一种内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置及其定位方法
【技术领域】
[0001]本发明属于螺旋管焊接技术领域，具体涉及一种内置在螺旋管成型机中的双丝埋弧焊装置。
【背景技术】
[0002]螺旋焊管具有内、外两条螺旋形焊缝，起到增加钢管刚性作用，使钢管的强度提高。螺旋焊管焊缝所承受的应力要比同直径的直缝焊管焊缝减少10-25%。由于是螺旋成形，生产处的管子直度好，尺寸精确，偏差一般不超过0.12%。在螺旋焊管生产过程中，单丝埋弧焊机具有操作简单，性能可靠，价格适中，具有较高的焊接效率和较好的焊接质量，但是单丝焊线能量小、冷却速度快，尤其是北方寒冷的冬天，容易产生焊接缺陷，焊接速度慢，而提高焊接速度难以保证焊缝质量，耗时长生产效率低。随着双面埋弧螺旋焊管的产品规格壁厚不断增大，内、外焊缝的焊接也从原来的单丝逐步增为双丝或三丝。双丝埋弧焊机采用2个独立的焊接电源，2个电弧作用于同一个熔池，前后距离不超过40mm，第一个电弧形成熔深，将工件熔透;第二个电弧形成盖面，焊接一次完成。其特点是:(1)节能，相比单电弧焊，高速度的焊接有效降低了工件因二次加热所带来的工件和焊剂的能量损耗；(2)高速，双电弧在焊接时形成的熔池较长，金属在其固熔态时时间较长，相对于单电弧时的冷却速度和热循环过程较慢，焊缝的微量元素有较长时间进行扩散，低熔点的共熔物因过冷度的降低而减少了成分偏析。(3)在高速度的焊接作业中，单电弧由于能量密度集中于一点，导致电弧穿透力极强，熔化金属来不及摊开而使焊缝呈现锥形截面，这一点在双弧双丝焊接的条件下得到改善。
[0003]在现有双丝埋弧焊机中，存在着几个关键问题:1)焊点与焊缝的定位；2)参数调整，焊丝倾角的调整;焊丝间距的调整;焊丝伸出长度的调整，保持焊剂堆积高度;3)动态跟踪焊缝。上述关键问题并未以“操作最便利、成本最低”为目的形成一合适的简单结构来解决。
[0004]北京中电华强焊接工程有限公司的CN202180825U的双丝埋弧焊设备，伺服十字滑架21通过底座固定安装，虽能上下和左右移动，但不能前后移动，且只能安装在现有的螺旋焊管机组的两侧，操作不便，与螺旋焊管机组不能有机融合。转角机构10、11相互靠近的具有固定角度的块体，使得转角与距离绑定调节，调整不便;焊剂输送嘴分开，有前焊枪焊剂辅助输送嘴5和焊剂主输送嘴13，增加了焊剂保持结构和焊接振动结构的难度。
[0005]英国GB794275A公开了一种双丝焊装置，其焊点定位依靠套筒在杆29上滑动来调整定位，焊枪21、23枢接在杆24上，杆24通过半弧扣连接在横杆上，所述横杆连接在框架杆17上。其是对称的，可手动调节，但缺乏自动化调节的结构基础。
[0006]设计一种螺旋管成型机上的双丝埋弧焊装置，既满足焊结工艺参数的调整的基本要求，也满足特定直径螺旋焊管的焊缝与焊点的定位，同时也易于实现焊缝的动态跟踪，结构简单定位方便，圆满解决上述至少两个关键问题，实在是设计师的难题。
【发明内容】
[0007]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种螺旋埋弧自动双丝焊装置。
[0008]本发明是这样实现的，一种内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置，包括初级定位结构、轴距转角调整机构、焊具调整机构和焊枪，所述焊枪固定在所述焊具调整机构(3)上，所述初级定位结构包括定位架、轨道和压紧固定螺栓，所述定位架中点位置设有对称轴;所述定位架以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面U)为对称平面轴对称地设有行走机构;所述定位架通过轨道可调整地固定在所述螺旋管成型机的设备龙门架的轨道槽中，并通过压紧固定螺栓固定；
[0009]所述焊具调整机构包括固定框架、焊具升降机构、焊具左右调整装置和焊具转角调整装置，所述固定框架固定在所述定位架上，所述焊具升降机构固定在所述固定框架上；所述焊具左右调整装置固定在所述轴距转角调整机构上，所述焊具左右调整装置连接焊具转角调整装置，所述焊具转角调整装置上固定有焊枪；
[0010]所述轴距转角调整机构固定安装在所述焊具升降机构上;所述轴距转角调整机构包括焊枪支架、轴向直线驱动和转角支架，所述焊枪支架固定在所述焊具升降机构上，在焊枪支架上固定有轴向直线驱动，所述转角支架固定在所述轴向直线驱动上；
[0011]焊具左右调整装置以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面为对称平面轴对称地在所述转角支架上，所述转角支架能绕枢轴转动一定角度并定位，所述枢轴位于以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面上。
[0012]进一步地，所述行走机构为以过对称轴的垂直于定位架的垂直平面为对称平面，轴对称地在定位架上设有滑轨，滑轨上滑动配合有辊轮支座，所述辊轮支座上设有行走辊轮。
[0013]进一步地，所述焊具升降机构包括升降电机、升降减速机和升降丝杠，所述升降电机的输出轴通过升降减速机连接升降丝杠;所述升降丝杠驱动升降螺母，所述升降螺母固定连接所述焊枪支架。
[0014]进一步地，所述焊具左右调整装置包括调节支架，所述调节支架上设有调节丝杠，所述调节丝杠上螺旋配合有焊枪滑座;所述焊枪滑座设有调节螺母，调节丝杠一端配合在调节螺母中，另一端固定在所述调节支架上并设有调节手柄或设有左右调节伺服电机。
[0015]进一步地，所述轴向直线驱动包括丝杠、螺母和直线驱动伺服电机，所述直线驱动伺服电机驱动所述丝杠旋转。
[0016]进一步地，所述焊具转角装置包括转角座和转角伺服电机，所述转角座枢接在所述焊枪滑座上，所述焊枪固定在转角座上，转角伺服电机驱动所述转角座绕枢接轴转动。
[0017]进一步地，所述转角支架包括枢轴、轴承、转动盘、角度传感器、旋转伺服电机，所述调节支架穿设在所述转动盘上，所述旋转伺服电机驱动转动盘及所述调节支架能以一定角度绕枢轴旋转。
[0018]—种所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的定位方法，
[0019]包括初级定位步骤，当一新型号的螺旋焊管需要生产时，调整所述定位架在所述螺旋管成型机的设备龙门架滑槽中的位置，使得枢轴通过被焊接螺旋钢管圆心从而使所述自动双丝埋弧焊装置在Y向定位，调整行走辊轮在滑轨上的位置，使得所述两个行走辊轮与焊丝交点三点所在圆弧与所述被焊接螺旋钢管同圆心;将定位架安装在设备龙门架上，使得焊枪的定位借助于龙门架X、z向定位，通过螺旋成型机组的摆动使得枢轴正好穿过被焊螺旋钢管的圆心，给所述自动双丝埋弧焊装置如何对中焊缝的定位调整做好了初级定位。
[0020]进一步地，还包括二级定位步骤，在完成初级定位后，设定所述轴距转角调整机构的转角与所述被焊钢管螺旋焊缝的顶点切线与钢管轴线之间的夹角一致;调整焊具升降机构、焊具左右调整装置和焊具转角装置，使得前焊丝、后焊丝前后分别对中焊缝并具有一定距离，调整焊丝定位点，使得前焊丝、后焊丝和焊丝定位点三点一直线上，并且焊丝定位点对中焊缝，完成二级定位。
[0021]上述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置进行初级定位和二级定位，调整方便，易于动态焊缝自动跟踪系统的实现。
[0022]—种内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的焊缝自动跟踪方法，
[0023]在定位架上垂直于定位架的垂直平面设有跟踪滑轨，所述滑块轨与被焊螺旋钢管的轴线的X轴向平行;滑块设置在所述滑轨上，所述滑块下方设有实际焊缝跟踪传感器，所述实际实际焊缝跟踪传感器垂直投射到被焊螺旋钢管的焊缝上的实际焊缝定位点θ5(Χ5，y5);所述滑块由跟踪伺服电机驱动；
[0024]在前焊丝旁侧设有焊丝定位器，所述焊丝定位器垂直投射到被焊螺旋钢管的焊丝定位点04(X4，y4)；
[0025]所述内置在螺旋管成型机中的自动双丝埋弧焊装置的定位方法完成初级定位步骤和二级定位步骤后，随时监测焊丝定位点与被焊螺旋钢管的焊缝之间的位置关系，以被焊螺旋钢管的轴线为X轴，以一定频率检测焊丝