本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)堆焊機(jī)，特別是一種90°彎管內(nèi)壁明弧自動(dòng)堆焊機(jī)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代的裝備制造業(yè)中的管道、壓力容器等行業(yè)，經(jīng)常使用的技術(shù)有直管內(nèi)壁的明弧堆焊。而管道越來(lái)越多樣化，有90°彎管、60°彎管、45°彎管和30°彎管等也需要明弧堆焊，而彎管在圓周方向上的堆焊厚度隨著距離彎曲中心的遠(yuǎn)近是有變化的，所以一般采用手工焊接方式對(duì)彎管進(jìn)行明弧堆焊，而手工焊不但效率低下，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，而且焊接效果也不好（彎管內(nèi)徑φ600～φ900mm）。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于解決明弧堆焊效率低、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題，從而提供一種90°彎管內(nèi)壁明弧自動(dòng)堆焊機(jī)。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種90°彎管內(nèi)壁明弧自動(dòng)堆焊機(jī)，包括回轉(zhuǎn)變位機(jī)，工件升降機(jī)構(gòu)，工件翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，定位夾具，明弧堆焊機(jī)頭，焊槍調(diào)整裝置，焊槍行走機(jī)構(gòu)，煙塵回收裝置，電氣控制系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)變位機(jī)與工件升降機(jī)構(gòu)連接，工件升降機(jī)構(gòu)與工件翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，工件翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上裝有定位夾具，明弧堆焊機(jī)頭裝在焊槍調(diào)整裝置上，焊槍調(diào)整裝置裝在焊槍行走機(jī)構(gòu)上，明弧堆焊機(jī)頭包括水冷焊槍組件、送絲機(jī)構(gòu)、齒輪箱和矯直機(jī)構(gòu)；送絲機(jī)構(gòu)中的齒輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，齒輪同時(shí)與第一從動(dòng)齒輪和第二從動(dòng)齒輪相嚙合，第一從動(dòng)齒輪與第三從動(dòng)齒輪相嚙合，第二從動(dòng)齒輪與第四從動(dòng)齒輪相嚙合，第一從動(dòng)齒輪與第一主動(dòng)送絲輪同軸連接，第二從動(dòng)齒輪與第二主動(dòng)送絲輪同軸連接，第一主動(dòng)送絲輪和第二主動(dòng)送絲輪兩者的結(jié)構(gòu)相同，分別為分體式結(jié)構(gòu)；第一主動(dòng)送絲輪由兩個(gè)端面邊緣部分分別帶有凹凸結(jié)構(gòu)的輪體構(gòu)成；送絲機(jī)構(gòu)的前端連接有水冷焊槍組件，水冷焊槍組件包括外殼，裝在外殼兩側(cè)的進(jìn)、出水管，進(jìn)水管與焊槍主體上的進(jìn)冷卻水通道連接，出水管與出冷卻水通道連接，進(jìn)冷卻水通道與出冷卻水通道通過(guò)設(shè)置在焊槍主體底部的環(huán)形通道連接；焊槍主體內(nèi)設(shè)置有供焊絲通過(guò)的彈簧通道。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)圓周環(huán)狀水平位堆焊具有焊槍擺動(dòng)功能，且擺幅隨彎管半徑由內(nèi)到外逐漸變大，堆焊層成扇面排布, 堆焊后管端齊平，堆焊厚度靠?jī)?nèi)（靠?jī)?nèi)的約180°圓面）8mm，靠外12mm（靠外的約180°圓面），過(guò)渡平滑即可；具有上下方向 AVC 跟蹤功能，適應(yīng)管徑位置的偏差；輸入管道工件編號(hào)，可實(shí)現(xiàn)堆焊焊道的自動(dòng)排布，實(shí)現(xiàn)同層連續(xù)堆焊作業(yè)；單端完成 45°彎管的堆焊，變位后實(shí)現(xiàn)另外一側(cè) 45°彎管的堆焊作業(yè)。

本實(shí)用新型的優(yōu)選方案是：

第三從動(dòng)齒輪與第三從動(dòng)送絲輪同軸連接，第四從動(dòng)齒輪與第四從動(dòng)送絲輪同軸連接，第三從動(dòng)送絲輪與第四從動(dòng)送絲輪分別為整體結(jié)構(gòu)，只在各自的外圓周面上設(shè)置有供焊絲通過(guò)的凹槽。

明弧堆焊機(jī)頭中的矯直機(jī)構(gòu)由水平矯直輪組和垂直矯直輪組構(gòu)成，其中水平矯直輪組與垂直矯直輪組的軸線呈空間交叉垂直狀態(tài)。

送絲機(jī)構(gòu)置于齒輪箱體的前端。

焊槍調(diào)整裝置中的橫桿上裝吸煙管路，吸煙管路置于煙塵回收裝置的上方。

吸煙管路呈弧形結(jié)構(gòu)。

水平矯直輪組件由第一水平矯直輪、第二水平矯直輪和第三水平矯直輪構(gòu)成，第二水平矯直輪位于下方，第一水平矯直輪和第三水平矯直輪分別以第二水平矯直輪為對(duì)稱中心設(shè)置在第二水平矯直輪的上方。

垂直矯直輪組件由第一垂直矯直輪、第二垂直矯直輪和第三垂直矯直輪構(gòu)成，第二垂直矯直輪位于下方，第一垂直矯直輪和第三垂直矯直輪分別以第二垂直矯直輪為對(duì)稱中心設(shè)置在第二垂直矯直輪的上方。

水平矯直輪組上設(shè)置有調(diào)整第二水平矯直輪的調(diào)整旋鈕。

垂直矯直輪組上設(shè)置有調(diào)整第二垂直矯直輪的調(diào)整鈕。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是明弧堆焊機(jī)頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是矯直結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖3的俯視圖。

圖5是圖3中的A-A斷面圖。

圖6是送絲裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖7是圖6的側(cè)視圖。

圖8是圖6中的B-B斷面圖。

圖9是圖6中的C-C斷面圖。

圖10是圖7中的E-E斷面圖。

圖11是水冷焊槍組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12是圖11中的A-A斷面圖。

圖13是圖12中的B-B斷面圖。

圖14是圖12中的C-C斷面圖。

圖15是圖7中的Z部放大圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本實(shí)用新型：

一種90°彎管內(nèi)壁明弧自動(dòng)堆焊機(jī)，參見(jiàn)附圖1至附圖14所示，本實(shí)施例適用工件參數(shù)：彎管角度：90°；彎管內(nèi)徑（d）范圍：φ600～φ900mm；彎管彎曲半徑（中徑R）范圍： R =1.5d；工件最大重量：2.5T。

本實(shí)施例中，回轉(zhuǎn)變位機(jī)1，工件升降機(jī)構(gòu)2，工件翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，定位夾具4，明弧堆焊機(jī)頭5，焊槍調(diào)整裝置6、橫桿61、吸煙管路62，焊槍行走機(jī)構(gòu)7，煙塵回收裝置8，電氣控制系統(tǒng)9，水冷焊槍組件10、外殼1001、焊槍主體1002、進(jìn)水管1003、出水管1004、彈簧通道1005、環(huán)形通道1006、導(dǎo)電嘴1007、進(jìn)冷卻水通道1008、出冷卻水通道1009，送絲機(jī)構(gòu)11、齒輪1101、第一主動(dòng)送絲輪1102、第三從動(dòng)送絲輪1103、第二主動(dòng)送絲輪1105、第四從動(dòng)送絲輪1104；齒輪箱12；矯直機(jī)構(gòu)13、第一水平矯直輪1301、第二水平矯直輪1302、第三水平矯直輪1303、水平調(diào)整旋鈕1304、第二垂直矯直輪1305、第一垂直矯直輪1306、第三垂直矯直輪1307、垂直調(diào)整旋鈕1308、連接板1309、調(diào)節(jié)桿1310、安裝軸1311、穿絲管1312。

本實(shí)施例中，回轉(zhuǎn)變位機(jī)1和工件升降機(jī)構(gòu)2連接，工件升降機(jī)構(gòu)3與工件翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3連接，工件翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上裝有定位夾具，工件翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的右側(cè)（如圖1中所示）設(shè)置有明弧堆焊機(jī)頭5，明弧堆焊機(jī)頭5中的變速箱12裝在焊槍調(diào)整裝置6上，焊槍調(diào)整裝置6的橫桿61上裝有吸煙管路62；焊槍調(diào)整裝置6的右側(cè)裝有煙塵回收裝置8，吸煙管路62置于煙塵回收裝置的上方，吸煙管路呈弧形結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例通過(guò)步進(jìn)電機(jī)、精密減速機(jī)的驅(qū)動(dòng)，以帶動(dòng)工件升降調(diào)整工件因翻轉(zhuǎn)變位后所產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)中心偏移，使工件焊接回轉(zhuǎn)中心與回轉(zhuǎn)變位機(jī)1回轉(zhuǎn)中心重合。

工件翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3安裝在工件升降調(diào)整機(jī)構(gòu)2上，由步進(jìn)電機(jī)通過(guò)精密減速機(jī)驅(qū)動(dòng)定位夾具4和工件的傾翻角度變位，每焊完一周，按設(shè)定速度翻轉(zhuǎn)到下道焊道位置，最大回轉(zhuǎn)角度±180°，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊道排布。

定位夾具4完成彎管工件的定位和壓緊。定位夾具通過(guò)手動(dòng)絲杠調(diào)整工件的中心與工件的翻轉(zhuǎn)中心處于同一平面內(nèi)，使得工件在焊接翻轉(zhuǎn)過(guò)程中工件中心與定位夾具4翻轉(zhuǎn)中心位置保持不變，工件在焊接翻轉(zhuǎn)過(guò)程中每一個(gè)焊接截面的中心重合，焊槍相對(duì)工件內(nèi)表面的距離不變，以獲得高質(zhì)量的工件內(nèi)壁堆焊表面。

煙塵回收裝置8和焊槍調(diào)整裝置6裝在焊槍行走機(jī)構(gòu)7上；焊槍行走機(jī)構(gòu)7的右側(cè)位置上裝有電氣控制系統(tǒng)9。

明弧堆焊機(jī)頭5由水冷焊槍組件10、送絲機(jī)構(gòu)11、齒輪箱12和矯直機(jī)構(gòu)13等組成。齒輪箱12通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪使焊槍彎管隨工件回轉(zhuǎn)速度沿回轉(zhuǎn)中心同步旋轉(zhuǎn)，可避免彎管與工件旋轉(zhuǎn)式干涉。

送絲機(jī)構(gòu)11中的齒輪1101與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，齒輪1101同時(shí)與第一從動(dòng)齒輪和第二從動(dòng)齒輪相嚙合，第一從動(dòng)齒輪與第三從動(dòng)齒輪相嚙合，第二從動(dòng)齒輪與第四從動(dòng)齒輪相嚙合，第一從動(dòng)齒輪與第一主動(dòng)送絲輪1102同軸連接，第二從動(dòng)齒輪與第二主動(dòng)送絲輪1105同軸連接，第一主動(dòng)送絲輪1102和第二主動(dòng)送絲輪1105兩者的結(jié)構(gòu)相同，分別為分體式結(jié)構(gòu)。

第一主動(dòng)送絲輪1102由兩個(gè)端面邊緣部分分別帶有凹凸結(jié)構(gòu)（凹凸結(jié)構(gòu)類似于輪齒結(jié)構(gòu)）的輪體構(gòu)成，每個(gè)輪體的兩側(cè)端部位分別設(shè)置有凹凸結(jié)構(gòu)，這樣，兩個(gè)輪體緊密貼合在一起時(shí)，端部形成帶有磨擦結(jié)構(gòu)供焊絲通過(guò)的通道，利于對(duì)焊絲起到增大摩擦力的作用，防止回彈或因送絲機(jī)的電流不穩(wěn)定而帶來(lái)的其他不利因素。

送絲機(jī)構(gòu)11的前端連接有水冷焊槍組件，水冷焊槍組10件包括外殼1001，裝在外殼1001兩側(cè)的進(jìn)、出水管1003、1004，進(jìn)水管1003與焊槍主體1002上的進(jìn)冷卻水通道1008連接，出水管1004與出冷卻水通道1009連接，進(jìn)冷卻水通道1008與出冷卻水通道1009通過(guò)設(shè)置在焊槍主體1002底部的環(huán)形通道1006連接；焊槍主體1002內(nèi)設(shè)置有供焊絲通過(guò)的彈簧通道1005，該彈簧通道1005防止焊絲對(duì)水冷焊槍產(chǎn)生磨擦，避免磨穿焊槍主體1002。

送絲機(jī)構(gòu)11通過(guò)送絲壓力調(diào)整螺釘調(diào)節(jié)送絲壓力，以適應(yīng)不同直徑焊絲的需求。送絲壓力的調(diào)整應(yīng)適中。過(guò)松易打滑，使焊絲無(wú)法送進(jìn)或送進(jìn)不連貫造成電弧電壓不穩(wěn)定，影響焊接效果；過(guò)緊，易使焊絲送進(jìn)不順暢，同時(shí)加大送絲輪、導(dǎo)電嘴等部件的磨損，還可能對(duì)送絲電機(jī)造成損傷，影響送絲電機(jī)使用壽命。所以送絲壓力的調(diào)整應(yīng)以焊絲能夠正常送進(jìn)而不打滑為準(zhǔn)。另外，將送絲輪鎖緊螺母務(wù)必鎖緊，否則易出現(xiàn)壓緊輪壓不緊，送絲輪打滑的現(xiàn)象，影響正常焊接。

水冷焊槍組件10既起到焊絲的導(dǎo)電作用，并且具有冷卻的功能；冷卻水的不斷循環(huán)，達(dá)到冷卻焊槍的目的。應(yīng)使用與焊絲直徑相匹配的導(dǎo)電嘴1007。使用內(nèi)徑過(guò)大的導(dǎo)電嘴1007，會(huì)造成不易起弧，焊接電流、電壓不穩(wěn)等現(xiàn)象。

第三從動(dòng)齒輪與第三從動(dòng)送絲輪1103同軸連接，第四從動(dòng)齒輪與第四從動(dòng)送絲輪1104同軸連接，第三從動(dòng)送絲輪1103與第四從動(dòng)送絲輪1104分別為整體結(jié)構(gòu)，只在各自的外圓周面上設(shè)置有供焊絲通過(guò)的凹槽。

明弧堆焊機(jī)頭5中的矯直機(jī)構(gòu)13由水平矯直輪組和垂直矯直輪組構(gòu)成，其中水平矯直輪組與垂直矯直輪組的軸線呈空間交叉垂直狀態(tài)。送絲機(jī)構(gòu)置于齒輪箱體12的前端（如圖1所示左側(cè)位置）。

矯直機(jī)構(gòu)13用于校直焊絲，校直力要適中。校直力過(guò)小焊絲不能得到有效校直，會(huì)出現(xiàn)焊縫不直、邊緣不齊等現(xiàn)象，影響焊接質(zhì)量；校直力過(guò)大則會(huì)使焊絲彎曲度加大，影響送絲的穩(wěn)定性。另外還會(huì)加大送絲輪、導(dǎo)電嘴的磨損，對(duì)送絲電機(jī)也會(huì)造成不良影響。

水平矯直輪組件由第一水平矯直輪1301、第二水平矯直輪1302和第三水平矯直輪1303構(gòu)成，第二水平矯直輪1302位于下方，第一水平矯直輪1301和第三水平矯直輪1303分別以第二水平矯直輪1302為對(duì)稱中心設(shè)置在第二水平矯直輪1302的上方；水平矯直輪組上設(shè)置有調(diào)整第二水平矯直輪1302的水平調(diào)整旋鈕1304，水平調(diào)整旋鈕1304與調(diào)節(jié)桿1310螺紋連接，調(diào)節(jié)桿1310與帶有方塊結(jié)構(gòu)的安裝軸1311螺紋連接，安裝軸1311的一端裝有第二水平矯直輪1302。

垂直矯直輪組件由第一垂直矯直輪1306、第二垂直矯直輪1305和第三垂直矯直輪1307構(gòu)成，第二垂直矯直輪1305位于下方，第一垂直矯直輪1306和第三垂直矯直輪1307分別以第二垂直矯直輪1305為對(duì)稱中心設(shè)置在第二垂直矯直輪1305的上方；第一垂直矯直輪1306的前端（左側(cè)）裝有送絲管1312，送絲管的回轉(zhuǎn)中心與垂直矯直輪組供焊絲通過(guò)的空間的中心對(duì)稱、水平矯直輪組供焊絲通過(guò)的空間的對(duì)稱中心位于同一直線上。

垂直矯直輪組上設(shè)置有調(diào)整第二垂直矯直輪1305的垂直調(diào)整旋鈕1308，垂直調(diào)整旋鈕1308與第二垂直矯直輪1305的連接結(jié)構(gòu)同水平調(diào)整旋鈕1304與第二水平矯直輪1302的連接結(jié)構(gòu)。

焊槍調(diào)整裝置6是由焊槍提升裝置、焊槍擺動(dòng)裝置、焊槍橫向移動(dòng)裝置等組成。焊槍移動(dòng)采用步進(jìn)或伺服電機(jī)直線導(dǎo)軌滾動(dòng)絲杠傳動(dòng)，完成焊槍的升降、橫向移動(dòng)及擺動(dòng)，與變位機(jī)旋轉(zhuǎn)配合實(shí)現(xiàn)對(duì)90°彎管內(nèi)壁的連續(xù)螺旋堆焊作業(yè)。

焊槍行走機(jī)構(gòu)7可實(shí)現(xiàn)焊槍的進(jìn)、退動(dòng)作。當(dāng)設(shè)備上、下工件及工件變位調(diào)整時(shí)便于焊槍給出避讓動(dòng)作。該裝置采用步進(jìn)電機(jī)通過(guò)精密減速機(jī)拖動(dòng)滑板移動(dòng)來(lái)完成焊槍的前進(jìn)與后退動(dòng)作。

煙塵回收裝置8配置獨(dú)立的煙塵回收罩，通過(guò)焊槍彎管內(nèi)壁空間完成煙塵回收功能。此裝置風(fēng)量大，噪聲低，煙塵捕捉率不小于80%。

電氣控制系統(tǒng)9中電氣控制主要在操作盒上，操作盒上設(shè)有啟動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、上行/下行、提槍/落槍、進(jìn)槍、退槍、手動(dòng)/自動(dòng)、上翻/下翻、前行/后行、正調(diào)/反調(diào)、緊急停止等按鈕及觸摸屏組成。

本實(shí)用新型的有益效果是：可實(shí)現(xiàn)90°彎管內(nèi)壁的全自動(dòng)明弧堆焊，焊接效果良好，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，滿足彎管大批量生產(chǎn)需求。