一种超长管法兰弯管焊接装置及加工工艺的制作方法

本发明涉及油管加工技术领域，特别涉及一种超长管法兰弯管焊接装置及加工工艺。

背景技术：

超长油管是液压传递系统中不可或缺的重要辅助件，其性能的好坏与整个液压系统能否正常高效运行息息相关；随着工程机械行业主机厂商技术提升，油管整体长度不断加长，对油管生产制造造成很大障碍。

目前对于超长油管的常规加工工艺为下料-弯管-立式焊接-磷化，但是由于油管的诸多特点(长度大、折弯多、形状不规则、管体重)等原因，导致产品在焊接过程中，需要使用行车吊装搬运移动，并辅助人工配合，一方面增加了工人的劳动强度，另一方面降低了焊接效率，并且油管在折弯后，导其端部法兰焊接稳定性差，焊接质量存在隐患；此外，在焊接完后，油管不利于摆放，装框效率低下，在油管的折弯处内部由于有积液，导致弯管易发生锈蚀，影响内部清洁度。因此，有必要对现有的油管焊接装置和加工工艺进行改进。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种降低工人工作量、提高焊接效率和精度并且有利于清洁的超长管法兰弯管焊接装置及加工工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供一种超长管法兰弯管焊接装置：包括基座，所述基座上相对滑动有固定法兰座和转动法兰座，所述固定法兰座和所述转动法兰座上对应安装有正对的固定法兰和转动法兰；所述转动法兰座上安装有驱动转动法兰转动的转动电机。

上述技术方案的焊接装置在使用时，将固定法兰和转动法兰分别安装在固定法兰座和转动法兰座上，而后将直管状态的油管一端与固定法兰进行焊接固定，转动电机启动，调节转动法兰的角度，之后调节固定法兰座和转动法兰座之间的距离，使转动法兰座上的转动法兰套在油管未焊接的一端，再将油管与转动法兰进行焊接固定。由于油管在直管状态下进行焊接，不仅操作方便，有利于提高焊接效率和焊接精度，焊接质量更稳定，焊接成型状态好，彻底解决了弯管后立式焊接工件旋转重心造成焊接装夹困难、拼装焊接不同轴等问题，而且无需额外人工辅助，降低工人工作量；在焊接完成后，油管仍处于直管状态，因此，有利于产品的酸洗、磷化等后处理工序，并且管内清理后无积液，防止油管发生锈蚀。

优选的，所述转动法兰座表面转动设置有转盘，所述转动电机与所述转盘驱动连接；所述转盘表面安装有转动法兰定位柱，所述转动法兰定位柱与转动法兰配合定位。

通过采用上述技术方案，利用转动法兰定位柱方便将转动法兰固定安装在转盘上，由转动电机驱动，带动转盘转动，从而调节转动法兰的角度。

优选的，所述转盘上开设有两个转动槽，所述转动槽滑动配合有转动用滑块；所述转动法兰定位柱有两个且与所述转动用滑块一一对应固定连接。

通过采用上述技术方案，利用两个转动用滑块在两个转动槽中滑动，从而带动转动法兰定位柱移动，根据转动法兰的型号调节两个转动法兰定位柱之间的距离，使转动法兰的螺栓孔能够套在两个转动法兰定位柱上，从而完成转动法兰的固定。

优选的，所述转盘的外缘连接有两个电动推杆，所述电动推杆与所述转动用滑块一一对应；所述电动推杆包括驱动电机、丝杆和移动块，所述驱动电机与所述转盘固定连接且与所述丝杠驱动连接，所述移动块与所述丝杆螺纹配合且通过滑杆与所述转动用滑块固定连接。

通过采用上述技术方案，在调节转动法兰定位柱的距离位置时，电动推杆启动，驱动电机运行，驱动丝杆旋转，丝杆通过螺纹配合带动移动块沿着丝杆的轴线移动，进而通过滑杆驱动转动用滑块在转动槽中滑动，从而带动转动法兰定位柱移动。

优选的，所述转动槽为t形槽。

通过采用上述技术方案，有利于实现转动用滑块在转动槽中的稳定转动，防止转动用滑块脱离转动槽。

优选的，所述固定法兰座包括相连接的底盘和固定盘；所述固定盘表面安装有固定法兰定位柱，所述固定法兰定位柱与固定法兰配合定位；所述底盘与所述基座滑动配合。

通过采用上述技术方案，将固定法兰的螺栓孔套在固定法兰定位柱上，以实现固定法兰在固定盘上的安装，通过底盘在底座上滑动，便于根据油管的长度调节固定法兰和转动法兰之间的距离，从而方便油管与转动法兰的拼装焊接。

优选的，所述固定盘上开设有两个固定槽，所述固定槽贯穿所述固定盘的侧面，所述固定槽滑动配合有固定用滑块，所述固定用滑块与所述固定法兰定位柱固定连接。

通过采用上述技术方案，利用固定用滑块在固定槽中滑动，改变固定法兰定位柱的位置，从而根据法兰的型号调节两个固定法兰定位柱之间的距离，以便固定法兰安装时其螺栓孔能够套在两个固定法兰定位柱上。

优选的，所述固定槽为t形槽。

通过采用上述技术方案，防止固定用滑块脱离固定槽，如此实现了固定用滑块在固定槽中的稳定滑动。

优选的，所述底盘的两侧正对设置有导向槽，两个所述导向槽分别与所述基座的两侧滑动配合。

通过采用上述技术方案，利用导向槽与基座侧边的滑动配合，实现固定法兰座的位置改变，以便根据油管长度调节固定法兰座和转动法兰座之间的距离。

优选的，所述底盘上并排设置有两个凸条，所述凸条的延伸方向与所述导向槽的延伸方向一致，所述凸条的横截面为l形，两个所述凸条相对或者相背设置，所述固定盘上设置有两个凹口，所述凹口与所述凸条相适配。

通过采用上述技术方案，利用固定盘上的凹口与底盘上凸条的适配关系，使得固定盘可在底盘上滑动，进而根据油管的长度对固定盘的位置精确调整，从而精确控制固定盘上固定法兰与转动法兰之间的间距。

优选的，还包括平移组件，所述平移组件与所述底盘驱动连接。

通过采用上述技术方案，利用平移组件驱动固定法兰座的移动，使固定法兰和转动法兰的距离调节更方便。

优选的，所述基座水平设置，所述转动法兰座设置于所述基座的上方；所述平移组件包括旋转电机、主动齿轮、从动齿轮、链条和导向齿轮；所述旋转电机固定于所述基座的一端，所述旋转电机的输出端与所述主动齿轮驱动连接；所述链条为履带状；所述从动齿轮和所述主动齿轮分别位于所述链条的内侧两端，所述导向齿轮转动设置于所述基座的下方且与所述链条连接；所述链条的上下两层分别位于所述基座的上方和下方，所述固定法兰座与所述链条的上层连接，所述导向齿轮与所述链条的下层连接。

通过采用上述技术方案，调节固定法兰座和转动法兰座之间的距离时，旋转电机启动，带动主动齿轮旋转，作用在履带状的链条上，使得链条在从动齿轮和导向齿轮作用下转动，带动基座上方的底盘移动，从而改变固定法兰座上固定法兰与转动法兰座上转动法兰之间的距离。

优选的，所述基座上还设置有至少两个油管支撑件，所述油管支撑件沿着两个所述固定法兰座的相对滑动方向设置。

通过采用上述技术方案，利用油管支撑件对超长管油管两端之间的部位进行支撑，使油管保持水平的角度，方便油管与两端的固定法兰和转动法兰进行焊接。

优选的，所述基座上开设有条形滑口，所述条形滑口的延伸方向与所述油管支撑件的分布方向一致；所述油管支撑件包括与所述条形口滑动配合的滑动轴和固定于滑动轴上方的支撑凸柱，所述支撑凸柱顶端的两侧固定连接有限位杆，所述限位杆的轴线方向与所述滑动轴的轴线方向一致。

通过采用上述技术方案，在利用油管支撑件对水平放置的油管进行支撑时，将油管置于支撑凸柱的顶部，利用两个限位杆防止油管脱离支撑凸柱，支撑凸柱的下方，通过滑动轴在条形滑口内滑动，方便根据油管的长度调节油管支撑件的支撑位置。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种超长管法兰先焊后弯管加工工艺，包括以下步骤：

步骤1，下料，将直管状态的油管搬运至加工现场；

步骤2，卧式焊接，将油管调整至水平角度后进行焊接处理，具体为：

步骤2.1：固定，将油管的一端与位置固定的固定法兰焊接；

步骤2.2：调节，通过转动电机调节转盘旋转至预定角度；通过两个电动推杆调节两个转动用滑块在两个转动槽滑动位置，此时两个转动法兰定位柱调整至预定位置；将转动法兰与两个转动法兰定位柱配合定位连接；

步骤2.3：拼装，通过旋转电机驱动固定法兰座移动，油管在固定法兰座带动下，未焊接一端与转动法兰配合接触；

步骤2.4：点焊定位，将未焊接一端与转动法兰电焊固定；

步骤2.5：焊接，通过焊机将未焊接一端外缘与转动法兰外缘一圈焊接；

步骤3，弯管，通过冷煨或者热推对直管状态的油管进行弯曲处理。

上述技术方案的加工工艺中，在油管处于直管状态下，先将固定法兰的位置固定，再将油管的一端与该固定法兰焊接，而后调整转动法兰的角度，再调节固定法兰与转动法兰的距离，实现转动法兰与油管另一端的拼装后，再将油管与转动法兰进行固定焊接。由于油管在直管状态下进行焊接处理，不仅提高了焊接效率和焊接精度，保证焊接质量，而且无需额外人工配合，减轻工人工作量，并且直管状态下焊接完成的油管方便酸洗和磷化，避免油管锈蚀。

优选的，在步骤2.5和步骤3之间，还包括以下步骤：

步骤2.6，磷化，通过化学和电化学反应在油管表面形成磷化膜。

通过采用上述技术方案，实现对油管的磷化处理，在油管上形成磷化模，起到对油管的保护，加强油管的抗腐蚀能力。

综上所述，本发明一种超长管法兰弯管焊接装置及加工工艺与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.油管在直管状态下拼接焊装，操作便捷，大幅度提高了加工效率；

2.法兰预先调整角度再进行焊接，提高了焊接精度，保证焊接质量，焊缝成型状态好，彻底解决了弯管后立式焊接工件旋转重心变动造成焊接装夹困难、拼装焊接不同轴等问题；

3.无需额外人工辅助，从而降低了工人工作量；

4.直管状态下的油管酸洗、磷化处理效率更高，质量更好，管内无积液，避免油管锈蚀；

5.超长管法兰先焊后弯管，产品定位精度更高，尺寸更精确稳定。

附图说明

图1是现有技术中先弯管后焊接中的状态图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明的结构示意图；

图4是图3的a部放大图；

图5是图3的b部放大图；

图6是图3的c部放大图；

图7是本发明法兰固定座与固定法兰的装配示意图；

图8是图7的d部放大图；

图9是本发明法兰调节件、转动组件与法兰的装配示意图；

图10是本发明转盘的结构示意图；

图11是图10的e部放大图；

图12是本发明电动推杆的装配示意图；

图13是本发明油管支撑件的结构示意图；

图14是本发明的工艺流程图；

图15是本发明卧式焊接工艺的工艺流程图；

图中：1.基座，2.固定法兰座，21.底盘，21-1.导向槽，21-2.凸条，22.固定盘，22-1.固定槽，22-2.凹口，23.固定法兰定位柱，24.固定用滑块，3.转动法兰座，31.转动电机，32.转盘，32-1.转动槽，33.转动用滑块，34.转动法兰定位柱，35.电动推杆，351.驱动电机，352.丝杆，353.移动块，354.滑杆，4.平移组件，41.旋转电机，42.主动齿轮，43.从动齿轮，44.链条，45.导向齿轮，5.油管支撑件，51.滑动轴，52.支撑凸柱，53.限位杆,6.固定法兰，7.转动法兰，8.油管,9.夹具。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，现有技术中在对超长油管8进行焊接加工时，首先相对油管8进行弯管处理，将油管8弯曲成具有多个折弯处的不规则形状，在油管8的一端焊接法兰后，通过行车(图中未示出)将油管8起吊搬运，油管8未焊接法兰的一端朝下，调整油管8的角度位置，并通过各种夹具9夹持固定油管8的角度位置，防止焊接过程中油管8晃动偏移，影响焊接精度，而后通过计算调整油管8下方法兰的高度及角度位置，将法兰与油管8未焊接的一端进行固定焊接。由于油管8整体长度大，折弯多，采用先弯管后焊接的方式进行加工，在调整油管8角度和位置时占据较多的作业空间，操作极为不便；且油管8重量大，需要借助行车等搬运设备，而且还需要根据油管8的形状，控制夹具9的固定位置，因此需要额外人工配合辅助，加重工人工作量的同时，降低了油管8的焊接效率；此外油管8折弯次数多，在焊接另一端法兰时，焊接精度低，难以保证加工质量。

如图2和图3所示，本发明的一种超长管法兰弯管焊接装置包括基座1、平移组件4和转动组件5，基座1水平设置，基座1的上方设置有法兰固定件2和法兰转动件3，平移组件4与法兰固定件2连接，转动组件5与法兰转动件3连接，基座1上还设置有三个油管支撑件5，三个油管支撑件5沿着基座1的长边方向分布设置。

包括水平设置的基座1，基座1上连接有固定法兰座2和转动法兰座3，固定法兰座2和转动法兰座3上对应安装有正对的固定法兰6和转动法兰7；转动法兰座3固定于基座1上且安装有驱动转动法兰7转动的转动电机31；基座1上还连接有平移组件4，平移组件4驱动固定法兰座2移动。

该焊接装置使用时，将固定法兰6安装于固定法兰座2上，转动法兰7安装于转动法兰座3上，转动电机31启动，带动转动法兰7转动，调节其角度位置；而后将直管状态的油管8水平放置在油管支撑件6上，将油管8的一端与固定法兰6进行拼装焊接后，平移组件4启动，带动固定法兰座2移动，调整固定法兰6与转动法兰7的距离使其与油管8匹配后，将转动法兰7与油管8进行拼装焊接。由于油管8在直管状态下进行焊接，操作便捷，无需额外人工配合，减轻工人工作量，并且在焊接前预先通过转动电机31调整一个转动法兰7的角度，保证了焊接质量和焊接精度；在焊接完成后，取下油管8，对其他油管8装配时，由于转盘32已经通过转动电机31预先调整了角度位置，因此无需再调整下一个油管8焊接时其端部转动法兰7的角度位置，工人可直接将转动法兰7固定安装在转盘32上，减轻工人工作量的同时，有利于提高焊接效率；此外，焊接完成的油管8仍处于直管状态，方便酸洗和磷化处理，并且油管8内不会残留有积液而导致油管8内部锈蚀。

需要说明的是，该实施例中平移组件4也可省略，仅需满足固定法兰座2和转动法兰座3可发生相对滑动，以便根据油管8的长度调节两者的距离；平移组件4也可驱动转动法兰座3移动，或者控制固定法兰座2和转动法兰座3两者的移动速度不同，以便能够调节固定法兰6和转动法兰7之间的距离。

如图5、图7和图8所示，固定法兰座2包括相连接的底盘21和固定盘22；固定盘22表面安装有固定法兰定位柱23，固定法兰定位柱23与固定法兰6配合定位；固定盘22上开设有两个固定槽22-1，固定槽22-1贯穿固定盘22的侧面，固定槽22-1滑动配合有固定用滑块24，固定用滑块24与固定法兰定位柱23固定连接；固定槽22-1为t形槽；底盘21的两侧正对设置有导向槽21-1，两个导向槽21-1分别与基座1的两侧滑动配合；底盘21上并排设置有两个凸条21-2，凸条21-2的延伸方向与导向槽21-1的延伸方向一致，凸条21-2的横截面为l形，两个凸条21-2相对设置，固定盘22上设置有两个凹口22-2，凹口22-2与凸条21-2相适配。

固定法兰座2中，固定用滑块24可在固定盘22的固定槽22-1中滑动，从而根据固定法兰6的型号调整两个固定法兰定位柱23的位置和距离，在安装固定法兰6时，将固定法兰6的其中两个螺栓孔套在固定法兰定位柱23上，进而将固定法兰6的位置固定，固定槽22-1为t形槽，可防止固定用滑块24脱离固定槽22-1，保证固定用滑块24的稳定滑动，以实现固定法兰6与固定法兰座2之间稳定的安装连接。底盘21两侧的导向槽21-1与基座1的两侧滑动配合，从而实现底盘21在基座1上的稳定滑动，并调节固定法兰6和转动法兰7之间的距离；此外，由于凹口22-2和凸条21-2之间相适配，固定盘22可在底盘21上滑动，精确控制固定盘22的位置，如此便于对固定盘22上固定法兰7的位置微调，以满足油管8拼装和焊接需要。

如图9、图10和图11所示，转动法兰座3表面转动设置有转盘32，转动电机31与转盘32驱动连接；转盘32表面安装有转动法兰定位柱34，转动法兰定位柱34与转动法兰7配合定位；转盘32上开设有两个转动槽32-1，转动槽32-1滑动配合有转动用滑块33；转动法兰定位柱34有两个且与转动用滑块33一一对应固定连接；转盘32的外缘连接有两个电动推杆35，电动推杆35与转动用滑块33一一对应；如图12所示，电动推杆35包括驱动电机351、丝杆352和移动块353，驱动电机351与转盘32固定连接且与丝杆352驱动连接，移动块353与丝杆352螺纹配合且通过滑杆354与转动用滑块33固定连接；转动槽32-1为t形槽。

根据转动法兰7的型号尺寸，电动推杆35启动，驱动电机351驱动丝杆352旋转，丝杆352通过螺纹配合带动移动块353沿着丝杆352的轴线移动，进而带动与其固定连接的转动用滑块33在转盘32的转动槽32-1中滑动，从而带动两个转动法兰定位柱34移动，使得转动法兰7的两个螺栓孔能够分别套在两个转动法兰定位柱34上，完成转动法兰7在转盘32上的安装；转动槽32-1为t形槽，可防止转动用滑块33脱离转动槽32-1，进而保证转动用滑块33的稳定滑动，实现转动法兰7与转盘32之间的稳定安装连接。调整转动法兰7角度时，转动电机31启动，驱动转盘32转动，从而带动转动法兰定位柱34及转动法兰7转动，调整转动法兰7的角度。

如图4、图5和图6所示，平移组件4包括旋转电机41、主动齿轮42、从动齿轮43、链条44和导向齿轮45；旋转电机41固定于基座1的一端，旋转电机41的输出端与主动齿轮42驱动连接；链条44为履带状；从动齿轮43和主动齿轮42分别位于链条44的内侧两端，导向齿轮45转动设置于基座1的下方且与链条44连接；链条44的上下两层分别位于基座1的上方和下方，固定法兰座2与链条44的上层连接，导向齿轮45与链条44的下层连接。

当需要调节固定法兰6和转动法兰7之间的距离时，平移组件4中的旋转电机41启动，驱动主动齿轮42旋转，作用于履带状的链条44内侧，使得链条44在从动齿轮43的支撑及导向齿轮45的导向作用下转动，链条44的上层发生移动，进而带动固定法兰座2上的底盘21在基座1上滑动，从而调节固定法兰座2与转动法兰座3之间的距离。

如图4和图14所示，基座1上开设有三个条形滑口1-1，条形滑口1-1的延伸方向与油管支撑件5的分布方向一致，三个条形滑口1-1与三个油管支撑件5一一对应；油管支撑件5包括与条形口滑动配合的滑动轴51和固定于滑动轴51上方的支撑凸柱52，支撑凸柱52顶端的两侧固定连接有限位杆53，限位杆53的轴线方向与滑动轴51的轴线方向一致。

油管支撑件5中，支撑凸柱52的顶部用于对放置的油管8进行支撑，支撑凸柱52顶端两侧的限位杆53放置油管8脱离支撑凸柱52，支撑凸柱52的下方，滑动轴51可沿着条形滑口1-1滑动，便于根据油管8的长度调整油管支撑件5的位置，以实现对油管8的稳定支撑。

如图14所示，本发明的一种超长管法兰先焊后弯管加工工艺，包括以下步骤：

步骤1，下料，将直管状态的油管8搬运至加工现场；

步骤2，卧式焊接，在油管8在水平状态下进行焊接处理；

步骤3，弯管，通过冷煨或者热推对直管状态的油管8进行弯曲处理。

该加工工艺中，由于油管8在直管状态下进行焊接，不仅操作方便，有利于提高加工效率，降低工人工作量，同时保证了焊接过程中法兰的焊接位置精度，从而提高了焊接质量，此外，在弯管前进行磷化和清洁处理，避免了油管中残留积液而导致油管的锈蚀。

如图15所示，卧式焊接的工艺流程具体为：

步骤2.1：固定，将油管的一端与位置固定的固定法兰6焊接；

步骤2.2：调节，通过转动电机31调节转盘32旋转至预定角度；通过两个电动推杆35调节两个转动用滑块33在两个转动槽32-1滑动位置，此时两个转动法兰定位柱34调整至预定位置；将转动法兰7与两个转动法兰定位柱34配合定位连接；

步骤2.3：拼装，通过旋转电机41驱动固定法兰座2移动，油管在固定法兰座2带动下，未焊接一端与转动法兰7配合接触；

步骤2.4：点焊定位，将未焊接一端与转动法兰7电焊固定；

步骤2.5：焊接，通过焊机将未焊接一端外缘与转动法兰7外缘一圈焊接；

步骤2.6，磷化，通过化学和电化学反应在油管8表面形成磷化膜。

卧式焊接工艺流程中，在进行拼装焊接前，首先将固定法兰6的位置固定，将固定法兰6与直管状态的油管8一端进行焊接固定，再调整并固定转动法兰7的角度，调节固定法兰6和转动法兰7之间的距离，将油管8另一端与转动法兰7拼接后进行固定焊接。在对同一批次的其他待加工油管8焊接后，无需再对转动法兰7的角度进行调整，仅需将油管8的两端分别与固定法兰6和转动法兰7进行拼装后焊接固定即可，操作方便，减轻工人工作量，提高焊接效率，保证了加工质量；在焊接过后，通过对油管8进行磷化处理，在油管8表面形成磷化膜，起到对油管8的保护作用，防止油管8被腐蚀。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。