[发明专利]一种适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备，属于天然气管道焊接技术领域。

背景技术

目前，在实际工业生产过程中，为了保证输油管道的耐蚀性能，提高管道的使用寿命，采用了内衬管材料为厚度3mm左右316L不锈钢，外基管材料为提供强度的10-12mm碳钢复合板，管道在生产出厂时长约10-20米，通过对这些钢管的拼接实现长距离输油的需要。

复合钢板在拼接过程中，由于在对接的位置存在异种材料的连接界面，焊接性能较差，管道强度不能满足实际需要，因此，需要采用过渡层的方式，实现管道的优良连接，这样就需要在管道内壁进行过渡层的多层多道焊。

输油管道在应用生产时，输油对其截面的曲率要求并不非常严格，因此，在一节长度均在10米以上管道的生产过程时，管道的整个纵向截面曲率均可能不同，并且管道还存在一定的挠度，对于这样存在一定挠度并且截面不是一个标准圆的管道内壁多层多道焊，其焊接技术的要求比较高，焊接过程中，要时刻保证焊枪与内壁的位置稳定，使熔池形态良好，这样凝固成形才能得到很好的焊缝质量。目前，在管道内壁的多层多道焊接过程中，一般采用一个带旋转轴的三爪卡盘，将需要进行焊接的管道一端固定，只保留其旋转自由度，管道的另一端及中间位置放置带弹簧的支撑底座，同时，在需要进行焊接一端固定焊枪，并保持焊枪与管道一定位置高度，焊接参数设定完成后，旋转卡盘带动管道旋转，焊枪以立焊方式完成一圈焊缝焊接，再次进行焊接时，重新设定焊接参数，以此重复多次完成环焊缝多层多道焊。

然而，这种完全固定一端，只保留旋转自由度的焊接方式，在实际生产中，由于管道挠度的原因，管道的另一端存在很大的跳动，并存在短时间的卡死现象，这就使得卡盘固定端旋转时会受到很大扭矩作用，管道可能会发生局部的变形。跳动的管道也会对支撑底座产生很大的冲击作用，在反作用力下，即使带有弹簧减震装置，底座以及管道外壁还是会收到较大力的作用，因此就存在损坏底座以及管道变形的可能。

另外，由于管道截面并不是一个标准圆，圆弧度在每一点处可能不相同，焊枪在焊接过程中，由于焊枪和管道均是固定的，管道旋转时，焊枪与管道之间的距离会发生变化，电弧的长短就存在一定的扰动，电弧不能很好的保证与焊接面的位置高度，熔池形态会受到影响，从而使得焊缝的成形情况变差，在后面多层多道焊时，焊接质量就不一定能得到保证，需要操作人员合理的调整焊接参数。每次进行下一道焊缝焊接时，根据前一阶段的焊接情况调整参数设置，这就对操作人员的技术水平提出了要求，虽然一些机器人公司推出多层多道焊软件包，但有局限性，比如焊道、焊接轨迹点、焊层数量都有限，更不能进行变长度的焊缝计算，并且人工编程也需花费较多的时间，进而致使工作效率低下。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备，该设备不仅能够柔性化的带动工件旋转，使工件在转动时不会出现左右窜动和打滑现象，避免了设备和管道的损坏，还能够实现对管道的调心定位；另外，本设备还能精准地进行焊接动作，实现焊缝的优良成形，从而实现高质量，高效率的管道内壁多层多道焊。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为：

一种适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备，依次包括支撑输送组件、中控旋转组件和焊接跟踪组件；

所述支撑输送组件包括多个并列设置的底座和位于所述底座下部的导轨，每个所述底座上均设有能使所述底座在导轨上移动的传动装置，每个所述底座的顶端设有用于支撑工件的支撑架，所述支撑架包括两个对称设置的滚轮；

所述中控旋转组件包括位于安装板上相互连接的电机和回转结构，与所述回转结构传动连接的连接件，所述连接件上设有用于供工件穿过的通孔、两对相互垂直的直线导轨副、用于定位工件的V型块、用于固定工件的链条和用于锁紧链条的链条锁紧器，所述直线导轨副包括直线导轨和滑块，所述V型块底部设有V型块固定板，所述V型块固定板与所述直线导轨副的滑块固定连接；

所述焊接跟踪组件包括传感器、焊枪和用于使所述焊枪在Z向和X向移动的焊枪十字滑架，所述焊枪十字滑架包括焊枪Z向滑架和焊枪X向滑架，所述传感器在所述焊枪Z向滑架带动下上下移动。

进一步优选，所述传动装置包括电机、与所述电机传动连接的齿轮以及与所述齿轮传动连接的齿条。

进一步优选，所述电机和回转结构之间设有减速箱。