一种管型件多工位激光焊接装置的制作方法

本发明提出了属于激光焊接的一种管型件多工位激光焊接装置。

背景技术：

1、管型件作为常用的机械零件被广泛应用于各个领域，而圆柱管型件由于自身阻力小的特性通常被用于传输一系列流体物质，在石油或天然气的运输过程中管型件不可避免地要穿过大海等区域，而在此区域中管型件一旦发生损坏则需要对管型件进行相对地焊接修复，在深海区域进行焊接工作时，管型件由于受海水压迫，通常处于被压的状态，即管型件存在形变的现象，现有技术大都只是对此情况下的管型件直接进行焊接，从而导致焊接后的管型件始终存在一定的应力，使管型件焊接完成的区域出现应力集中的现象，最终降低焊接的质量，甚至在管型件后续使用的过程中，焊缝会再次破裂，严重影响管型件在运送石油或天然气过程中的稳定性，同时在对管型件进行焊接时，管型件待焊接区域会残留海水，若直接进行焊接工作，则会出现海水中的盐分对焊接区域的管型件造成腐蚀的现象，从而降低焊接效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种管型件多工位激光焊接装置，用于克服现有技术在对处于海底的管型件直接进行焊接时，导致焊接后的管型件始终存在一定的应力，使管型件焊接完成的区域出现应力集中的现象，最终降低焊接质量的缺点。

2、技术方案：一种管型件多工位激光焊接装置，包括有上壳，所述上壳转动连接有下壳，所述上壳与所述下壳相互配合，所述上壳远离所述下壳的一侧固接有储气壳，所述储气壳内设置有惰性气体，所述上壳和所述下壳均设置有通孔，所述下壳安装有水泵，所述上壳和所述下壳对向侧均滑动连接有转动架，镜像布置的所述转动架相互配合，所述上壳上的所述转动架安装有电动滑轨，所述电动滑轨安装有镜像布置的电动滑块，所述电动滑块固接有外壳，镜像布置的所述转动架之间滑动连接有第一连接杆，所述下壳和镜像布置的所述转动架均与所述第一连接杆配合，所述上壳和所述下壳均固接有观察板，所述观察板将相邻的所述通孔遮盖，所述外壳安装有电动推杆，所述电动推杆的伸缩端固接有第一移动板，所述第一移动板安装有焊接件，所述上壳设置有动力机构，所述上壳设置有换气机构，所述外壳设置有密封机构。

3、作为本方案的优选，所述动力机构包括有电机，所述电机安装于所述上壳，所述电机的输出轴固接有主动齿轮，所述转动架固接有半齿圈，镜像布置的所述半齿圈相互配合，镜像布置的所述半齿圈均与所述主动齿轮配合。

4、作为本方案的优选，所述换气机构包括有连接壳，所述连接壳固接于所述上壳远离所述下壳的一侧，所述连接壳设置有环形阵列的连接孔，所述连接壳将所述上壳和所述储气壳连通，所述连接壳内滑动连接有封堵环和第二移动板，所述封堵环与所述第二移动板固接，所述封堵环位于所述第二移动板靠近环形阵列的所述连接孔的一侧，所述第二移动板与所述连接壳之间固接有第一弹性元件，所述连接壳内设置有限位组件。

5、作为本方案的优选，所述储气壳内的气压大于标准大气压但小于海底工作区域的压力，用于使所述储气壳内的惰性气体正常进出。

6、作为本方案的优选，所述限位组件包括有镜像布置的第二连接杆，镜像布置的所述第二连接杆均固接于所述第二移动板远离所述封堵环的一侧，所述第二连接杆远离所述第二移动板的一端滑动连接有移动块，镜像布置所述移动块的背向侧均为倾斜面，所述连接壳远离环形阵列的所述连接孔的一侧固接有限位环，所述限位环与镜像布置的所述移动块均配合，镜像布置的所述移动块之间固接有第二弹性元件，镜像布置的所述移动块之间滑动连接有导向杆，镜像布置的所述第二连接杆之间滑动连接有浮板，所述浮板固接有镜像布置的限位杆，所述移动块设置有第一限位槽，所述第一限位槽与相邻的所述限位杆配合。

7、作为本方案的优选，所述密封机构包括有镜像布置的转动板，镜像布置的所述转动板均转动连接于相邻的所述外壳，镜像布置的所述转动板均与相邻的所述外壳配合，所述转动板靠近相邻所述第一移动板的一侧固接有立杆，所述立杆远离相邻所述转动板的一端转动连接有限位块，所述第一移动板设置有镜像布置的导向槽，所述限位块于相邻的所述导向槽内滑动。

8、作为本方案的优选，还包括有镜像布置的吸水机构，镜像布置的所述吸水机构分别设置于相邻的所述第一移动板，所述吸水机构包括有镜像布置的缺齿轮，镜像布置的所述缺齿轮均转动连接于相邻的所述第一移动板，所述缺齿轮固接有转动杆，所述转动杆远离相邻所述缺齿轮的一端滑动连接有滑动块，镜像布置的所述滑动块之间转动连接有吸水辊，所述第一移动板滑动连接有镜像布置的限位板，镜像布置所述限位板的对向侧均固接有齿条，所述转动杆与相邻的所述滑动块之间固接有第三弹性元件，所述齿条与相邻的所述缺齿轮啮合，所述第一移动板设置有触发组件。

9、作为本方案的优选，所述触发组件包括有镜像布置的滑杆，镜像布置的所述滑杆均滑动连接于相邻的所述第一移动板，所述滑杆的一端设置有凸台，所述滑杆的凸台与相邻的所述第一移动板配合，所述滑杆的另一端固接有移动件，所述移动件远离相邻所述滑杆的一端转动连接有转轮，镜像布置所述滑杆的对向侧均固接有限位柱，所述限位板设置有第二限位槽，所述第二限位槽与相邻的所述限位柱配合，所述上壳和所述下壳共同设置有进水组件。

10、作为本方案的优选，所述进水组件包括有环形阵列的过水壳，环形阵列的所述过水壳分别固接于所述上壳和所述下壳，所述上壳和所述下壳通过相邻的所述过水壳与外界连通，所述过水壳内安装有电磁阀。

11、作为本方案的优选，环形阵列的所述过水壳的轴线与所述转动架的轴线相交，用于对焊接完成的管型件进行预冷却。

12、相较于现有技术，本发明的有益效果是：本发明通过水泵将上壳和下壳之间腔体内的海水排出，同时将储气壳内的惰性气体向上壳和下壳之间的腔体内注入，消除管道在焊接过程中海水的压力，使管道在原始形态下被焊接，提高对管道的焊接效果，并保证焊接区域的气压小于标准大气压，使气体对激光焊接过程中的散射减少，从而提高激光束的聚焦度，进而提高对海底管道的焊接精度；通过镜像布置的焊接件同时对管道进行焊接，从而减少对管道焊接的时长，以此提高对管道焊接的效率；通过海水进入上壳和下壳之间腔体的过程中，将氮气持续注入储气壳内，以此在保证上壳和下壳之间腔体与外界压力趋于相似的前提下完成对氮气的回收，以此便于焊接完成后装置与管道之间的脱离，提高装置使用时的效率；通过齿条带动相邻的缺齿轮发生转动，使吸水辊在焊接过程中始终对管道焊接区域残留的海水进行吸附，避免海水中的盐分在高温的环境下对焊接区域的管道造成腐蚀，以此提高对管道焊接的效果；通过在海水进入上壳和下壳之间腔体的过程中，海水与管道的非焊接区域进行接触并对其进行冷却，再通过管道自身的热传递对焊接区域进行间接散热，防止管道的焊接区域直接与海水接触，使管道急剧降温导致焊接区域的应力得不到消除，从而降低焊接质量。

技术特征：

1.一种管型件多工位激光焊接装置，其特征是，包括有上壳（1），所述上壳（1）转动连接有下壳（2），所述上壳（1）与所述下壳（2）相互配合，所述上壳（1）远离所述下壳（2）的一侧固接有储气壳（3），所述储气壳（3）内设置有惰性气体，所述上壳（1）和所述下壳（2）均设置有通孔（4），所述下壳（2）安装有水泵（5），所述上壳（1）和所述下壳（2）对向侧均滑动连接有转动架（6），镜像布置的所述转动架（6）相互配合，所述上壳（1）上的所述转动架（6）安装有电动滑轨（7），所述电动滑轨（7）安装有镜像布置的电动滑块（8），所述电动滑块（8）固接有外壳（9），镜像布置的所述转动架（6）之间滑动连接有第一连接杆（10），所述下壳（2）和镜像布置的所述转动架（6）均与所述第一连接杆（10）配合，所述上壳（1）和所述下壳（2）均固接有观察板（11），所述观察板（11）将相邻的所述通孔（4）遮盖，所述外壳（9）安装有电动推杆（12），所述电动推杆（12）的伸缩端固接有第一移动板（13），所述第一移动板（13）安装有焊接件（14），所述上壳（1）设置有动力机构，所述上壳（1）设置有换气机构，所述外壳（9）设置有密封机构。

2.根据权利要求1所述的一种管型件多工位激光焊接装置，其特征是，所述动力机构包括有电机（1501），所述电机（1501）安装于所述上壳（1），所述电机（1501）的输出轴固接有主动齿轮（1502），所述转动架（6）固接有半齿圈（1503），镜像布置的所述半齿圈（1503）相互配合，镜像布置的所述半齿圈（1503）均与所述主动齿轮（1502）配合。

3.根据权利要求1所述的一种管型件多工位激光焊接装置，其特征是，所述换气机构包括有连接壳（1601），所述连接壳（1601）固接于所述上壳（1）远离所述下壳（2）的一侧，所述连接壳（1601）设置有环形阵列的连接孔（1602），所述连接壳（1601）将所述上壳（1）和所述储气壳（3）连通，所述连接壳（1601）内滑动连接有封堵环（1603）和第二移动板（1604），所述封堵环（1603）与所述第二移动板（1604）固接，所述封堵环（1603）位于所述第二移动板（1604）靠近环形阵列的所述连接孔（1602）的一侧，所述第二移动板（1604）与所述连接壳（1601）之间固接有第一弹性元件（1605），所述连接壳（1601）内设置有限位组件。

4.根据权利要求1所述的一种管型件多工位激光焊接装置，其特征是，所述储气壳（3）内的气压大于标准大气压但小于海底工作区域的压力，用于使所述储气壳（3）内的惰性气体正常进出。

5.根据权利要求3所述的一种管型件多工位激光焊接装置，其特征是，所述限位组件包括有镜像布置的第二连接杆（1701），镜像布置的所述第二连接杆（1701）均固接于所述第二移动板（1604）远离所述封堵环（1603）的一侧，所述第二连接杆（1701）远离所述第二移动板（1604）的一端滑动连接有移动块（1702），镜像布置所述移动块（1702）的背向侧均为倾斜面，所述连接壳（1601）远离环形阵列的所述连接孔（1602）的一侧固接有限位环（1703），所述限位环（1703）与镜像布置的所述移动块（1702）均配合，镜像布置的所述移动块（1702）之间固接有第二弹性元件（1704），镜像布置的所述移动块（1702）之间滑动连接有导向杆（1705），镜像布置的所述第二连接杆（1701）之间滑动连接有浮板（1706），所述浮板（1706）固接有镜像布置的限位杆（1707），所述移动块（1702）设置有第一限位槽（1708），所述第一限位槽（1708）与相邻的所述限位杆（1707）配合。

6.根据权利要求1所述的一种管型件多工位激光焊接装置，其特征是，所述密封机构包括有镜像布置的转动板（1801），镜像布置的所述转动板（1801）均转动连接于相邻的所述外壳（9），镜像布置的所述转动板（1801）均与相邻的所述外壳（9）配合，所述转动板（1801）靠近相邻所述第一移动板（13）的一侧固接有立杆（1802），所述立杆（1802）远离相邻所述转动板（1801）的一端转动连接有限位块（1803），所述第一移动板（13）设置有镜像布置的导向槽（1804），所述限位块（1803）于相邻的所述导向槽（1804）内滑动。

7.根据权利要求1所述的一种管型件多工位激光焊接装置，其特征是，还包括有镜像布置的吸水机构，镜像布置的所述吸水机构分别设置于相邻的所述第一移动板（13），所述吸水机构包括有镜像布置的缺齿轮（1901），镜像布置的所述缺齿轮（1901）均转动连接于相邻的所述第一移动板（13），所述缺齿轮（1901）固接有转动杆（1902），所述转动杆（1902）远离相邻所述缺齿轮（1901）的一端滑动连接有滑动块（1903），镜像布置的所述滑动块（1903）之间转动连接有吸水辊（1904），所述第一移动板（13）滑动连接有镜像布置的限位板（1905），镜像布置所述限位板（1905）的对向侧均固接有齿条（1906），所述转动杆（1902）与相邻的所述滑动块（1903）之间固接有第三弹性元件（1907），所述齿条（1906）与相邻的所述缺齿轮（1901）啮合，所述第一移动板（13）设置有触发组件。

8.根据权利要求7所述的一种管型件多工位激光焊接装置，其特征是，所述触发组件包括有镜像布置的滑杆（2001），镜像布置的所述滑杆（2001）均滑动连接于相邻的所述第一移动板（13），所述滑杆（2001）的一端设置有凸台，所述滑杆（2001）的凸台与相邻的所述第一移动板（13）配合，所述滑杆（2001）的另一端固接有移动件（2002），所述移动件（2002）远离相邻所述滑杆（2001）的一端转动连接有转轮（2003），镜像布置所述滑杆（2001）的对向侧均固接有限位柱（2004），所述限位板（1905）设置有第二限位槽（2005），所述第二限位槽（2005）与相邻的所述限位柱（2004）配合，所述上壳（1）和所述下壳（2）共同设置有进水组件。

9.根据权利要求8所述的一种管型件多工位激光焊接装置，其特征是，所述进水组件包括有环形阵列的过水壳（2101），环形阵列的所述过水壳（2101）分别固接于所述上壳（1）和所述下壳（2），所述上壳（1）和所述下壳（2）通过相邻的所述过水壳（2101）与外界连通，所述过水壳（2101）内安装有电磁阀（2102）。

10.根据权利要求9所述的一种管型件多工位激光焊接装置，其特征是，环形阵列的所述过水壳（2101）的轴线与所述转动架（6）的轴线相交，用于对焊接完成的管型件进行预冷却。

技术总结
本发明属于激光焊接技术领域，提出了一种管型件多工位激光焊接装置。包括有上壳，所述上壳转动连接有下壳，所述上壳远离所述下壳的一侧固接有储气壳，所述下壳安装有水泵，所述上壳和所述下壳对向侧均滑动连接有转动架，所述上壳上的所述转动架安装有电动滑轨，所述电动滑轨安装有镜像布置的电动滑块。本发明通过将上壳和下壳之间腔体内的海水排出，同时将储气壳内的惰性气体向上壳和下壳之间的腔体内注入，消除管道在焊接过程中海水的压力，使管道在原始形态下被焊接，提高对管道的焊接效果，并保证焊接区域的气压小于标准大气压，使气体对激光焊接过程中的散射减少，从而提高激光束的聚焦度，进而提高对海底管道的焊接精度。

技术研发人员：张文亮,李亮,田春霞,孙健,丁泽坤,曹雅迪
受保护的技术使用者：山东鲁控电力设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12