一种管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统的制作方法
【专利摘要】一种管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，包括底座、管道夹持机构、管道支撑架、环形轨道机构、等离子气刨枪机构和控制系统，所述等离子气刨枪机构连接在环形轨道机构上并可沿环形轨道机构作圆周运动而用于焊缝毛刺的等离子去除及焊缝的热处理。本实用新型的设备柔性好，采用一套设备便可以对不同管径的管道外部焊缝进行焊缝毛刺去除及热处理，焊缝毛刺去除效果好，而且在去除毛刺的同时能够对焊缝进行热处理，可明显改善焊缝的组织成分及力学性能，提高焊缝使用寿命，并且本实用新型的设备结构紧凑、易实现整机小型化，应用范围广，可用于直径为200mm～400mm不同材质的金属管道上进行焊缝毛刺的清除及焊缝的热处理。
【专利说明】
一种管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及等离子技术应用于管道闪光对焊技术领域，具体是涉及一种管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统。
【背景技术】
[0002]闪光对焊是一种先进的焊接方法，焊接工艺参数易于控制与调整，工艺稳定、接头质量好，和传统焊接方法相比，具有如下优势:①属于固相焊接，不存在熔池，焊接质量高；②无需添加熔敷金属，焊接接头化学成分与母材相同；③无需气体保护或渣保护，消除了污染源;④自动化程度高，不依靠手工焊接技能;⑤焊接周期短，焊接效率高。闪光焊接技术虽然有诸多优点，但是闪光焊接技术存在一个极为关键的技术瓶颈，就是焊接后焊缝毛刺需要清理。如果管道闪光焊焊缝毛刺的清理问题得不到有效的解决，管道闪光焊接技术将无法推广使用。因此，闪光焊接焊缝毛刺去除问题成为管道闪光焊接技术推广应用的一个技术壁皇，必须攻克。
[0003]目前，国内外采用的清渣方法主要有手工打磨法和机械推凸法等。然而，手工打磨法的工人劳动强度大，效率低。机械推凸法在去除管道焊接接头毛刺时的缺点是对于每个尺寸的管道，都需要一个单独的去毛刺装置，成本高。因此，这些方法都与当今社会倡导的“绿色制造”的理念背道而驰。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种结构可靠、使用方便灵活，在清除焊缝毛刺的同时能够对焊缝进行热处理，能够显著提高管道焊缝质量及使用寿命的管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]本实用新型所述的管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，其特点是:包括底座、管道夹持机构、管道支撑架、环形轨道机构、等离子气刨枪机构和控制系统，其中所述管道夹持机构和管道支撑架均设置在底座上，且通过所述管道夹持机构夹紧管道一端的同时，通过所述管道支撑架对管道的另一端进行支撑，所述环形轨道机构用于套接在管道上并与管道连接固定，所述等离子气刨枪机构连接在环形轨道机构上并可沿环形轨道机构作圆周运动而用于焊缝毛刺的等离子去除及焊缝的热处理，所述控制系统与等离子气刨枪机构连接而用于控制等离子气刨枪机构工作。
[0007]为了使本实用新型的结构及操作简单，且对管道的夹持可靠，所述管道夹持机构包括固定连接在底座上的卡盘、按圆周等间隔地设置在卡盘上的三个卡槽及各卡槽内分别设置的且与卡盘可转动连接的一个夹持爪，通过转动卡盘上的三个夹持爪同时沿着卡槽运动而实现对管道的夹紧或松开。
[0008]为了使本实用新型能够满足不同长度管道的需求，从而实现对管道稳定的支撑，所述底座上平行地设置有二根导轨，所述管道支撑架上对应二根导轨的位置处分别设置有移动轮，所述管道支撑架通过所述移动轮与导轨的连接而位置可调地连接在底座上。而且，为了便于调节使用高度，所述管道支撑架包括与底座相连接的固定座、设置在固定座上的丝杆及可转动地连接在丝杆上的托架，其中所述托架的底部设置有用于调节托架沿丝杆旋转升降的升降调节手柄。
[0009]为了确保等离子气刨枪的稳定工作，所述环形轨道机构包括环形轨道及按圆周等间隔地排布在环形轨道上并分别通过圆螺母与环形轨道相连接的四个丝杆滑块机构，其中所述各丝杆滑块机构可分别通过旋转其上的丝杆而使其连接固定到管道上，且通过所述四个丝杆滑块机构与管道的连接固定而实现环形轨道的固定及定位。
[0010]为了使本实用新型能够满足不同直径管道的需求，所述环形轨道由两个半圆形轨道通过圆螺母连接而成。
[0011]为了便于等离子气刨枪的移动及调节，所述等离子气刨枪机构包括等离子气刨枪、与等离子气刨枪相连接并可用于调节等离子气刨枪使用角度的气刨枪夹具、与气刨枪夹具相连接的用于驱动等离子气刨枪沿管道轴向来回运动的曲柄滑块机构及与曲柄滑块机构相连接的用于带动等离子气刨枪沿环形轨道机构作圆周运动的行走小车。
[0012]为了便于进一步地对等离子气刨枪的使用位置进行调节，以提高等离子气刨枪使用位置的精准度，所述曲柄滑块机构与行走小车之间设置有用于实现等离子气刨枪沿管道径向微调的气刨枪径向微调机构及用于实现等离子气刨枪沿管道轴向微调的气刨枪轴向微调机构。
[0013]为了使行走小车的结构简单及稳定性好，能够很好地带动等离子气刨枪作圆周运动，所述行走小车包括与曲柄滑块机构相连接的安装座、可转动地连接在安装座上的四个行走轮及设置在安装座上的齿轮驱动机构，其中所述四个行走轮安装在环形轨道机构上设置的小车行走轨道上，所述齿轮驱动机构的主动齿轮与环形轨道机构上设置的环形齿条啮合连接并在驱动力的作用下而通过安装座带动等离子气刨枪沿小车行走轨道作圆周运动。
[0014]为了使本实用新型的操作及控制方便，且自动化程度高，所述控制系统包括行走小车控制单元及等离子气刨枪控制单元，所述行走小车控制单元将等离子气刨枪机构的运动圆周分为十六等份进行行走参数的变更，且在相邻两区变换中，通过直线过渡的修正方式进行变换;所述等离子气刨枪控制单元是通过调节电流、气体流量及电压来实现等离子气刨枪机构对焊缝毛刺的去除及焊缝的热处理。
[0015]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:
[0016]本实用新型的设备柔性好，采用一套系统就可以对不同管径的管道进行焊缝修整，不但对不同尺寸管道的适应性强，而且焊缝修整效果好，在清除焊缝毛刺的同时又能够对焊缝进行热处理，明显改善了焊缝的组织成分与力学性能，提高了焊缝的使用寿命，而且本实用新型的设备结构紧凑、使用安全方便，易实现整机小型化，应用范围广，可用于直径为200mm?400mm不同材质的金属管道上进行焊缝毛刺的清除及焊缝的热处理。
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的立体结构示意图。
[0019]图2为本实用新型所述管道夹持机构的结构示意图。
[0020]图3为本实用新型所述管道支撑架的结构示意图。
[0021 ]图4为本实用新型所述环形轨道机构的结构示意图。
[0022]图5为本实用新型所述等离子气刨枪机构的结构示意图。
[0023]图6为本实用新型所述行走小车的行走分区图。
【具体实施方式】
[0024]如图1-图6所示，本实用新型所述的管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，包括底座1、管道夹持机构2、管道支撑架3、环形轨道机构4、等离子气刨枪机构5和控制系统6，其中所述管道夹持机构2和管道支撑架3均设置在底座I上，且通过所述管道夹持机构2夹紧管道7—端的同时，通过所述管道支撑架3对管道7的另一端进行支撑，所述环形轨道机构4用于套接在管道7上并与管道7连接固定，所述等离子气刨枪机构5连接在环形轨道机构4上并可沿环形轨道机构4作圆周运动而用于焊缝毛刺的等离子去除及焊缝的热处理，所述控制系统6与等离子气刨枪机构5连接而用于控制等离子气刨枪机构5工作，所述底座I通过八个地脚螺栓与地面固定。
[0025]如图2所示，所述管道夹持机构2包括通过螺栓固定连接在底座I上的卡盘21、按圆周等间隔地设置在卡盘21上的三个卡槽22及各卡槽22内分别设置的且与卡盘21可转动连接的一个夹持爪23，工作时通过转动卡盘21上的三个夹持爪23同时沿着卡槽22运动而实现对管道7的夹紧或松开。
[0026]如图1所示，所述底座I上平行地设置有二根导轨8，所述的二根导轨8是通过螺栓安装在底座I上对应设置的二条导槽内，且所述管道支撑架3上对应二根导轨8的位置处分别设置有移动轮9，所述管道支撑架3通过所述移动轮9与导轨8的连接而位置可调地连接在底座I上，也就是说，所述管道支撑架3可通过移动轮9沿导轨8设定的方向而相对于底座I来回移动，从而实现管道支撑架3在底座I上使用位置的调节。
[0027]如图3所示，所述管道支撑架3包括与底座I相连接的固定座31、设置在固定座31上的丝杆32及可转动地连接在丝杆32上的托架33，其中所述托架33的底部设置有用于调节托架33沿丝杆32旋转升降的升降调节手柄34，而所述移动轮9是设置在固定座31的底部，也就是说，所述固定座31是通过其底部的移动轮9与底座I可活动连接。
[0028]如图4所示，所述环形轨道机构4包括环形轨道41及按圆周等间隔地排布在环形轨道41上并分别通过圆螺母与环形轨道41相连接的四个丝杆滑块机构42，其中所述环形轨道41由两个半圆形轨道通过圆螺母连接而成，因此所述环形轨道41可根据不同的管道直径进行调节，从而使本实用新型能够满足不同直径管道的需求。同时，所述各丝杆滑块机构42可分别通过旋转其上的丝杆而使其连接固定到管道7上，且通过所述四个丝杆滑块机构42与管道7的连接固定而实现环形轨道41的固定及定位。
[0029]如图5所示，所述等离子气刨枪机构5包括等离子气刨枪51、与等离子气刨枪51相连接并可用于调节等离子气刨枪51使用角度的气刨枪夹具52、与气刨枪夹具52相连接的用于驱动等离子气刨枪51沿管道7轴向来回运动的曲柄滑块机构53及与曲柄滑块机构53相连接的用于带动等离子气刨枪51沿环形轨道机构4作圆周运动的行走小车56。同时，所述行走小车56包括与曲柄滑块机构53相连接的安装座561、可转动地连接在安装座561上的四个行走轮562及设置在安装座561上的齿轮驱动机构，其中所述四个行走轮562安装在环形轨道机构4上设置的小车行走轨道43上，所述齿轮驱动机构的主动齿轮563与环形轨道机构4上设置的环形齿条44啮合连接并在驱动力的作用下而通过安装座561带动等离子气刨枪51沿小车行走轨道43作圆周运动，而所述主动齿轮563的驱动力是由齿轮驱动机构的马达提供，所述马达是安装固定在安装座561上。进一步地，为了提高等离子气刨枪51的使用精确度，可在所述曲柄滑块机构53与行走小车56之间设置有用于实现等离子气刨枪51沿管道7径向微调的气刨枪径向微调机构54及用于实现等离子气刨枪51沿管道7轴向微调的气刨枪轴向微调机构55。当本实用新型设置有气刨枪径向微调机构54和气刨枪轴向微调机构55时，行走小车56是依次经气刨枪轴向微调机构55和气刨枪径向微调机构54与曲柄滑块机构53相连接，工作时通过行走小车56带动气刨枪轴向微调机构55、气刨枪径向微调机构54、曲柄滑块机构53和气刨枪夹具52—起运动而带动等离子气刨枪51沿环形轨道41作圆周运动。
[0030]同时，所述控制系统6是设置在行走小车56的安装座561上，且所述控制系统6包括行走小车控制单元及等离子气刨枪控制单元。如图6所示，所述行走小车控制单元将等离子气刨枪机构5的运动圆周分为十六等份进行行走参数的变更，且在相邻两区变换中，通过直线过渡的修正方式进行变换。而所述等离子气刨枪控制单元是通过调节电流、气体流量及电压来实现等离子气刨枪机构5对焊缝毛刺的去除及焊缝的热处理。
[0031]本实用新型的工作过程如下:
[0032]首先通过手动将管道支撑架3的使用位置和高度以及管道夹持机构2的夹持直径调整到与相应的管道7大致一致;然后将管道7通过吊车置于管道夹持机构2和管道支撑架3上，并转动管道支撑架3的升降调节手柄34调节托架33而使管道7处于水平夹紧状态;然后将环形轨道41通过四个丝杆滑块机构42夹持在管道7上，并保证环形轨道41与管道7同心同轴;然后调整等离子气刨枪51的使用角度及与焊缝的距离，在不开等离子气刨枪51的情况下让行走小车56绕环形轨道41转一圈，调节行走小车56的速度、曲柄滑块机构53的摆动频率以及电流、气体流量、电压等工艺参数;然后启动本系统，使等离子气刨枪51在行走小车56的带动下绕环形轨道41作圆周运动，从而实现对管道闪光对焊焊缝毛刺的去除以及同时对焊缝的热处理。
[0033]本实用新型是通过实施例来描述的，但并不对本实用新型构成限制，参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本实用新型权利要求限定的范围之内。
【主权项】
1.一种管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，其特征在于:包括底座(I)、管道夹持机构(2)、管道支撑架(3)、环形轨道机构(4)、等离子气刨枪机构(5 )和控制系统(6 )，其中所述管道夹持机构(2)和管道支撑架(3)均设置在底座(I)上，且通过所述管道夹持机构(2)夹紧管道(7)—端的同时，通过所述管道支撑架(3)对管道(7)的另一端进行支撑，所述环形轨道机构(4)用于套接在管道(7)上并与管道(7)连接固定，所述等离子气刨枪机构(5)连接在环形轨道机构(4)上并可沿环形轨道机构(4)作圆周运动而用于焊缝毛刺的等离子去除及焊缝的热处理，所述控制系统(6)与等离子气刨枪机构(5)连接而用于控制等离子气刨枪机构(5)工作。2.根据权利要求1所述的管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，其特征在于:所述管道夹持机构(2)包括固定连接在底座(I)上的卡盘(21)、按圆周等间隔地设置在卡盘(21)上的三个卡槽(22)及各卡槽(22)内分别设置的且与卡盘(21)可转动连接的一个夹持爪(23)，通过转动卡盘(21)上的三个夹持爪(23)同时沿着卡槽(22)运动而实现对管道(7)的夹紧或松开。3.根据权利要求1所述的管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，其特征在于:所述底座(I)上平行地设置有二根导轨(8)，所述管道支撑架(3)上对应二根导轨(8)的位置处分别设置有移动轮(9)，所述管道支撑架(3)通过所述移动轮(9)与导轨(8)的连接而位置可调地连接在底座(I)上。4.根据权利要求1所述的管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，其特征在于:所述管道支撑架(3)包括与底座(I)相连接的固定座(31)、设置在固定座(31)上的丝杆(32)及可转动地连接在丝杆(32)上的托架(33)，其中所述托架(33)的底部设置有用于调节托架(33)沿丝杆(32)旋转升降的升降调节手柄(34)。5.根据权利要求1所述的管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，其特征在于:所述环形轨道机构(4)包括环形轨道(41)及按圆周等间隔地排布在环形轨道(41)上并分别通过圆螺母与环形轨道(41)相连接的四个丝杆滑块机构(42)，其中所述各丝杆滑块机构(42)可分别通过旋转其上的丝杆而使其连接固定到管道(7)上，且通过所述四个丝杆滑块机构(42)与管道(7)的连接固定而实现环形轨道(41)的固定及定位。6.根据权利要求5所述的管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，其特征在于:所述环形轨道(41)由两个半圆形轨道通过圆螺母连接而成。7.根据权利要求1所述的管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，其特征在于:所述等离子气刨枪机构(5)包括等离子气刨枪(51)、与等离子气刨枪(51)相连接并可用于调节等离子气刨枪(51)使用角度的气刨枪夹具(52)、与气刨枪夹具(52)相连接的用于驱动等离子气刨枪(51)沿管道(7)轴向来回运动的曲柄滑块机构(53)及与曲柄滑块机构(53)相连接的用于带动等离子气刨枪(51)沿环形轨道机构(4)作圆周运动的行走小车(56)。8.根据权利要求7所述的管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，其特征在于:所述曲柄滑块机构(53)与行走小车(56)之间设置有用于实现等离子气刨枪(51)沿管道(7)径向微调的气刨枪径向微调机构(54)及用于实现等离子气刨枪(51)沿管道(7)轴向微调的气刨枪轴向微调机构(55)。9.根据权利要求7所述的管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，其特征在于:所述行走小车(56 )包括与曲柄滑块机构(53 )相连接的安装座(561)、可转动地连接在安装座(561)上的四个行走轮(562)及设置在安装座(561)上的齿轮驱动机构，其中所述四个行走轮(562)安装在环形轨道机构(4)上设置的小车行走轨道(43)上，所述齿轮驱动机构的主动齿轮(563)与环形轨道机构(4)上设置的环形齿条(44)啮合连接并在驱动力的作用下而通过安装座(561)带动等离子气刨枪(51)沿小车行走轨道(43)作圆周运动。10.根据权利要求1所述的管外闪光对焊焊缝毛刺旋转式等离子去除系统，其特征在于:所述控制系统(6)包括行走小车控制单元及等离子气刨枪控制单元，所述行走小车控制单元将等离子气刨枪机构(5)的运动圆周分为十六等份进行行走参数的变更，且在相邻两区变换中，通过直线过渡的修正方式进行变换;所述等离子气刨枪控制单元是通过调节电流、气体流量及电压来实现等离子气刨枪机构(5)对焊缝毛刺的去除及焊缝的热处理。
【文档编号】B23K10/00GK205464765SQ201620263144
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】高世, 高世一, 刘丹, 徐丽萍, 郭春富, 张雪莹, 谭锦红
【申请人】广东省焊接技术研究所（广东省中乌研究院）