[发明专利]一种管线钢环形焊缝搅拌摩擦焊接机构

说明书

技术领域

本发明属于管线钢焊接加工技术领域，特别是涉及一种管线钢环形焊缝搅拌摩擦焊接机构。

背景技术

现阶段，作为石油、天然气重要输送方式之一的油气管线运输，具有不可取代的优势，同时还具有很高的运输经济性和高效性，与传统的油轮和天然气运输船相比，几乎不受气候条件的影响。而油气管线的核心载体便是管线钢，随着经济的不断发展，人们对油气运输的要求也在不断提高。在建的油气管线普遍采用了大口径的管线钢进行铺设，同时还要满足高压输送要求，这便对管线钢的性能提出了更高要求。由于油气管线大多铺设于人烟稀少的偏远地区，不但气候恶劣且地质地貌条件复杂，因此就要求管线钢必须具有更高的低温韧性和韧脆转变特性。

迄今为止，无论是管线钢的制管阶段，还是油气管线的铺设阶段，管线钢的焊接都是采用传统的熔焊方式，而传统的熔焊方式具有较高的热输入，这就不可避免的造成了焊缝及近缝区金属的严重粗化和脆化，同时还会伴有裂纹、气孔、偏析等缺陷，随着管线钢强度的提高，焊接接头性能的恶化尤其严重。另外，由于高热输入导致的晶界偏析，还容易使焊接接头耐腐蚀性能的严重下降，为了减轻焊接接头晶粒粗大现象，管线钢焊接时普遍采用低热输入量，而低热输入量及焊接时多次预热和缓冷将严重降低油气管线的铺设效率，进而成为制约油气管线建设的重要因素之一。

因此，亟需找到一种全新的管线钢焊接方法，能够有效提高管线钢的焊接效率，提高焊接接头的性能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种管线钢环形焊缝搅拌摩擦焊接机构，能够有效提高管线钢的焊接效率，同时提高焊接接头的性能，并有效缩短油气管线的建设周期。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种管线钢环形焊缝搅拌摩擦焊接机构，包括底座、主夹紧支撑座、副夹紧支撑座、搅拌摩擦焊机、回转架、焊机安装升降板、回转架驱动组件及焊机安装升降板驱动组件，管线钢通过主夹紧支撑座及副夹紧支撑座装夹定位；

所述主夹紧支撑座包括第一立柱和第一夹头，所述第一夹头包括第一下夹头和第一上夹头，所述第一立柱设置在底座上，第一下夹头固定设置在第一立柱顶端，第一下夹头与第一上夹头通过铰接方式相连，在第一上夹头与第一立柱之间设置有第一开合驱动缸，第一夹头的开启及闭合均通过第一开合驱动缸控制；

所述第一夹头闭合时整体呈圆柱筒型结构，管线钢通过第一夹头的内表面夹紧定位，在第一夹头的外表面沿周向设置有圆环形的轨道；在所述回转架上安装有若干导轮，回转架通过导轮安装在轨道上；所述回转架通过回转架驱动组件与第一夹头之间进行360度回转配合；

所述搅拌摩擦焊机设置在焊机安装升降板上，搅拌摩擦焊机的搅拌头与管线钢的环形焊缝相对应；所述焊机安装升降板安装在回转架上，焊机安装升降板通过焊机安装升降板驱动组件与回转架之间进行升降配合；

所述副夹紧支撑座布置于主夹紧支撑座侧部，副夹紧支撑座包括第二立柱和第二夹头，所述第二夹头包括第二下夹头和第二上夹头，所述第二立柱设置在底座上，第二下夹头固定设置在第二立柱顶端，第二下夹头与第二上夹头通过铰接方式相连，在第二上夹头与第二立柱之间设置有第二开合驱动缸，第二夹头的开启与闭合均通过第二开合驱动缸控制。

所述回转架驱动组件包括外齿圈、回转驱动齿轮及回转驱动电机，所述外齿圈与轨道同轴心设置，且外齿圈固装在轨道侧部；所述回转驱动电机固装在回转架上，所述回转驱动齿轮固定套装在回转驱动电机的电机轴上，且回转驱动齿轮与外齿圈相啮合。

所述焊机安装升降板驱动组件包括升降驱动齿条、升降驱动齿轮、升降驱动电机、升降导轨及升降导向滑块，所述升降驱动齿条及升降导轨平行安装在焊机安装升降板下部，且升降驱动齿条及升降导轨与搅拌摩擦焊机的搅拌头旋转中心线相平行；所述升降驱动电机固装在回转架上，所述升降驱动齿轮固定套装在升降驱动电机的电机轴上，且升降驱动齿轮与升降驱动齿条相啮合；所述升降导向滑块固装在回转架上，且升降导向滑块与升降导轨滑动配合。

所述副夹紧支撑座设有多套，多套副夹紧支撑座分别适配不同管径的管线钢。

在所述第一下夹头、第一上夹头的内表面还配装有调整垫板。

在所述底座下部还配装有可调支腿。

所述搅拌摩擦焊机还配装有惰性气体保护设备。

在所述第一下夹头和第一上夹头之间、第二下夹头和第二上夹头之间均设置有锁紧螺栓。

本发明的有益效果：