷头21内设置有点火器27。火焰喷头21随弧形滑块16进行圆周运动，能更均匀地对焊接位置进行加热。

控制装置包括控制器23、第一控制面板24以及第二控制面板25，控制器23设置在台架5上，第一控制板面位于取放工位2的一侧，第二控制面板25位于焊接工位3的一侧。旋转电机7、电控伸缩杆14、驱动装置22、步进电机19、电磁阀26、点火器27、第一控制面板24以及第二控制面板25均与控制器23电连接。具体地，驱动装置22的驱动电机与控制器23电连接。本实施例中，控制器23为plc。第一控制面板24设置有第一完成键，第二控制面板25设置有第二完成键，当第一完成键和第二完成键均处于被触发状态时，控制器23控制旋转电机7驱动活动台板4旋转设定的角度α，α＝360/n；本实施例中，α＝90。第二控制面板25还设置有焊接启动键、焊接停止键、位置调节键以及复位键。

本发明于固定台板1的顶面设置有取放工位2和焊接工位3，取放工位2用于将焊接完成的管板36和换热管37取下，并将需要焊接的管板36和换热管37固定在固定装置上，焊接工位3用于对换热管37及管板36进行焊接操作。当两个工位的工人均完成操作时，按下完成键，活动台板4能够自动旋转，将下一顺序的管板36和换热管37传送至工人面前，从而方便工人进行操作，提高工人的工作效率。

焊接工位3的工人操作时，先触发第二操作面板的焊接启动键；此时，控制器23先控制电控伸缩杆14伸长，驱动弧形滑槽15靠近换热管37，使得换热管37位于弧形滑槽15的轴线位置；然后，控制器23控制电磁阀26开启，接着，控制器23控制点火器27点火，使得火焰喷头21喷出火焰；最后，控制器23控制两个步进电机19循环正转、反转设定的角位移，以驱动弧形滑块16循环进行圆周运动。例如，先驱动弧形滑块16正转360°，再驱动弧形滑块16反转360°，如此循环，避免火焰喷头21进行圆周运动时，与之相连的连接管出现缠绕现象。

当前换热管37的焊接操作完成时，工人触发焊接停止键；此时，控制器23先控制电磁阀26关闭；然后，控制器23控制两个步进电机19旋转，驱动弧形滑块16复位后停止转动；最后，控制器23控制电控伸缩杆14收缩复位。

当需要进行同一管板36的下一换热管37焊接操作时，工人触发位置调节键；此时，控制器23控制驱动装置22运动，驱动滑座12移动设定的距离，使得弧形滑槽15的中部与下一换热管37相对，可自动调节弧形滑槽15的水平位移，不需要人工调整。

当焊接完成需要将滑座12复位时，工人触发复位键即可；此时，控制器23控制驱动装置22运动，驱动滑座12复位。整个焊接过程中，工人不需要手持火焰喷枪进行操作，只需要手持焊条操作即可，有效提高了工人操作的安全性。此外，由于火焰喷头21能够自动进行圆周运动，使得焊接位置能够均匀受热，相较于手持火焰喷枪进行焊接，本发明的焊接效果更佳。

吸气装置包括壳体29、连接套31、抽气管33以及抽气机34；壳体29固定安装在活动台板4的中部，其表面均匀开设有多个吸气孔30。驱动轴6为中空结构，并与壳体29相通。连接套31固定安装在固定台板1的底面中心，并与驱动轴6转动连接。连接套31的一侧开设有连接口32，抽气管33的一端与连接口32相连，另一端与抽气机34相连。驱动轴6的下部外周面对应连接口32开设有n个配合通孔35，n个配合通孔35择一与连接口32相连通。本实施例中，配合通孔35的数量为4个。

吸气装置可吸收焊接操作时产生的有害气体，确保工人的人身安全，提高安全性。其中，吸气装置的壳体29位于活动台板4的中部，并均匀开设有多个吸气孔30，有效利用活动台板4的中部空间，且不会妨碍工人进行操作。本发明的驱动轴6除了具有驱动活动台板4进行旋转的功能外，还具有将有害气体传送至抽气管33及抽气机34的功能。通过巧妙的设置，使得活动台板4每次旋转后，均能确保有一个配合通孔35与连接口32相连通，确保吸气功能的有效性。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。