[发明专利]快速自动预热碳钢焊接设备

说明书

本发明公开了一种快速自动预热碳钢焊接设备，包括工件变位机机构、位于工件变位机机构两侧的焊接机器人移载机构、感应加热移载机构；所述工件变位机机构的两个装夹卡盘能卡住碳钢工件的两端，并能带动所述碳钢工件旋转；所述焊接机器人移载机构包括机器人移行轨道、焊接机器人，所述焊接机器人滑动设置在机器人移行轨道上；所述感应加热移载机构包括加热移行轨道、感应加热控制箱以及感应加热线圈，所述感应加热控制箱滑动设置在加热移行轨道上，所述感应加热线圈设置在感应加热控制箱上并与其连接，所述感应加热线圈的形状与碳钢工件的形状匹配。本发明结构紧凑，可自动加热且加热均匀，加热效率高、使用期长。

技术领域

本发明涉及碳钢加热焊接领域，涉及大型结构件加热焊接、大直径管道加热焊接、重型机械结构件的快速自动预热碳钢焊接设备。

背景技术

在焊接碳素钢、结构钢的工艺中，温度对焊接质量有着重大的影响。目前市面上的高强结构钢基本上是低碳低合金钢或低碳低合金调质钢。特别是焊接强度级别≥390Mpa的材料。要获得焊缝组织优良的强韧性，防止冷裂纹，需要焊前预热，焊后低温后热处理或消氢处理。目前，焊接预热、消氢工艺是采用火焰或履带式电热器加热。火焰加热：采用气体燃烧的火焰进行加热，温度通过传导深入工件内部；电加热器加热：采用电热丝的电阻发热，温度通过传导深入工件内部。采用上述几种加热方式，均会产生一定问题：当采用火焰加热时，工件表面温度较高、内部温度较低，操作完全靠人工掌握，加热温度及不均匀。当采用电加热器加热时：电加热器与工件的间隙不一致，导致加热不均匀；电源接头容易损坏，有触电的危险，加热温度需要人工看护才能控制，容易过烧，导致产品报废或质量不稳定，且加热时间长，能耗很高；加热器本身生热，温度很高，容易烫伤操作工人。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种结构紧凑，可自动加热且加热均匀，加热效率高、使用期长的快速自动预热碳钢焊接设备。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种快速自动预热碳钢焊接设备，包括工件变位机机构、焊接机器人移载机构、感应加热移载机构，所述焊接机器人移载机构、感应加热移载机构位于工件变位机机构的两侧；所述工件变位机机构的两个装夹卡盘能卡住碳钢工件的两端，并能带动所述碳钢工件旋转，被所述两个装夹卡盘卡住的碳钢工件呈X轴方向设置；所述焊接机器人移载机构包括机器人移行轨道、焊接机器人以及焊枪，所述机器人移行轨道沿X轴设置，所述焊接机器人通过机器人滑动组件沿机器人移行轨道滑动，所述焊枪位于焊接机器人的焊接自由端；所述感应加热移载机构包括加热移行轨道、感应加热控制箱以及感应加热线圈，所述加热移行轨道沿X轴设置，所述感应加热控制箱通过加热滑动组件沿加热移行轨道滑动，所述感应加热线圈设置在感应加热控制箱上并与其连接，所述感应加热线圈的形状与碳钢工件的形状匹配。

本发明快速自动预热碳钢焊接设备的有益效果是，主要优点在于，设备结构紧凑，占用空间小，能够兼容多种工件的自动预热焊接，维护方便。工件变位机机构能够保证工件自动夹紧及翻转，并配合焊接机器人移载机构、感应加热移载机构，实现了碳钢工件的全自动预热焊接。利用电磁感应原理在被加热物体(碳钢工件)内部产生电流(涡流)，而使物体(碳钢工件)发热的方法，可以在碳钢焊接时增强焊缝的韧性，防止冷裂纹。此快速自动预热碳钢焊接设备的设计形式，采用了感应加热预热系统，具有加热均匀、生产率高、控制精准、安全可靠及使用期长的特点。其中，加热均匀体现在：由于感应加热是钢材受到磁感应产生涡流而自身发热，所以加热温度很均匀，这一特性对焊接的预热及后热消氢非常有利；生产率高体现在：感应加热是钢材受到磁感应产生涡流而自身发热，不需要热传导，设备功率因素达到95％，加热时间短，生产效率高；使用期长体现在：红外电热器由于是电热丝发热，所以电热丝很快会烧损；而感应线圈本身不产生高温，不会被烧损，因此使用寿命很长。