J型坡口自动焊接装置的制作方法

本实用新型涉及自动焊接领域，尤其涉及一种j型坡口自动焊接装置。

背景技术：

如图1所示，国内民核反应堆压力容器的控制棒（即crdm管座）100与顶盖200之间的j型坡口300的焊接，主要采用手工氩弧焊进行焊接。由于j型坡口所在的空间较窄，焊接角度难以控制，焊枪的喷嘴很难伸至j型坡口中，使用手工氩弧焊所焊接的焊缝的质量较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种j型坡口自动焊接装置，以解决j型坡口焊接角度难以控制，焊枪的喷嘴难以抵达的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供一种j型坡口自动焊接装置，所述焊接装置包括：

装置主体；

旋转机构，所述旋转机构安装在所述装置主体上；

焊枪，所述焊枪安装在所述旋转机构上；

喷嘴，所述喷嘴安装在所述焊枪上，所述旋转机构带动所述焊枪、喷嘴转动，所述喷嘴垂直于自身转动轴的横截面呈长条状，使得所述喷嘴的厚度小于j型坡口的坡口宽度。

在本技术方案中，旋转机构可以实现焊枪360°旋转，实现j型坡口同一焊层的左侧和右侧焊道爬坡接；采用扁平状喷嘴，解决了j型坡口窄空间的可达性问题，保证焊缝的气体保护效果，且在进行j型坡口的焊道焊接时，可以根据焊缝位置调整喷嘴的角度，提高了焊缝的质量，实现民核反应堆压力容器的控制棒与顶盖的j型坡口自动焊接。

优选地，所述喷嘴与j型坡口相接触的焊接面为向外凸出的弧面。

在本技术方案中，弧形设计的焊接面，可以更好地与j型坡口相接触，保证了j型坡口的焊接质量。

优选地，所述焊接装置包括：

激光传感器，所述激光传感器固定在所述装置主体上，所述激光传感器的扫描区域覆盖所述喷嘴的焊接区域；

路径分析模块，所述路径分析模块与所述激光传感器通信连接；

中心控制模块，所述中心控制模块与所述路径分析模块通信连接；

旋转控制模块，所述旋转控制模块与所述中心控制模块通信连接，所述旋转控制模块与所述旋转机构通信连接。

在本技术方案中，通过激光传感器扫描待焊的j型坡口，进行三维重建获得待焊的j型坡口的关键尺寸特征信息，根据关键尺寸特征信息进行路径规划及修正，并能在焊接过程中根据路径规划实时调整喷嘴的角度。

优选地，所述旋转机构包括：

驱动部，所述驱动部与所述旋转控制模块通信连接；

变速箱，所述变速箱的输入轴与所述驱动部相连接，所述驱动部带动所述变速箱的输入轴转动；

连接部，所述连接部与所述变速箱的输出轴相固定，所述连接部还与所述焊枪相固定。

在本技术方案中，旋转控制模块根据喷嘴的转动角度信息，令驱动部动作，通过变速箱、连接部，从而带动焊枪、喷嘴转动。

优选地，所述旋转机构包括：

驱动部；

变速箱，所述变速箱的输入轴与所述驱动部相连接，所述驱动部带动所述变速箱的输入轴转动；

连接部，所述连接部与所述变速箱的输出轴相固定，所述连接部还与所述焊枪相固定。

在本技术方案中，变速箱用于改变驱动部与连接部之间的转速比，带动连接部转动，使与连接部相固定的焊枪、喷嘴的转动达到焊接路径的要求。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

该j型坡口自动焊接装置，旋转机构可以实现焊枪360°旋转，实现j型坡口同一焊层的左侧和右侧焊道爬坡接；采用扁平状喷嘴，解决了j型坡口窄空间的可达性问题，保证焊缝的气体保护效果，且在进行j型坡口的焊道焊接时，可以根据焊缝位置调整喷嘴的角度，提高了焊缝的质量，实现民核反应堆压力容器的控制棒与顶盖的j型坡口自动焊接。

附图说明

图1为本实用新型j型坡口自动焊接装置所应用的j型坡口的结构示意图。

图2为本实用新型j型坡口自动焊接装置的结构示意图。

图3为图2所示的j型坡口自动焊接装置的喷嘴的结构示意图。

图4为图2所示的j型坡口自动焊接装置的另一个实施例的部分结构示意框图。

附图标记说明

控制棒100，顶盖200，j型坡口300；

装置主体1，旋转机构2，变速箱21，连接部22，喷嘴3，焊接面31，气流通道32，激光传感器4，路径分析模块5，中心控制模块6，旋转控制模块7，焊枪8。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。

如图2至图3所示，本实用新型j型坡口自动焊接装置，包括装置主体1、旋转机构2、焊枪8和喷嘴3，旋转机构2安装在装置主体1上；焊枪8安装在旋转机构2上；喷嘴3安装在焊枪8上，旋转机构2带动焊枪8、喷嘴3转动；喷嘴3垂直于自身转动轴的横截面呈长条状，使得喷嘴3的厚度h小于j型坡口300的坡口宽度。

通过设置图3所示的扁平状的喷嘴3，并使用旋转机构2调整喷嘴3的角度，使喷嘴3能伸入至j型坡口300内，完成j型坡口300的焊接工作。同时，扁平状的喷嘴3，在控制喷嘴3的厚度的前提下，通过加大喷嘴3的宽度l，保证了喷嘴3内部的气流通道32的体积，使保护气流的流量不会因喷嘴3的厚度变小而受到影响，保证了保护气流的充足的流量。其中，旋转机构2可以实现焊枪8的360°旋转，实现j型坡口同一焊层的左侧和右侧焊道爬坡接。

如图3所示，喷嘴3与j型坡口300相接触的焊接面31为向外凸出的弧面。弧形设计的焊接面31，可以更好地与j型坡口300相接触，保证了j型坡口300的焊接质量。

如图2、图4所示，该焊接装置还包括激光传感器4、路径分析模块5，中心控制模块6和旋转控制模块7，激光传感器4固定在装置主体1上，激光传感器4的扫描区域覆盖喷嘴3的焊接区域；路径分析模块5与激光传感器4通信连接；中心控制模块6与路径分析模块5通信连接；旋转控制模块7与中心控制模块6通信连接，旋转控制模块7与旋转机构2通信连接。

通过激光传感器4扫描待焊的j型坡口300，对激光扫描信息进行三维重建获得j型坡口300的关键尺寸特征信息，比如坡口深度、坡口根部宽度、坡口上部宽度等。路径分析模块5，根据坡口的关键尺寸特征信息进行路径规划，包括焊层数、每一层的焊道数、每道的焊接位置及焊枪的角度等。路径分析模块5将路径规划信息传送至中心控制模块6，中心控制模块6将在路径规划信息中喷嘴3的转动角度信息传送至旋转控制模块7，旋转控制模块7在焊接过程中通过旋转机构2控制焊枪8、喷嘴3的转动。

在焊接过程中，每条焊道焊接完成后，通过激光传感器4扫描并对激光扫描信息进行三维重建获得待焊的j型坡口300的实时特征信息，并传递至路径分析模块5，路径分析模块5将实时特征信息与路径规划信息进行对比，并根据对比结果修正焊接路径，直至完成j型坡口300的焊接。

如图2所示，该旋转机构2包括驱动部、变速箱21和连接部22，变速箱21的输入轴与驱动部相连接，驱动部带动变速箱21的输入轴转动；连接部22与变速箱21的输出轴相固定，连接部22还与焊枪8相固定。变速箱21用于改变驱动部与连接部22之间的转速比，带动连接部22转动，使与连接部22相固定的焊枪8、喷嘴3的转动达到焊接路径的要求。

其中，旋转机构2的驱动部与旋转控制模块7通信连接，旋转控制模块7根据喷嘴3的转动角度信息，令驱动部动作，通过变速箱21、连接部22，从而带动焊枪8、喷嘴3转动。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。