一种可行走式筒体环缝焊接内保护充气设备的制作方法

本发明属于压力容器焊接设备技术领域，特别涉及一种可行走式筒体环缝焊接内保护充气设备。

背景技术：

对于压力容器薄壁筒体，尤其是不锈钢类的筒体，其环缝通常采用等离子焊接技术(p+t)或者深熔tig(或称k-tig)焊接技术进行焊接，采用等离子焊接技术(p+t)可实现6mm壁厚的焊缝不开坡口焊接，深熔tig(或称k-tig)焊接技术可实现12mm壁厚的焊缝不开坡口焊接，实现单面焊双面成型。在焊接过程中，通常焊枪位于筒体环缝的外侧最上方12点钟位置附近，在筒体环缝的内部位于焊枪的下方必须安装内保护充气罩，在内保护充气罩中通入高纯度氩气保护筒体环缝内侧的熔化态金属以及焊缝周围，避免焊缝金属被高温氧化出现焊接缺陷以及焊缝周围被氧化发黑，现有技术是采用一个悬臂伸到筒体的内部，在悬臂的端部向上安装内保护充气罩，由于悬臂通常只有6米长，不适合组队后筒体长度超过6米以上的工件在环缝焊接时应用，并且悬臂装置带有升降以及伸缩功能，需要占用较大场地。另一种现有技术是采用人工方式在筒体内安装内保护充气罩装置，靠人工搬运内撑支撑架到不同的环缝，由于筒体内径变化较大，需要准备多个能适应不同直径的内保护充气罩装置，耗费较多体力和时间，影响效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种可行走式筒体环缝焊接内保护充气设备，对于筒体组队的长度不受限制，节省生产场地，减轻劳动强度，提高生产效率。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可行走式筒体环缝焊接内保护充气设备，包括可行走台车和升降小车，

所述可行走台车上设有若干个筒体变位滚轮架，所述筒体变位滚轮架用于放置完成组队的筒体以及驱动所述筒体旋转；

所述升降小车包括可行走小车以及安装于所述可行走小车上的升降驱动机构和升降平台，所述升降驱动机构驱动所述升降平台在所述可行走小车上升降，所述升降平台上安装有可移动托盘，所述可移动托盘可在所述升降平台上水平移动靠近或远离所述筒体，所述可移动托盘上停放有可行走式充气装置，所述可行走式充气装置包括行走机构和设置于所述行走机构上的气动升降杆和内保护充气罩，所述行走机构使所述可行走式充气装置在所述可移动托盘和筒体之间来回移动，所述内保护充气罩设置于所述气动升降杆上端，所述气动升降杆驱动所述内保护充气罩升降靠近或远离筒体环缝；

所述可移动托盘后端安装有气管自动卷管盘和电缆自动卷线盘，所述可行走式充气装置还包括充气软管和电缆，所述充气软管和电缆分别与所述气管自动卷管盘和电缆自动卷线盘连接。

更进一步地，所述可行走式充气装置还包括机架，所述机架设置于所述行走机构上方，所述气动升降杆设置于所述机架两侧的中间位置，所述机架两端设有气缸安装支座，所述气缸安装支座的侧面钢板中间开有垂直方向的腰圆槽，所述气缸安装支座的腰圆槽处安装有限位销，所述限位销可沿着所述腰圆槽上下移动，所述限位销的一端为螺柱可用螺母固定在所述气缸安装支座的腰圆槽处；

所述气缸安装支座上设有气缸，所述气缸的活塞杆与链板支座连接驱动所述链板支座向下运动，所述链板支座下方设有两个对称的耳板，驱动链板的一端与所述耳板铰接，所述驱动链板的另一端与摆动链板的中间铰接，所述摆动链板的一端与下端的所述链板支座铰接，下端的所述链板支座安装在所述机架的凸缘上，所述摆动链板的另一端安装有连接轴，位于所述机架同侧的两个所述摆动链板上连接同一个所述连接轴，所述连接轴上安装有若干滚轮。

更进一步地，所述摆动链板远离下端的所述链板支座的一端均布开有孔，摆动链板接长套为中空结构且两侧均布开有孔，所述摆动链板接长套套在所述摆动链板开孔的一端，调整所述摆动链板接长套与摆动链板的相对位置并用螺栓固定。

更进一步地，所述可行走式充气装置还包括高清摄像头，所述高清摄像头安装在所述内保护充气罩内向上监控，利用所述高清摄像头观察和寻找所述筒体环缝的位置，使所述内保护充气罩对准所述筒体环缝。

更进一步地，所述内保护充气罩采用薄板制作成漏斗状，所述内保护充气罩底部设有气管嘴，所述气管嘴与充气软管连接，所述内保护充气罩内部中间设有布满小孔的均流板，所述内保护充气罩的上圆弧面形状与所述筒体的内壁弧面形状相近，所述上圆弧面安装有可压缩变形的柔性耐高温材料层。

更进一步地，所述内保护充气罩上方四个角附近安装有小轴承。

更进一步地，所述升降平台和可移动托盘之间设有导向机构和托盘平移驱动机构，所述托盘平移驱动机构驱动所述可移动托盘在所述导向机构的导向作用下水平移动靠近或远离所述筒体。

更进一步地，所述可行走式充气装置的行走机构包括履带式行走机构，所述履带式行走机构包括电机和减速器以及履带。

更进一步地，所述可行走式充气装置的行走机构包括轮式行走机构，所述轮式行走机构包括电机和减速器以及多个主动防滑轮，所述主动防滑轮设置于所述可行走式充气装置底部的两侧。

更进一步地，所述充气设备还包括控制系统，所述控制系统与各执行机构电连接，用于控制各执行机构上驱动装置的启停。

本发明的有益效果在于：本发明充气设备尤其适合不同直径的不锈钢类筒体，其环缝采用等离子焊接技术(p+t)或者深熔tig(或称k-tig)焊接技术进行焊接，对于筒体组队的长度不受限制，可节省生产场地，减轻劳动强度，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明充气设备结构示意图；

图2是本发明充气设备中升降小车和可行走式充气装置(行走机构为履带式行走机构)结构示意图；

图3是本发明充气设备中可行走式充气装置(行走机构为履带式行走机构)工作状态结构示意图；

图4是本发明充气设备中可行走式充气装置(行走机构为轮式行走机构)结构示意图；

其中：1、可行走台车；2、筒体；3、筒体环缝；4、筒体变位滚轮架；5、升降小车；51、可行走小车；52、升降驱动机构；53、升降平台；54、导向柱；55、可移动托盘；56、托盘平移驱动机构；57、万向轮；6、气管自动卷管盘；7、可行走式充气装置；701、履带式行走机构；702、机架；703、气动升降杆；704、内保护充气罩；7041、小轴承；7042、上圆弧面；7043、气管嘴；7044、连接耳板；705、气缸安装支座；706、气缸；707、链板支座；708、驱动链板；709、摆动链板；710、摆动链板接长套；711、连接轴；712、滚轮；713、限位销；714、腰圆槽；715、轮式行走机构；7151、主动防滑轮；8、电缆自动卷线盘。

具体实施方式

为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明做进一步描述。本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。

如图1-4所示，一种遥控可行走式筒体环缝焊接内保护充气设备，包括可行走台车1、升降小车5和控制系统，控制系统与各执行机构电连接，用于控制各执行机构上驱动装置的启停。

可行走台车1上设有若干个筒体变位滚轮架4，筒体变位滚轮架4用于放置完成组队的筒体2以及驱动筒体2旋转。

作为其中一种实施例，筒体变位滚轮架4包括安装架，安装架上铰接设置有两个主动滚轮，安装架上还设置有主动滚轮驱动机构，主动滚轮驱动机构驱动主动滚轮旋转，从而带动筒体2旋转。

升降小车5包括可行走小车51以及安装于可行走小车51上的升降驱动机构52和升降平台53，升降驱动机构52驱动升降平台53在可行走小车51上升降，升降平台53上安装有可移动托盘55，可移动托盘55可在升降平台53上水平移动靠近或远离筒体2。

具体地，升降小车5的可行走小车51底部安装有万向轮57，可行走小车51可在底面上行走，靠近或者远离可行走台车1。

升降驱动机构52优选为升降气缸，升降气缸的前法兰与可行走小车51连接，升降气缸的活塞杆与升降平台53连接。可行走小车51与升降平台53之间还安装有导向柱54，导向柱54对升降平台53的升降起到导向的作用。

更进一步地，升降平台53和可移动托盘55之间设有导向机构和托盘平移驱动机构56，托盘平移驱动机构56驱动可移动托盘55在导向机构的导向作用下水平移动靠近或远离筒体2。

具体地，可移动托盘55底部设有行走机构，升降平台53上设有直线导轨，托盘平移驱动机构56优选为手轮或电机，在手轮或电机的驱动下，可移动托盘55在升降平台53上水平移动。

可移动托盘55两侧设有挡板，后端有安装支架，气管自动卷管盘6以及电缆自动卷线盘9设置在安装支架上。

可移动托盘55上停放有可行走式充气装置7，可行走式充气装置7包括行走机构和设置于行走机构上的气动升降杆703和内保护充气罩704，行走机构使可行走式充气装置7在可移动托盘55和筒体2之间来回移动，内保护充气罩704设置于气动升降杆703上端，气动升降杆703驱动内保护充气罩704升降靠近或远离筒体环缝3。气动升降杆703也可换成电动升降杆。

可移动托盘55后端安装有气管自动卷管盘6和电缆自动卷线盘8，可行走式充气装置7还包括充气软管和电缆，充气软管和电缆分别与气管自动卷管盘6和电缆自动卷线盘8连接。

作为其中一种实施例，可行走式充气装置7的行走机构包括履带式行走机构701，履带式行走机构701包括电缆、电机和减速器以及履带，电缆与电机和减速器连接，电机和减速器驱动履带运动从而带动可行走式充气装置7行走。履带可采用外圈为凸形的异形履带。

作为另一种实施例，可行走式充气装置7的行走机构包括轮式行走机构715，轮式行走机构715包括电缆、电机和减速器以及多个主动防滑轮7151，电缆与电机和减速器连接，电机和减速器驱动主动防滑轮7151转动从而带动可行走式充气装置7行走。主动防滑轮7151设置于可行走式充气装置7底部的两侧。

更进一步地，可行走式充气装置7还包括机架702，机架702设置于行走机构上方，气动升降杆703垂直设置于机架702两侧的中间位置，机架702两端设有气缸安装支座705，气缸安装支座705的侧面钢板中间开有垂直方向的腰圆槽714，在气缸安装支座705的腰圆槽714处安装有限位销713，限位销713可沿着腰圆槽714上下移动，限位销713的一端为螺柱可用螺母固定在气缸安装支座705的腰圆槽714处。

气缸安装支座705上设有气缸706，气缸706的前法兰与气缸安装支座705连接，气缸706的活塞杆与链板支座707连接驱动链板支座707向下运动，链板支座707下方设有两个对称的耳板，驱动链板708的一端与耳板铰接，驱动链板708的另一端与摆动链板709的中间铰接，摆动链板709的一端与下端的链板支座707铰接，下端的链板支座707安装在机架702的凸缘上，摆动链板709的另一端安装有连接轴711，位于机架702同侧的两个摆动链板709上连接同一个连接轴711，连接轴711上安装有若干滚轮7l。

更进一步地，摆动链板709远离下端的链板支座707的一端均布开有孔，摆动链板接长套710为中空结构且两侧均布开有孔，摆动链板接长套710套在摆动链板709开孔的一端，调整摆动链板接长套710与摆动链板709的相对位置并用螺栓固定。摆动链板接长套710可起到接长摆动链板709的作用。

更进一步地，可行走式充气装置7还包括高清摄像头，高清摄像头安装在内保护充气罩704内向上监控，利用高清摄像头观察和寻找筒体环缝3的位置，使内保护充气罩704对准筒体环缝3。

控制系统包括显示器，高清摄像头与显示器连接，显示器显示高清摄像头摄取的画面，利用高清电视摄像头还可让焊工实时观察和监控内环缝的焊接状态。

更进一步地，内保护充气罩704采用薄板制作成漏斗状，内保护充气罩704底部设有气管嘴7043，气管嘴7043与充气软管连接，内保护充气罩704内部中间设有布满小孔的均流板，内保护充气罩704的上圆弧面7042形状与筒体2的内壁弧面形状相近，上圆弧面7042安装有可压缩变形的柔性耐高温材料层。用于弥合内保护充气罩704与筒体内壁弧面之间的缝隙。

内保护充气罩704还包括连接耳板7044，内保护充气罩704与气动升降杆703通过连接耳板7044连接。

更进一步地，内保护充气罩704上方四个角附近安装有小轴承7041。可减少来自于筒体内壁的摩擦力对于内保护充气罩704正常工作位置的干扰。

工作过程：在可行走台车1上安放若干个筒体变位滚轮架4，在筒体变位滚轮架4上放置完成组队的筒体2，将载有可行走式充气装置7的升降小车5开到完成组队的筒体2的一端，调整升降小车5上的升降平台53高度与筒体2下端内壁高度相近，调整托盘平移驱动机构56使可移动托盘55平移并与完成组队的筒体2的一端接触，将可行走式充气装置7从可移动托盘55开入筒体2内，在筒体环缝3部位停下，可行走式充气装置7的充气软管与电缆分别与气管自动卷管盘6和电缆自动卷线盘8连接，同时启动两端的气缸706，气缸706活塞杆端部连接有链板支座707，链板支座707与驱动链板708连接，驱动链板708带动摆动链板709向下运动，带动安装在摆动链板709前端的连接轴711以及位于连接轴711上的带轴承的滚轮712向下运动，直到接触筒体2内壁并使可行走式充气装置7的行走机构(履带式行走机构701或轮式行走机构715)悬空，然后升起可行走式充气装置7两侧的气动升降杆703，气动升降杆703将内保护充气罩704升到工作位置，为适应筒体2直径的变化，可通过调节限位销713的高度，控制摆动链板709的张开角度，可行走式充气装置7自重足够大，当筒体2旋转时，在重力的作用下可保持可行走式充气装置7处于相对静止状态，确保内保护充气罩704维持在工作位置不变，可行走式充气装置7配有高清摄像头，整个工作过程通过控制系统采用遥控方式完成。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。