一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置的製作方法

2023-04-30 08:00:06

專利名稱：一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種焊接裝置，具體涉及一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置。
背景技術：
傳統的鋼管與法蘭的焊接結構是通過鋼管與平面法蘭以及加強板構成的焊接結構，並且通常氣體保護焊的方式進行焊接。進一步，為了提高焊接效率及鋼管與法蘭連接強度，目前採用帶頸鍛造法蘭與鋼管對接焊結構。目前帶頸法蘭與鋼管的接焊，通常採用二氧化碳保護氣體的焊接方式。例如，中國專利公開號CN201483140U，
公開日2010年05月26日，實用新型創造的名稱為鋼管法蘭自動焊接機，該申請案公開了一種鋼管法蘭自動焊接機，包括焊機、C02氣瓶、機架，焊機內的焊絲由送絲機輸送給焊槍，所述焊槍由調節機構控制，在機架上安裝由電機驅動的三爪自定心卡盤，所述三爪自定心卡盤卡緊法蘭，在機架的另一端設有以支撐焊接鋼管的雙滾輪支架，把需要焊接的鋼管定位在雙滾輪支架的 兩個滾輪之間，需要焊接的鋼管隨著固定在三爪自定心卡盤上的法蘭轉動一周，完成一個循環。帶頸鍛造法蘭與鋼管的環向對接焊接焊縫需要到達一級焊縫質量要求，這種採用二氧化碳保護氣體的焊接方式的焊接效率低。如果採用埋弧焊，也採用單面焊雙面成型的方式，即通過在帶頸法蘭與鋼管的外側面上進行埋弧焊，同時通過墊焊在帶頸法蘭與鋼管的內側面也形成良好的焊接；但這種焊接工藝為了保證帶頸法蘭與鋼管的內側面也形成良好的焊接，需要在鋼管的外側面埠處打坡口以減小內外側面之間的厚度；同時還需要在鋼管內部加上陶瓷襯墊，因為單面焊雙面成型的方式，在焊接時的焊縫需要一次焊透鋼管內外表面。目前帶頸法蘭與鋼管採用的單面焊雙面成型接焊法，由於需要加陶瓷襯墊，不僅耗費工時、降低焊接效率，而且陶瓷襯墊的製造業非常困難，且重複利用率低，增加焊接成本。

實用新型內容本實用新型的目的是為了克服現有的鋼管與法蘭在焊接過程中的生產效率低，焊接成本高的問題，提供一種生產效率高、散熱效果好、使用壽命長，並且焊接質量穩定、焊接成本低的鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置。本實用新型的技術方案是一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置，包括內焊裝置、外焊裝置、機架、驅動電機、齒輪傳動機構、連接模板及法蘭固定模板，所述機架上設有一具有圓形通孔的支撐座，所述連接模板呈圓形並可繞圓形通孔軸線轉動的設於圓形通孔內，所述齒輪傳動機構的主動輪與驅動電機相連接，從動輪與連接模板同軸的設置在連接模板側面上；所述法蘭固定模板與從動輪相對的設於連接模板的另一側面上；所述從動輪、連接模板及法蘭固定模板的中部均設有連通孔且各連通孔相連通；所述內焊裝置包括內焊機頭、設置在機臺上的第一導軌，可滑動的設置在第一導軌上的焊機座及用於推移焊機座的推動裝置，所述內焊機頭設於焊機座上，所述第一導軌與從動輪位於連接模板的同一側，且第一導軌沿著連接模板的軸線方向延伸設置；所述內焊機頭可沿著第一導軌伸入連通孔內。本方案的焊接過程可以通過如下步驟完成，在焊接時，首先將法蘭固定在法蘭固定模板上，同時將鋼管與法蘭進行中心對正。接著，通過點焊將鋼管與法蘭進行初步連接。再接著，將外焊裝置的焊接機頭對準鋼管與法蘭外側面的連接縫；並通過推動裝置使內焊裝置的內焊機頭對準鋼管與法蘭內側面的連接縫。最後，通過驅動電機通過齒輪傳動機構的主、從動輪帶動連接模板及法蘭固定模板轉動，從而帶動法蘭與鋼管轉動，法蘭與鋼管每轉動一周，完成一個法蘭與鋼管的焊接。當然內焊裝置和外焊裝置也可以分別對鋼管與法蘭的內、外側面的環形縫隙進行焊接。通過本方案的焊接裝置，使得鋼管與法蘭的內、外側面焊接在同一機臺上完成，不僅可提高焊接過程的焊接效率，還可以極大的提高焊接穩定性及焊接質量。同時由於採用內外雙面焊接的方式，不需要加襯墊；這是因為鋼管與法蘭的內、外側面都進行焊接，因此在對鋼管與法蘭的內側面或外側面進行焊接時，不需要焊透鋼管與法蘭的內、外側面；這樣可以在不降低焊接質量的前提下，有效的降低焊接成本。另一方面，通過旋轉法蘭來帶動鋼管旋轉，由於法蘭與鋼管的焊縫靠近法蘭固定模板，在焊接過程中可以避免鋼管由於圓度及直線度的偏差，造成的圓跳動對焊接質量的影響。作為優選，圓形通孔的側壁上設有與圓形通孔同軸的第一環形凹槽，第一環形凹槽內至少設有三個呈凹字形的銅墊且銅墊呈周向均勻分布；所述連接模板設於第一環形凹 槽內並與銅墊相配合，且與銅墊相接處的連接模板的外圓環面及兩側面上均設有至少一個第二環形凹槽。由於第一環形凹槽內設有呈凹字形的銅墊，連接模板與銅墊相配合，使連接模板在轉動的過程中，不僅可以減小摩擦面積，有利於連接模板的轉動並降低摩擦生熱；重要的是，由於銅墊的設置使得連接模板在轉動的過程中，銅墊與銅墊之間會在第一環形凹槽內形成一個散熱通道與外界連通，加快連接模板的轉動過程中的散熱，提高使用壽命。同時，第二環形凹槽的設置不僅可以減小了連接模板與銅墊的接觸面積；重要的是，第二環形凹槽直接連通了相鄰兩銅墊之間的散熱通道，使連接模板與銅墊之間產生的摩擦熱得以快速的散發，進而提高使用壽命。作為優選，各第二環形凹槽內設有若干呈周向均勻分布的隔板，且隔板的頂面位於第二環形凹槽開口的下方。由於隔板的設置，在連接模板的轉動過程中，隔板會帶動空氣流通；尤其是當隔板旋轉至銅墊處時，會帶動空氣湧入銅墊與第二環形凹槽之間，可以極大的增強銅墊與連接模板的散熱效果，提高使用壽命。作為優選，外焊裝置包括升降電機、橫行電機、外焊機頭、設置在機臺上的立柱及設置在立柱上的橫梁，所述立柱一側面上設有兩條相互平行的縱嚮導軌，所述兩縱嚮導軌之間設有一縱向設置的第一絲杆螺母機構，所述升降電機設於立柱頂部並與第一絲杆螺母機構的絲杆相連接；所述橫梁可滑動的設於縱嚮導軌上並通過螺栓與第一絲杆螺母機構的螺母相連接；所述橫梁的一側面上設有橫向凹槽，該橫向凹槽的兩側面上分別設有一橫嚮導槽，該橫向凹槽的底部設有橫向齒條；一橫截面呈T字形的滑杆可滑動的設於橫向凹槽內並與橫嚮導槽相配合，所述外焊機頭設於滑杆外端，所述橫行電機設於滑杆上與外焊機頭相對的另一端，且橫行電機上設有一橫行齒輪與橫向齒條相嚙合。通過本方案的外焊裝置，使得外焊機頭的位置可以根據需要進行調節，而且使得外焊機頭在位移調節過程中能夠平穩的進行調節。作為優選，法蘭固定模板的外側面上設有至少三條徑向設置的導向槽且導向槽呈圓周均勻分布，導向槽為工字槽，所述導向槽內設有滑座，滑座包括呈T字形的上滑塊及下滑塊，上滑塊設於工字槽上部，下滑塊設於工字槽下部，所述上、下滑塊通過螺栓連接；所述上滑塊頂面上設有用於連接法蘭的螺孔。通過本方案結構，可以使各種不同型號的法蘭固定在法蘭固定模板的滑座上，以提 高焊接裝置的適用範圍。作為優選，推動裝置包括第二絲杆螺母機構、軸承座及內焊電機，所述軸承座設置於機臺上，第二絲杆螺母機構的絲杆一端可轉動的設於軸承座內；焊機座與螺母相連接，電機通過聯軸器與絲杆連接。作為優選，內焊裝置和外焊裝置的焊機為埋弧焊焊機。本實用新型的有益效果是具有生產效率高，使用壽命長，焊接質量穩定，焊接成本低，以及適用範圍廣的特點。

圖I是本實用新型的一種結構示意圖。圖2是圖I中A處的一種局部放大結構示意圖。圖3是本實用新型的推動裝置處的一種結構示意圖。圖4是本實用新型的法蘭固定模板的一種結構示意圖。圖5是本實用新型的滑座處的一種局部剖面結構示意圖。圖中外焊裝置I、內焊裝置2、從動輪3、連接模板4、法蘭5、法蘭固定模板6、連通孔7、驅動電機8、主動輪9、橫梁10、橫行電機11、立柱12、升降電機13、滑杆14、外焊機頭15、內焊機頭16、支撐座17、基準模板18、固定模板19、銅墊20、第二環形凹槽21、鋼管22、第一導軌23、焊機座24、第二絲杆螺母機構25、內焊電機26、軸承座27、導向槽28、滑座29、上滑塊30、下滑塊31、隔板32。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述實施例I :如圖I所示，一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置，包括內焊裝置2、外焊裝置I、機架、驅動電機8、齒輪傳動機構、連接模板4及法蘭固定模板6。內焊裝置和外焊裝置的焊機為埋弧焊焊機。如圖2所示，所述機架上設有一具有圓形通孔的支撐座17，所述連接模板4呈圓形並可繞圓形通孔軸線轉動的設於圓形通孔內。具體說是，圓形通孔的側壁上設有與圓形通孔同軸的第一環形凹槽，第一環形凹槽內設有四個呈凹字形的銅墊20且銅墊呈周向均勻分布。所述連接模板4設於第一環形凹槽內並與銅墊20相配合；且與銅墊20相接處的連接模板4的外圓環面及兩側面上均設有第二環形凹槽21。各第二環形凹槽21內設有若干呈周向均勻分布的隔板32，且隔板的頂面位於第二環形凹槽開口的下方。由於第一環形凹槽內設有呈凹字形的銅墊20，且連接模板4與銅墊20相配合；當連接模板4在轉動的過程中，不僅可以減小摩擦面積；更重要的是，由於銅墊20的設置使得連接模板在轉動的過程中，銅墊20與銅墊20之間會在第一環形凹槽形成一個散熱通道與外界連通，加快連接模板的轉動過程中的散熱，提高使用壽命。同時，第二環形凹槽21的設置不僅可以減小了連接模板與銅墊的接觸面積；更重要的是，第二環形凹槽21直接連通了相鄰兩銅墊之間的散熱通道，使連接模板與銅墊之間產生的摩擦熱得以快速的散發。[0023]上述的支撐座17包括基準模板18及固定模板19，所述基準模板及固定模板的中部設有圓形通孔，且基準模板18 —側面上位於圓形通孔邊緣處設有向內凹陷的下凹臺階，所述固定模板19通過螺栓固定在基準模板18的下凹臺階的開口端所在的側面上。所述基準模板的下凹臺階配合固定模板形成第一環形凹槽。如圖I、圖2所示,齒輪傳動機構的主動輪9與驅動電機8相連接,從動輪3與連接模板4同軸的設置在連接模板4側面上。所述法蘭固定模板6與從動輪相對的設於連接模板4的另一側面上。所述從動輪3、連接模板4及法蘭固定模板6的中部均設有連通孔7且各連通孔相連通。如圖I、圖3所示，內焊裝置2包括內焊機頭16、設置在機臺上的第一導軌23，可滑動的設置在第一導軌上的焊機座24及用於推移焊機座的推動裝置。推動裝置包括第二絲杆螺母機構25、軸承座27及內焊電機26。所述軸承座27設置於機臺上，第二絲杆螺母機構25的絲杆一端可轉動的設於軸承座內。焊機座24與螺母相連接。內焊電機26通過聯軸器與絲杆連接。所述內焊機頭16設於焊機座24上。所述第一導軌23與從動輪3位於連接模板4的同一側，且第一導軌沿著連接模板的軸線方向延伸設置。所述內焊機頭16可沿著第一導軌23伸入連通孔7內。·上述推動裝置還可以設置為包括齒輪齒條結構、電機，所述齒條沿著第一導軌23設置；所述電機設於焊機座24上，所述齒輪設於電機上並與齒條相嚙合。上述推動裝置還可以由氣缸或油缸代替。如圖I所示，外焊裝置I包括升降電機13、橫行電機11、外焊機頭15、設置在機臺上的立柱12及設置在立柱上的橫梁10。所述立柱12 —側面上設有兩條相互平行的縱嚮導軌，所述兩縱嚮導軌之間設有一縱向設置的第一絲杆螺母機構。所述升降電機13設於立柱12頂部並與第一絲杆螺母機構的絲杆相連接。所述橫梁10可滑動的設於縱嚮導軌上並通過螺栓與第一絲杆螺母機構的螺母相連接。所述橫梁10的一側面上設有橫向凹槽，該橫向凹槽的兩側面上分別設有一橫嚮導槽，該橫向凹槽的底部設有橫向齒條。一橫截面呈T字形的滑杆14可滑動的設於橫向凹槽內並與橫嚮導槽相配合。所述外焊機頭15設於滑杆14外端,所述橫行電機11設於滑杆上與外焊機頭相對的另一端，且橫行電機11上設有一橫行齒輪與橫向齒條相哨合。如圖4、圖5所示，法蘭固定模板6的外側面上設有八條徑向設置的導向槽28且導向槽呈圓周均勻分布。導向槽28為工字槽，所述導向槽內設有滑座29。滑座29包括呈T字形的上滑塊30及下滑塊31，上滑塊30設於工字槽上部，下滑塊31設於工字槽下部，所述上、下滑塊通過螺栓連接。所述上滑塊頂面上設有用於連接法蘭5的螺孔。具體的焊接過程可以通過如下步驟完成，首先將法蘭5固定在法蘭固定模板6上，同時將鋼管22與法蘭進行中心對正。接著，通過外焊裝置I的外焊機進行點焊，將鋼管22與法蘭5進行初步連接。再接著，將外焊裝置I的焊接機頭對準鋼管與法蘭外側面的連接縫；並通過推動裝置使內焊裝置2的內焊機頭對準鋼管與法蘭內側面的連接縫。最後，通過驅動電機8通過齒輪傳動機構的主、從動輪帶動連接模板4及法蘭固定模板6轉動，從而帶動法蘭與鋼管轉動。在法蘭與鋼管轉動的同時，外焊裝置I的外焊機與內焊裝置2的內焊機工作。當法蘭與鋼管轉動一周，即完成一個法蘭與鋼管的焊接。當然內焊裝置和外焊裝置也可以分別對鋼管與法蘭的內、外側面的環形縫隙進行焊接。通過本方案的焊接裝置，使得鋼管與法蘭的內、外側面焊接在同一機臺上完成，不僅可提高焊接過程的焊接效率，還可以極大的提高焊接穩定性及焊接質量。另一方面，本方案的焊接裝置通過採用內外雙面埋 弧焊的焊接方法，不需要加襯墊，可以有效降低焊接成本。
權利要求1.一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置，其特徵是，包括內焊裝置(2)、外焊裝置(I)、機架、驅動電機(8)、齒輪傳動機構、連接模板(4)及法蘭固定模板(6)，所述機架上設有一具有圓形通孔的支撐座(17)，所述連接模板(4)呈圓形並可繞圓形通孔軸線轉動的設於圓形通孔內，所述齒輪傳動機構的主動輪(9)與驅動電機相連接，從動輪(3)與連接模板同軸的設置在連接模板(4)側面上；所述法蘭固定模板(6)與從動輪相對的設於連接模板的另一側面上；所述從動輪、連接模板及法蘭固定模板的中部均設有連通孔(7)且各連通孔相連通；所述內焊裝置包括內焊機頭(16)、設置在機臺上的第一導軌(23)，可滑動的設置在第一導軌上的焊機座(24)及用於推移焊機座的推動裝置，所述內焊機頭設於焊機座上，所述第一導軌(23)與從動輪(3)位於連接模板(4)的同一側，且第一導軌沿著連接模板的軸線方向延伸設置；所述內焊機頭可沿著第一導軌伸入連通孔內。
2.根據權利要求I所述的一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置，其特徵是，所述圓形通孔的側壁上設有與圓形通孔同軸的第一環形凹槽，第一環形凹槽內至少設有三個呈凹字形的銅墊(20)且銅墊呈周向均勻分布；所述連接模板(4)設於第一環形凹槽內並與銅墊相配合，且與銅墊(20)相接處的連接模板(4)的外圓環面及兩側面上均設有至少一個第二環形凹槽(21)。
3.根據權利要求2所述的一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置，其特徵是，所述各第二環形凹槽(21)內設有若干呈周向均勻分布的隔板(32)，且隔板的頂面位於第二環形凹槽開口的下方。
4.根據權利要求I所述的一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置，其特徵是，所述外焊裝置(I)包括升降電機(13)、橫行電機(11)、外焊機頭(15)、設置在機臺上的立柱(12)及設置在立柱上的橫梁(10)，所述立柱(12)—側面上設有兩條相互平行的縱嚮導軌，所述兩縱嚮導軌之間設有一縱向設置的第一絲杆螺母機構，所述升降電機設於立柱頂部並與第一絲杆螺母機構的絲杆相連接；所述橫梁(10)可滑動的設於縱嚮導軌上並通過螺栓與第一絲杆螺母機構的螺母相連接；所述橫梁(10)的一側面上設有橫向凹槽，該橫向凹槽的兩側面上分別設有一橫嚮導槽，該橫向凹槽的底部設有橫向齒條；一橫截面呈T字形的滑杆(14)可滑動的設於橫向凹槽內並與橫嚮導槽相配合；所述外焊機頭(15)設於滑杆外端，所述橫行電機設於滑杆上與外焊機頭相對的另一端，且橫行電機上設有一橫行齒輪與橫向齒條相口四合。
5.根據權利要求I或2或3或4所述的一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置，其特徵是，法蘭固定模板(6)的外側面上設有至少三條徑向設置的導向槽(28)且導向槽呈圓周均勻分布，導向槽為工字槽，所述導向槽內設有滑座(29)，滑座包括呈T字形的上滑塊(30)及下滑塊(31)，上滑塊設於工字槽上部，下滑塊設於工字槽下部，所述上、下滑塊通過螺栓連接；所述上滑塊頂面上設有用於連接法蘭的螺孔。
6.根據權利要求I或2或3或4所述的一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置，其特徵是，推動裝置包括第二絲杆螺母機構(25)、軸承座(27)及內焊電機(26)，所述軸承座設置於機臺上，第二絲杆螺母機構的絲杆一端可轉動的設於軸承座內；焊機座與螺母相連接，內焊電機通過聯軸器與絲杆連接。
7.根據權利要求I或2或3或4所述的一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置，其特徵是，內焊裝置和外焊裝置的焊機為埋弧焊焊機。
專利摘要本實用新型公開了一種鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置，旨在提供一種具有生產效率高、焊接質量穩定且焊接成本低的鋼管與法蘭的內外雙面焊接裝置。它包括內焊裝置、外焊裝置、機架、驅動電機、齒輪傳動機構、連接模板及法蘭固定模板，所述機架上設有一具有圓形通孔的支撐座，所述連接模板呈圓形並可繞圓形通孔軸線轉動的設於圓形通孔內，所述齒輪傳動機構的主動輪與驅動電機相連接，從動輪與連接模板同軸的設置在連接模板側面上；所述法蘭固定模板與從動輪相對的設於連接模板的另一側面上；所述從動輪、連接模板及法蘭固定模板的中部均設有連通孔且各連通孔相連通。
文檔編號B23K37/04GK202591811SQ20122023708
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者戴剛平, 王洪 申請人:戴剛平