[發(fā)明專利]帶圓錐臺的馬鞍形管接頭表面自動堆焊設(shè)備及其焊接方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010110086.5
• 申請日: 2010-02-17
• 公開（公告）號: CN101804493A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 谷文;李堅;高殿寶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國第一重型機械股份公司;中國第一重型機械集團大連加氫反應(yīng)器制造有限公司
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/167;B23K9/32;B23K9/12;B23K9/095
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所 21208
• 代理人: 花向陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶圓錐臺的馬鞍形管接頭表面自動堆焊設(shè)備及其焊接方法，特別適用于不同直徑的母管與支管相貫形成的馬鞍形管端面和端面上帶圓錐臺的接頭表面的防腐層堆焊，屬于自動焊設(shè)備和焊接方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

帶圓錐臺的馬鞍形管接頭是石化和電力產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域管網(wǎng)中常用的管接頭，其端面是筒節(jié)與進出口管即母管與支管相貫形成的馬鞍形端面，管端面上還帶有一個外面傾斜的圓錐臺階，端面和側(cè)面的整圈寬度都不相同。如果管接頭是圓形端面，通常可通過埋弧自動焊、氣體保護焊或TIG焊等設(shè)備實現(xiàn)自動焊接。當(dāng)馬鞍形端面一周高度變化較大，坡度較小時，亦可采用馬鞍形軌跡控制方法實現(xiàn)高度變化，熔池不至于下淌，焊道成型尚可；但如果馬鞍形端面曲線坡度較大，就只能采用焊接變位器，將焊接位置變位到水平位置進行焊接。而現(xiàn)有的馬鞍形坡口埋弧焊機，基本都是由PLC控制，其運動定位點數(shù)較少，只能用于一條軌跡，多用于一道焊縫的馬鞍形端面接頭的坡口焊接；因為現(xiàn)有設(shè)備的變位器和操作機不能實現(xiàn)多軸聯(lián)動控制，所有只能用于標(biāo)準(zhǔn)形狀管接頭的焊接。例如：現(xiàn)有的一臺馬鞍形端面管接頭埋弧自動焊機，使用三菱Q系列PLC、QD75系列定位控制模塊，定位最大點數(shù)為600個，如果周向按1度的角度設(shè)置1個定位點，一周即需360個定位點數(shù)，600個點數(shù)只夠一周定位，即只夠一條焊道的定位點數(shù)。而需要加工的馬鞍形端面堆焊道數(shù)高達80~100道，每道軌跡又不相同，因此，現(xiàn)有馬鞍形端面管接頭埋弧自動焊機無法實現(xiàn)對帶圓錐臺的馬鞍形管接頭的自動堆焊。由于沒有合適的設(shè)備進行自動焊接，目前只能采用手工焊接方法對帶圓錐臺的馬鞍形管接頭進行堆焊工作，具體的作法是：首層采用308L焊條，堆焊厚度3毫米；第二層采用309L焊條，堆焊厚度不小于4毫米；總厚度不小于7毫米。顯然，手工焊接存在以下問題：

1、由于需要焊接的帶圓錐臺的馬鞍形管接頭直徑在Φ1500mm，窄面寬度200mm，寬面230mm，側(cè)立面寬70，錐臺面寬102mm，堆焊量大，一個工件需要?焊接兩周的時間；

2、手工堆焊不容易保證焊道間距均勻，且堆焊面凸凹不平，需要磨平以后才能進行著色和超聲探傷，打磨量大；

3、為保證有效的堆焊厚度，導(dǎo)致堆焊余量大，焊接后的磨削工作量增大。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種帶圓錐臺的馬鞍形管接頭表面自動堆焊設(shè)備及其焊接方法，該自動焊設(shè)備應(yīng)通過五軸聯(lián)動，實現(xiàn)焊接位置始終保持水平，進行連續(xù)的自動焊接，采用熱絲TIG焊接方法，從而大幅度提高焊接效率和焊接質(zhì)量。

本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種帶圓錐臺的馬鞍形管接頭表面自動堆焊設(shè)備，它主要包括一個完成工件升降、旋轉(zhuǎn)和傾鈄的工位調(diào)節(jié)裝置、自動焊槍機械手和電氣控制裝置，工位調(diào)節(jié)裝置集成安裝在一個底座上，自動焊槍機械手安裝在一個小底座上，在工作時，所述電氣控制裝置由PMAC控制器為核心按預(yù)先編制的馬鞍形軌跡控制程序和操作指令，控制工位調(diào)節(jié)裝置和自動焊槍機械手動態(tài)配合，完成帶圓錐臺的馬鞍形管接頭相貫線焊縫水平位的堆焊。它還包括一個激光定位器，所述工位調(diào)節(jié)裝置包括一個工作臺旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、一個工作臺升降機構(gòu)和一個工作臺傾鈄機構(gòu)，在所述底座上設(shè)有一個主動側(cè)立柱和一個從動側(cè)立柱，在主動側(cè)立柱的上端部設(shè)有一個由第一軸承支承的第一支承軸，右側(cè)的升降機構(gòu)采用懸掛式固定在第一支承軸的端部，在從動側(cè)立柱的上端部設(shè)有一個由第二軸承支承的第二支承軸，左側(cè)的升降機構(gòu)也采用懸掛式固定在第二支承軸的端部，左、右側(cè)的升降機構(gòu)通過各自的滑板與工作臺底座連接；所述工作臺旋轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)置在工作臺底座的一側(cè)，可以旋轉(zhuǎn)的工作臺位于工作臺底座的上方；在所述主動側(cè)立柱的下部設(shè)有一個所述工作臺傾鈄機構(gòu)的由支承軸承支承的主傳動軸，位于主傳動軸一端的第一小齒輪與右側(cè)的升降機構(gòu)固定連接在一起的從動扇形齒相嚙合；所述激光定位器設(shè)置在右側(cè)的升降機構(gòu)的上部并面向工作臺，激光定位器的中心位置與第一支承軸的中心位置相一致；所述自動焊槍機械手可以在位于底座一側(cè)的小底座上行走，焊槍的位置采用橫向進退機構(gòu)和縱向升降機構(gòu)調(diào)節(jié)；在自動焊接開始時，首先用所述?工位調(diào)節(jié)裝置把工件的最高點，調(diào)節(jié)到略低于激光定位器的光點位置，再把焊槍調(diào)節(jié)到與工件的起焊點，提升焊槍使鎢極尖與激光點重合，執(zhí)行復(fù)位然后再回到啟焊位置，調(diào)整好焊絲與鎢極的相對位置，然后起動焊接電源開始焊接。

所述工作臺旋轉(zhuǎn)機構(gòu)采用第二伺服電機經(jīng)第二行星減速機驅(qū)動第二小齒輪，第二小齒輪驅(qū)動固定安裝在工作臺下面的齒圈使工作臺轉(zhuǎn)動。