一种直焊道带极电渣焊机头装置和焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明属于直缝冶金复合管制造领域，具体涉及一种直焊道带极电渣焊机头装置和焊接方法。
【背景技术】
[0002]近年来冶金复合管由于其巨大的利润空间，受到国内外焊管企业的热捧，国内焊管企业开始兴建冶金复合管生产线。现有的带极电渣焊接设备主要用于压力容器环向和纵向内壁堆焊，其焊接环境没有坡口，和直焊道冶金复合管内覆层焊接场合不同，不存在自动跟踪等问题。为了解决直焊道冶金复合管内覆层焊接过程中的自动跟踪、电渣焊辐射热防护、焊带长距离输送及导向和校正等一系列问题，设计出符合直焊道冶金复合管焊接生产要求的带极电渣内焊设备，本发明提出一种直焊道带极电渣焊机头装置，成功解决上述难题，实现冶金复合管内覆层带极电渣焊工艺方法生产。
【发明内容】
[0003]为了解决直焊道冶金复合管内覆层焊接过程中的自动跟踪、电渣焊辐射热防护、焊带长距离输送及导向和校正等一系列问题，实现冶金复合管内覆层带极电渣焊工艺方法生产，本发明提供了一种新的直焊道带极电渣焊机头装置。
[0004]本发明提供的直焊道带极电渣焊机头装置包括:随动跟踪机构1、W型跟踪轮电动升降机构2、电动纠偏机构3和带极电渣焊机构4;
[0005]所述随动跟踪机构I包括底座9、上连接板10、第一直线导轨副5、对中气缸8、定位柱6、锁紧气缸7和位置检测传感器37，所述底座9与焊接设备34固定链接，所述上连接架10通过第一直线导轨副5与所述底座9滑动连接，所述对中气缸8安装于底座9上，所述定位柱6固定连接在底座9上，所述锁紧气缸7和位置检测传感器37固定在底座9上。所述直焊道带极电渣焊机头装置通过底座(9)和设备(38)相连；
[0006]所述W型跟踪轮电动升降机构2包括侧立座11、减速电机、滚轴丝杆组件12、第二直线导轨副13、W型跟踪轮15、跟踪轮夹持机构16和压力传感器14，带极焊枪27通过上连接板10实现左右自由滑动;所述上连接板通过锁紧气缸7实现锁定;所述侧立座11固定连接在随动跟踪机构I的上连接架10上，所述减速电机与滚轴丝杆组件12通过第二直线导轨副13连接在侧立座11上，所述W型跟踪轮15通过跟踪轮夹持机构16和压力传感器14和减速电机以及滚轴丝杆组件12相连;所述W型跟踪轮15包括一个或前后两个跟踪轮；
[0007]所述带极电渣焊机构4包括带极焊枪26，所述带极电渣焊机构4和所述W型跟踪轮电动升降机构2连接。
[0008]优选的，所述带极电渣焊机构4包括主连接架19、带极送丝机组件20、送丝机夹持固定组件21、焊剂斗组件24、焊剂嘴25、焊带26、隔热板28、焊带定位导向装置29、焊带驱动箱30、压力调节钮31、焊剂回收嘴32、回收嘴固定调节杆33和回收嘴紧固夹；
[0009]所述带极送丝机组件20通过送丝机夹持固定组件21和主连接架19绝缘连接;所述焊剂斗组件24、焊带定位导向装置19及回收嘴固定调节杆33绝缘连接在主连接架19上;所述焊带驱动箱30和带极送丝机组件20通过绝缘定位板进行连接，且送丝机的驱动轮和焊带驱动箱30的主动轮之间利用链轮来传动;所述焊剂嘴25、带极焊枪27和隔热板28连接在焊带驱动箱30上；
[0010]随动跟踪机构I的上连接架10和带极电渣焊机构4的主连接架19上分别固定连接有一级导带槽36和二级导电槽35。
[0011]优选的，所述直焊道带极电渣焊机头装置还包括电动纠偏机构3，所述电动纠偏机构3包括激光笔23和摄像头22;所述激光笔23和摄像头22通过支架连接在主连接架19上;所述电动纠偏机构还包括由减速电机横移组件17，所述减速电机横移组件17安装在侧立座11上，过渡连接板18安装在减速电机横移组件17的直线导轨副上，所述带极电渣焊机构4通过过渡连接板18和所述W型跟踪轮电动升降机构2连接。
[0012]由于冶金复合管的内坡口为阶梯坡口，而且进行内覆层焊接时内坡口已经完成了一次基管打底焊接，为了消除基管内焊道40的影响，成功实现冶金复合管内覆层钢管焊接时的自动跟踪，跟踪轮的结构设计为W型。W型跟踪轮15的两侧斜边和内坡口斜边贴合，受到内坡口的拘束，配合随动跟踪机构I可以实现焊接过程的自动跟踪。而W型跟踪轮15的内凹圆弧结构，可以消除基管内焊道40的影响，防止跟踪轮上下窜动，保证优良的自动跟踪效果O
[0013]所述一级导带槽36、二级导电槽35、焊带定位导向装置29和焊带驱动箱30组成了焊带的定位、导向和驱动路径。一级导带槽36和二级导电槽35实现了焊带的长距离定位导向，焊带定位导向装置29的作用是实现焊带由水平方向到竖直方向的90°平稳转换，并对焊带进行精定位，保证焊带稳定精确的送进焊带驱动箱30，在箱内驱动轮的驱动下通过带极焊枪27平稳可靠地送进焊接熔池，实现高质量的焊接。
[0014]所述焊带驱动箱30内驱动轮的压力可以利用压力调节钮31进行便捷调整，防止驱动轮压力过大或过小，造成焊带26打滑或卡死，影响焊接效果。
[0015]所述隔热板28固定连接焊带驱动箱30上，其可以采用“三明治”压层隔热方法，利用金属+绝热材料+金属的设计结构，可以将熔池辐射热隔离，防止辐射热对焊接机头装置其他部件的影响。
[0016]所述焊剂回收嘴32通过回收嘴紧固夹34紧固连接在回收嘴固定调节杆33上，回收嘴固定调节杆33上有长条孔，保证焊剂回收嘴32的前后可以自由调整，同时利用回收嘴紧固夹34可以实现焊剂回收嘴32高低自由调整。焊剂回收嘴32位置的自由调整，可以保证焊剂回收嘴在合适的位置进行工作，从而得到最佳的回收效果。
[0017]优选的，所述导带槽采用绝缘材料内嵌不锈钢板的结构形式。不仅保证焊带26和设备之间的可靠绝缘，而且降低过多杂质干扰熔池影响焊接质量。
[0018]本发明中，所述随动跟踪机构I的上连接架10可以带动带极焊枪27进行左右自由滑动。对中气缸8在定位柱6的限定作用下，可以实现上连接架10自动回中，也即是带极焊枪27自动回中。利用锁紧气缸7可以实现上连接板10的锁定。
[0019]本发明中，所述W型跟踪轮电动升降机构2的W型跟踪轮15可以在减速电机与滚轴丝杆组件12的作用下电动上升和下降，从而可以根据实际焊接情况，在焊接开始前调节带极焊枪27至合适高度，并在焊接过程中保持这一高度，保证可靠的焊接效果。
[0020]本发明中，W型跟踪轮15对钢管39的压力可以通过压力传感器14检测出来。
[0021]本发明还提供了利用上述装置进行焊接的方法，包括:
[0022 ]焊接开始前，将W型跟踪轮15的中心线、焊带26的中心线和坡口的中心线调节到一条直线上，后移动至焊接位置；向W型跟踪轮15施以压力10?20kgf使之始终沿着内坡口移动，从而实现带极焊枪27始终在合适的位置进行焊接。该方法可以实现焊接过程的自动跟足示O
[0023]优选的，所述方法进一步包括:
[0024]在熄弧端，当位置检测传感器37检测到熄弧板时，跟踪轮15的预置压力逐渐减为零，此时随动跟踪机构I在锁紧气缸7的作用下锁紧，带极焊枪27沿着现有的轨迹进行焊接。通过该方式可以实现带极焊枪27可以在电动纠偏机构3的作用下，不受随动跟踪机构I的影响进行自由左右调整。由于W型跟踪轮15的压力减为零，W型跟踪轮受到坡口的作用力有限，为了保证熄弧端焊接效果，可以利用电动纠偏机构3进行左右修正，保证带极焊枪27始终在最佳的焊接位置完成熄弧端的焊接，保证焊接质量。
[0025]优选的，所述方法进一步包括:
[0026]将摄像头、激光笔和焊接位置调整至同一直线，并利用电动纠偏机构3对焊接位置进行左右修正。
[0027]本发明的一种直焊道带极电渣焊机头装置，在直缝管车间冶金复合管内覆层焊接工序中使用，利用W型跟踪轮，配合随动跟踪机构可以实现焊缝的自动跟踪，配合电动纠偏机构可以实现熄弧端焊缝的电动纠偏，满足冶金复合管的正常生产需求。
【附图说明】
[0028]图1本发明的一种直焊道带极电渣焊机头装置的侧视图；
[0029]图2和图3为本发明的一种直焊道带极电渣焊机头装置A-A剖面的剖视图以及
[0030]局部放大图；
[0031]附图标识:
[0032]1、随动跟踪机构；2、W型跟踪轮电动升降机构;3、电动纠偏机构;4、带极电渣焊机构;5、第一直线导轨副;6、定位柱;7、锁紧气缸;8、对中气缸;9、底座；1、上连接板;11、侧立座；12、滚轴丝杆；13、第二直线导轨副；14、