本發(fā)明屬于自動(dòng)焊接，具體涉及一種大直徑圓筒件內(nèi)壁面焊接裝置及其焊接方法。

背景技術(shù)：

1、焊接設(shè)備作為現(xiàn)代工業(yè)制造領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵工具，其發(fā)展歷程和技術(shù)革新始終伴隨著工業(yè)文明的進(jìn)步。早期的焊接設(shè)備主要依賴于人工操作，設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，功能也較為單一。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，焊接設(shè)備逐漸實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)的引入，焊接設(shè)備開(kāi)始向智能化、數(shù)字化方向發(fā)展，為設(shè)備的維護(hù)和管理提供了便利，大大提高了焊接的精度和效率。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，幫助企業(yè)更好地了解焊接設(shè)備的運(yùn)行狀況、優(yōu)化焊接工藝、提高生產(chǎn)效率。

2、在焊接設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新方面，焊接電源、焊接工藝和焊接材料方面的研究與應(yīng)用都取得了顯著進(jìn)展。例如，逆變式焊接電源的出現(xiàn)，使得焊接設(shè)備更加節(jié)能、環(huán)保；激光焊接和等離子焊接新型焊接工藝的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)材料表面的精確、快速焊接。相較于傳統(tǒng)焊接方法，新型表面焊接技術(shù)具有熱影響區(qū)小、焊接速度快和焊縫質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于對(duì)焊接質(zhì)量有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合；而新型焊接材料的研發(fā)，則使得焊接設(shè)備能夠適應(yīng)更多種類的材料和更復(fù)雜的工況。

3、但是，目前存在的問(wèn)題是還沒(méi)有能夠在大型圓筒件表面快速焊接材料的設(shè)備，在往常的圓筒形工件焊接材料要么是以激光熔覆的手段，將焊接材料覆在工件表面，這樣的方式速度緩慢，要么是以傳統(tǒng)焊接的方式，將焊接材料以薄片方式貼在工件表面，然后只焊接連接處，這樣得到的焊接后的工件與焊接材料間的接觸不充分，焊接不牢靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)以上情況，本發(fā)明提供一種大直徑圓筒件內(nèi)壁面焊接裝置及其焊接方法，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，使用對(duì)焊原理，對(duì)工件表面和薄片材料接入電極，再通過(guò)壓緊的方式將兩者接觸，電流形成回路，使薄片材料在電流作用下焊接在圓筒形工件內(nèi)部表面，再通過(guò)進(jìn)給裝置使用軸向或周向的工作方式完成全部焊接過(guò)程，從而，提高焊接的效率并保證焊接材料在工件表面的焊接質(zhì)量。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種大直徑圓筒件內(nèi)壁面焊接裝置，其包括主動(dòng)滾輪架、從動(dòng)滾輪架、進(jìn)給機(jī)構(gòu)和焊接組件，主動(dòng)滾輪架具體包括第一滾輪架架體、第一滾輪支撐架、第一橡膠滾輪、第一直線導(dǎo)軌軌道、第一直線導(dǎo)軌滑塊、第一直線導(dǎo)軌滑臺(tái)、電機(jī)、減速器和第一車刀固定架，電機(jī)和減速器安裝在第一直線導(dǎo)軌滑臺(tái)上，電機(jī)輸出軸與減速器連接，減速器輸出軸連接第一橡膠滾輪，第一直線導(dǎo)軌滑臺(tái)通過(guò)第一直線導(dǎo)軌滑塊安裝在第一直線導(dǎo)軌軌道上，第一直線導(dǎo)軌軌道設(shè)置于第一滾輪架架體上，第一直線導(dǎo)軌滑臺(tái)的第二端設(shè)置有第一車刀固定架。

3、從動(dòng)滾輪架包括第二滾輪架架體、第二滾輪支撐架、第二橡膠滾輪、第二直線導(dǎo)軌軌道、第二直線導(dǎo)軌滑塊、第二直線導(dǎo)軌滑臺(tái)和第二車刀固定架，第二直線導(dǎo)軌滑臺(tái)上設(shè)置有第二滾輪支撐架，第二滾輪支撐架上安裝有第二橡膠滾輪，第二直線導(dǎo)軌滑臺(tái)通過(guò)第二直線導(dǎo)軌滑塊安裝在第二直線導(dǎo)軌軌道上，第二直線導(dǎo)軌軌道設(shè)置于第二滾輪架架體上，第二直線導(dǎo)軌滑臺(tái)的第二端設(shè)置有第一車刀固定架。

4、進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括液壓缸支撐臺(tái)、腳座、液壓缸、滑塊、滑軌、導(dǎo)軌推板、焊接箱體、工作支撐臺(tái)、液罐和導(dǎo)臺(tái)，液壓缸的活塞桿的第一端通過(guò)自鎖螺母與導(dǎo)軌推板連接，導(dǎo)軌推板設(shè)置在導(dǎo)臺(tái)的第一端，導(dǎo)臺(tái)上固定設(shè)置有焊接箱體，焊接箱體的第一端設(shè)置有液罐，液壓缸的腳座通過(guò)液壓缸支撐臺(tái)安裝在底板的第一端，底板的第二端設(shè)置有滑軌，導(dǎo)臺(tái)通過(guò)滑塊安裝在滑軌上，工作支撐臺(tái)設(shè)置在焊接箱體的第二側(cè)，工作支撐臺(tái)與伸出焊接箱體的導(dǎo)向軸的第二端相連，導(dǎo)向軸的第一端通過(guò)防松螺母與焊接箱體連接，工作支撐臺(tái)的第一側(cè)設(shè)置有助焊液壓缸，第二側(cè)安裝有切割刀和焊接質(zhì)量檢測(cè)儀。

5、焊接組件包括電極板連接件、輥架、第一電極板、第二電極板、變壓器、半環(huán)形電極板連接件、壓緊輥、輸料輥和導(dǎo)電輥，第一電極板設(shè)置于導(dǎo)臺(tái)第一端面，第二電極板設(shè)置于焊接箱體上，輥架的第二端安裝有壓緊輥、輸料輥和導(dǎo)電輥，第一電極板的第一端通過(guò)導(dǎo)線連接變壓器，第一電極板的第二端設(shè)置有電極板連接件，第二電極板的第一端通過(guò)導(dǎo)線連接變壓器，第二電極板的第二端設(shè)置有半環(huán)形電極板連接件，第二電極板安裝在工作支撐臺(tái)上。

6、優(yōu)選地，第一直線導(dǎo)軌滑臺(tái)的第一端設(shè)置有電機(jī)支撐臺(tái)，電機(jī)安裝在電機(jī)支撐臺(tái)的第一端，減速器安裝在電機(jī)支撐臺(tái)的第二端，電機(jī)的輸出軸連接輸入法蘭，輸出法蘭連接減速器的輸入軸，輸入法蘭與輸出法蘭通過(guò)螺栓連接，減速器的輸出軸穿過(guò)第一滾輪支撐架與第一橡膠滾輪通過(guò)鍵相連，第一橡膠滾輪的轉(zhuǎn)軸上安裝有軸承端蓋。

7、優(yōu)選地，第一滾輪支撐架、第一橡膠滾輪、第一直線導(dǎo)軌滑臺(tái)、電機(jī)和減速器分別設(shè)置有兩套且對(duì)稱安裝在第一滾輪架架體的第一端和第二端。

8、可優(yōu)選的是，第二滾輪支撐架、第二橡膠滾輪和第二直線導(dǎo)軌滑臺(tái)分別設(shè)置有兩套且對(duì)稱安裝在第二滾輪架架體的第一端和第二端。

9、優(yōu)選地，第一滾輪架架體上設(shè)置有第一滾珠絲杠，其中，第一滾珠絲杠固定端設(shè)置在第一滾輪架架體的第一側(cè)位置，第一滾珠絲杠支持端設(shè)置在第一滾輪架架體的中間位置并通過(guò)第一角接件與第一滾輪架架體相固連，第一滾珠絲杠的第一螺母座安裝在第一直線導(dǎo)軌滑臺(tái)的第一端面，第一滾珠絲杠的第二端通過(guò)第一滾珠軸承安裝在第一滾輪架架體上，第一滾珠絲杠的第一端通過(guò)第一聯(lián)軸器與第一伺服電機(jī)相連，第一伺服電機(jī)通過(guò)第一電機(jī)固定板安裝在第一滾輪架架體上。

10、優(yōu)選地，第二滾輪架架體上設(shè)置有第二滾珠絲杠，其中，第二滾珠絲杠固定端設(shè)置在第二滾輪架架體的第一側(cè)位置，第二滾珠絲杠支持端設(shè)置在第二滾輪架架體的中間位置并通過(guò)第二角接件與第二滾輪架架體相固連，第二滾珠絲杠的第二螺母座安裝在第二直線導(dǎo)軌滑臺(tái)的第一端面，第二滾珠絲杠的第二端通過(guò)第二滾珠軸承安裝在第二滾輪架架體上，第二滾珠絲杠的第一端通過(guò)第二聯(lián)軸器與第二伺服電機(jī)相連，第二伺服電機(jī)通過(guò)第二電機(jī)固定板安裝在第二滾輪架架體上。

11、可優(yōu)選的是，導(dǎo)臺(tái)上安裝有變壓器，液罐的輸出壓力管連接液壓缸，焊接箱體的第二端面安裝有電箱，焊接箱體的第一側(cè)邊設(shè)置有缺口，焊接箱體的內(nèi)部設(shè)置有縱橫交錯(cuò)的肋板，導(dǎo)向軸與焊接箱體之間設(shè)有第一直線軸承，工作支撐臺(tái)設(shè)置為開(kāi)放箱體結(jié)構(gòu)，助焊液壓缸設(shè)置在工作支撐臺(tái)的中央位置。

12、優(yōu)選地，助焊液壓缸與輥架通過(guò)輥架連接板相連，輥架與工作支撐臺(tái)的第二端之間設(shè)置有第二直線軸承，助焊液壓缸活塞桿嵌裝在第二直線軸承內(nèi)，輥架連接板能繞軸線旋轉(zhuǎn)90°。

13、進(jìn)一步，優(yōu)選地，導(dǎo)電輥設(shè)置為導(dǎo)電材料，壓緊輥和輸料輥設(shè)置為絕緣材料，第一電極板和第二電極板的極板材料均為銅，第一電極板和第二電極板與焊接箱體接觸的端面均包裹絕緣材料。

14、本發(fā)明的第二方面，提供一種大直徑圓筒件內(nèi)壁面焊接裝置的焊接方法，其包括以下步驟：

15、s1：調(diào)整主動(dòng)滾輪架和從動(dòng)滾輪架，使大型筒形件置于其上；

16、s2：將待焊接的薄片材料布置在輸料輥上，使焊接薄片材料的起始端穿過(guò)導(dǎo)電輥；

17、s3：?jiǎn)?dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，調(diào)整焊接組件，使第一電極板與大型筒形件的外表面邊緣處緊密接觸；

18、s4：由助焊液壓缸調(diào)整焊接結(jié)構(gòu)中導(dǎo)電輥的位置，使導(dǎo)電輥、壓緊輥、輸料輥均與大型筒形件的內(nèi)表面邊緣緊密接觸，滾動(dòng)方向均沿圓周方向，同時(shí)使導(dǎo)電輥將焊接薄片材料壓緊在大型筒形件的內(nèi)表面；

19、s5：將變壓器通電，電流分別通過(guò)第一電極板和第二電極板流入大型筒形件和導(dǎo)電輥，開(kāi)始對(duì)大型筒形件和導(dǎo)電輥進(jìn)行通電加熱；

20、s6：當(dāng)大型筒形件和焊接薄片材料焊接端面的溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，啟動(dòng)主動(dòng)滾輪架中的電機(jī)，使大型筒形件開(kāi)始勻速滾動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的液壓缸，推動(dòng)焊接組件沿大型筒形件勻速?gòu)较蜻M(jìn)給；

21、s7：大型筒形件的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使在其上的焊接材料薄片沿筒形件內(nèi)表面鋪展，助焊液壓缸始終施加壓力，使大型筒形件和焊接材料薄片之間的焊接接頭被緊密壓實(shí)，形成良好的焊接連接，焊接質(zhì)量檢測(cè)儀同步進(jìn)給，檢測(cè)焊接效果，進(jìn)給機(jī)構(gòu)持續(xù)工作，通過(guò)大型筒形件的轉(zhuǎn)動(dòng)，使焊接組件完成螺旋式的焊接工作，焊接完成后，執(zhí)行步驟s8；

22、s8：在焊接至工件邊緣位置時(shí)，進(jìn)給機(jī)構(gòu)和主動(dòng)滾輪架上的電機(jī)停止工作，工作支撐臺(tái)上的助焊液壓缸停止施壓，布置在工作支撐臺(tái)側(cè)邊的切割刀切斷焊接薄片材料；

23、s9：?jiǎn)?dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的液壓缸，使焊接組件恢復(fù)至初始位置；

24、s10：?jiǎn)?dòng)焊接邊緣清潔裝置，將第一車刀固定架調(diào)整角度，對(duì)工件邊緣的焊接部分進(jìn)行切削式清潔，去除焊接產(chǎn)生的殘?jiān)?/p>

25、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

26、1、本發(fā)明可以對(duì)不同直徑大小的筒形件進(jìn)行承載焊接，并能夠提供使工件完成焊接所需的勻速旋轉(zhuǎn)。

27、2、本發(fā)明專門針對(duì)大型筒形件的表面焊接而設(shè)計(jì)，可以通過(guò)電流使薄片焊接材料高效的焊接在工件的表面，可以實(shí)現(xiàn)焊接材料與工件表面的緊密貼合，提高焊接產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

28、3、本發(fā)明可以通過(guò)對(duì)輥輪架的方向調(diào)整以及更換輥輪，采取兩種不同的焊接方式，一種是沿圓周方向工作，另一種是沿工件軸向工作。

29、4、本發(fā)明可保證焊接材料搭接程度始終一致，焊接材料重合部分不影響焊接質(zhì)量。

30、5、本發(fā)明配置了焊接質(zhì)量檢測(cè)儀，可以實(shí)時(shí)跟進(jìn)焊接過(guò)程，做到焊接過(guò)程的全覆蓋監(jiān)測(cè)，對(duì)焊接的效果和質(zhì)量進(jìn)行保證。