用于深孔堆焊的焊接机头的制作方法

本发明属于焊接机头技术领域，特别涉及一种用于深孔堆焊的焊接机头。

背景技术：

目前的石化核电压力容器装备均需要采用焊接方法制造，其中容器接管内壁堆焊通常采用立式或卧式管内壁堆焊设备。这些焊接设备通常配有操作机、三维调整机构和回转卡盘支座等，适用于固定工位，小尺寸便于移动翻转工件的焊接。因此，这些常规焊接设备存在占用空间大，不便于移动吊运；不适用于组装现场焊接和空间位置受限的焊接地方。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了用于深孔堆焊的焊接机头，解决对大尺寸工件现场焊接空间受限的技术问题。

本发明采用的技术方案是：一种用于深孔堆焊的焊接机头，通过固定调节装置对整个机头进行支撑定位，无线回转装置固定在固定调节装置上，伸长臂组件固定在无线回转装置上，伸长臂组件的端部固定有焊枪组件，送丝机构固定在无线回转装置上，并将焊丝输送到焊枪组件的焊枪位置，焊枪组件上还安装有摄像装置。

进一步优化，无线回转装置，包括回转驱动组件、固定绝缘座、回转支撑机构、导电滑环、固定法兰组件和防护罩壳，回转驱动组件安装于固定绝缘座上，并驱动安装在固定法兰组件上的回转支撑机构无限转动，导电滑环安装于回转支撑机构中，用于水电气的导通并无限旋转，防护罩壳罩于回转驱动组件外部。

进一步优化，伸长臂组件包括弧压跟踪装置和固定在弧压跟踪装置上的伸长支撑臂，弧压跟踪装置固定于回转支撑机构上，弧压跟踪装置带动伸长支撑臂和焊枪组件在焊接过程中实时跟踪。

进一步优化，固定调节装置包括直线滑轨、下定位法兰、上定位法兰、手动数显调节装置和定位连接块，固定调节装置前端通过下定位法兰安装在待焊工件上，直线滑轨与下定位法兰连接，无限回转装置的固定法兰组件通过上定位法兰和定位连接块固定在直线滑轨上，再通过固定在直线滑轨上的手动数显调节装置调节整个机头装置在直线滑轨上前后滑动。

进一步优化，送丝机构包括送丝电机、焊丝盘盒、校丝机构和导丝组件，送丝电机、校丝机构和焊丝盘盒固定安装在回转支撑机构上，导丝组件固定在焊枪组件上。

进一步优化，焊枪组件包括焊枪安装基座、夹持座、枪头组件，枪头组件固定于夹持座上，夹持座安装在焊枪安装基座上，焊枪安装基座固定在伸长支撑臂前端的连接板上。

进一步优化，直线滑轨为四根，均匀固定于下定位法兰圆盘上，定位连接块为四个分别固定在四根直线滑轨上，四个定位连接块固定连接在上定位法兰圆盘四周。

进一步优化，摄像装置为长杆状结构，前端摄像头安装在焊枪组件上，与摄像头连接的线路固定在伸长臂组件上，摄像装置随着回转支撑机构转动。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过固定调节装置对整个机头的支撑定位，回转电机通过连接装置驱动伸长臂无限转动，实现连续的正反回转焊接功能；

2、伸长臂组件和固定调节装置能够根据工件焊缝深度调节焊枪位置，弧压跟踪装置可根据不同内径尺寸工件来调节焊枪的回转半径，同时在焊接过程中的进行弧压实时跟踪；

3、本发明所述的焊接机头体积小，便于移动调运，适用于工件的组装现场焊接和空间受限

位置的焊接，便于操作，提高工作效率，降低焊接成本。

附图说明

图1为焊接机头结构示意图；

图2为无限回转装置结构示意图；

图3为伸长臂组件结构示意图；

图4为固定调节装置结构示意图；

图5为焊枪组件结构示意图；

图6为送丝机构结构示意图；

图7为摄像装置结构示意图。

附图标记：1-无限回转装置2-伸长臂组件3-固定调节装置4-焊枪组件5-送丝机构6-摄像装置7-回转驱动组件8-固定绝缘座9-回转支撑机构10-导电滑环11-固定法兰组件12-防护罩壳13-弧压跟踪装置14-伸长支撑臂15-直线滑轨16-下定位法兰17-上定位法兰18-手动数显调节装置19-定位连接块20-焊枪安装基座21-夹持座22-枪头组件23-送丝电机24-焊丝盘盒25-校丝机构26-导丝组件

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术作进一步具体的阐述说明。

如图1所示，一种用于深孔堆焊的焊接机头，主要包含有六部分结构，通过固定调节装置3对整个机头进行支撑定位，无线回转装置1固定在固定调节装置3上，伸长臂组件2固定在无线回转装置1上，伸长臂组件2的端部固定有焊枪组件4，送丝机构5固定在无线回转装置1上，并将焊丝输送到焊枪组件4的焊枪位置，焊枪组件4上还安装有摄像装置6。

如图2所示，无线回转装置1，包括回转驱动组件7、固定绝缘座8、回转支撑机构9、导电滑环10、固定法兰组件11和防护罩壳12，回转驱动组件7安装于固定绝缘座8上，并驱动安装在固定法兰组件11上的回转支撑机构9无限转动，导电滑环10安装于回转支撑机构9中，用于水电气的导通并无限旋转，固定绝缘座8和固定法兰组件11固定连接。防护罩12壳罩于回转驱动组件7外部，由于回转驱动组件7包括回转驱动的直流电机减速机，以及焊接电缆、电机电源控制线、水气管路固定连接部件，因此防护罩12起到对以上部件的防护和固定作用。无线回转装置1主要用于驱动伸长臂组件2无限转动，实现连续的正反回转焊接功能。

如图3所示，伸长臂组件2包括弧压跟踪装置13和固定在弧压跟踪装置上的伸长支撑臂14，弧压跟踪装置13固定于回转支撑机构9上，弧压跟踪装置13带动伸长支撑臂14和焊枪组件4在焊接过程中实时跟踪。弧压跟踪装置13是由2个线性模组反向连接组成，前面模组连接伸长支撑臂14由电机控制，焊接时可根据设定电压控制电机带动伸长支撑臂14和焊枪组件4以保证电弧长度，后面模组为手动控制，焊接前配合前面模组一起调节焊枪距离工件距离，也就是调节焊接回转半径。如果两个模组叠加的有效行程仍不满足焊接要求，可延长伸长支撑臂14前端的连接板长度，以达到焊枪距离工件表面合适位置。伸长臂组件2能够根据工件焊缝深度调节焊枪位置，弧压跟踪装置13可根据不同内径尺寸工件来调节焊枪的回转半径，同时在焊接过程中的进行弧压实时跟踪。

如图4所示，固定调节装置3包括直线滑轨15、下定位法兰16、上定位法兰17、手动数显调节装置18和定位连接块19，下定位法兰16和上定位法兰17为圆环结构，环面上开有若干通孔，用于各结构之间的固定与连接，固定调节装置3前端通过下定位法兰16安装在待焊工件上，四根直线滑轨15均匀固定于下定位法兰16圆盘上，四个定位连接块19分别固定在四根直线滑轨15上，定位连接块19的另一端固定在上定位法兰17的圆盘四周，通过下定位法兰16、直线滑轨15、定位连接块19和上定位法兰17构成了稳定的圆柱体结构，为无线回转装置1及伸长臂组件2等结构提供支撑定位。如图1所示，无限回转装置1的固定法兰组件11固定连接到上定位法兰17上，再通过固定在直线滑轨15上的手动数显调节装置18调节整个机头装置在直线滑轨15上前后滑动，伸长臂组件2前端伸出至下定位法兰16的外侧。固定调节装置3主要用于对整个机头的支撑定位。

如图5所示，焊枪组件4包括焊枪安装基座20、夹持座21和枪头组件22，枪头组件22固定于夹持座21上，夹持座21安装在焊枪安装基座20上，焊枪安装基座20固定在伸长支撑臂14前端的连接板上。焊枪组件4主要用于焊接工件。

如图6所示，送丝机构5包括送丝电机23、焊丝盘盒24、校丝机构25和导丝组件26，送丝电机23、校丝机构25和焊丝盘盒24固定安装在回转支撑机构9上，导丝组件26固定在焊枪组件4上。送丝机构5主要用于将焊丝输送到焊接枪头附近。

如图7所示，摄像装置6为长杆状结构，前端摄像头安装在焊枪组件4上，与摄像头连接的线路固定在伸长臂组件2上，摄像装置6随着回转支撑机构9转动。摄像装置6主要用于焊枪在工件内的调整和焊接过程监控。

使用本发明所述焊接机头进行焊接时，首先进行装置的连接。将下定位法兰16通过螺栓安装到工件法兰上，下定位法兰16上有定位槽，直接卡入工件法兰面即可；然后将四根直线滑轨15插入下定位法兰16的安装槽内，通过螺栓锁紧；再将手动数显调节装置18安装到直线滑轨15侧面适当位置；最后将定位连接块19安装到直线滑轨15中的滑块上。

将无限回转装置1、伸长臂组件2、焊枪组件4、送丝机构5和摄像装置6依次连接安装成一个整体，并且连接所有控制线缆和水气管路。然后将上定位法兰17安装到无限回转装置1的固定法兰组件11上，最后将这一整体通过上定位法兰17和定位连接块19安装成整个装置，定位连接块19上有按照上定位法兰17直径设计的弧形定位槽，连接后校正，保证枪头回转轴线与工件中心线一致。

焊接前，首先将焊丝盘放入焊丝盘盒内24，然后将焊丝穿过送丝电机23并压紧送丝轮，控制送丝电机23将焊丝穿过校丝机构25，调节校丝机构25保持焊丝平直输送，通过送丝管进入到导丝组件26内，最后调节导丝组件26角度使得焊丝输送到焊枪下方合适位置。

然后，转动手动数显调节装置18将焊枪深入到工件内部待焊接位置，同时调节弧压跟踪装置13使得焊枪钨极与工件保持合适位置。

摄像装置6已安装在伸长臂组件2和焊枪组件4上，实时监测，调整摄像头位置，使其能够观测到焊缝和枪头钨极部位，用于焊枪在工件内的位置调整和焊接过程监控。

最后，设置好焊接工艺参数，启动设备进行焊接。