一种法兰双面自动焊接装置及法兰双面焊接方法与流程

本发明涉及一种法兰双面自动焊接装置，本发明还涉及一种采用上述法兰双面自动焊接装置双面焊接法兰的方法。

背景技术：

在船舶海洋工程行业存在大量的管系结构，这些管系结构中相当部分由管子和法兰连接组成。因此在管子端部焊接法兰是管系建造的基本工作之一。

目前采用的主要焊接方法是人工或者利用变位机将管进行旋转，在co2气体保护下由人工在两端分别对管子与法兰连接处实施内角和外角焊缝的焊接，而且单边焊接容易出现爆焊现象及引起法兰变形，人手操作摆动厉害，成型不美观，需要进行大量的打磨工作。再者由于现有焊接装置设计上的缺陷，焊接导电端一般直接连接在管子上，这种做法，随着管子转动，容易发生打麻花现象，影响焊接电流电压导电不稳定，导致焊缝成型差的情况。现有的这种方法工人的工作量大，生产效率和质量较低。无疑增加了企业成本。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单，能同时对管子两端上法兰同时焊接内外两面的法兰双面自动焊接装置；

本发明另一个目的是提供一种采用上述焊接装置双面焊接法兰的方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下方案：

一种法兰双面自动焊接装置，包括有用于承载管子并能使管子沿径向转动的管子旋转轮组件，其特征在于：在所述管子旋转轮组件两侧上分别设有能对套设在管子端部上的法兰内外两面进行焊接的焊接小车机构，在所述管子旋转轮组件一侧上设有当法兰被焊接一周时能控制焊接小车机构和管子旋转轮组件停止工作的旋转限位开关机构。

如上所述的一种法兰双面自动焊接装置，其特征在于在所述法兰上方设有烟雾净化机构。

如上所述的一种法兰双面自动焊接装置，其特征在于所述的旋转限位开关机构包括有安装座，在所述安装座上设有导电弹簧软杆，所述导电弹簧软杆上端抵靠在管子外壁上，在所述管子外壁与导电弹簧软杆在同一圆周上设有磁铁限位块，所述导电弹簧软杆下端与控制器电连接，所述控制器分别与焊接小车机构和管子旋转轮组件电连接。

如上所述的一种法兰双面自动焊接装置，其特征在于所述焊接小车机构包括有焊接小车，在所述焊接小车上设有能对法兰内侧进行焊接的内焊接焊枪和能对法兰外侧进行焊接的外焊接焊枪，在所述焊接小车上设有向内焊接焊枪自动输送焊锡丝的第一送丝机构，所述第一送丝机构与焊机电源的第一电极电连接，在焊接小车上设有向外焊接焊枪自动输送焊锡丝的第二送丝机构，所述第二送丝机构与焊机电源的第一电极电连接，在所述管子旋转轮组件一侧上设有接地装置，所述接地装置上端与管子外壁相互导通，所述接地装置与焊机电源的第二电极电连接。

如上所述的一种法兰双面自动焊接装置，其特征在于所述接地装置包括有间隔设置的两个x型导电支架，两个x型导电支架之间通过连接轴相连接，所述x型导电支架包括有两根中心相互铰接的导电支架杆，在两根所述导电支架杆之间设有拉簧，在所述导电支架杆上端设有紫铜导电轮，所述导电支架杆与焊机电源的第二电极电连接。

如上所述的一种法兰双面自动焊接装置，其特征在于在所述焊接小车上设有竖向支撑杆，在所述竖向支撑杆上活动设置有能相对竖向支撑杆上下移动的上下滑动块，在所述上下滑动块上设有连接横杆，在所述上下滑动块上设有能使上下滑动块锁定在竖向支撑杆上的锁定螺栓，在所述连接横杆外端上设有能相对连接横杆左右移动的左右滑块，在所述左右滑块上设有竖向连接杆，在所述左右滑块上设有能将左右滑块锁定在连接横杆上的定位螺栓，在所述竖向连接杆上设有能相对竖向连接杆上下移动的调节滑块，所述内焊接焊枪铰接在调节滑块上，在所述竖向支撑杆上设有能相对竖向支撑杆上下滑动的滑动座，在所述滑动座上设有能使滑动座锁定在竖向支撑杆上的紧锁螺栓，所述外焊接焊枪铰接在滑动座上。

如上所述的一种法兰双面自动焊接装置，其特征在于控制器包括有控制器本体，在所述控制器本体内设有旋转控制单元，所述管子旋转轮组件与旋转控制单元相连接，在所述控制器本体内设有送丝控制单元，所述第一送丝机构和第二送丝机构分别与送丝控制单元相连接，在所述控制器本体内设有焊接控制单元，所述焊接小车机构与焊接控制单元相连接。

如上所述的一种法兰双面自动焊接装置，其特征在于在所述焊接小车前端设有焊渣斗。

本发明一种法兰双面焊接方法，其特征在于包括以下步骤：

a、将管子放置在管子旋转轮组件上，并使管子外壁与接地装置上的紫铜导电轮相互导通；

b、在管子两端分别设置法兰，并调节到合适的位置；

c、调整焊接小车机构上内焊接焊枪和外焊接焊枪的位置使其对准法兰内、外两面的焊接位；

d、调节导电弹簧软杆的位置，使导电弹簧软杆上端与管子外壁相互接触导通，在管子上与导电弹簧软杆同一圆周上设有磁铁限位块；

e、开启控制器上烟雾净化机构对应的开关，使烟雾净化机构处于抽烟状态；开启焊接小车机构对应的开关使内焊接焊枪和外焊接焊枪及第一送丝机构和第二送丝机构通电工作，同时开启管子旋转轮组件对应的开关使管子旋转；

f、管子焊接一周后，限位自动停止焊接和转动，立即取出管子即可。

如上所述的法兰双面焊接方法，其特征在于步骤c中所述外焊接焊枪与管子内端焊缝位置成45°夹角；所述内焊接焊枪与焊接缝上面的位置成42°夹角。

综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果是：

一、本发明能够保持法兰水平位置4枪同时焊接，焊缝质量明显提高，达到免打磨的程度，顶多在接头位置稍微过度处理，生产效率是原来的4倍，一个人可以轻松控制4台焊机焊接，法兰两端4条焊缝同时焊接，工人只需对位开启开关即可，操作简单，生产效率高；

二、本发明中设备固定在一个地方，送丝机构有小车保护，不会受到拉伤机构控制线及设备，安全的送地线装置确保焊接电流电压稳定焊接，调节参数后自动焊接，减少工人观看及修补磨的工作；

三、本发明中旋转限位开关机构使得法兰焊接一周后能自动停止焊接工作；

四、本发明中法兰内外两面的焊缝上下对称焊接有效防止爆焊及变形，焊接时装置稳定，焊缝外观成型也相对好看，打磨工作量减少极少接头处打磨处理，易耗品减少及降低制作成本；

五、本发明中烟雾净化机构有效将焊接过程产生的烟气抽除及处理，为施工现场环境员工的身体带来保障，安全系数相对得到提高，给社会带来高效、安全、环保的效益。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为本发明另一角度的立体示意图；

图3为本发明的示意图；

图4为本发明的接地装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1至4所示的一种法兰双面自动焊接装置，包括有用于承载管子25并能使管子25沿径向转动的管子旋转轮组件10，在所述管子旋转轮组件10两侧上分别设有能对套设在管子25端部上的法兰24内外两面进行焊接的焊接小车机构30，在所述管子旋转轮组件10一侧上设有当法兰24被焊接一周时能控制焊接小车机构30和管子旋转轮组件10停止工作的旋转限位开关机构40。本发明中法兰双面自动焊接装置能保持法兰水平位置四枪同时焊接，焊接前，管子25两端分别套设法兰，调节焊接小车机构30中焊接头的相对位置，启动焊接小车机构的同时启动管子旋转轮组件10使管子25平稳沿径向转动，当法兰24被焊接一周后，到焊接接口处在旋转限位开关机构40的作用下，焊接小车机构30和管子旋转轮组件10停止工作，即自动停止焊接及转动，从而实现自动法兰双面自动焊接。

本发明中在所述法兰24上方设有烟雾净化机构50。本发明中所述的烟雾净化机构50包括有烟雾净化器16，在所述烟雾净化器16上设有伸缩式吸气臂18，在所述伸缩式吸气臂18端部上设有吸烟罩17，本发明中在管子25两端分别各配置一台烟雾处理器，所述烟雾处理器可采用vc-bg烟雾吸尘机，伸缩式吸气臂18，可拉伸到任意位置，从源头开始有效清除烟尘，减少空气污染。一体化的高效过滤器，对焊接烟尘的过滤效率99.9％。可根据烟尘性质，选择相应的过滤介质，经满足不同性质烟尘的净化处理。结构紧凑，体积小巧，方便灵活。配备高性能的蜗轮风机，吸风量大，工作噪声低。多规格的吸气臂，可供用户选择，可同时满足单机双工位操作。口吸烟式配上波纹管软管拉伸焊接位置进行环保处理，把所有产生的有害气体吸入过滤处理，使施工现场保持良好的生产环境。

本发明中所述的旋转限位开关机构40的一种实施方式，所述的旋转限位开关机构40包括有安装座41，在所述安装座41上设有导电弹簧软杆42，所述导电弹簧软杆42上端抵靠在管子25外壁上，在所述管子25外壁与导电弹簧软杆42在同一圆周上设有磁铁限位块43，所述导电弹簧软杆42下端与控制器1电连接，所述控制器1分别与焊接小车机构30和管子旋转轮组件10电连接。本发明中导电弹簧软杆42上端的触电端子与管子25外壁接常通，焊接过程管子旋转轮组件10驱使管子转动，磁铁限位块随管子同步旋转，当磁铁限位块旋转一周后，在磁铁限位块的阻挡下，导电弹簧软杆稍微偏离管子外壁10毫米，此时，焊接小车机构30、管子旋转轮组件10、控制器1与管子25之间的电路回路断开，焊接小车机构30、管子旋转轮组件10失电停止焊接运行和旋转，此时焊接熔池刚好越过起弧点与收弧平滑对接，完美成型。进行第二根管子时，只需将磁吸限位块吸稳对应导电弹簧软杆顺时针的一侧,本发明中控制系统及线路比较先进及方便操作。

本发明中旋转限位开关机构40还可以采用其它方式实施，例如在管子外壁设置拨动杆，在管子下方与拨动杆对应的位置设置触碰开关，当管子旋转时，拨动杆同步旋转，当旋转到触碰开关处，触碰到触碰开关，即可控制电源断开。

本发明中所述焊接小车机构30具体组成：包括有焊接小车23，在所述焊接小车23上设有能对法兰24内侧进行焊接的内焊接焊枪31和能对法兰24外侧进行焊接的外焊接焊枪32，在所述焊接小车23上设有向内焊接焊枪31自动输送焊锡丝的第一送丝机构112，所述第一送丝机构112与焊机电源12的第一电极电连接，在焊接小车23上设有向外焊接焊枪32自动输送焊锡丝的第二送丝机构113，所述第二送丝机构113与焊机电源12的第一电极电连接，在所述管子旋转轮组件10一侧上设有接地装置14，所述接地装置14上端与管子25外壁相互导通，所述接地装置14与焊机电源12的第二电极电连接。本发明中第一送丝机构112和第二送丝机构113能分别向内焊接焊枪31和外焊接焊枪32自动送焊丝，第一送丝机构112和第二送丝机构113设置在焊接小车23上，不会拉伤机构控制线及设备，焊接小车23能根据管子25的长短方便调节位置，使用方便。本发明中内焊接焊枪和外焊接焊枪分别与焊机相连接。

本发明中所述接地装置14包括有间隔设置的两个x型导电支架141，两个x型导电支架141之间通过连接轴142相连接，所述x型导电支架141包括有两根中心相互铰接的导电支架杆1411，在两根所述导电支架杆1411之间设有拉簧143，在所述导电支架杆1411上端设有紫铜导电轮144，所述导电支架杆1411与焊机电源12的第二电极电连接。本发明中在导电支架杆1411上端间隔设置有两个紫铜导电轮144，两侧x型导电支架141上端设置有四个紫铜导电轮144，由四个紫铜导电轮供给焊接管子中的电流及电压的回路，加上拉簧143具有拉紧滚动的紫铜导电轮的功效，管子滚动时起到更加稳定输送回路，而且可以利用管子的自重来实行自动脱离及夹紧功能。

本发明中在所述焊接小车23上设有竖向支撑杆231，在所述竖向支撑杆231上活动设置有能相对竖向支撑杆231上下移动的上下滑动块232，在所述上下滑动块232上设有连接横杆233，在所述上下滑动块232上设有能使上下滑动块232锁定在竖向支撑杆231上的锁定螺栓234，在所述连接横杆233外端上设有能相对连接横杆233左右移动的左右滑块235，在所述左右滑块235上设有竖向连接杆236，在所述左右滑块235上设有能将左右滑块235锁定在连接横杆233上的定位螺栓237，在所述竖向连接杆236上设有能相对竖向连接杆236上下移动的调节滑块238，所述内焊接焊枪31铰接在调节滑块238上，在所述竖向支撑杆231上设有能相对竖向支撑杆231上下滑动的滑动座239，在所述滑动座239上设有能使滑动座239锁定在竖向支撑杆231上的紧锁螺栓2310，所述外焊接焊枪32铰接在滑动座239上。本发明中可以通过调节上下滑动块232、左右滑块235、调节滑块238、滑动座239等调节内焊接焊枪31和外焊接焊枪32的位置。生产过程中外焊接焊枪的枪嘴对应管子内端焊缝位置时，焊枪稍微控制45度的焊接方向，内焊接焊枪调节到管子焊接缝上面的位置，调节好角度控制42度，本发明中内焊接焊枪和外焊接焊枪与焊丝输送机构之间的距离相对较短，减少输送长度，从而获得更好的输送效果，不容易造成堵丝的情况，焊接小车能根据管子长短，大小快速调节高低及前进后退。

本发明中控制器1包括有控制器本体，在所述控制器本体内设有旋转控制单元，所述管子旋转轮组件10与旋转控制单元相连接，在所述控制器本体内设有送丝控制单元，所述第一送丝机构112和第二送丝机构113分别与送丝控制单元相连接，在所述控制器本体内设有焊接控制单元，所述焊接小车机构30与焊接控制单元相连接。本发明中控制器1中设置有停止开关，焊接开关，正转开关、反正开关等，各个开关分别与对应的控制单元相连接。

本发明中在所述焊接小车23前端设有焊渣斗22。焊接过程能将焊渣收集在一起，保证工作环境的整洁。

本发明一种法兰双面焊接方法，包括以下步骤：

a、将管子25放置在管子旋转轮组件10上，并使管子25外壁与接地装置14上的紫铜导电轮144相互导通；

b、在管子25两端分别设置法兰24，并调节到合适的位置；

c、调整焊接小车机构30上内焊接焊枪31和外焊接焊枪32的位置使其对准法兰24内、外两面的焊接位；所述外焊接焊枪32与管子内端焊缝位置成45°夹角；所述内焊接焊枪31与焊接缝上面的位置成42°夹角。

d、调节导电弹簧软杆42的位置，使导电弹簧软杆42上端与管子25外壁相互接触导通，在管子25上与导电弹簧软杆42同一圆周上设有磁铁限位块43；

e、开启控制器1上烟雾净化机构50对应的开关，使烟雾净化机构50处于抽烟状态；开启焊接小车机构30对应的开关使内焊接焊枪31和外焊接焊枪32及第一送丝机构112和第二送丝机构113通电工作，同时开启管子旋转轮组件10对应的开关使管子25旋转；

f、管子25焊接一周后，限位停止焊接和转动，立即取出管子即可。

本发明中管子旋转轮组件10为滚轮架，属于市售产品。

本发明中接地装置可调节大小适用于不同管径的管子，适用性广，焊枪及焊机、送丝机构等均设置在焊接小车上，灵活性好，焊接小车能根据不同长度的管子，灵活调节，抽烟雾系统负责将产生的烟雾抽走保护环境及工人身体健康保护，旋转限位开关机构确保焊接一周后自动停止焊接和旋转。

本发明法兰双面自动焊接装置适合于造船管子制作，高效生产，质量保证，无论是大小管子都适合本发明焊接，管子制作是船上必不可少的产品，油、水、气及高压管道等，法兰焊接是关键技术核心，生产质量及效率是企业的命根子，只有提高质量及效率，才是企业发展之路，减少打磨工作及节省人工、易耗品、资源等，给企业带来最直接的利润。

本发明法兰双面自动焊接装置制作成本低，适合于造船管子制作行业车间使用，减少工人强度可减少一倍的人工劳动力，缩短工人辅助工装的时间，还可减少管子的打磨时间，按传统一条焊缝一条焊缝的焊接的，焊缝或大或小，需要打磨光顺，加上修补磨工作1小时/条，合计1小时完成，使用本装置焊接只需0.5小时足够完成，换算成1：4的效率比，按天计算每天可节省3个人工，按200元人工费用计算，一套装置直接给公司每天节省600元的费用。由此可见，本发明法兰双面自动焊接装置能带来巨大的社会效益，减少环境的污染环保，提高生产效率及质量，减低企业的运行成本，减少工人的打磨、磨片等易耗品不必要的浪费，提高生产进度及产品质量给业主提高满意度及信用度。

在本发明的描述中，需要理解的是术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。

对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。