[發明專利]一種管道閃光對焊焊縫等離子清渣及熱處理機

有效

• 申請號: 201310387172.4
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103447676A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 高世一;陳和興;李海權;郭春富;劉正林;房衛萍;易耀勇;鄭世達
• 申請（專利權）人: 廣州有色金屬研究院
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00;C21D9/50
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所 44216
• 代理人: 劉卉

技術領域

本發明涉及等離子技術應用于管道閃光對焊技術領域，具體是涉及一種管道閃光對焊管內焊縫等離子清渣及熱處理機。

背景技術

閃光對焊是一種先進的焊接方法，和傳統焊接方法相比，具有如下優勢：1、屬于固相焊接，不存在熔池，焊接質量高；2、無需添加熔敷金屬，焊接接頭化學成分與母材相同；3、無需氣體保護或渣保護，消除了污染源；4、自動化程度高，不依靠手工焊接技能；5、焊接周期短，焊接效率高。

閃光焊接技術雖然有諸多優點，但是閃光焊接技術存在一個極為關鍵的技術瓶頸，就是焊接后焊縫殘渣需要清理。對于小直徑長管道，管道內部接頭焊縫清理難題表現的尤為突出。閃光焊接焊縫清渣問題成為管道閃光焊接技術推廣應用的一個技術壁壘，必須攻克。

目前，國內外采用的清渣方法主要有手工打磨法和機械推凸法等。然而，手工打磨法的工人勞動強度大，效率低，且對于小型管道根本無法伸入管內作業。機械推凸法在去除管道焊接接頭毛刺時的缺點是對于每個尺寸的管道，都需要一個單獨的去毛刺裝置，特別是處理小直徑管道焊接接頭的裝置，具有極復雜的結構和高昂的成本。

發明內容

本發明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種結構可靠、使用方便靈活，在清除焊縫殘渣的同時能夠對焊縫進行熱處理，能夠顯著提高管道的焊接質量及使用壽命的管道閃光對焊焊縫等離子清渣及熱處理機。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明所述的管道閃光對焊焊縫等離子清渣及熱處理機，其特點是包括管內爬行定位機構、通過該管內爬行定位機構推動位移及定位的管內焊縫等離子清渣及熱處理機構、用于控制管內爬行定位機構和管內焊縫等離子清渣及熱處理機構動作的監控單元。

其中，上述管內爬行定位機構包括車架及安裝在車架上的交流電機、行星二級減速器、主動輪、被動輪、齒輪齒條機構、制動電磁鐵和行走位移測量機構，其中所述行星二級減速器的動力輸入端與交流電機的動力輸出端相連接，所述主動輪和齒輪齒條機構分別與行星二級減速器的動力輸出端相連接，所述制動電磁鐵與齒輪齒條機構相連接，所述行走位移測量機構包括測長編碼齒輪和旋轉編碼器，所述測長編碼齒輪與被動輪上設置的齒輪嚙合連接，所述旋轉編碼器的軸端與測長編碼齒輪通過鍵槽配合連接。

上述管內焊縫等離子清渣及熱處理機構包括用于對管內焊縫進行清渣及熱處理的等離子槍、用于調節等離子槍使用位置的三自由度調節機構和用于監測等離子槍清渣狀態及焊縫處理效果的單目視覺監測單元。

上述三自由度調節機構包括用于帶動等離子槍旋轉的伺服電機、用于帶動等離子槍徑向移動的直線電機機構和用于帶動等離子槍偏轉擺動的雙齒輪傳導機構，其中所述直線電機機構包括直線電機及與直線電機的傳動軸相連接的運動導軌，所述直線電機安裝在直線電機套筒內并通過直線電機套筒與伺服電機的傳動軸固定連接，所述雙齒輪傳導機構包括驅動電機、與驅動電機的傳動軸相連接的主動齒輪及與主動齒輪嚙合連接的被動齒輪，所述雙齒輪傳導機構和等離子槍分別安裝在運動導軌上，且所述等離子槍與被動齒輪固定連接并與外部的離子氣及保護氣設備和循環冷卻水箱相連通。

為了使本發明的操作人員能夠實時并準確地掌握焊縫的清渣及熱處理狀態，上述單目視覺監測單元包括CCD相機、圖像采集卡、環形光源、濾波器和無線發射器，所述無線發射器與監控單元信號連接，所述CCD相機通過支架安裝固定在三自由度調節機構上且位于等離子槍的下方。

為了使本發明的位置調節方便、準確，本發明還包括有通過監控單元控制動作的管內位置調節機構，所述管內位置調節機構設置在管內爬行定位機構和管內焊縫等離子清渣及熱處理機構之間。

為了使本發明能夠滿足不同直徑管道的需求，上述管內位置調節機構包括用于對管內焊縫等離子清渣及熱處理機構的徑向位置進行粗調的絲桿調節機構，該絲桿調節機構由調節絲桿和調節螺母組成且連接在管內爬行定位機構上。

為了使本發明能夠保證管道軸線與等離子槍旋轉的軸線重合，從而實現精確調心定位，上述管內位置調節機構包括用于對管內焊縫等離子清渣及熱處理機構的徑向位置進行精調的變徑調心機構，該變徑調心機構包括連接軸及連接軸兩端各設置的一組氣動調心定位機構，所述各組氣動調心定位機構分別由連接套、固定在連接套上且按圓周均勻排布的三個氣缸及各氣缸的活塞桿外端連接的一個球形壓輪組成。