一种压力容器封头半自动切割和焊接组合工装的制作方法
【专利摘要】一种压力容器封头半自动切割和焊接组合工装，包括便携式等离子切割机、自动埋弧焊机，所述便携式等离子切割机安装在可行走的龙门架上，便携式等离子切割机一端设有手动调高杆，手动调高杆上设有等离子割枪、弧压自动调高器，压力容器封头设置在封头装夹和转动的切割平台上；自动埋弧焊机设置在旋臂操作机上，压力容器封头设置在可旋转和翻转的焊接平台上。解决了封头与配装零件焊缝成形质量差、尺寸精度及复现性差的问题,具有焊接、装配生产效率高的特点。
【专利说明】一种压力容器封头半自动切割和焊接组合工装
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种压力容器封头半自动切割和焊接组合工装。
【背景技术】
[0002]罐式集装箱是一种为运输食品、药品、化工原料等液体货物而制造的特殊集装箱。其结构是在一个ISO型集装箱框架内固定一个压力容器罐体，具有质量轻、强度大、运输效率高和安全高效等特点，适合于海路、公路、铁路的“门到门”运输。为使罐式集装箱内的罐体直径最大化，充装更多的介质，以及外观更加紧凑美观，因此将罐体上人孔、气相及液相出口、压力表及温度计接口均设计在罐体的前封头上，但由于封头特殊的曲面形状，现行的加工方式难度较大，加工质量难以保证，使得封头部件制造成为其生产和质量的瓶颈，主要体现在以下几个方面:
[0003]1、封头边缘的一组孔，其孔中心轴线与封头轴线平行，属于零件相贯中偏交类型，法线方向视图表现出的是一根封闭的样条曲线，同时曲线所在的面为双向曲面，开孔划线时只能通过近似展开放样并制作划线样板，划线误差较大。
[0004]2、开孔位于封头曲面变化剧烈区的附近，相贯线高低落差大、板厚变化大。
[0005]3、开孔切割方向为封头轴线方向，角度不好掌握，采用传统的手工切割方法难度大，且切割方向误差很大，不利于下道装配工序。
[0006]4、开孔后的坡口角度变化范围大，且角度值难以保证，需要通过试装的方式进一步修正坡口角度，严重影响焊接质量和外观成型。
[0007]5、坡口制备质量低下，无法实现机械化半自动焊，难以提高生产率。
实用新型内容
[0008]本实用新型其目的就在于提供一种压力容器封头半自动切割和焊接组合工装，解决了封头与配装零件焊缝成形质量差、尺寸精度及复现性差的问题，具有焊接、装配生产效率高的特点。
[0009]实现上述目的而采取的技术方案，包括便携式等离子切割机、自动埋弧焊机，所述便携式等离子切割机安装在可行走的龙门架上，便携式等离子切割机一端设有手动调高杆，手动调高杆上设有等离子割枪、弧压自动调高器，压力容器封头设置在封头装夹和转动的切割平台上；自动埋弧焊机设置在旋臂操作机上，压力容器封头设置在可旋转和翻转的焊接平台上。
[0010]与现有技术相比本实用新型具有以下优点。
[0011]1、本装置切割系统采用便携式数控切割机加装可移动的龙门架和平面回转平台，一次装夹可完成封头上所有开孔的焊接坡口制备，孔阵坐标误差小于0.5mm,圆度尺寸公差为+1_，提高了切割尺寸精度和切割面光洁度，工效提高了 4倍；
[0012]2、埋弧自动焊平台采用旋臂操作架配合焊接变位机实现人孔与封头的角焊缝船形焊位置，利用人孔内圆作为定位，定位基准与工作基准统一，避免了重复找正，在焊接过程中的焊接轨迹非常准确，焊接质量也得到大幅度提高，相比焊条电弧焊焊接人孔焊缝从2个工作日缩短到55分钟。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
[0014]图1为本装置中半自动切割平台结构示意图；
[0015]图2为本装置中半自动焊接内侧焊状态示意图；
[0016]图3为本装置中半自动焊接外侧焊状态示意图。
【具体实施方式】
[0017]本装置包括便携式等离子切割机2、自动埋弧焊机8，所述便携式等离子切割机2安装在可行走的龙门架I上，便携式等离子切割机2 —端设有手动调高杆5，手动调高杆5上设有等离子割枪3、弧压自动调高器4，压力容器封头6设置在封头装夹和转动的切割平台7上，如图1所示；自动埋弧焊机8设置在旋臂操作机10上，压力容器封头6设置在可旋转和翻转的焊接平台9上，如图2、3所示。
[0018]1、半自动切割平台结构说明，如图1所示。
[0019]龙门架上搭载便携式等离子切割机，采用方钢管结构，底部安装脚轮，使其在纵向移动时提供稳固的载体，切割机轨道安装在龙门横梁上，可实现切割机的横向移动。
[0020]便携式等离子切割机作为切割主机，X-Y两个方向数控驱动，在4X2米的范围内通过编程完成各种形状轨迹的自动运行。封头装夹定位后，移动龙门架，调整切割机位置，使割枪对准封头中心，设置封头中心为坐标原点，运行编程即可完成切割作业。
[0021]等离子割枪(配等离子电源)采用机用等离子电源及直柄机用割枪，可以按封头度厚及材料种类选择割枪的规格和冷却方式。割枪安装弧压调高器和手动调高杆上，再安装在等离子纵向臂上，切割前在手动调高杆上调节割枪到位，切割过程中割枪的高度由弧压调高器驱动，实现上下方向的跟踪，使割枪与封头间的距离保持不变。
[0022]弧压自动调高器作为弧压反馈的执行部件，保证等离子割枪起弧后在切割过程及切割结束后割枪的高度位置满足要求。切割前将所述5手动调高杆调整到合适位置，然后调光器会自动触碰工件并自动计算后抬高到设定的高度，完成切割后，驱动割枪自动提升。
[0023]手动调高杆作为粗调连接件，实现切割前割枪位置的调整。该装置通过微型齿轮和齿条运动，将手工扭转手柄带动齿轮的转动转换为调高杆的上下运动，实现高度粗调。
[0024]切割平台作为封头装夹和转动的主要部件，承担了封头运动的主要功能。该部件能快速启动和停止，并在一定的范围内无极调速。通过封头的回转，再将割枪调整到合适的角度，可以制备中心孔的焊接坡口。
[0025]2、半自动焊接平台结构说明，如图2、3所示。
[0026]旋臂操作机上搭载自动埋弧焊机，可提供三维空间内自由移动的搭载体。操作机附带横臂升降、伸缩和旋转等动作，所有动作均采用电动机驱动，可以很方便地定点和定位。
[0027]焊接平台作为封头装夹的部件，承担了封头旋转和翻转运动的主要功能。旋转运动用于封头与焊机之间产生匀速的相对运动，实现半自动焊接；翻转运动用于焊缝所处位置的调整，使焊缝处于保证焊接质量的平焊或船型焊位置。
[0028]自动埋弧焊机作为焊接工序的主要部件，需要在操作空间较为狭窄的封头凹面上工作，可在X-Y-Z三个方向上自由调节且能绕X、Y两轴旋转。焊接电源应选择软开关控制逆变波形电源，这种电源相比普通埋弧焊电源更省电、焊接过程更平稳、对网路电压的反映更小、在更低的线能量下熔深更大的优点。
【权利要求】
1.一种压力容器封头半自动切割和焊接组合工装，包括便携式等离子切割机(2)、自动埋弧焊机(8)，其特征在于，所述便携式等离子切割机(2)安装在可行走的龙门架(I)上，便携式等离子切割机(2)—端设有手动调高杆(5)，手动调高杆(5)上设有等离子割枪(3)、弧压自动调高器(4)，压力容器封头(6)设置在封头装夹和转动的切割平台(7)上；自动埋弧焊机(8)设置在旋臂操作机(10)上，压力容器封头(6)设置在可旋转和翻转的焊接平台(9)上。
【文档编号】B23K28/02GK203437824SQ201320535520
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】鲁贞华, 蒋六保 申请人:江西制氧机有限公司