[实用新型]一种带圆锥台的马鞍形管接头表面自动堆焊设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带圆锥台的马鞍形管接头表面自动堆焊设备，特别适用于不同直径的母管与支管相贯形成的带圆锥台的马鞍形管接头的焊接，属于自动堆焊设备技术领域。

背景技术

带圆锥台的马鞍形管接头是石化和电力产业领域管网中常用的管接头，其端面是筒节与进出口管即母管与支管相贯形成的马鞍形端面，管端面上还带有一个外面倾斜的圆锥台阶，端面和侧面的整圈宽度都不相同。如果管接头是圆形端面，通常可通过埋弧自动焊、气体保护焊或TIG焊等设备实现自动焊接。当马鞍形端面一周高度变化较大，坡度较小时，亦可采用马鞍形轨迹控制方法实现高度变化，熔池不至于下淌，焊道成型尚可；但如果马鞍形端面曲线坡度较大，就只能采用焊接变位器，将焊接位置变位到水平位置进行焊接。而现有的马鞍形坡口埋弧焊机，基本都是由PLC控制，其运动定位点数较少，只能用于一条轨迹，多用于一道焊缝的马鞍形端面接头的坡口焊接；因为现有设备的变位器和操作机不能实现多轴联动控制，所有只能用于标准形状管接头的焊接。例如：现有的一台马鞍形端面管接头埋弧自动焊机，使用三菱Q系列PLC、QD75系列定位控制模块，定位最大点数为600个，如果周向按1度的角度设置1个定位点，一周即需360个定位点数，600个点数只够一周定位，即只够一个焊道的定位点数。而需要加工的马鞍形端面堆焊道数高达80～100道，每道轨迹又不相同，因此，现有马鞍形端面管接头埋弧自动焊机无法实现对带圆锥台的马鞍形管接头的自动堆焊。由于没有合适的设备进行自动焊接，目前只能采用手工焊接方法对带圆锥台的马鞍形管接头进行堆焊工作，具体的作法是：首层采用308L焊条，堆焊厚度3毫米；第二层采用309L焊条，堆焊厚度不小于4毫米；总厚度不小于7毫米。显然，手工焊接存在以下问题：

1、由于需要焊接的带圆锥台的马鞍形管接头直径在Φ1500mm，窄面宽度200mm，宽面230mm，侧立面宽70，锥台面宽102mm，堆焊量大，一个工件需要焊接两周的时间；

2、手工堆焊不容易保证焊道间距均匀，且堆焊面凸凹不平，需要磨平以后才能进行超声探伤，打磨量大；

3、为保证有效的堆焊厚度，导致堆焊余量大，焊接后的磨削工作量增大。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种带圆锥台的马鞍形管接头表面自动堆焊设备，该自动堆焊设备应通过五轴联动，实现焊接位置始终保持水平，进行连续的自动焊接，从而大幅度提高焊接效率和焊接质量。

本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案是：一种带圆锥台的马鞍形管接头表面自动堆焊设备，它主要包括一个完成工件升降、旋转和倾钭的工位调节装置、自动焊枪机械手和电气控制装置，工位调节装置集成安装在一个底座上，自动焊枪机械手安装在一个小底座上，在工作时，所述电气控制装置按预先设置的操作指令控制工位调节装置和自动焊枪机械手动态配合，完成带圆锥台的马鞍形管接头相贯线焊缝的焊接。它还包括一个激光定位器，所述工位调节装置包括一个工作台旋转机构、一个工作台升降机构和一个工作台倾钭机构，在所述底座上设有一个主动侧立柱和一个从动侧立柱，在主动侧立柱的上端部设有一个由第一轴承支承的第一支承轴，右侧的升降机构采用悬挂式固定在第一支承轴的端部，在从动侧立柱的上端部设有一个由第二轴承支承的第二支承轴，左侧的升降机构也采用悬挂式固定在第二支承轴的端部，左、右侧的升降机构通过各自的滑板与工作台底座连接；所述工作台旋转机构设置在工作台底座的一侧，可以旋转的工作台位于工作台底座的上方；在所述主动侧立柱的下部设有一个所述工作台倾钭机构的由支承轴承支承的主传动轴，位于主传动轴一端的第一小齿轮与右侧的升降机构固定连接在一起的从动扇形齿相啮合；所述激光定位器设置在右侧的升降机构的上部并面向工作台，激光定位器的中心位置与第一支承轴的中心位置相一致；所述自动焊枪机械手可以在位于底座一侧的小底座上行走，焊枪的位置采用横向进退机构和纵向升降机构调节；在自动焊接开始时，首先用所述工位调节装置把工件的起焊点调节到激光定位器的光点位置，再把焊枪调节到与工件的起焊点平面成15度夹角，然后起动电源开始焊接。

所述工作台旋转机构采用第二伺服电机经第二行星减速机驱动第二小齿轮，第二小齿轮驱动固定安装在工作台下面的齿圈使工作台转动。

所述工作台升降机构采用左、右侧的升降机构同步工作，左、右侧的升降机构的第三伺服电机经第三行星减速机驱动丝杠，丝杠经丝母驱动滑板连同工作台底座一起作升降运动。