[发明专利]无轨式自保护全位置自动焊接装置及其焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动焊接装置及其焊接工艺，尤其是涉及一种无轨式自保护全位置自动焊接装置及其焊接工艺。

背景技术

现有的大口径管道、球罐自动焊装置存在以下缺陷和不足：1、无论磁座吸盘或负压式吸盘焊接装置，在其焊接过程中均离不开轨道，而实际操作过程中轨道安装非常不方便，既费工费时，又影响现场焊接作业；另外，在用轨道作导向时，要求焊口装配精度高，对于大口径管道以及球罐即储罐的对装中很难做到，最终使得上述焊接装置地推广使用受到了很大限制。2、现有的自动焊装置普遍都是在停止焊接后，即无焊接电流的情况下，自动停止送丝，其缺点是熄弧后焊丝易粘在焊口的收弧处，因而事后需进一步进行处理。3、现有自动焊装置在焊接时，大多都采用气保护焊或双保护焊，因而其焊接过程需使用大量的辅助焊接材料如CO2、Ar气等，对于防风能力相对不够强，特别是在偏远地区，其气体采购及运输均非常困难，因而上述焊接装置的使用范围受到很大限制。

相应在大口径管道或储罐的现场安装焊接中，国内目前主要运用焊条电弧焊或半自动焊接工艺，全位置自动焊虽有应用，但主要用在以下场合：第一、较小口径厚壁管焊接，主要采用轨道式全位置自动焊，应用范围一般为制造工厂；第二、大口径厚壁管的自动焊接，在平焊、立焊、横焊中也均有成功的应用；第三、较小口径厚壁管和大口径厚壁管的焊接中，除埋弧自动焊外，采用的是气保护焊或双保护焊，并且为有轨导向操作，这类焊接方法有其自身不可克服的缺欠；第四、大口径厚壁管的自保护焊，国内外现在最好的发展水平为西气东输中应用的自保护半自动焊；由于西气东输线路工程用钢管的强度等级较高，管径和壁厚较大，所以线路施工以自动焊和半自动焊为主，焊条电弧焊为辅。上述焊接场合所使用的主要焊接方法有熔化极气体保护电弧焊(GTAW)，自保护药芯焊丝电弧焊(FCAW)和焊条电弧焊(SMAW)。综上，其自动焊方法有：1、内焊机根部焊+自动外焊机填充和盖面焊；2、STT气保护半自动焊部根焊+自动外焊机填充和盖面焊；3、纤维素焊条电弧焊根部焊+外焊机自动焊填充和盖面焊。这几种焊接方法的区别在于根部焊方法的不同。上述焊接方法中：a、自动焊采用的是气保护或双保护焊；b、自动根焊机不适用于直径大的管径；c、根焊设备比较笨重；d、用药芯焊丝自保护只进行了半自动焊。

综上，上述自动焊方法存在以下某项或多项的不足和/或使用条件的限制：①只适用于管径不大的管道焊接；②只适用于工件能进行滚动的焊接；③适用于工厂制造；④使用的辅助焊接材料(CO₂、Ar气等)较多，野外偏远地区的采购管理不便；⑤根焊机等设备较笨重；⑥无自动焊口识别跟踪系统，且采用轨道导向，故对焊口的装配精度要求较高，且不适合于曲线焊缝的焊接；⑦焊前需敷设轨道，工艺程序复杂，效率相对较低、成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种无轨式自保护全位置自动焊接装置及其焊接工艺，其结构合理且操作简便，在保证获得优良焊接接头的同时，也能提高焊接效率，降低劳动强度且节约工程成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种无轨式自保护全位置自动焊接装置，其特征在于：包括全位置自动焊接机器人、由全位置自动焊接机器人带动进行焊接的半自动自保护焊机以及与半自动自保护焊机相接的送丝机，所述全位置自动焊接机器人包括控制系统、与所述控制系统相接的光电跟踪装置及其反馈装置、由所述控制系统进行控制的行走小车、对所述行走小车进行驱动的驱动机构以及将所述行走小车粘附固定在其所移动通道上的磁吸装置，所述半自动自保护焊机的焊枪固定在全位置自动焊接机器人的行走小车上。

所述送丝机内部设置有与送丝通断电路相配合使用的延时断弧电路。

所述全位置自动焊接机器人为BIPT-5型焊接机器人，半自动自保护焊机为MPS-500半自动自保护焊机，送丝机为XG-90送丝机。

所述延时断弧电路包括光电耦合器，所述光电耦合器由一发光二极管和一三极管组成；所述半自动自保护焊机的正负电源端分别与送丝机的正负电源端相接且半自动自保护焊机的电源电压为15V；

所述发光二极管的阴极接送丝机的负电源端，发光二极管的阳极经电阻R2后接启动开关K1，所述启动开关K1的另一端接至送丝机的正电源端，发光二极管的阴极分别经电阻R 3和二极管D2后接极性电容C1的正极端，所述极性电容C 1的负极端接地；所述三极管的集电极经二极管D1后接设置在送丝机内部的送丝通断开关且其集电极经电阻R1后接设置在送丝机内部的一正+12V电压端，所述三极管的发射极接地。