管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，屬于石油天然氣管道焊接領(lǐng)域。該裝置至少包括：自動(dòng)控制系統(tǒng)、電弧焊機(jī)、激光器、復(fù)合焊焊炬、焊接小車、導(dǎo)向軌道、卡緊輪，所述焊接小車上設(shè)置有傳感器；所述導(dǎo)向軌道上沿圓周設(shè)置有所述卡緊輪，所述卡緊輪的中心輪軸安裝在所述焊接小車下面?？蓪?shí)時(shí)控制焊接小車與導(dǎo)向軌道的距離，有效監(jiān)測(cè)焊接小車的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，避免卡緊輪與導(dǎo)向軌道配合松動(dòng)，甚至脫落，同時(shí)杜絕激光電弧復(fù)合焊施焊時(shí)激光束對(duì)周圍人和物造成的傷害，消除安全隱患，有效保障管道焊接過程的安全性；實(shí)用性強(qiáng)，可廣泛用于油氣管道全位置激光電弧復(fù)合焊焊接系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)技術(shù)。
【專利說明】管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油天然氣管道焊接領(lǐng)域，特別涉及一種管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]管道全位置激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)，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(diǎn)融為一體，摒除了傳統(tǒng)電弧焊技術(shù)無(wú)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(shí)的苛刻要求、焊縫的沖擊韌性差等缺陷，焊接效率高、單層焊接厚度大，與現(xiàn)有管道自動(dòng)焊技術(shù)相比，可進(jìn)一步提高焊接效率，是管道焊接領(lǐng)域的前沿技術(shù)。
[0003]目前，管道全位置激光電弧復(fù)合焊技術(shù)，如圖1所示，是在自動(dòng)控制系統(tǒng)1、電弧焊機(jī)2、激光器3的作用下，借助焊接小車5帶動(dòng)復(fù)合焊焊炬4沿安裝于待焊鋼管6的管口附近的導(dǎo)向軌道7運(yùn)動(dòng)，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)管道環(huán)焊縫8的全位置焊接。焊接小車5依靠其卡緊輪可實(shí)現(xiàn)與導(dǎo)向軌道7的裝配，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)下，通過齒輪齒條傳動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)焊接小車5沿導(dǎo)向軌道7的行走。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]雖然上述卡緊輪與導(dǎo)向軌道的配合方式理論上是安全的，然而存在極大的安全隱患。因?yàn)榧す馐哪芰繕O高，如果出現(xiàn)卡緊輪與導(dǎo)向軌道的配合松動(dòng)，或者卡緊輪從導(dǎo)向軌道上脫落，焊接小車攜帶的激光焊槍的激光束將對(duì)周圍的人和物造成極大傷害，甚至是毀滅性傷害。故而，在激光電弧復(fù)合焊焊接過程中需對(duì)焊接小車在導(dǎo)向軌道上的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以確保焊接過程的絕對(duì)安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置。用于監(jiān)測(cè)激光電弧復(fù)合焊施焊時(shí)焊接小車在導(dǎo)向軌道上的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，確保管道焊接過程的安全性。所述技術(shù)方案如下:
[0007]一種管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，至少包括:自動(dòng)控制系統(tǒng)、電弧焊機(jī)、激光器、復(fù)合焊焊炬、焊接小車、導(dǎo)向軌道、卡緊輪，所述焊接小車上設(shè)置有傳感器；所述導(dǎo)向軌道上沿圓周設(shè)置有所述卡緊輪，所述卡緊輪的中心輪軸安裝在所述焊接小車下面。
[0008]具體地，所述導(dǎo)向軌道為圓環(huán)形狀，其內(nèi)表明沿圓周均布有支腿，所述導(dǎo)向軌道通過所述支腿安裝于待焊鋼管的管口外周。
[0009]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)向軌道的中心與所述待焊鋼管的中心為同心。
[0010]具體地，所述傳感器將監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)信息傳遞給自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)接收到的信息進(jìn)行判斷，針對(duì)性的對(duì)所述電弧焊機(jī)、所述激光器、所述焊接小車發(fā)出指令。
[0011]進(jìn)一步地，所述焊接小車通過所述卡緊輪裝卡于所述導(dǎo)向軌道上。
[0012]具體地，所述焊接小車由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過齒輪齒條傳動(dòng)，沿所述導(dǎo)向軌道行走。
[0013]具體地，所述復(fù)合焊焊炬設(shè)置在所述待焊鋼管的管口處，并與所述焊接小車連接。
[0014]具體地，所述電弧焊機(jī)和所述激光器分別通過導(dǎo)線連接所述自動(dòng)控制系統(tǒng)，且所述電弧焊機(jī)通過導(dǎo)線連接所述焊接小車，所述激光器通過導(dǎo)線連接所述復(fù)合焊焊炬。
[0015]具體地，所述傳感器通過導(dǎo)線連接所述自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0016]具體地，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)控制所述電弧焊機(jī)、所述激光器及所述焊接小車動(dòng)作，所述焊接小車帶動(dòng)所述復(fù)合焊焊炬沿所述導(dǎo)向軌道周向行走，對(duì)管道環(huán)焊縫全位置焊接。
[0017]進(jìn)一步地，所述傳感器探頭底面與導(dǎo)向軌道表面之間的距離d ( 20mm。
[0018]進(jìn)一步地，所述傳感器探頭底面與導(dǎo)向軌道表面之間的距離d在允許值的范圍內(nèi)時(shí)，所述焊接小車帶動(dòng)所述復(fù)合焊焊炬進(jìn)行正常施焊；當(dāng)距離d大于允許的范圍值時(shí)，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，所述電弧焊機(jī)、所述激光器、所述焊接小車均停止動(dòng)作。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:
[0020]試驗(yàn)證明，通過在焊接小車上設(shè)置傳感器連接自動(dòng)控制系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)控制焊接小車與導(dǎo)向軌道的距離，有效監(jiān)測(cè)焊接小車的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，避免卡緊輪與導(dǎo)向軌道配合松動(dòng)，甚至脫落，同時(shí)杜絕激光電弧復(fù)合焊施焊時(shí)激光束對(duì)周圍人和物造成的傷害，消除安全隱患，有效保障管道焊接過程的安全性，是激光電弧復(fù)合焊接系統(tǒng)中不可缺的裝置，實(shí)用性強(qiáng)；可廣泛用于油氣管道全位置激光電弧復(fù)合焊焊接系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是現(xiàn)有技術(shù)管道全位置激光電弧復(fù)合焊系統(tǒng)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖1中A向視圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置的局部剖視圖；
[0025]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中各符號(hào)表示含義如下:
[0027]I—自動(dòng)控制系統(tǒng)；2—電弧焊機(jī)；3—激光器；4一復(fù)合焊焊炬；5—焊接小車；6—待焊鋼管；7—導(dǎo)向軌道；8—焊縫；9一輪軸；10—支腿；11—卡緊輪；12—傳感器。
[0028]d—傳感器探頭底面與導(dǎo)向軌道表面之間的距離。

【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0030]參見圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，至少包括:自動(dòng)控制系統(tǒng)1、電弧焊機(jī)2、激光器3、復(fù)合焊焊炬4、焊接小車5、導(dǎo)向軌道7、輪軸9、支腿10、卡緊輪11、傳感器12等；具體地，所述導(dǎo)向軌道7為圓環(huán)形狀，其內(nèi)表明沿圓周均布有若干個(gè)支腿10，導(dǎo)向軌道7通過支腿10安裝于待焊鋼管6的管口附近的外周，且通過調(diào)節(jié)支腿10使圓環(huán)形的導(dǎo)向軌道7的中心與待焊鋼管6的中心為同心；所述導(dǎo)向軌道7上沿圓周設(shè)置有若干個(gè)卡緊輪11，卡緊輪11的中心輪軸9安裝在焊接小車5下面，使焊接小車5通過卡緊輪11裝卡于導(dǎo)向軌道7上，所述焊接小車5為現(xiàn)有技術(shù)，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)下，通過齒輪齒條傳動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)焊接小車5沿導(dǎo)向軌道7的行走；所述復(fù)合焊焊炬4為現(xiàn)有技術(shù)，設(shè)置在待焊鋼管6的管口處，并與焊接小車5連接；所述自動(dòng)控制系統(tǒng)1、電弧焊機(jī)2、激光器3均采用現(xiàn)有技術(shù)，電弧焊機(jī)2和激光器3分別通過導(dǎo)線連接自動(dòng)控制系統(tǒng)1，同時(shí)電弧焊機(jī)2通過導(dǎo)線連接焊接小車5，激光器3通過導(dǎo)線連接復(fù)合焊焊炬4。
[0031]具體地，作為優(yōu)選，所述焊接小車5的車體上安裝有傳感器12，傳感器12通過導(dǎo)線連接自動(dòng)控制系統(tǒng)I，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)I為現(xiàn)有技術(shù)，接通電源，開啟自動(dòng)控制系統(tǒng)I，控制電弧焊機(jī)2、激光器3及焊接小車5動(dòng)作，在自動(dòng)控制系統(tǒng)1、電弧焊機(jī)2、激光器3的作用下，借助焊接小車5帶動(dòng)復(fù)合焊焊炬4沿安裝于待焊鋼管6的管口附近的導(dǎo)向軌道7周向行走，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管道環(huán)焊縫8的全位置焊接。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例的工作原理:焊接過程中，傳感器12實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊接小車5上設(shè)置的傳感器12探頭底面與導(dǎo)向軌道7表面之間的距離d，該距離d ( 20mm，傳感器12將監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)信息傳遞給自動(dòng)控制系統(tǒng)1，自動(dòng)控制系統(tǒng)I對(duì)接收到的信息進(jìn)行判斷，而后針對(duì)性的對(duì)電弧焊機(jī)2、激光器3、焊接小車5發(fā)出指令，以進(jìn)行下一步的動(dòng)作。當(dāng)距離d在允許值的范圍內(nèi)時(shí)，焊接小車5可帶動(dòng)復(fù)合焊焊炬4進(jìn)行激光電弧復(fù)合焊正常施焊；當(dāng)距離d大于允許的范圍值時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)I發(fā)出指令，使電弧焊機(jī)2、激光器3、焊接小車5均停止動(dòng)作，以保證焊接過程的安全性，最為關(guān)鍵的是激光器3不再發(fā)出激光，不會(huì)對(duì)周圍的人和物造成傷害，保證了激光電弧復(fù)合焊的安全焊接，實(shí)現(xiàn)了在管道全位置激光電弧復(fù)合焊焊接系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，至少包括:自動(dòng)控制系統(tǒng)(1)、電弧焊機(jī)(2)、激光器(3)、復(fù)合焊焊炬(4)、焊接小車(5)、導(dǎo)向軌道(7)、卡緊輪(11)，其特征在于，所述焊接小車(5)上設(shè)置有傳感器(12);所述導(dǎo)向軌道(7)上沿圓周設(shè)置有所述卡緊輪(11)，所述卡緊輪(11)的中心輪軸(9)安裝在所述焊接小車(5)下面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向軌道(7)為圓環(huán)形狀，其內(nèi)表明沿圓周均布有支腿(10)，所述導(dǎo)向軌道(7)通過所述支腿(10)安裝于待焊鋼管(6)的管口外周。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向軌道(7)的中心與所述待焊鋼管(6)的中心為同心。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器(12)將監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)信息傳遞給自動(dòng)控制系統(tǒng)(1)，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)⑴對(duì)接收到的信息進(jìn)行判斷，針對(duì)性的對(duì)所述電弧焊機(jī)(2)、所述激光器(3)、所述焊接小車(5)發(fā)出指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述焊接小車(5)通過所述卡緊輪(11)裝卡于所述導(dǎo)向軌道(7)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述焊接小車(5)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過齒輪齒條傳動(dòng)，沿所述導(dǎo)向軌道(7)行走。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述復(fù)合焊焊炬(4)設(shè)置在所述待焊鋼管￠)的管口處，并與所述焊接小車(5)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述電弧焊機(jī)(2)和所述激光器(3)分別通過導(dǎo)線連接所述自動(dòng)控制系統(tǒng)(1)，且所述電弧焊機(jī)(2)通過導(dǎo)線連接所述焊接小車(5)，所述激光器(3)通過導(dǎo)線連接所述復(fù)合焊焊炬⑷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器(12)通過導(dǎo)線連接所述自動(dòng)控制系統(tǒng)(1)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)(1)控制所述電弧焊機(jī)(2)、所述激光器(3)及所述焊接小車(5)動(dòng)作，所述焊接小車(5)帶動(dòng)所述復(fù)合焊焊炬(4)沿所述導(dǎo)向軌道(7)周向行走，對(duì)管道環(huán)焊縫(8)全位置焊接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器(12)探頭底面與導(dǎo)向軌道(7)表面之間的距離d ( 20mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的管道全位置激光電弧復(fù)合焊安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器(12)探頭底面與導(dǎo)向軌道(7)表面之間的距離d在允許值的范圍內(nèi)時(shí)，所述焊接小車(5)帶動(dòng)所述復(fù)合焊焊炬(4)進(jìn)行正常施焊；當(dāng)距離d大于允許的范圍值時(shí)，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)(1)發(fā)出指令，所述電弧焊機(jī)(2)、所述激光器(3)、所述焊接小車(5)均停止動(dòng)作。
【文檔編號(hào)】B23K26/348GK104439705SQ201310452156
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】曾惠林, 王新升, 檀朝彬, 劉然, 皮亞東 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油天然氣管道局