[实用新型]一种90度弯管内表面环向全位置TIG自动堆焊设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种90度弯管内表面环向全位置TIG自动堆焊设备，特别适用于整体90度弯管内壁防腐层的堆焊和相同直径的直管对接后，接口处和直管的内壁的防腐层堆焊，属于自动焊设备技术领域。

背景技术

90度弯管接头是容器进、出口及石化领域管网中常用的管接头，其容器上部是一个90度弯管，下部卸料管由90度弯管与直管组成。现有的30度弯管内壁自动堆焊机，是早期研制的。因弯管需要旋转，直焊头会与工件内壁干涉，在满足工件尺寸变化范围时，能够实现弯管不刮碰焊头的角度最大为30度。通过30度弯管旋转、变位和焊头变宽度摆动，使堆焊位置始终处于水平位置，焊完一周后变位器将弯管变位到下一圈继续焊接，实现30度弯管水平位置TIG自动堆焊。设备由PLC控制旋转速度，摆动宽度，工件提升、倾角和焊头横移动作，通过电控方式，完成弯管沿弯管中心转动的变位，使焊接位置始终处于水平位置。目前只能采用分段堆焊，采用手工焊组焊方法，实现90度弯管内防腐层的堆焊。由于90度弯管是由3段30度弯管组焊成的。组焊时需要预热焊接，焊完后需要进行射线探伤，合格后再预热，手工进行焊口处内表面首层309L堆焊，探伤合格后进行347L堆焊，合格后进行下一道焊口的组焊，过程与上述相同。另外有一种90度弯管堆焊设备采用的是融化极气体保护焊，沿弯管内壁纵向进行堆焊，焊接时弯管通过变位器完成焊接轨迹运动。显然，以上两种焊接存在以下问题：

1、焊接过程由自动堆焊和手工组焊、堆焊实现，不能实现全自动焊接，组焊位置存在出现焊接缺陷返修的隐患；

2、组焊处需要进行射线探伤，着色和超声探伤，需要冷却后才能进行，焊接时又需要预热，浪费燃气，增加生产成本，生产周期长。

3、纵向90度弯管堆焊设备，容易出现缺陷的引弧和收弧都集中在管两端，端头不易平齐，变位器体积庞大，焊接时弯管与变位器一起转动，需要完全固定牢靠，焊接过程不能观察。

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90度弯管内表面环向全位置TIG自动堆焊设备，该自动焊设备通过电气控制六轴联动，实现焊头沿弯管内壁环向焊接，焊头横向摆动，摆动宽度由程序根据焊头所在弯管圆周位置计算确定。焊完一周后焊头沿弯管中心移动到下一条焊道位置，反向旋转连续进行焊接，一次完成整体90度弯管的内壁防腐层的堆焊任务，减少两道组焊口的成本和缺陷隐患，从而提高焊接质量和能源消耗，另外还可完成90度弯管与对接直管的内壁堆焊。

本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案是：一种90度弯管内表面环向全位置TIG自动堆焊设备，它主要包括一个安装在基座上的变位机构、一个工作台和一个旋转焊头，还包括电气控制装置、TIG焊接电源和冷却水箱，旋转焊头通过变位机构调节在工作台上工件的堆焊位置。所述变位机构包含水平行走机构、水平旋转机构、升降机构和水平伸缩横梁。所述水平行走机构直接设置在基座上，通过行走驱动电机减速机经齿轮齿条驱动在直线导轨上作水平行走。所述水平旋转机构经水平旋转机构立柱设置在水平行走机构的上方，水平旋转驱动电机减速机通过齿轮传动驱动水平旋转架旋转；在水平旋转架上设有一个升降架，在升降架内设置所述升降机构，升降机构通过升降驱动电机减速机经螺杆螺母驱动升降滑座沿升降架移动；在升降滑座上固定连接一个伸缩横梁滑座，所述水平伸缩横梁设置在伸缩横梁滑座上，通过水平伸缩驱动电机减速机经螺杆螺母驱动伸缩横梁滑架在伸缩横梁滑座上移动。在水平伸缩横梁的端部通过焊头连接装置连接所述旋转焊头，由电气控制装置，按旋转焊头所处位置，对应摆动宽度，正向一周，反向一周，连续实现90度整体弯管内壁防腐层的堆焊作业。

所述焊头连接装置采用第一焊头连接过渡梁。

所述焊头连接装置采用手动焊头旋转半径调整横梁与第二焊头连接过渡梁的组合结构。

所述水平行走机构采用齿轮齿条传动机构，在所述基座上设置二个方钢，在方钢上各固定一个直线导轨，在其中一个直线导轨侧面固定一个行走齿条，行走驱动电机减速机驱动与行走齿条啮合的行走驱动齿轮。

所述水平旋转机构采用齿轮传动机构，水平旋转驱动电机减速机经水平旋转驱动小齿轮驱动水平旋转驱动大齿轮与水平旋转架一起旋转。

所述升降机构采用螺杆螺母传动机构，升降驱动电机减速机经滚珠螺杆驱动与滚珠螺母固定在一起的升降滑座升降。

所述水平伸缩横梁采用螺杆螺母传动机构，水平伸缩驱动电机减速机经螺杆、与伸缩横梁滑座固定在一起的螺母驱动伸缩横梁滑架移动。

所述旋转焊头采用立向旋转机构和横向摆动机构。