專利名稱：一種三向連接件及激光電弧復(fù)合焊炬及激光電弧復(fù)合焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及焊接工具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠使借助其對外連接的電弧焊炬能夠上下、左右、旋轉(zhuǎn)移動的三向連接件及借助該三向連接件對外連接的用于石油天然氣管道全位置激光電弧復(fù)合焊接裝置的激光電弧復(fù)合焊炬。
背景技術(shù)：
為增大油氣輸送量，緩解我國日益增加的能源需求帶來的巨大壓力，長輸油氣管道已朝著高鋼級、高壓力、大口徑、厚壁方向發(fā)展，而現(xiàn)有的焊接技術(shù)和設(shè)備難以滿足高鋼級、大口徑長輸油氣管道對施工效率的要求，嚴(yán)重制約著管道施工進(jìn)度，增大施工成本。如何提高鋼級、大口徑長輸油氣管道施工效率，成為了施工單位最為關(guān)注的焦點問題。 眾所周知，管道建設(shè)的重中之重是管道焊接，管道焊接的速度和質(zhì)量決定了工程的進(jìn)度和質(zhì)量。目前在用的管道全位置自動焊技術(shù)及設(shè)備，因受焊接速度及單層焊接厚度的制約，已難再度提高焊接效率。在此情景下，管道全位置激光電弧復(fù)合焊技術(shù)應(yīng)運而生，為急難中的管道建設(shè)工程帶來了希望的曙光。管道激光/電弧復(fù)合焊接工藝，將電弧焊的橋接能力強(qiáng)與激光焊的焊接速度快、熔深大等優(yōu)點融為一體，能夠摒除傳統(tǒng)電弧焊技術(shù)無法依靠提高焊接功率獲得更大熔深和更高焊接速度及純激光焊用于管線鋼焊接時的管口組隊精度要求高、焊縫的沖擊韌性差等不足，能很好地解決現(xiàn)有管道建設(shè)中存在的焊接方面的難題?，F(xiàn)有的激光電弧復(fù)合焊接裝置包括小車、軌道和復(fù)合焊炬，其中，復(fù)合焊炬包括激光焊槍、電弧焊槍和跟蹤隨動機(jī)構(gòu)，激光焊槍、電弧焊槍和跟蹤隨動機(jī)構(gòu)連接成為一個整體構(gòu)成焊炬，焊炬連接于小車，軌道上的齒條與小車上的齒輪嚙合，通過調(diào)整軌道的位置即可調(diào)整小車的位置，進(jìn)而調(diào)整跟蹤隨動機(jī)構(gòu)的位置，當(dāng)跟蹤隨動機(jī)構(gòu)的跟蹤輪與管道焊縫完全貼合時，激光焊槍和電弧焊槍與管道焊縫對中，此時即可對焊縫施焊。應(yīng)用該激光電弧復(fù)合焊接裝置時，由激光焊槍發(fā)出的激光束與由電弧焊槍發(fā)出的焊絲的間距和角度使得激光束和焊絲間的協(xié)同效應(yīng)難以調(diào)整，進(jìn)而使得焊接效率和質(zhì)量難以得到保證。

實用新型內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型提出了一種能夠使借助其對外連接的電弧焊炬能夠上下、左右移動、旋轉(zhuǎn)角度的三向連接件，同時提供了一種借助該三向連接件對外連接的用于石油天然氣管道直接施焊，從而調(diào)節(jié)激光束與焊絲之間的間距、角度，使激光束與焊絲間的協(xié)同效應(yīng)達(dá)到最佳，進(jìn)而保證焊接效率和質(zhì)量的激光電弧復(fù)合焊炬。本實用新型提供的三向連接件包括第I調(diào)整部件、第II調(diào)整部件和第III調(diào)整部件，所述第I調(diào)整部件包括縱向調(diào)整塊和橫向滑槽，所述縱向調(diào)整塊的兩側(cè)分別開設(shè)有縱向調(diào)整槽，所述橫向滑槽連接于所述縱向調(diào)整塊，所述縱向調(diào)整塊通過所述縱向調(diào)整槽對外連接，所述第II調(diào)整部件包括橫向滑塊、軸承孔和旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)，所述軸承孔固定連接于所述橫向滑塊，所述旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)套設(shè)于所述軸承孔上，所述旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)上沿徑向設(shè)有齒槽，所述橫向滑塊能夠在所述橫向滑槽中滑動，所述第III調(diào)整部件包括軸承定位軸、旋動調(diào)整塊和旋轉(zhuǎn)定位臂，所述旋動調(diào)整塊中心開設(shè)有通孔，所述旋動調(diào)整塊和所述旋轉(zhuǎn)定位臂分別固定連接于所述軸承定位軸上，所述軸承定位軸通過軸承穿設(shè)于所述軸承孔中，使得所述軸承定位軸能夠在所述軸承的帶動下在所述軸承孔中旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)定位臂的自由端具有卡接件，所述卡接件包括滑框、彈性部件和齒塊，所述齒塊的一端具有齒牙，所述齒塊的另一端被隔擋于所述滑框中，所述彈性部件設(shè)置于所述滑框中，所述彈性部件的一端抵頂于所述滑框壁，所述彈性部件的另一端抵頂于所述齒 塊，當(dāng)所述彈性部件被壓縮至極限時，所述齒牙被收納于所述滑框中，當(dāng)所述齒牙從所述滑框中伸出時，所述齒牙能夠卡置于所述齒槽中。作為優(yōu)選，所述橫向滑槽上開設(shè)有螺紋孔，通過穿設(shè)于所述螺紋孔中的螺釘能夠?qū)⑺鰴M向滑塊固定于所述橫向滑槽中。作為優(yōu)選，所述彈性部件為彈簧。本實用新型提供的一種激光電弧復(fù)合焊炬包括第I連接件，第II連接件，所述三向連接件，激光焊槍，電弧焊槍，隨動跟蹤機(jī)構(gòu)，所述激光焊槍通過所述第II連接件連接于所述第I連接件，所述第II連接件與所述第I連接件的連接使得所述激光焊槍能夠上下移動，所述電弧焊槍穿設(shè)于所述通孔中，所述三向連接件通過所述縱向調(diào)整槽對外連接于所述第I連接件，所述三向連接件使得所述電弧焊槍能夠上下、左右移動、旋轉(zhuǎn)角度，所述隨動跟蹤機(jī)構(gòu)固定連接于所述第I連接件。作為優(yōu)選，所述第I連接件上與所述第II連接件連接的位置由上至下排布有至少兩列螺紋孔，所述第II連接件上設(shè)置有與所述螺紋孔相對應(yīng)的螺紋孔，所述第II連接件與所述第I連接件通過相對應(yīng)的螺紋孔和螺栓連接在一起。作為優(yōu)選，所述第I連接件上與所述縱向調(diào)整槽的連接處設(shè)置有能夠指示所述電弧焊槍上下移動位移的刻度盤，所述橫向滑槽上設(shè)置有能夠指示所述電弧焊槍左右移動位移的刻度盤，所述軸承孔的外壁上連接有能夠指示所述電弧焊槍旋轉(zhuǎn)角度的刻度盤。本實用新型提供的激光電弧復(fù)合焊接裝置包括小車、軌道和所述激光電弧復(fù)合焊炬，所述激光電弧復(fù)合焊炬連接于所述小車，所述軌道上的齒條與所述小車上的齒輪嚙合，通過調(diào)整所述軌道的位置能夠調(diào)整所述小車的位置，進(jìn)而調(diào)整所述激光電弧復(fù)合焊炬的跟蹤隨動機(jī)構(gòu)的位置，當(dāng)所述跟蹤隨動機(jī)構(gòu)的跟蹤輪與管道焊縫完全貼合時，所述激光電弧復(fù)合焊炬的激光焊槍和電弧焊槍與管道焊縫對中，對焊縫施焊。本實用新型提供的激光電弧復(fù)合焊炬的有益效果在于本實用新型提供的三向連接件能夠使借助其對外連接的電弧焊炬能夠上下、左右移動、旋轉(zhuǎn)角度；本實用新型提供的激光電弧復(fù)合焊炬的激光焊槍能夠上下移動，電弧焊槍借助該三向連接件能夠上下、左右移動、旋轉(zhuǎn)角度，能夠使激光束與焊絲之間的間距和夾角得到調(diào)整，從而使激光束與焊絲間的協(xié)同效應(yīng)達(dá)到最佳，進(jìn)而保證焊接效率和質(zhì)量。

圖I為本實用新型實施例提供的三向連接件的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的三向連接件的第I調(diào)整部件立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的三向連接件的第II調(diào)整部件立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型實施例提供的三向連接件的第III調(diào)整部件立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型實施例提供的三向連接件的旋轉(zhuǎn)定位臂自由端的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型實施例提供的激光電弧復(fù)合焊炬的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本實用新型實施例提供的激光電弧復(fù)合焊炬的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實用新型實施例提供的激光電弧復(fù)合焊炬在與小車、軌道和管道連接后的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本實用新型實施例提供的激光電弧復(fù)合焊炬在與小車、軌道和管道連接后的主視結(jié)構(gòu)不意圖；圖10為本實用新型實施例提供的激光電弧復(fù)合焊炬在應(yīng)用于激光電弧復(fù)合焊接裝置并且與小車、軌道和管道連接后的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了深入了解本實用新型，
以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。參見附圖I 附圖4，本實用新型提供的三向連接件包括第I調(diào)整部件、第II調(diào)整部件和第III調(diào)整部件。參見附圖2，第I調(diào)整部件包括縱向調(diào)整塊16和橫向滑槽23，縱向調(diào)整塊16的兩側(cè)分別開設(shè)有縱向調(diào)整槽21，橫向滑槽23連接于縱向調(diào)整塊16，縱向調(diào)整塊16通過縱向調(diào)整槽21對外連接。參見附圖3，第II調(diào)整部件包括橫向滑塊18、軸承孔28和旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)35，軸承孔28固定連接于橫向滑塊18，旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)35套設(shè)于軸承孔28上，旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)35上沿徑向設(shè)有齒槽27，參見附圖1，橫向滑塊18能夠在橫向滑槽23中滑動。參見附圖4，第III調(diào)整部件包括軸承定位軸31、旋動調(diào)整塊20和旋轉(zhuǎn)定位臂29，參見附圖4，旋動調(diào)整塊20中心開設(shè)有通孔30，旋動調(diào)整塊20和旋轉(zhuǎn)定位臂29分別固定連接于軸承定位軸31上。參見附圖1，軸承定位軸31通過軸承19套設(shè)于軸承孔28中，使得軸承定位軸31能夠在軸承19的帶動下在軸承孔28中旋轉(zhuǎn)。參見附圖5，旋轉(zhuǎn)定位臂29的自由端具有卡接件37，卡接件37包括滑框33、彈性部件32和齒塊34，齒塊34的一端具有齒牙36，齒塊34的另一端被隔擋于滑框33中，彈性部件32設(shè)置于滑框33中，彈性部件32的一端抵頂于滑框33壁，彈性部件32的另一端抵頂于齒塊34，當(dāng)彈性部件32被壓縮至極限時，齒牙36被收納于滑框33中，參見附圖1，當(dāng)齒牙36從滑框33中伸出時，齒牙36能夠卡置于齒槽27中。該三向連接件能夠通過對外連接的縱向調(diào)整槽21的移動上下移動，通過橫向滑槽23的滑動左右移動，通過軸承定位軸31的旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角度，當(dāng)需要對軸承定位軸31旋轉(zhuǎn)角度時，按壓齒牙36，使彈性部件32被壓縮至極限位置，此時，齒牙36被收納于滑框33中，軸承定位軸31在軸承19的帶動下在軸承孔28中旋轉(zhuǎn)，當(dāng)軸承定位軸31旋轉(zhuǎn)至適當(dāng)?shù)奈恢脮r，放開齒牙36，彈性部件32伸長，齒牙36從滑框33中伸出，使得齒牙36卡置于齒槽27中。其中，作為彈性部件32的一種具體的實現(xiàn)方式，彈性部件32可以為彈簧。參見附圖2，橫向滑槽23上開設(shè)有螺紋孔22，參見附圖1，通過穿設(shè)于螺紋孔22中的螺釘17能夠?qū)M向滑塊18更好地固定于橫向滑槽23中。參見附圖6和附圖7，包括第I連接件10，第II連接件16，三向連接件11，激光焊槍9，電弧焊槍14，隨動跟蹤機(jī)構(gòu)15。激光焊槍9通過第II連接件16連接于第I連接件10，第II連接件16與第I連 接件10的連接使得激光焊槍9能夠上下移動。參見附圖I和附圖6，電弧焊槍14穿設(shè)于通孔30中，三向連接件11通過縱向調(diào)整槽21對外連接于第I連接件10，三向連接件11使得電弧焊槍14能夠上下、左右移動、旋轉(zhuǎn)角度。隨動跟蹤機(jī)構(gòu)15固定連接于第I連接件10。參見附圖8和附圖9，第I連接件10還連接于激光電弧復(fù)合焊接裝置的小車5。其中，參見附圖6，作為第I連接件10上與第II連接件16的一種具體的連接方式，第I連接件10上與第II連接件16連接的位置可以由上至下排布有至少兩列螺紋孔，第II連接件16上與第I連接件10連接的位置可以設(shè)置有能夠與設(shè)置于第I連接件10上的兩列螺紋孔相對應(yīng)設(shè)置的螺紋孔，第II連接件16與第I連接件10通過相對應(yīng)的螺紋孔和螺栓連接在一起。其中，參見附圖6和附圖7，第I連接件10上與縱向調(diào)整槽21的連接處設(shè)置有能夠指示電弧焊槍14上下移動位移的刻度盤17，參見附圖I和附圖2，橫向滑槽23上設(shè)置有能夠指示電弧焊槍14左右移動位移的刻度盤13，參見附圖I、附圖3附圖6和附圖7，軸承孔28的外壁上連接有能夠指示電弧焊槍14旋轉(zhuǎn)角度的刻度盤12，從而，使得電弧焊槍14上下、左右移動的位移和旋轉(zhuǎn)的角度能夠被準(zhǔn)確地測定。參見附圖6 9，本實用新型提供的激光電弧復(fù)合焊接裝置包括小車5、軌道7和焊炬4，焊炬4通過第I連接件10連接于小車5，軌道7上的齒條與小車5上的齒輪嚙合，通過調(diào)整軌道7的位置即可調(diào)整小車5的位置，進(jìn)而調(diào)整跟蹤隨動機(jī)構(gòu)15的位置，當(dāng)跟蹤隨動機(jī)構(gòu)15的跟蹤輪18與管道6的焊縫8完全貼合時，激光焊槍9和電弧焊槍14與管道6的焊縫8對中，此時即可對焊縫8施焊。參見附圖10，控制系統(tǒng)I分別對電弧焊機(jī)2和激光器3進(jìn)行控制，電弧焊機(jī)2進(jìn)一步對電弧焊槍14進(jìn)行控制，激光器進(jìn)一步對激光焊槍9進(jìn)行控制。參見附圖2，本實用新型提供的三向連接件11能夠使借助其對外連接的電弧焊炬14能夠上下、左右、旋轉(zhuǎn)移動；本實用新型提供的激光電弧復(fù)合焊炬的激光焊槍9能夠上下移動，電弧焊槍14借助該三向連接件11能夠上下、左右移動、旋轉(zhuǎn)角度，能夠使激光束與焊絲之間的間距d和夾角α得到調(diào)整，從而使激光束與焊絲間的協(xié)同效應(yīng)達(dá)到最佳，進(jìn)而保證焊接效率和質(zhì)量。[0052]以上所述的具體實施方式
，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式
而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新 型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種三向連接件，其特征在于，包括第I調(diào)整部件、第II調(diào)整部件和第III調(diào)整部件， 所述第I調(diào)整部件包括縱向調(diào)整塊和橫向滑槽，所述縱向調(diào)整塊的兩側(cè)分別開設(shè)有縱向調(diào)整槽，所述橫向滑槽連接于所述縱向調(diào)整塊，所述縱向調(diào)整塊通過所述縱向調(diào)整槽對外連接， 所述第II調(diào)整部件包括橫向滑塊、軸承孔和旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)，所述軸承孔固定連接于所述橫向滑塊，所述旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)套設(shè)于所述軸承孔上，所述旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)上沿徑向設(shè)有齒槽，所述橫向滑塊能夠在所述橫向滑槽中滑動， 所述第III調(diào)整部件包括軸承定位軸、旋動調(diào)整塊和旋轉(zhuǎn)定位臂，所述旋動調(diào)整塊中心開設(shè)有通孔，所述旋動調(diào)整塊和所述旋轉(zhuǎn)定位臂分別固定連接于所述軸承定位軸上， 所述軸承定位軸通過軸承穿設(shè)于所述軸承孔中，使得所述軸承定位軸能夠在所述軸承的帶動下在所述軸承孔中旋轉(zhuǎn)， 所述旋轉(zhuǎn)定位臂的自由端具有卡接件，所述卡接件包括滑框、彈性部件和齒塊，所述齒塊的一端具有齒牙，所述齒塊的另一端被隔擋于所述滑框中，所述彈性部件設(shè)置于所述滑框中，所述彈性部件的一端抵頂于所述滑框壁，所述彈性部件的另一端抵頂于所述齒塊，當(dāng)所述彈性部件被壓縮至極限時，所述齒牙被收納于所述滑框中，當(dāng)所述齒牙從所述滑框中伸出時，所述齒牙能夠卡置于所述齒槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三向連接件，其特征在于，所述橫向滑槽上開設(shè)有螺紋孔，通過穿設(shè)于所述螺紋孔中的螺釘能夠?qū)⑺鰴M向滑塊固定于所述橫向滑槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三向連接件，其特征在于，所述彈性部件為彈簧。
4.一種激光電弧復(fù)合焊炬，其特征在于，包括第I連接件，第II連接件，權(quán)利要求I 3中任一所述的三向連接件，激光焊槍，電弧焊槍，隨動跟蹤機(jī)構(gòu)， 所述激光焊槍通過所述第II連接件連接于所述第I連接件，所述第II連接件與所述第I連接件的連接使得所述激光焊槍能夠上下移動， 所述電弧焊槍穿設(shè)于所述通孔中，所述三向連接件通過所述縱向調(diào)整槽對外連接于所述第I連接件，所述三向連接件使得所述電弧焊槍能夠上下、左右移動、旋轉(zhuǎn)角度， 所述隨動跟蹤機(jī)構(gòu)固定連接于所述第I連接件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光電弧復(fù)合焊炬，其特征在于，所述第I連接件上與所述第II連接件連接的位置由上至下排布有至少兩列螺紋孔，所述第II連接件上設(shè)置有與所述螺紋孔相對應(yīng)的螺紋孔，所述第II連接件與所述第I連接件通過相對應(yīng)的螺紋孔和螺栓連接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光電弧復(fù)合焊炬，其特征在于，所述第I連接件上與所述縱向調(diào)整槽的連接處設(shè)置有能夠指示所述電弧焊槍上下移動位移的刻度盤，所述橫向滑槽上設(shè)置有能夠指示所述電弧焊槍左右移動位移的刻度盤，所述軸承孔的外壁上連接有能夠指示所述電弧焊槍旋轉(zhuǎn)角度的刻度盤。
7.一種激光電弧復(fù)合焊接裝置，其特征在于，包括小車、軌道和權(quán)利要求4 6中任一所述的激光電弧復(fù)合焊炬，所述激光電弧復(fù)合焊炬連接于所述小車，所述軌道上的齒條與所述小車上的齒輪嚙合，通過調(diào)整所述軌道的位置能夠調(diào)整所述小車的位置，進(jìn)而調(diào)整所述激光電弧復(fù)合焊炬的跟蹤隨動機(jī)構(gòu)的位置，當(dāng)所述跟蹤隨動機(jī)構(gòu)的跟蹤輪與管道焊縫完全貼合時，所述激光電弧復(fù)合焊炬的激光焊槍和電弧焊槍與管道焊縫對中，對焊縫施焊。
專利摘要本實用新型公開了一種三向連接件及激光電弧復(fù)合焊炬及激光電弧復(fù)合焊接裝置，屬于焊接工具技術(shù)領(lǐng)域。該三向連接件包括第I調(diào)整部件、第II調(diào)整部件和第III調(diào)整部件；該激光電弧復(fù)合焊炬包括第I連接件，第II連接件，該三向連接件，激光焊槍，電弧焊槍，隨動跟蹤機(jī)構(gòu)；本實用新型還公開了基于該激光電弧復(fù)合焊炬的激光電弧復(fù)合焊接裝置。該三向連接件能夠使借助其對外連接的電弧焊炬上下、左右移動、旋轉(zhuǎn)角度；該激光電弧復(fù)合焊炬的激光焊槍能夠上下移動，電弧焊槍借助該三向連接件能夠上下、左右移動、旋轉(zhuǎn)角度，進(jìn)而使激光束與焊絲之間的間距和夾角得到調(diào)整，從而使激光束與焊絲間的協(xié)同效應(yīng)達(dá)到最佳，進(jìn)而保證焊接效率和質(zhì)量。
文檔編號B23K28/02GK202479724SQ201220115028
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者曾惠林, 梁天軍, 王新升, 王長江, 皮亞東, 趙卿 申請人:中國石油天然氣管道局, 中國石油天然氣集團(tuán)公司