一种适用于水电站高强度压力钢管环缝焊接的预热装置的制作方法

本实用新型涉及一种适用于水电站高强度压力钢管环缝焊接的预热装置。

背景技术：

随着水电站的发展日趋成熟，目前国内涌现出一大批高水头常规水电站和抽水蓄能电站，在建的有乌东德水电站、白鹤滩水电站、绩溪抽水蓄能电站和金寨抽水蓄能电站，此类电站引水系统压力钢管承受的设计压力均较大，多采用600MPa和800MPa级别高强度钢，压力钢管壁厚最大约70mm，高强度钢有较大的低温冷裂纹敏感性，焊接时需对焊缝进行预热和后热。

为了减少安装现场的焊接量以及保障焊接质量，施工单位多采用在加工厂内将两个设计单节组成一个大的运输单元来进行安装，这就需要在加工厂内进行环焊缝的焊接，一般利用滚轮托架和转动压力钢管将环焊缝的全位置焊接转换为平焊位置的焊接，焊缝方法采用高效的埋弧自动焊。

高强钢和较厚的低合金钢环焊缝焊前应根据材料特性进行预热，目前，普遍采用手动预热的方法，作业人员手执喷火枪，将喷火枪的火焰对准环缝进行加热，这种方法对于少部分的小径压力钢管的预热效果较佳，但对于直径越大的压力钢管而言，其环缝跨度越大，预热效果存在很大的不均匀性，从而影响后续的焊接操作和焊接质量。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用于水电站高强度压力钢管环缝焊接的预热装置，可以对压力钢管环焊缝均匀加热，保障压力钢管的焊接质量。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种适用于水电站高强度压力钢管环缝焊接的预热装置，包括移动底座，在移动底座上安装有弧形架，在弧形架内设有一根弧形管，在弧形架上安装有一个用于驱动弧形管旋转的驱动机构，在弧形管内侧安装有多个均匀间隔排布的喷嘴，弧形管通过一根软管与一个乙炔瓶连接。

所述驱动机构包括动力部和导向部，

所述动力部包括安装在弧形管外侧的齿条、安装在弧形架上的传力齿轮和驱动电机，在驱动电机转轴上安装有驱动齿轮，齿条、传力齿轮和驱动齿轮依次啮合；

所述导向部包括两块分别固定在弧形管两侧的弧形板和固定安装在弧形架上的多组导向组件，弧形板在导向组件内移动，所述导向组件包括两块间隔设置导向块，在两块导向块相对端面上分别开设有一条弧形槽，所述弧形管位于两块导向块之间，弧形管两侧弧形板位于导向组件中的两条弧形槽内。

在所述移动底座上安装有一根立杆，在立杆上端固定有一个旋转接头，旋转接头连通的所述软管上。

还包括PLC控制器、安装在弧形架上端的第一接近开关和安装在弧形架下端的第二接近开关，第一接近开关和第二接近开关用于检测弧形管移动位置，第一接近开关和第二接近开关检测到的信号传输给PLC控制器，PLC控制器控制驱动电机。

本实用新型的有益效果是：由各喷嘴出水火焰对压力钢管环缝进而烧烤，并且在烧烤时，驱动机构驱动弧形管上下旋转，实现对压力钢管环缝的均匀加热，有效的避免了钢管环缝因局部温度过高而影响到焊接质量，并装置结构简单，便于制作和维修，成本低廉。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型的主视结构示意图，

图2为图1中A-A处的剖面结构示意图，

图3为本实用新型的局部放大结构示意图，

图4为本实用新型各电气件之间的连接关系示意图，

图5为本实用新型在使用的主视结构示意图，

图6为本实用新型在使用时的俯视结构示意图。

图中：弧形架1、弧形管2、驱动机构3、乙炔瓶4、移动底座5、十字架埋弧焊机7、钢管8、可调焊接滚筒架9、弯管11、喷嘴21、导向块31、弧形板32、驱动齿轮33、齿条34、驱动电机35、传力齿轮36、弧形槽37、软管41、旋转接头42、立杆43、第一接近开关61、第二接近开关62。

具体实施方式

如图1到4所示，一种适用于水电站高强度压力钢管环缝焊接的预热装置，包括移动底座5，在移动底座5上安装有弧形架1，在弧形架1内设有一根弧形管2，在弧形架1上安装有一个用于驱动弧形管2旋转的驱动机构3，在弧形管2内侧安装有多个均匀间隔排布的喷嘴21，弧形管2通过一根软管41与一个乙炔瓶4连接，弧形架1内侧面是由两根弯管11构成，各喷嘴21喷出的火焰从两根弯管11之间喷向压力钢管8。

所述驱动机构3包括动力部和导向部，

所述动力部包括安装在弧形管2外侧的齿条34、安装在弧形架1上的传力齿轮36和驱动电机35，在驱动电机35转轴上安装有驱动齿轮33，齿条34、传力齿轮36和驱动齿轮33依次啮合；驱动电机35启动后，由驱动齿轮33驱动传力齿轮36旋转，传力齿轮36驱动齿条34移动。

所述导向部包括两块分别固定在弧形管2两侧的弧形板32和固定安装在弧形架1上的多组导向组件，弧形板32在导向组件内移动，所述导向组件包括两块间隔设置导向块31，在两块导向块31相对端面上分别开设有一条弧形槽37，所述弧形管2位于两块导向块31之间，弧形管2两侧弧形板32位于导向组件中的两条弧形槽37内。

在所述移动底座5上安装有一根立杆43，在立杆43上端固定有一个旋转接头42，旋转接头42连通的所述软管41上。在弧形管2旋转时，软管41绕着旋转接头42旋转，以减小软管41扰动，延长软管41使用寿命。

还包括PLC控制器、安装在弧形架1上端的第一接近开关61和安装在弧形架1下端的第二接近开关62，第一接近开关61和第二接近开关62用于检测弧形管2移动位置，第一接近开关61和第二接近开关62检测到的信号传输给PLC控制器，PLC控制器控制驱动电机35。当弧形管2上端移动第一接近开关61的位置时，第一接近开关61将信号传输给PLC控制器，PLC控制器控制电机反转，使弧形管2向下旋转，当弧形管2旋转第一接近开关61的位置，PLC控制器控制电机正转，使弧形向上旋转，如此反复，实现弧形管2的自动上下转动。

本实用新型的使用方法为：如图5和6所示，在对压力钢管8环缝81进行预热时，可以使用两台预热装置，首先使用吊车将压力钢管8吊到各台可调焊接滚筒架9上，而后工人将两台预热装置推动到钢管环缝81两侧，将十字架埋弧焊机7移动到两台预热装置之间的环缝81上，在打开各个乙炔瓶4，点燃各个喷嘴21和启动各个驱动电机35，利用上下旋转的火焰对环缝81进行烧烤，同时也可以启动可调焊接滚筒架9使压力钢管8缓慢旋转，当温度达到预设温度后，通过十字架埋弧焊机7对环缝81进行焊接。