[發明專利]一種管道全位置自動TIG焊焊機及其焊接工藝

在審

• 申請號: 202010077240.7
• 申請日: 2020-01-25
• 公開（公告）號: CN111054999A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 隋仲濤;劉彬;李?，F
• 申請（專利權）人: 濟南金魯鼎焊接技術有限公司
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/12;B23K9/28;B23K9/32
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• 代理人: 暫無信息

1.一種管道全位置自動TIG焊焊機，包括焊接小車，焊接小車沿管道做圓周運動，其特征在于：焊接小車車體上設置有送絲機構和焊槍，送絲機構末端設置有熱絲嘴，熱絲嘴一端通過導線與加熱電源連接，還包括正極連接線，正極連接線一端與加熱電源連接，另一端與被焊工件連接。

2.如權利要求1所述的管道全位置自動TIG焊焊機，其特征在于：所述焊接小車上設置有焊槍擺動機構，焊槍擺動機構包括：步進電機A、步進電機安裝板、聯軸器、絲桿A、直線光軸導軌A、直線軸承A、滾珠絲母、直線軸承及絲母安裝座和光軸及絲桿固定板，直線軸承及絲母安裝座固定于焊接小車上，步進電機A安裝在步進電機安裝板上，絲桿A一端連接在步進電機A的輸出軸上，絲桿A的另一端轉動連接于光軸及絲桿固定板上，直線光軸導軌A一端固定于電機安裝板上，直線光軸導軌A另一端固定于光軸及絲桿固定板上，滾珠絲母和直線軸承A安裝于直線軸承及絲母安裝座上，滾珠絲母與絲桿A相嚙合，直線軸承A可沿著直線光軸導軌A滑動；光軸及絲桿固定板上還連接有焊槍變位固定軸座。

3.如權利要求2所述的管道全位置自動TIG焊焊機，其特征在于：所述焊槍擺動機構上設置有弧長調節機構，弧長調節機構包括：步進電機B、絲桿B、絲母、直線光軸導軌B、直線軸承B、弧長滑臺的滑動部分和弧長滑臺的固定部分，步進電機B及直線光軸導軌B固定于弧長滑臺的固定部分，絲桿B的一端連接在步進電機B的輸出軸上，直線軸承B及絲母固定于弧長滑臺的滑動部分，絲母與絲桿B相嚙合，直線軸承B可沿著直線光軸導軌B滑動；焊槍變位轉軸也固定于弧長滑臺的固定部分，焊槍通過夾具安裝板固定連接于弧長滑臺的滑動部分，夾具安裝在夾具安裝板上，夾具夾持焊槍。

4.如權利要求3所述的管道全位置自動TIG焊焊機，其特征在于：所述弧長滑臺的滑動部分固定連接有焊槍變位轉軸，焊槍變位轉軸的另一端轉動連接在焊槍變位固定座上。

5.如權利要求1所述的管道全位置自動TIG焊焊機，其特征在于：所述送絲機構包括：步進電機C、調整旋鈕、從動導軸、從動輪座、從動輪、主動輪、張緊套、送絲機座和柔性調節塊；送絲機座與焊接小車相連，步進電機C固定于送絲機座上，主動輪連接于步進電機C的輸出軸上，主動輪的外側面設有與焊絲截面相吻合的環形溝槽；從動輪轉動連接在從動輪軸上，從動輪軸連接在從動輪座上；從動導軸的一端連接在從動輪座上，送絲機座上設有與從動導軸相適配的導向孔，從動輪座帶著從動導軸可在導向孔中滑動，柔性調節塊設置在從動輪座上的凹槽內，位于兩從動導軸之間， 送絲機座上螺紋連接有調整絲桿，調整絲桿的一端設有調整旋鈕，調整絲桿的另一端抵靠在柔性調節塊上。

6.如權利要求5所述的管道全位置自動TIG焊焊機，其特征在于：所述送絲機座的兩側分別設置入絲接頭和出絲接頭，焊絲從入絲接頭進入從動輪與主動輪之間，由出絲接頭伸出通過送絲管進入熱絲嘴。

7.如權利要求1所述的管道全位置自動TIG焊焊機，其特征在于：所述的焊接小車上還設置有絲盤機構，包括送絲支架、絲盤軸、彈簧壓環、彈簧、壓緊螺母和絲盤，送絲支架連接于焊接小車上，送絲軸的一端固定安裝在送絲支架上，絲盤軸上依次套有彈簧、彈簧壓環、絲盤，送絲軸的另一端連接有壓緊螺母，壓緊螺母將絲盤壓靠在彈簧壓環上；絲盤軸上設置有限位槽，彈簧壓環上設置有圓柱銷，圓柱銷可在限位槽內滑動。

8.如權利要求1所述的管道全位置自動TIG焊焊機，其特征在于：所述焊接小車由步進電機驅動，靠磁力吸附在管道上，繞管道轉動。

9.如權利要求1所述的管道全位置自動TIG焊焊機，其特征在于：還包括儲運車，所述儲運車上設置控制箱、焊接電源、加熱電源、循環冷卻水箱，氬氣瓶；控制系統設置在控制箱內。

10.如權利要求1～8任意一項權利要求所述的管道全位置自動TIG焊焊機的焊接工藝，其特征在于：包括以下步驟：

(一)矯直截斷管端部，距管端500mm范圍內進行矯正，使管體直線度達0.85‰，滿足矯直精度要求，只有經過矯正處理，才可以保證組對后兩管體軸線重合；

(二)坡口加工，采用坡口機或車床將兩管端加工成帶鈍邊V型坡口；

(三)管內外除濕，為防止焊接時管內外濕氣影響焊接質量，離管端300mm范圍內的水漬、油污產生濕氣的介質應清理干凈，采用氧-乙炔火焰均勻加熱管體外壁使濕氣蒸發；

(四)管內外壁除銹，如果管內外壁由于介質腐蝕出現銹、氧化皮及腐蝕坑，需在距管端30mm范圍管內外壁打磨清理并露出金屬光澤，采用直柄角磨機和內磨機對管件內外壁進行打磨除銹處理；

(五)對口組裝，將準備好對口的兩個管端放置在一種現場用對口組焊裝置上組對，組對間隙0-0.5mm，用鋼板尺檢查對中情況，確保對口錯邊量不大于0.5mm的規定值；

(七)管內充填保護氣，焊接前，向管內充填純度不低于99.99％氬氣，氬氣流量為8-12L/min，以保證背面縫不被氧化，成形良好；

(八)將焊接小車吸附在管體焊口側，使焊槍正對焊縫，調節熱絲嘴的位置，使送出的焊絲在鎢極正下方的焊縫中心位置，調節鎢極與焊絲的距離為2-3mm；

(九)焊接工藝調整和存儲

采取分層、分區間焊接的工藝方法：

分3層單道填滿坡口：不填絲打底焊，填充焊，蓋面焊；

打底焊將全位置焊縫分8個區間；

填充焊、蓋面焊分2個區間進行焊接；焊絲為ER50-6，直徑1 .0mm；鎢極：鈰鎢極，直徑2.4mm；電源種類及極性：直流正接；氬氣流量：8-12L/min；起弧位置：鐘表0:00點位置，收弧搭接量：10°；

焊接工藝參數設定如下：

不填絲打底焊：分8個區間：0°-45°為第一區間，45°-90°為第二區間，90°-135°為第三區間，135°-180°為第四區間，180°-225°為第五區間，225°-270°為第六區間，270°-315°為第七區間，315°-360°為第八區間，焊接電流220-250A ,電壓13.8-14.4V，旋轉速度100mm/min；

填充焊：分2個區間：0°-180°為第一區間，180°-360°為第二區間，焊接電流200-220A ,電壓13.1-13.7V，熱絲電流100A,旋轉速度150mm/min，送絲速3000mm/min，橫擺速度1000mm/min，橫擺寬度4mm；

蓋面焊：分2個區間：0°-180°為第一區間，180°-360°為第二區間，焊接電流220-250A ,電壓14.9-16.0V，熱絲電流100A,旋轉速度 150mm/min，送絲速度3000mm/min，橫擺速度1400mm/min，橫擺寬度10mm；

(十)調用焊接工藝，運行設備進行自動焊接，在正式焊接前，為了檢驗程序是否適用于被焊工件，首先進行模擬焊接，觀察正常后，再按下“啟動”開關焊接，焊接過程中操作人員通過跟蹤觀察機頭運行狀態和實時熔池狀態進行焊接參數微調，直至整個焊接過程結束。