专利名称：异型断面波纹管自动焊接切割装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动焊接切割装置，特别是异形断面波纹管自动焊接切割装置。
背景技术：
在油田井口工程中，需要用到异型断面波纹管焊接，其焊接接头断面为8字型。该 异型断面波纹管经过预制后，需要在现场进行组对、焊接和检测。在一段接管的焊缝检测合 格后，再将已接管打入地下，然后再拼接下一段管，直到达到所需要的设计要求长度。目前这种异型断面的波纹管现场安装焊接主要存在以下问题坡口加工难度大。 由于试件为“8”字形波纹管，无法采用常规坡口加工设备进行坡口加工，采用手工方式加工 出来的坡口加工速度慢，坡口加工质量低。坡口组对误差大。“8”字形波纹管预制后，由于 其断面为异型断面，预制难度较大，无法保证均一性，同时由于难以保证坡口加工质量，增 加了坡口组对难度，现场组对误差大，难以达到焊接对坡口组对的误差要求。焊接质量和效 率难以满足现场安装作业需求。目前“8”字形波纹管的现场安装焊接采用手工焊，完成一 道坡口的焊接全过程需要4个多小时，效率较低，焊接质量不稳定，现场安装成本很高。为了克服异形断面波纹管现场安装焊接过程中存在的问题，设计一种全自动异型 断面波纹管坡口加工装置、现场全自动焊接装置，可以解决以上生产中的技术难点，在提高 焊接质量的同时使焊接效率得到成倍提高，并可节约生产成本，缩短生产周期。
发明内容根据背景技术所述，本实用新型的目的在于提供一种能对异型断面的波纹管通过 焊枪或割枪，在焊接工艺程序和切割工艺程序控制下，使焊枪或割枪能沿工件表面勻速运 行，并始终垂直工件表面实现自动焊接或自动切割的异型断面波纹管自动焊接切割装置。为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的—种异型断面波纹管自动焊接切割装置，主要由夹持环形导轨1，双向锁紧焊接/ 切割小车2，高低跟踪装置3和波纹管轮廓检测跟踪装置4组成，其中在管道全位置自动 焊接用快速拆装导轨11上设置液压机构12，凹型整形块13和导轨本体14构成夹持环形导 轨1，在焊接/切割小车2上设置双向锁紧机构，使其成为能双向锁紧的焊接/切割小车2， 并在其上与高低跟踪装置3连接，在高低跟踪装置3上设置含有高低调节控制电机和一个 压力检测传感器的高低跟踪模块31，还设置有高低滑块32 ；波纹管轮廓检测跟踪装置4与 焊接/切割小车2的高低跟踪模块31进行柔性连接33，该装置为微型四轮从动机构，在其 上设置夹持焊枪/割枪41的夹持机构42，并在其中设置有二维激光焊缝检测装置43，在波 纹管轮廓检测跟踪装置4尾部设置有与夹持机构42连接的摆动机构44，在微型轮45的小 轮上装有线速度检测绝对码盘46，在波纹管轮廓检测跟踪装置4的顶部还设置有与高低跟 踪模块31的连接机构47。由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优点和效果[0009]1、本实用新型机构精巧，焊接机构不仅能够满足波纹管的最小曲率要求，而且可 适应大曲率范围变化，即能够在曲率较小的弧面和曲率较大的弧面时都能够满足焊接工艺 对机构的要求；2、本实用新型在焊接中根据需要能够进行切割角度的二维调节，既能满足不同焊 道不同焊层对焊枪角度的调节要求，也能满足不同位置焊枪与弧面角度一致性的要求；3、本实用新型采用微型焊枪摆动机构，可满足现场横焊的焊接工艺需求；4、本实用新型结构紧凑、简单，造价低廉，使用维护和修理简易。
图1为本实用新型主要部分结构总体示意图图2为本实用新型波纹管轮廓检测跟踪装置结构示意图图3为本实用新型工作状态示意图
具体实施方式
本实用新型夹持环形导轨1的结构主体采用“管道全位置自动焊接用快速拆装道 轨”，专利号ZL200920105416. 4 ；双向锁紧焊接/切割小车2采用“带双向锁紧机构的焊接 小车”，专利号:ZL200920105419. 8。由图1、图2和图3示出，一种异型断面波纹管自动焊接切割装置，主要由夹持环形 导轨1，双向锁紧焊接/切割小车2，高低跟踪装置3和波纹管轮廓检测跟踪装置4组成，其 中在管道全位置自动焊接用快速拆装导轨11上设置液压机构12，凹型整形块13和凸型 整形块14构成夹持环形导轨1，在焊接/切割小车2上设置双向锁紧机构，使其成为能双向 锁紧的焊接/切割小车2，并在其上与高低跟踪装置3连接，在高低跟踪装置3上设置含有 高低调节控制电机和一个压力检测传感器的高低跟踪模块31，还设置有高低滑块32 ；波纹 管轮廓检测跟踪装置4与焊接/切割小车2的高低跟踪模块31进行柔性连接33，该装置 为微型四轮从动机构，在其上设置夹持焊枪/割枪41的夹持机构42，并在其中设置有二维 激光焊缝检测装置43，在波纹管轮廓检测跟踪装置4尾部设置有与夹持机构42连接的摆动 机构44，在微型轮45的小轮上装有线速度检测绝对码盘46，在波纹管轮廓检测跟踪装置4 的顶部还设置有与高低跟踪模块31的连接机构47。另知，波纹管轮廓检测跟踪装置4为一微型四轮从动机构，在此机构上有一微型 焊枪摆动机构44、焊枪/割枪夹持机构42、线速度检测绝对码盘46、二维激光焊缝检测装置 43等。波纹管轮廓检测跟踪装置4上的四个微型小轮紧贴波纹管表面行走，在微型小齿轮 上装有线速度检测绝对码盘46，通过该码盘可实时检测波纹管轮廓检测跟踪装置4的线速 度变化值。在该装置上的焊枪夹持机构42用于夹持焊枪或割枪，摆动机构44用于焊接时 的摆动方式控制。此外激光焊缝检测装置43用于焊接时检测焊缝6坡口位置，实现多层多 道焊接焊缝实时跟踪。波纹管轮廓检测跟踪装置4与焊接/切割小车2的高低跟踪模块31进行柔性连 接，在高低跟踪模块31上含高低调节控制电机和一个压力检测传感器，高低跟踪模块31通 过高低调节控制电机的作用将波纹管轮廓检测跟踪装置4紧密贴合在波纹管的表面，高低 跟踪压力检测传感器用于检测波纹管轮廓检测跟踪装置4与波纹管工件5表面之间的压力，通过高低调节控制电机的正反转来控制波纹管轮廓检测跟踪装置4与波纹管工件5表 面之间的压力，使两者之间的压力始终处于合理范围内，最终使波纹管轮廓检测跟踪装置 与波纹管工件5表面之间贴合紧密，运动灵活。 焊接与切割过程中，波纹管轮廓检测跟踪装置4夹持焊枪或割枪在波纹管表面运 动，压力检测装置配合高低跟踪模块31运动保证波纹管轮廓检测跟踪装置4始终与波纹管 表面贴合紧密，使焊枪始终垂直工件表面，在焊接/切割小车2的驱动下，配合相应的速度 控制算法和焊接/切割控制程序，沿着波纹管工件5勻速前进，实现焊接/切割作业。
权利要求一种异型断面波纹管自动焊接切割装置，主要由夹持环形导轨(1)，双向锁紧焊接/切割小车(2)，高低跟踪装置(3)和波纹管轮廓检测跟踪装置(4)组成，其特征在于在管道全位置自动焊接用快速拆装导轨(11)上设置液压机构(12)，凹型整形块(13)和导轨本体(14)构成夹持环形导轨(1)，在焊接/切割小车(2)上设置双向锁紧机构，使其成为能双向锁紧的焊接/切割小车(2)，并在其上与高低跟踪装置(3)连接，在高低跟踪装置(3)上设置含有高低调节控制电机和一个压力检测传感器的高低跟踪模块(31)，还设置有高低滑块(32)；波纹管轮廓检测跟踪装置(4)与焊接/切割小车(2)的高低跟踪模块(31)进行柔性连接(33)。
2.根据权利要求1所述的异型断面波纹管自动焊接切割装置，其特征在于所述的波 纹管轮廓检测跟踪装置(4)为微型四轮从动机构，其上设置夹持焊枪/割枪(41)的夹持机 构(42)，并在其中设置有二维激光焊缝检测装置(43)，在波纹管轮廓检测跟踪装置(4)尾 部设置有与夹持机构(42)连接的摆动机构(44)，在微型轮(45)的小齿轮上装有线速度检 测绝对码盘(46)，在波纹管轮廓检测跟踪装置(4)的顶部还设置有与高低跟踪模块(31)的 连接机构(47)。
专利摘要一种异型断面波纹管自动焊接切割装置，主要由夹持环形导轨(1)，双向锁紧焊接/切割小车(2)，高低跟踪装置(3)和波纹管轮廓检测跟踪装置(4)组成，其中，在焊接/切割小车(2)上连接有高低跟踪装置(3)，并在其上设置有高低跟踪模块(31)和高低滑块(32)；高低跟踪模块(31)与波纹管轮廓检测跟踪装置(4)进行柔性连接(33)，在波纹管轮廓检测跟踪装置(4)上设置有夹持机构(42)、二维激光焊缝检测装置(43)、摆动机构(44)和线速度检测绝对码盘(46)等。本实用新型结构紧凑、简单，造价低廉，使用维护和修理简易。
文档编号B23K37/00GK201744798SQ201020206308
公开日2011年2月16日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者刘鹏, 曾义金, 涂玉林, 牛新明, 胡彦峰, 薛龙, 邹勇, 陈天成, 陶兴华, 马开华 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院