一种可调整金属工件焊接角度的焊接装置及其方法与流程

1.本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种可调整金属工件焊接角度的焊接装置及其方法。


背景技术：

2.公开号为cn102554484a的中国专利公开了一种金属管件的焊接方法和金属管件焊接组件，该方法包括：一种金属管件的焊接方法，包括以下步骤：
①
把一个衬管的一端插入到一个待焊管件焊接端的管腔中，并使得该衬管的另一端伸出该待焊管件焊接端；
②
把衬管伸出该待焊管件焊接端的部分管体插入到另一个待焊管件焊接端的管腔中，并使该两个待焊管件的焊接端对接以形成待焊接缝；
③
在待焊接缝处进行焊接使其形成熔融区从而使两待焊管件的焊接端相连。该金属管件焊接组件包括两被焊管件包括衬管，所述衬管的两端各自插入一个被焊管件焊接端的管腔中，所述两被焊管件焊接端对接处具有通过焊接处理形成的熔融区。本发明在进行气体保护焊时，无需向焊缝内侧部位充保护气体，可使最终焊缝强度达到与两端管件相同强度，且有效防止发生挂瘤现象。
3.公开号为cn112276386a的中国专利公开了一种高反射率金属材料的焊接前预处理方法和焊接方法，涉及超快激光表面处理技术领域。本技术提供的高反射率金属材料的焊接前预处理方法包括：采用超快激光对高反射率材料的待焊接接头进行扫描预处理。通过该超快激光扫描预处理可以在金属材料表面形成不同类型的微米-纳米复合结构，可显著增加其对激光的吸收性能，缓解高反射率金属材料在焊接过程中金属材料对激光反射率高的问题，降低焊接过程中激光能量损耗，提高焊接效率。同时，因超快激光的“冷加工”效果，制备的微米-纳米复合结构对金属表面元素成分影响不大，不会在熔池中引入不必要的化学组分或杂质。包含该焊接前预处理方法的焊接工艺的稳定性高，焊缝成形质量佳。但是上述专利存在以下缺陷：
4.1、对金属管进行焊接时，由于金属管截面为圆形，需要操作人员手持焊枪不断地调整位置进行焊接，其焊接不便利且使用灵活性差；
5.2、对金属管进行焊接时，多为操作人员手扶金属管进行固定，增加了操作人员的工作负担，且使金属管焊接效率低下；
6.3、对金属管进行焊接时，由于未设置相应地防护机构，使得焊接过程中产生的火花四溅，易碰伤操作人员，操作安全性低下。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种可调整金属工件焊接角度的焊接装置及其方法，利用双侧夹紧固定机构可减轻操作人员的工作负担，且提高焊接效率高，利用透明防护罩可避免火花四溅碰伤操作人员，提高操作安全性，利用可调式焊接机构可根据焊接需求自动调整焊接角度，其焊接便利且使用灵活性好，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种可调整金属工件焊接角度的焊接装置，包括焊接操作台，所述焊接操作台的上方设置有待焊接金属管，所述待焊接金属管通过双侧夹紧固定机构固定在焊接操作台上，所述待焊接金属管的外围设置有可调式焊接机构，所述可调式焊接机构安装在焊接操作台的表面上且可调式焊接机构用于焊接待焊接金属管；
10.所述可调式焊接机构包括对称分布的支撑支架、导向环座、牵引框架、驱动电机、传动轴杆、牵引齿轮、传动齿轮、电动推杆和焊枪，所述导向环座位于待焊接金属管的外围且导向环座的外表面安装有对称分布的支撑支架，所述支撑支架安装在焊接操作台的表面上，所述导向环座上设置有牵引框架，所述牵引框架活动连接在导向环座上且牵引框架的内侧设置有传动轴杆，所述传动轴杆通过轴承安装在牵引框架上且传动轴杆通过驱动电机驱动转动，所述驱动电机安装在牵引框架的表面上，所述传动轴杆通过花键安装有牵引齿轮，所述牵引齿轮位于传动齿轮的内侧且牵引齿轮与传动齿轮啮合，所述传动齿轮安装在导向环座的内表面上，所述牵引框架上安装有电动推杆，所述电动推杆连接有焊枪，所述焊枪用于焊接待焊接金属管。
11.进一步地，所述牵引框架的两端均设置有导向滑块，所述导向滑块嵌在导向环座内，所述导向环座的两侧端面均设置有供导向滑块嵌入的导向环槽，所述导向滑块与导向环槽适配且导向滑块在导向环槽内移动。
12.进一步地，所述双侧夹紧固定机构包括旋转电机、驱动蜗轮、第一传动蜗杆和第二传动蜗杆，所述旋转电机安装在焊接操作台的底部，所述旋转电机的输出轴通过花键安装有驱动蜗轮，所述驱动蜗轮位于焊接操作台的内侧且驱动蜗轮的两侧分别设置有第一传动蜗杆和第二传动蜗杆，所述第一传动蜗杆和第二传动蜗杆均与驱动蜗轮啮合且第一传动蜗杆和第二传动蜗杆均通过轴承安装在焊接操作台的内壁上。
13.进一步地，所述双侧夹紧固定机构包括第一传动丝杆和第二传动丝杆，所述第一传动蜗杆和第二传动蜗杆同向的一端通过联轴器连接有第一传动丝杆，所述第一传动蜗杆和第二传动蜗杆同向的另一端通过联轴器连接有第二传动丝杆，所述第一传动丝杆和第二传动丝杆均通过轴承安装在焊接操作台的内壁上。
14.进一步地，所述双侧夹紧固定机构还包括第一夹紧固定支座和第二夹紧固定支座，所述第一夹紧固定支座和第二夹紧固定支座位于待焊接金属管的两侧且第一夹紧固定支座和第二夹紧固定支座活动连接在焊接操作台上，所述第一夹紧固定支座的下端穿进焊接操作台内且第一夹紧固定支座螺纹连接在第一传动丝杆上，所述第二夹紧固定支座的下端穿进焊接操作台内且第二夹紧固定支座螺纹连接在第二传动丝杆上。
15.进一步地，所述焊接操作台的表面设置有供第一夹紧固定支座和第二夹紧固定支座水平移动的导向通槽，所述第一夹紧固定支座和第二夹紧固定支座均与导向通槽适配。
16.进一步地，所述焊接操作台的表面设置有定位支座，所述定位支座上放置有透明防护罩，所述透明防护罩覆盖可调式焊接机构。
17.进一步地，所述透明防护罩通过定位柱固定在定位支座上，所述定位柱通过弹性绳连接在定位支座上。
18.进一步地，所述定位支座上设置有供定位柱贯穿的通槽，所述定位柱与通槽适配。
19.根据本发明的另一个方面，提供了一种可调整金属工件焊接角度的焊接装置的焊接方法，包括如下步骤：
20.s1：待焊接金属管放置在第一夹紧固定支座和第二夹紧固定支座之间，旋转电机启动且带动驱动蜗轮旋转，由于第一传动蜗杆和第二传动蜗杆均与驱动蜗轮啮合，因此驱动蜗轮旋转带动第一传动蜗杆和第二传动蜗杆随之转动；
21.s2：第一传动蜗杆和第二传动蜗杆在转动的过程中，带动第一传动丝杆和第二传动丝杆随之转动，第一传动丝杆和第二传动丝杆转动带动第一夹紧固定支座和第二夹紧固定支座相向移动，至第一夹紧固定支座和第二夹紧固定支座夹紧固定待焊接金属管；
22.s3：透明防护罩放置在定位支座内，且将定位柱插入定位支座和透明防护罩内，此时透明防护罩通过定位柱固定在定位支座上；
23.s4：驱动电机启动且带动传动轴杆和牵引齿轮旋转，由于牵引齿轮和传动齿轮啮合且牵引框架通过导向滑块嵌在导向环座内，因此牵引齿轮旋转带动牵引框架在导向滑块的导向作用下在导向环座上转动；
24.s5：牵引框架转动带动电动推杆和焊枪随之转动，且电动推杆推动焊枪移动，使焊枪靠近待焊接金属管，通过在待焊接金属管外围转动的焊枪对待焊接金属管进行全方位焊接。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.1、本发明的可调整金属工件焊接角度的焊接装置及其方法，现有技术中，需要操作人员手持焊枪不断地调整位置进行焊接，其焊接不便利且使用灵活性差，而本发明的可调式焊接机构安装在焊接操作台的表面上且可调式焊接机构用于焊接待焊接金属管，可调式焊接机构包括对称分布的支撑支架、导向环座、牵引框架、驱动电机、传动轴杆、牵引齿轮、传动齿轮、电动推杆和焊枪，驱动电机启动且带动传动轴杆和牵引齿轮旋转，由于牵引齿轮和传动齿轮啮合且牵引框架通过导向滑块嵌在导向环座内，因此牵引齿轮旋转可带动牵引框架在导向滑块的导向作用下在导向环座上转动，牵引框架转动可带动电动推杆和焊枪随之转动，且电动推杆推动焊枪移动，使焊枪靠近待焊接金属管，通过在待焊接金属管外围转动的焊枪对待焊接金属管进行全方位焊接，可根据焊接需求自动调整焊接角度，不需要操作人员手持焊枪不断地调整位置进行焊接，其焊接便利且使用灵活性好。
27.2、本发明的可调整金属工件焊接角度的焊接装置及其方法，现有技术中，多为操作人员手扶金属管进行固定，增加了操作人员的工作负担，且使金属管焊接效率低下，而本发明的待焊接金属管通过双侧夹紧固定机构固定在焊接操作台上，双侧夹紧固定机构包括旋转电机、驱动蜗轮、第一传动蜗杆、第二传动蜗杆、第一传动丝杆、第二传动丝杆、第一夹紧固定支座和第二夹紧固定支座，待焊接金属管放置在第一夹紧固定支座和第二夹紧固定支座之间，旋转电机启动且带动驱动蜗轮旋转，由于第一传动蜗杆和第二传动蜗杆均与驱动蜗轮啮合，因此驱动蜗轮旋转可带动第一传动蜗杆和第二传动蜗杆随之转动，第一传动蜗杆和第二传动蜗杆在转动的过程中，可带动第一传动丝杆和第二传动丝杆随之转动，第一传动丝杆和第二传动丝杆转动可带动第一夹紧固定支座和第二夹紧固定支座相向移动，至第一夹紧固定支座和第二夹紧固定支座夹紧固定待焊接金属管，不需要操作人员手扶待焊接金属管进行固定，减轻了操作人员的工作负担，且使待焊接金属管的焊接效率高。
28.3、本发明的可调整金属工件焊接角度的焊接装置及其方法，现有技术中，由于未设置相应地防护机构，使得焊接过程中产生的火花四溅，易碰伤操作人员，操作安全性低下，而本发明的焊接操作台的表面设置有定位支座，定位支座上放置有透明防护罩，透明防
护罩通过定位柱固定在定位支座上，定位柱通过弹性绳连接在定位支座上，透明防护罩放置在定位支座内，且将定位柱插入定位支座和透明防护罩内，此时透明防护罩通过定位柱固定在定位支座上，通过透明防护罩可进行相应地防护，避免焊接过程中产生的火花四溅而碰伤操作人员，提高操作安全性。
附图说明
29.图1为本发明的透明防护罩安装在焊接操作台上的示意图；
30.图2为本发明的透明防护罩从焊接操作台上去除的示意图；
31.图3为本发明的透明防护罩从焊接操作台上去除的仰视图；
32.图4为本发明的待焊接金属管焊接的示意图；
33.图5为本发明的待焊接金属管焊接的俯视图；
34.图6为本发明的焊接操作台上设置双侧夹紧固定机构的横向剖面俯视图；
35.图7为本发明的焊接操作台上设置双侧夹紧固定机构的示意图；
36.图8为本发明的可调式焊接机构的示意图；
37.图9为本发明的牵引框架上设置焊枪的示意图；
38.图10为本发明的透明防护罩的仰视图；
39.图11为本发明的定位支座上设置定位柱的示意图。
40.图中：1、焊接操作台；11、导向通槽；2、待焊接金属管；3、双侧夹紧固定机构；31、旋转电机；32、驱动蜗轮；33、第一传动蜗杆；34、第二传动蜗杆；35、第一传动丝杆；36、第二传动丝杆；37、第一夹紧固定支座；38、第二夹紧固定支座；4、可调式焊接机构；41、支撑支架；42、导向环座；421、导向环槽；43、牵引框架；431、导向滑块；44、驱动电机；45、传动轴杆；46、牵引齿轮；47、传动齿轮；48、电动推杆；49、焊枪；5、定位支座；6、透明防护罩；7、定位柱；8、弹性绳。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例一
43.参阅图1-图5，一种可调整金属工件焊接角度的焊接装置，包括焊接操作台1，焊接操作台1的上方设置有待焊接金属管2，待焊接金属管2通过双侧夹紧固定机构3固定在焊接操作台1上，待焊接金属管2的外围设置有可调式焊接机构4，可调式焊接机构4安装在焊接操作台1的表面上且可调式焊接机构4用于焊接待焊接金属管2。
44.参阅图6-图7，双侧夹紧固定机构3包括旋转电机31、驱动蜗轮32、第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34，旋转电机31安装在焊接操作台1的底部，旋转电机31的输出轴通过花键安装有驱动蜗轮32，驱动蜗轮32位于焊接操作台1的内侧且驱动蜗轮32的两侧分别设置有第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34，第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34均与驱动蜗轮32啮合且第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34均通过轴承安装在焊接操作台1的内壁上。
45.双侧夹紧固定机构3包括第一传动丝杆35和第二传动丝杆36，第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34同向的一端通过联轴器连接有第一传动丝杆35，第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34同向的另一端通过联轴器连接有第二传动丝杆36，第一传动丝杆35和第二传动丝杆36均通过轴承安装在焊接操作台1的内壁上。
46.双侧夹紧固定机构3还包括第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38，第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38位于待焊接金属管2的两侧且第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38活动连接在焊接操作台1上，第一夹紧固定支座37的下端穿进焊接操作台1内且第一夹紧固定支座37螺纹连接在第一传动丝杆35上，第二夹紧固定支座38的下端穿进焊接操作台1内且第二夹紧固定支座38螺纹连接在第二传动丝杆36上。
47.焊接操作台1的表面设置有供第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38水平移动的导向通槽11，第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38均与导向通槽11适配。
48.待焊接金属管2放置在第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38之间，旋转电机31启动且带动驱动蜗轮32旋转，由于第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34均与驱动蜗轮32啮合，因此驱动蜗轮32旋转可带动第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34随之转动，第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34在转动的过程中，可带动第一传动丝杆35和第二传动丝杆36随之转动，第一传动丝杆35和第二传动丝杆36转动可带动第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38相向移动，至第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38夹紧固定待焊接金属管2，不需要操作人员手扶待焊接金属管2进行固定，减轻了操作人员的工作负担，且使待焊接金属管2的焊接效率高。
49.实施例二
50.参阅图8-图9，可调式焊接机构4包括对称分布的支撑支架41、导向环座42、牵引框架43、驱动电机44、传动轴杆45、牵引齿轮46、传动齿轮47、电动推杆48和焊枪49，导向环座42位于待焊接金属管2的外围且导向环座42的外表面安装有对称分布的支撑支架41，支撑支架41安装在焊接操作台1的表面上，导向环座42上设置有牵引框架43，牵引框架43活动连接在导向环座42上且牵引框架43的内侧设置有传动轴杆45，传动轴杆45通过轴承安装在牵引框架43上且传动轴杆45通过驱动电机44驱动转动，驱动电机44安装在牵引框架43的表面上，传动轴杆45通过花键安装有牵引齿轮46，牵引齿轮46位于传动齿轮47的内侧且牵引齿轮46与传动齿轮47啮合，传动齿轮47安装在导向环座42的内表面上，牵引框架43上安装有电动推杆48，电动推杆48连接有焊枪49，焊枪49用于焊接待焊接金属管2。
51.牵引框架43的两端均设置有导向滑块431，导向滑块431嵌在导向环座42内，导向环座42的两侧端面均设置有供导向滑块431嵌入的导向环槽421，导向滑块431与导向环槽421适配且导向滑块431在导向环槽421内移动。
52.驱动电机44启动且带动传动轴杆45和牵引齿轮46旋转，由于牵引齿轮46和传动齿轮47啮合且牵引框架43通过导向滑块431嵌在导向环座42内，因此牵引齿轮46旋转可带动牵引框架43在导向滑块431的导向作用下在导向环座42上转动，牵引框架43转动可带动电动推杆48和焊枪49随之转动，且电动推杆48推动焊枪49移动，使焊枪49靠近待焊接金属管2，通过在待焊接金属管2外围转动的焊枪49对待焊接金属管2进行全方位焊接，可根据焊接需求自动调整焊接角度，不需要操作人员手持焊枪49不断地调整位置进行焊接，其焊接便利且使用灵活性好。
53.实施例三
54.参阅图10-图11，焊接操作台1的表面设置有定位支座5，定位支座5上放置有透明防护罩6，透明防护罩6覆盖可调式焊接机构4。
55.透明防护罩6通过定位柱7固定在定位支座5上，定位柱7通过弹性绳8连接在定位支座5上，定位支座5上设置有供定位柱7贯穿的通槽，定位柱7与通槽适配。
56.透明防护罩6放置在定位支座5内，且将定位柱7插入定位支座5和透明防护罩6内，此时透明防护罩6通过定位柱7固定在定位支座5上，通过透明防护罩6可进行相应地防护，避免焊接过程中产生的火花四溅而碰伤操作人员，提高操作安全性。
57.为了更好的展现可调整金属工件焊接角度的焊接装置的焊接流程，本实施例现提出一种可调整金属工件焊接角度的焊接装置的焊接方法，包括如下步骤：
58.s1：待焊接金属管2放置在第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38之间，旋转电机31启动且带动驱动蜗轮32旋转，由于第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34均与驱动蜗轮32啮合，因此驱动蜗轮32旋转带动第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34随之转动；
59.s2：第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34在转动的过程中，带动第一传动丝杆35和第二传动丝杆36随之转动，第一传动丝杆35和第二传动丝杆36转动带动第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38相向移动，至第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38夹紧固定待焊接金属管2；
60.s3：透明防护罩6放置在定位支座5内，且将定位柱7插入定位支座5和透明防护罩6内，此时透明防护罩6通过定位柱7固定在定位支座5上；
61.s4：驱动电机44启动且带动传动轴杆45和牵引齿轮46旋转，由于牵引齿轮46和传动齿轮47啮合且牵引框架43通过导向滑块431嵌在导向环座42内，因此牵引齿轮46旋转带动牵引框架43在导向滑块431的导向作用下在导向环座42上转动；
62.s5：牵引框架43转动带动电动推杆48和焊枪49随之转动，且电动推杆48推动焊枪49移动，使焊枪49靠近待焊接金属管2，通过在待焊接金属管2外围转动的焊枪49对待焊接金属管2进行全方位焊接。
63.综上所述，本发明的可调整金属工件焊接角度的焊接装置及其方法，待焊接金属管2放置在第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38之间，旋转电机31启动且带动驱动蜗轮32旋转，由于第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34均与驱动蜗轮32啮合，因此驱动蜗轮32旋转可带动第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34随之转动，第一传动蜗杆33和第二传动蜗杆34在转动的过程中，可带动第一传动丝杆35和第二传动丝杆36随之转动，第一传动丝杆35和第二传动丝杆36转动可带动第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38相向移动，至第一夹紧固定支座37和第二夹紧固定支座38夹紧固定待焊接金属管2，不需要操作人员手扶待焊接金属管2进行固定，减轻了操作人员的工作负担，且使待焊接金属管2的焊接效率高，透明防护罩6放置在定位支座5内，且将定位柱7插入定位支座5和透明防护罩6内，此时透明防护罩6通过定位柱7固定在定位支座5上，通过透明防护罩6可进行相应地防护，避免焊接过程中产生的火花四溅而碰伤操作人员，提高操作安全性，驱动电机44启动且带动传动轴杆45和牵引齿轮46旋转，由于牵引齿轮46和传动齿轮47啮合且牵引框架43通过导向滑块431嵌在导向环座42内，因此牵引齿轮46旋转可带动牵引框架43在导向滑块431的导向作用下在导向环座42上转动，牵引框架43转动可带动电动推杆48和焊枪49随之转动，且电动
推杆48推动焊枪49移动，使焊枪49靠近待焊接金属管2，通过在待焊接金属管2外围转动的焊枪49对待焊接金属管2进行全方位焊接，可根据焊接需求自动调整焊接角度，不需要操作人员手持焊枪49不断地调整位置进行焊接，其焊接便利且使用灵活性好。
64.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。