一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置及方法，包括：放板装置，放板装置用于对钢板卷的放张；剪切装置；芯模装置,激光焊接装置，激光焊接装置与激光焊接主机连接，且激光焊接装置用于对钢筒的承口环与钢筒筒身焊接、钢筒筒身进行焊接及钢板与钢质插口环的搭接焊缝；水冷装置，水冷装置与激光焊接主机连接，用于激光焊接过程中冷却；还包括：主控模块，主控模块分别与放板装置、芯模装置、激光焊接主机、激光焊缝跟踪系统及水冷装置连接。该发明专利技术的目的是克服至少一个现有钢筒混凝土管道采用半自动化埋弧焊接工艺中存在的缺陷。道采用半自动化埋弧焊接工艺中存在的缺陷。道采用半自动化埋弧焊接工艺中存在的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置及方法


[0001]本申请涉及钢筒混凝土管加工设备领域，尤其涉及一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置及方法。

技术介绍

[0002]钢筒混凝土管，主要指在带有钢筒的高强混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，再在其上喷制致密的保护层而制成的输水管。它是由薄钢板、高强钢丝和混凝土构成的复合管材，它充分而又综合地发挥了钢材的抗拉、易密封和混凝土的抗压、耐腐蚀性能，具有高密封性、高强度和高抗渗的特性。钢筒混凝土管包含预应力钢筒混凝土管(PCCP)、钢筋缠绕钢筒混凝土压力管(BCCP)、钢筋混凝土钢筒管(RCCP)、预应力钢筒型钢筋混凝土压力管(PRCP)、细石混凝土保护层预应力钢筒混凝土管(BCP)。在钢筒混凝土管道焊接的生产过程中，需要进行焊接，现有的焊接工艺普遍采用半自动化埋弧焊接工艺制作，但是该工艺在制作钢筒的过程中，焊丝、焊剂使用量较大，投入的生产成本较多，采用埋弧焊接工艺会产生大量焊渣以及其它固体废弃物造成工作环境脏乱，埋弧焊接工艺焊接的钢筒焊缝尺径较宽，增加混凝土管芯裂纹的产生，降低了钢筒混凝土管的质量。同时，埋弧焊接工艺的钢筒焊接制作速度较慢、效率较低。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置及方法，该专利技术的目的是克服至少一个现有钢筒混凝土管道采用半自动化埋弧焊接工艺中存在的缺陷。
[0004]为解决上述技术问题，本申请提供了一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，包括：
[0005]放板装置，所述放板装置安装在轨道上，用于对钢板卷的放张；
[0006]剪切装置，所述剪切装置用于对卷筒后的钢板剪切；
[0007]芯模装置，所述芯模装置安装于回转支承门架上，所述芯模装置上安装有待焊接的钢筒；
[0008]激光焊接装置，所述激光焊接装置与激光焊接主机连接，且所述激光焊接装置用于对所述钢筒的承口环与钢筒筒身焊接、钢筒筒身进行焊接及钢板与钢质插口环的搭接焊缝；
[0009]水冷装置，所述水冷装置与激光焊接主机连接，用于激光焊接过程中冷却；
[0010]还包括：主控模块，所述主控模块分别与所述放板装置、所述芯模装置、所述激光焊接主机、激光焊缝跟踪系统及水冷装置连接。
[0011]进一步的，所述放板装置包括：摆角装置、升降装置、张力压辊、摩擦轮、放板装置、校边装置、除锈装置和折边装置。
[0012]进一步的，所述剪切装置包括底座上设置的圆盘剪切机及调节装置。
[0013]进一步的，所述激光焊接装置包括轨道底座，所述轨道底座上安装有卧式行走小
车，所述卧式行走小车与轨道底座齿轮齿合连接，所述卧式行走小车上安装有六轴焊接机械臂，所述六轴焊接机械臂上安装有激光焊枪，所述激光焊枪上安装有焊缝自动跟踪装置。
[0014]进一步的，还包括，安装在所述轨道底座上的行程开关，所述行程开关与激光焊机主机连接。
[0015]进一步的，所述水冷装置包括安装在水箱内的蒸发器，所述蒸发器与冷凝器、水泵及压缩机连接，所述水泵通过出水管与所述激光焊接装置连接。
[0016]另一方面，本申请还提供一种钢筒混凝土管加工用激光焊接方法，包括如下步骤：
[0017]根据待焊接钢筒的内径及钢板的宽度设置螺旋角，并将钢板高度和芯模底部设置为相切位置；
[0018]将钢板穿过剪切装置按照螺旋角进行初次剪切；
[0019]对所要生产的钢筒管的承口环和插口环进行定位；
[0020]开启激光焊接装置并启动焊缝自动跟踪装置和芯模装置上的芯模驱动装置；
[0021]当进行焊接钢质承口环与钢板的搭接焊缝时，卧式行走小车停止不动；接着进行钢板筒体的搭接焊缝，焊接过程中卧式行走小车行走速度与钢筒的转动速度相适配；
[0022]当进行钢板与钢质插口环的搭接焊缝时，卧式行走小车停止，钢板持续张放，芯模驱动装置带着芯模继续转动，激光焊枪进行钢板与钢质插口环的搭接焊缝。
[0023]进一步的，还包括：在进行钢板与钢质插口环的搭接焊缝时，当焊接到钢板尖端还有5～10cm时，松开钢丝绳和夹紧器，继续焊接，直到钢板全部卷焊到钢质插口环上。
[0024]进一步的，待焊接的所述钢筒内径为1.2～4.0m，长度为3m、5m、6m。
[0025]相较于现有技术，使用本申请提供的激光焊接装置及方法，至少具有如下有益效果之一：
[0026]1、可实现钢板搭接自熔焊接，不需要使用焊丝、焊剂，降低生产成本投入，激光焊接工艺无需使用焊丝、焊剂，焊接过程无异物产生、无污染，改善工作环境。
[0027]2、使用激光焊接使得钢筒混凝土管的焊接工艺中的焊缝宽度为3mm左右、焊缝凸起高度为1～1.5mm，搭接宽度10～15mm(而埋弧焊接搭接宽度为25mm)节约钢板材料成本。因此有利于减少混凝土管芯裂纹的产生，钢筒混凝土管的质量。
[0028]3、使用本申请提供的激光焊接装置和方法在进行激光焊接工艺时焊接过程中产生的热影响区只有埋弧焊接工艺的1/2左右，减少了焊缝周边组织的应力集中，强度有所提高；
[0029]4、使用本申请提供的激光焊接装置和方法激光焊接工艺比埋弧焊接工艺的钢筒焊接制作速度提高30％，提高了钢筒制作效率。
[0030]5、使用本申请提供的激光焊接装置和方法能够实现自动化操作，对操作人员专业水平能力要求低，有助于多能工的培养和企业班组精益化管理。
附图说明
[0031]为了更清楚的说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本专利技术实施例所提供的激光焊接装置结构示意图；
[0033]图2为本专利技术实施例所提供的放板装置俯视图；
[0034]图3为本专利技术实施例所提供的激光焊接装置俯视图；
[0035]图4为本专利技术实施例所提供的水冷装置结构示意图；
[0036]图5为本专利技术实施例所提供的主控模块连接结构示意图；
[0037]图6为本专利技术实施例所提供的激光焊接方法流程图；
[0038]图7为本专利技术实施例所提供的插口定位块安装示意图；
[0039]图8为本专利技术实施例所提供的承口定位块安装示意图。
[0040]图中：1放板装置，2剪切装置，3芯模装置，5激光焊接装置，8钢筒筒身，661主控模块，662激光焊缝跟踪系统，12摆角装置，13升降装置，14张力压辊、15摩擦轮、16放板装置、17校边装置、18除锈装置，19折边装置，23底座，21圆盘剪切机，22调节装置，51轨道底座，52斜齿条，53电缆拖链，54焊缝自动跟踪装置，55激光焊枪，56六轴焊接机械臂，57卧式行走小车，58激光焊接主机，62水冷装置，621水箱，621蒸发器1，622冷凝器，623水泵，624压缩机，625出水管，4回转支承门架，41回转支撑顶板，42气缸，43本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，其特征在于，包括：放板装置，所述放板装置安装在轨道上，用于对钢板卷的放张；剪切装置，所述剪切装置用于对卷筒后的钢板剪切；芯模装置，所述芯模装置安装于回转支承门架上，所述芯模装置上安装有待焊接的钢筒；激光焊接装置，所述激光焊接装置与激光焊接主机连接，且所述激光焊接装置用于对所述钢筒的承口环与钢筒筒身焊接、钢筒筒身进行焊接及钢板与钢质插口环的搭接焊缝；水冷装置，所述水冷装置与激光焊接主机连接，用于激光焊接过程中冷却；还包括：主控模块，所述主控模块分别与所述放板装置、所述芯模装置、所述激光焊接主机、激光焊缝跟踪系统及水冷装置连接。2.根据权利要求1所述的钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，其特征在于，所述放板装置包括：摆角装置、升降装置、张力压辊、摩擦轮、放板装置、校边装置、除锈装置和折边装置。3.根据权利要求1所述的钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，其特征在于，所述剪切装置包括底座上设置的圆盘剪切机及调节装置。4.根据权利要求1所述的钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置包括轨道底座，所述轨道底座上安装有卧式行走小车，所述卧式行走小车与轨道底座的齿轮齿合连接，所述卧式行走小车上安装有六轴焊接机械臂，所述六轴焊接机械臂上安装有激光焊枪，所述激光焊枪上安装有焊缝自动跟踪装置。5.根据权利要求1所述的钢筒混凝土管加工用激光焊接装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘童，杨辉，杨树春，周立贵，殷金玉，张东，冯学江，党雪松，宋建华，
申请(专利权)人：宁夏青龙管业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：