[發(fā)明專利]超聲電弧貼合滾壓薄壁鋼管焊接裝置及焊接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810913444.2
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN108817622B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 初雅杰;王章忠;毛向陽;熊桑;楊宗輝
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工程學院
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/32;B23K101/06
• 代理公司: 南京行高知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松

1.一種超聲電弧貼合滾壓薄壁鋼管焊接裝置，包括超聲電弧發(fā)生裝置，所述超聲電弧發(fā)生裝置包括鎢極氬弧焊槍（3），其特征在于，還包括滾壓貼合裝置；

所述滾壓貼合裝置包括上滾壓貼合輪（5.1）、下滾壓貼合輪（5.2）和連接支架（5.3）；所述上滾壓貼合輪（5.1）零間隙貼合安裝在薄壁鋼管外壁面，且所述上滾壓貼合輪（5.1）弧度曲率與薄壁鋼管外側(cè)直徑相匹配；所述下滾壓貼合輪（5.2）零間隙貼合安裝在薄壁鋼管內(nèi)壁面，且所述下滾壓貼合輪（5.2）弧度曲率與薄壁鋼管內(nèi)側(cè)直徑相匹配；所述上滾壓貼合輪（5.1）和下滾壓貼合輪（5.2）位置相對應；

所述連接支架（5.3）第一端連接上滾壓貼合輪（5.1），第二端穿過薄壁鋼管內(nèi)部并支撐連接下滾壓貼合輪（5.2）；

定義所述薄壁鋼管的運動方向為由右向左：所述鎢極氬弧焊槍（3）與所述上滾壓貼合輪（5.1）間隙設(shè)置在薄壁鋼管外側(cè)，且所述上滾壓貼合輪（5.1）設(shè)置在鎢極氬弧焊槍（3）的右側(cè)；

薄壁鋼管的內(nèi)部設(shè)有兩個下滾壓貼合輪（5.2），所述上滾壓貼合輪（5.1）貼合薄壁鋼管外側(cè)相對應的內(nèi)側(cè)壁面上設(shè)置兩個下滾壓貼合輪（5.2），所述下滾壓貼合輪（5.2）分別貼合抵接薄壁鋼管內(nèi)側(cè)相對的壁面，且所述兩個下滾壓貼合輪（5.2）互不接觸；

所述超聲電弧貼合滾壓薄壁鋼管焊接裝置在工作過程中通下述方式進行焊接成型：

第一步、將鎢極氬弧焊槍（3）按設(shè)定要求對準焊接起始點焊縫，將上滾壓貼合輪（5.1）貼合在薄壁鋼管焊縫外側(cè)，使連接支架（5.3）穿過焊縫將下滾壓貼合輪（5.2）貼合在與上滾壓貼合輪（5.1）對應的薄壁鋼管焊縫內(nèi)側(cè)；

第二步、接通焊接電源和超聲激勵電源，產(chǎn)生的超聲電弧引入到焊接熔池中，對焊接熔池進行攪拌，沿著焊縫移動施焊；

第三步、利用滾壓貼合裝置對剛焊接完成的焊縫進行連續(xù)滾壓，使焊縫外表面及內(nèi)表面與薄壁鋼管曲率相匹配，平整焊縫，形成無縫鋼管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲電弧貼合滾壓薄壁鋼管焊接裝置，其特征在于，所述上滾壓貼合輪和下滾壓貼合輪的直徑為d，5mm＜d＜20mm；所述薄壁鋼管內(nèi)徑為D，D20mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲電弧貼合滾壓薄壁鋼管焊接裝置，其特征在于，所述超聲電弧發(fā)生裝置還包括焊接電源（1）和超聲激勵電源（2），所述的焊接電源（1）和超聲激勵電源（2）并聯(lián)耦合后連接鎢極氬弧焊槍（3）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲電弧貼合滾壓薄壁鋼管焊接裝置，其特征在于，所述的超聲激勵電源（2）是一種超聲頻率的脈沖電源，每個脈沖發(fā)出和關(guān)閉時瞬間激發(fā)超聲頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲電弧貼合滾壓薄壁鋼管焊接裝置，其特征在于，所述超聲激勵電源（2）的波形為交流方形波，脈沖頻率10-800 kHz，脈沖電流0-60A，電壓20-60 V。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲電弧貼合滾壓薄壁鋼管焊接裝置，其特征在于，所述鎢極氬弧焊槍（3）與上滾壓貼合輪（5.1）中心間距為30-60mm。