[发明专利]旋转电极电熔焊缝自动清根装置

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体说是涉及一种旋转电极电熔焊缝自动清根装置。

背景技术

随着现代石油工业的大规模快速发展，长输管道和大型储罐工程焊接技术正向着高质量、低成本、高效率的方向发展，焊接技术在不断的进步，自动化程度越来越高的同时，对焊缝清根的质量和速度要求也越来越高。

在长输管道、大型储罐、压力容器制作安装过程中，焊接是关键环节，焊接质量直接影响到产品的使用寿命和安全性。为了保证焊接质量，施工中的清根处理是保证焊缝熔透成型的重要工艺措施。在双面焊接时，首先对坡口一侧的焊口进行焊接，焊后再对另一侧的焊口进行清根处理，以清除背面焊根及清除焊缝中的缺陷，如果清根不彻底，将影响焊接质量并引起安全事故。目前，现有的清根技术通常采用碳弧气刨、角磨砂轮机、等离子弧清根方法，其中；角磨砂轮机、碳弧气刨是传统方法，在工程中应用较为广泛，等离子弧清根虽有相关的专利及报道，但尚未公开有工业化应用的实例。

碳弧气刨是利用碳棒与工件之间产生的电弧将金属熔化，并用压缩空气将其吹掉，实现在金属表面沟槽加工的方法。碳弧气刨清根是目前焊接施工中应用最为广泛的方法，其缺点；一是手工操作对工艺规范很难掌握，清根后的焊缝往往宽窄不一，深浅不匀，容易产生结碳现象。尤其是对自动焊的单V型坡口，清根后的坡口形状和尺寸很难保证，直接影响到焊缝质量和焊接效率的提高。二是碳弧气刨清根产生的噪声、烟气对环境污染严重，不利于环保。三是所用碳棒烧损快，不能连续作业，工效低，施工成本高。

砂轮磨削是一种机械切削的加工方法。虽然砂轮磨削对工件坡口清根的适应性比较灵活，磨削后坡口表面光滑，无氧化层增碳的现象出现。但由于手工打磨操作，受人为因素影响较大，很难保证坡口形状和尺寸。另外，由于砂轮磨削难以实现自动化的作业，劳动强度大，噪声高，粉尘多，工作环境恶劣。等离子弧切割是利用高温高速的等离子焰流来加热，将局部金属熔化并吹除，形成切口，无渗碳现象伴随。切割用的等离子弧具有能量非常集中，弧短、弧硬的特点。如果用这样的等离子弧做清根用，弧柱经过之处会出现深而窄的沟槽，这样将很难清出光滑的表面，也无法实现清根深度和坡口形状。另外等离子设备需要配套专用电源、气瓶及冷却水系统，设备配套使用在施工现场很难实现，成本较高。

综上所述；在大型油气储罐、高强度厚力容器、大口径长输油气管道等的焊接施工中，以上清根方法不同程度的存在劳动强度大、清根质量难以控制、效率低、施工成本高的缺点。因此，研究切实可行的自动清根装置对提高焊接质量、降低施工成本将会起到极大的作用。

发明内容

本发明的目的正是基于上述原因而适用于对大型油气储罐、高强度厚力容器、大口径长输油气管道等进行焊接施工的旋转电极电熔焊缝自动清根装置。本发明设计思路是采用盘式旋转电极，在盘式旋转电极与工件焊缝之间引起电弧，利用压缩空气及电极盘的磨削作用实现对被熔化焊缝根部的自动清理，以解决现有清根技术不足。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的旋转电极电熔焊缝自动清根装置该装置包括设置有行走机构的机架，通过调节机构安装在机架上的清根机；所述清根机包括与调节机构相结合的驱动电机，以静配合方式依次套装在驱动电机输出轴上的绝缘套和空心轴，套装在绝缘套上并通过压板压装在空心轴前端的电极盘，安装在空心轴外、并以动配合方式与空心轴相接触的两个电刷，以及以横跨电极盘的方式固定安装在驱动电机前端盖上的呈门字形结构的喷气管，在喷气管的两个下端口分别安装有一个喷嘴，两个喷嘴的喷口均呈向下斜置、且相对的方式设置在电极盘两侧，所述喷气管通过进气管口与压缩气源相连。

本发明中所述电刷呈半环形结构，通过压紧弹簧与空心轴外壁相结合；所述电极盘的外缘部分的横截面呈锥形结构；

本发明中所述机架为立式结构的机架，所述行走机构包括由电机和减速机构组成的驱动装置，安装在驱动装置输出轴上的驱动轮；且该行走机构通过连接件安装在机架的上部，在行走机构下方的机架上安装有用于调整机架与工件间距离平衡轮机构；所述清根机通过由纵向调节滑板和横向进给滑板组成的调节机构安装在平衡轮机构下方的机架上，其中纵向调节滑板的轴线与构成机架的竖杆相平行，并通过连接件与机架相固接，横向进给滑板安装在纵向调节滑板的端部，且横向进给滑板的轴线与纵向调节滑板的轴线相垂直，清根机的驱动电机通过连接件与横向进给滑板结合，且驱动电机的轴线与横向进给滑板的轴线相垂直；所述清根机中的喷气管通过进气管口以及连接管路与设置在机架上的空压机相连。