一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置及焊接方法与流程

本发明涉及一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，本发明还涉及一种采用上述无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置焊接管子内或/外壁的方法。

背景技术：

在船舶海洋工程行业存在大量的管系结构，这些管系结构中相当部分需要将中厚板及薄板管子拼缝焊接在一起。

目前针对小孔径管子的内壁埋伏焊焊接方法一般选用co2气体保护焊焊接，人工钻进趴在里面焊接，使用co2焊接管子里面的烟雾及空气质量差，里面温度高，夏天天气热时无法在里面施工，出汗容易触电事故的发生，焊接环缝旋转时，送丝机构容易摔坏及砸伤施工人员及事故的发生。

针对大一点的管径内壁埋伏焊焊接方法一般选用伸臂式埋弧自动焊施工人员可蹲在里面焊接，人员在管子里面焊接，温度高，热，焊接环缝时脚踩的地方有时无法下脚，还要扫药剂，工人施工较难，使用埋弧焊接时，里面温度高，夏天天气热时无法在里面施工，出汗容易触电事故的发生，焊接管子外壁时，人员站在圆管上方容易滑倒及事故，地线容易打麻花扭断及导电不顺畅，引起焊接电流电压不稳定，埋弧自动焊大电流焊接参数大容易造成焊接变形，直接影响焊接质量。

目前的管子内、外壁埋伏焊焊接装置导电不稳定，烟雾大污染环境，容易造成安全事故，施工人员强度大，焊接质量不稳定，要求高的焊接质量无法使用。生产效率低，焊接电流电压较大，施工空间要求大，设备单一化，焊剂需要人工完成。

故此，现有的管子内、外壁埋伏焊焊接装置有待于进一步完善。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单，能焊接管子内、外壁的埋伏焊焊接装置；

本发明另一个目的是提供一种采用上述焊接装置焊接管子内壁的方法；

本发明的另一个目的是提供一种采用上述焊接装置焊接管子外壁的方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下方案：

一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，其特征在于：包括无轨驱动小车，在所述无轨驱动小车上设有能伸入管子内部的支撑横梁，在支撑横梁前端上设有支撑脚轮机构，在所述支撑横梁前端上由外侧向内侧依次分别设有吸焊剂头、焊接导电咀和焊剂输送管，在所述无轨驱动小车上设有焊剂输送机构，所述焊剂输送管与焊剂输送机构相连接，在所述无轨驱动小车上设有焊机，所述焊接导电咀与焊机相连接，在所述无轨驱动小车上设有能将焊丝送入焊接导电咀的送丝机构，在所述无轨驱动小车上设有焊剂回收机构，所述吸焊剂头与焊剂回收机构相连接，在所述无轨驱动小车前端设有能控制焊机、焊剂输送机构、送丝机构、焊剂回收机构工作的控制器，在所述支撑横梁端部上还设有摄像头，所述摄像头与控制器相连接。

如上所述的一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，其特征在于还包括有滚轮架，所述管子设置在滚轮架上，所述滚轮架一侧上设有接地装置，所述接地装置与焊机相连接。

如上所述的一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，其特征在于所述接地装置包括有间隔设置的两个x型导电支架，两个x型导电支架之间通过连接轴相连接，所述x型导电支架包括有两根中心相互铰接的导电支架杆，在两根所述导电支架杆之间设有拉簧，在所述导电支架杆上端设有紫铜导电轮，所述导电支架杆与焊机电连接。

如上所述的一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，其特征在于在所述无轨驱动小车后部上设有安装架，所述支撑横梁后端设置在安装架上，在所述安装架上设有能驱使支撑横梁上、下移动的调节机构。

如上所述的一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，其特征在于所述调节机构包括设置在无轨驱动小车后端上的支撑块，在所述支撑块上设有导向杆，所述支撑横梁活动套设在导向杆上，在所述安装架上设有调节气缸，所述调节气缸的气缸轴与支撑横梁相连接。

如上所述的一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，其特征在于在所述无轨驱动小车后部设有升降平台，在所述升降平台与无轨驱动小车之间设有能使升降平台上下移动的升降气缸。

如上所述的一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，其特征在于在所述支撑横梁前端设有支撑座，在所述支撑座内设有能相对支撑座上下调节高度的调节杆，所述支撑脚轮机构设置在调节杆下端。

如上所述的一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，其特征在于所述焊剂输送机构包括有蓄气罐，焊剂放置在蓄气罐内，在所述无轨驱动小车设有空压机，所述空压机的出气端与蓄气罐相连接，所述焊剂回收机构与蓄气罐相连接。

如上所述的一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，其特征在于所述的焊剂回收机构包括有焊锡回收系统，所述吸焊剂头通过吸管与焊锡回收系统相连接，在所述焊锡回收系统与蓄气罐之间设有带过滤网的焊剂漏斗。

如上所述的一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，其特征在于所述支撑脚轮机构包括有脚轮架，在所述脚轮架上设有调节螺孔，所述调节杆螺纹连接在调节螺孔内，在所述脚轮架下端设有脚轮，在所述脚轮外壁上设有弧形凹槽。

如上所述的一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，其特征在于在所述支撑横梁前端设有led灯。

本发明中在支撑横梁上设置两个支撑脚轮机构，在所述内侧的支撑脚轮机构的脚轮架上设置有感应开关，所述感应开关与控制器相连接。

本发明一种无轨快速管子内埋伏焊焊接方法，其特征在于包括以下步骤：

a、将管子放置在滚轮架上，并使管子外壁与接地装置上的紫铜导电轮相互导通；

b、驱动无轨驱动小车使支撑横梁伸入到管子的内腔，调节调节机构使支撑脚轮机构与管子内壁相接，并调节焊接导电咀至待焊接位置；

c、在控制器的控制面板上开启电源，使摄像头、空压机、焊机、焊丝输送机构、焊剂回收机构通电工作，根据摄像头检测到管子内部的焊接情况，驱动无轨驱动小车移动从而调节焊接位置，焊接过程控制焊剂回收机构回收多余的焊剂，使其重新输送蓄气罐中；

d、焊接完成后驱动无轨驱动小车使支撑横梁脱离管子，将管子在滚轮架上取出即可。

本发明一种无轨快速管子外壁埋伏焊焊接方法，其特征在于包括以下步骤：

a、将管子放置在滚轮架上，并使管子外壁与接地装置上的紫铜导电轮相互导通；

b、驱动无轨驱动小车使支撑横梁伸入到管子外壁需要焊接处，调节调节机构使支撑脚轮机构与管子外壁相接，并调节焊接导电咀至待焊接位置；

c、在控制器的控制面板上开启电源，使摄像头、滚轮架、空压机、焊机、焊丝输送机构、焊剂回收机构通电工作，滚轮架驱动管子转动过程控制焊接导电咀焊接，当摄像头检测到管子外部的焊接完成后，停止焊接；

d、驱动无轨驱动小车使支撑横梁远离管子，将管子在滚轮架上取出即可。

综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果是：

一、本发明无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置结构简单，带有监控系统及自动输送焊剂及回收系统，环保、焊接质量控制焊接变形首选的焊接设备，本结构可以推广船舶管道、海洋工程及水管管道，气管管道，更重要的还可推广不锈钢管道的焊接，焊丝为1.2-1.6焊丝，特别是300-1500的小管径最为突出效果，取代了传统小管径、大焊丝无法使用埋弧自动焊施工的做法的技术领域。

二、本发明中设置滚轮架用于支撑管子，当旋转滚轮架时，滚轮架上的滚轮与管内壁及外壁结合滚动，将输送焊剂调节及回收吸管调节，达到自动焊接效果，一具多用多功能的效果。

三、本发明中在支撑横梁前端设置有可电动调节高度的支撑座，通过视屏观看管内壁焊接时的适合高度，轻松调节控制焊咀高度，减少人员爬进管内调节，实现操作台自动化控制减少工人强度，增加生产效益。

四、本发明中接地装置装置，紫铜导电轮预管壁自动夹紧，不需人工搭设地线，安全防止过热引起火灾及烫伤人员的事故发生。

五、本发明中通过调节气缸高度，板拼缝及管道内、外拼缝及平面板拼缝都可实现埋弧自动焊焊接零件的焊缝。

六、本发明中设计同步两套送丝机构送丝，达到远距离小直径实心1.2/1.6毫米的焊丝输送顺畅效果，较远的双输送轮机构实现小电流/电压埋伏自动焊接技术，减少焊接过程中的焊接变形，解决大焊丝、电流/电压焊接过程中焊穿及变形的几大难题题。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为本发明另一角度的立体示意图；

图3为本发明的示意图；

图4为图3中a处的内部结构示意图；

图5为控制器中控制面板的结构示意图；

图6为本发明的接地装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1至6所示的一种无轨快速管子内、外壁埋伏焊焊接装置，包括无轨驱动小车1，在所述无轨驱动小车1上设有能伸入管子42内部的支撑横梁19，在支撑横梁19前端上设有支撑脚轮机构31，在所述支撑横梁19前端上由外侧向内侧依次分别设有吸焊剂头21、焊接导电咀25和焊剂输送管27，在所述无轨驱动小车1上设有焊剂输送机构100，所述焊剂输送管27与焊剂输送机构100相连接，在所述无轨驱动小车1上设有焊机3，所述焊接导电咀25与焊机3相连接，在所述无轨驱动小车1上设有能将焊丝送入焊接导电咀25的送丝机构4，在所述无轨驱动小车1上设有焊剂回收机构200，所述吸焊剂头21与焊剂回收机构200相连接，在所述无轨驱动小车1前端设有能控制焊机3、焊剂输送机构100、送丝机构4、焊剂回收机构200工作的控制器14，在所述支撑横梁19端部上还设有摄像头22，所述摄像头22与控制器14相连接。本发明中当需要进行管子内或外壁埋弧焊焊接时，驱动无轨驱动小车1将支撑横梁19前端伸入管子内部或伸入管子外壁的相应位置，通过摄像头22监控管子内部情况，调节支撑脚轮机构31的高度，使吸焊剂头21、焊接导电咀25和焊剂输送管27分别处于合适的位置，通过控制器14的控制面板操控焊机3、焊剂输送机构100、送丝机构4、焊剂回收机构200工作，结构简单，使用方便，能大大降低施工人员强度，有效保证焊接质量。本发明中焊机可旋转90度完成管子内、外壁环缝焊接工作。本发明焊接装置能快速将厚、中、薄板厚管子的环型及纵向焊缝都可焊接，并达到一级焊缝要求，无需施工人员钻进管内壁施焊，带有监控系统及自动输送焊剂及回收系统，环保、焊接质量好，目前控制焊接变形是小直径焊丝埋弧最好的方法之一。

本发明中还包括有滚轮架43，所述管子42设置在滚轮架43上，所述滚轮架43一侧上设有接地装置44，所述接地装置44与焊机3相连接。本发明中当需要进行外壁埋伏焊焊接时，控制滚轮架43转动，焊接导电咀25便能自动完成一周的焊接，方便快捷，焊接质量可靠。

本发明中所述接地装置44包括有间隔设置的两个x型导电支架441，两个x型导电支架441之间通过连接轴442相连接，所述x型导电支架441包括有两根中心相互铰接的导电支架杆443，在两根所述导电支架杆443之间设有拉簧444，在所述导电支架杆443上端设有紫铜导电轮445，所述导电支架杆443与焊机3电连接。本发明中在导电支架杆上端间隔设置有两个紫铜导电轮，两侧x型导电支架上端设置有四个紫铜导电轮，由四个紫铜导电轮供给焊接管子中的电流及电压的回路，加上拉簧具有拉紧滚动的紫铜导电轮的功效，管子滚动时起到更加稳定输送回路，而且可以利用管子的自重来实行自动脱离及夹紧功能。

本发明中在所述无轨驱动小车1后部上设有安装架10，所述支撑横梁19后端设置在安装架10上，在所述安装架10上设有能驱使支撑横梁19上、下移动的调节机构300。其中所述调节机构300包括设置在无轨驱动小车1后端上的支撑块301，在所述支撑块301上设有导向杆42，所述支撑横梁19活动套设在导向杆42上，在所述安装架10上设有调节气缸9，所述调节气缸9的气缸轴与支撑横梁19相连接。本发明中可以通过控制调节气缸9使支撑横梁19整体上下平移，从而使支撑横梁19前端的吸焊剂头21、焊接导电咀25和焊剂输送管27分别处于合适的位置。

本发明中在所述无轨驱动小车1后部设有升降平台11，在所述升降平台11与无轨驱动小车1之间设有能使升降平台11上下移动的升降气缸90。本发明中当需要进行管子外壁埋弧焊时，控制升降气缸90使升降平台11上升至合适的高度，此时支撑横梁19位于管子上方，调节方便。

本发明中在所述支撑横梁19前端设有支撑座32，在所述支撑座32内设有能相对支撑座32上下调节高度的调节杆23，所述支撑脚轮机构31设置在调节杆23下端。本发明中在支撑横梁19前端间隔设置有两个支撑座32，分别为前支撑座和后支撑座，在前支撑座和后支撑座上分别设置调节杆和支撑脚轮机构，在每个支撑脚轮机构前端分别设置一个摄像头。在前端支撑脚轮机构的脚轮外壁上设有弧形凹槽，当焊接纵缝时，弧形凹槽卡接在焊接轨迹上，起到导向的作用。

本发明中所述焊剂输送机构100包括有蓄气罐5，焊剂放置在蓄气罐5内，在所述无轨驱动小车1设有空压机2，所述空压机2的出气端与蓄气罐5相连接，所述焊剂回收机构200与蓄气罐5相连接。本发明中当空压机2工作，向蓄气罐5加压供气，焊剂输送管上的开关打开时，蓄气罐5内的空气相焊剂输送管出口端移动，移动过程中蓄气罐5内的焊剂跟随一起向输送管出口端移动，从而实现送焊剂。

本发明中所述的焊剂回收机构200包括有焊锡回收系统7，所述吸焊剂头21通过吸管与焊锡回收系统7相连接，在所述焊锡回收系统7与蓄气罐5之间设有带过滤网的焊剂漏斗6。本发明中所述的焊锡回收系统7包括有焊锡回收罐，在所述焊锡回收罐与抽真空机相连接。本发明中在焊剂漏斗6与蓄气罐5之间设置有控制阀，在焊锡回收系统7与焊剂漏斗6之间设有控制阀。

本发明中所述支撑脚轮机构31包括有脚轮架24，在所述脚轮架24上设有调节螺孔34，所述调节杆23螺纹连接在调节螺孔34内，在所述脚轮架24下端设有脚轮33，在所述脚轮33外壁上设有弧形凹槽。

本发明中在所述支撑横梁19前端设有led灯20。led灯20为管子内部提供足够的亮度，以便摄像头能清晰拍摄到管子内部的情况，便于操作人员操作。

本发明中在支撑横梁19上设置两个支撑脚轮机构31，在所述内侧的支撑脚轮机构31的脚轮架24上设置有感应开关28，所述感应开关与控制器相连接。

本发明一种无轨快速管子内埋伏焊焊接方法，包括以下步骤：

a、将管子42放置在滚轮架43上，并使管子42外壁与接地装置44上的紫铜导电轮445相互导通；

b、驱动无轨驱动小车1使支撑横梁19伸入到管子42的内腔，调节调节机构使支撑脚轮机构31与管子42内壁相接，并调节焊接导电咀25至待焊接位置；

c、在控制器14的控制面板上开启电源，使摄像头、空压机、焊机、焊丝输送机构、焊剂回收机构通电工作，根据摄像头检测到管子内部的焊接情况，驱动无轨驱动小车1移动从而调节焊接位置，焊接过程控制焊剂回收机构200回收多余的焊剂，使其重新输送蓄气罐5中；

d、焊接完成后驱动无轨驱动小车使支撑横梁19脱离管子，将管子42在滚轮架上取出即可。

本发明一种无轨快速管子外壁埋伏焊焊接方法，包括以下步骤：

a、将管子42放置在滚轮架43上，并使管子42外壁与接地装置44上的紫铜导电轮445相互导通；

b、驱动无轨驱动小车1使支撑横梁19伸入到管子42外壁需要焊接处，调节调节机构使支撑脚轮机构31与管子42外壁相接，并调节焊接导电咀25至待焊接位置；

c、在控制器14的控制面板上开启电源，使摄像头、滚轮架43、空压机、焊机、焊丝输送机构、焊剂回收机构通电工作，滚轮架43驱动管子转动过程控制焊接导电咀25焊接，当摄像头检测到管子外部的焊接完成后，停止焊接；

d、驱动无轨驱动小车使支撑横梁19远离管子，将管子42在滚轮架上取出即可。

本发明中需要对管子内壁和外壁进行埋弧焊焊接的话，根据上述两种方法进行即可。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。

对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。