液化气储罐主容器壁板环缝氩弧自动焊接装备焊接机头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种液化气储罐主容器壁板环缝氩弧自动焊接装备焊接机头，包括机械臂、爬行小车及固定在爬行小车上的焊枪；机械臂包括：由底向上依次且平行设置的第一固定底座、第一滑动底座以及第二滑动底座采用双层水平叠加伸缩结构且滑动连接；爬行小车由包括第三固定底座、浮动底座和第二固定底座采用双层竖向叠加结构，第三固定底座和浮动底座通过第二转轴座连接，浮动底座和第二固定底座弹性连接；立柱组件下端通过转轴座连接在第二滑动底座上平面并与其垂直，爬行小车和机械臂之间通过导轨滑块组件和第三固定底座连接。接机头可进行焊枪上下、左右和角度等多自由度调整，同时具备横摆和钟摆模式，适用于对称坡口和非对称坡口的焊接。称坡口的焊接。称坡口的焊接。

【技术实现步骤摘要】
液化气储罐主容器壁板环缝氩弧自动焊接装备焊接机头


[0001]本技术涉及自动钨极氩弧焊接装备
，尤其是涉及一种用于液化气全容储罐主容器9%镍钢壁板环焊缝钨极氩弧焊接装备的焊接机头。

技术介绍

[0002]随着经济的发展和人们环保意识的增强，液化气作为一种清洁、高效的能源，其需求量与日俱增，这就要求必须加快液化气相关技术的发展步伐。对于技术密集型的液化气产业，研究和发展液化气相关技术，尤其是液化气储罐相关技术，对液化气产业的发展具有重要社会效益和经济效益。
[0003]液化气储罐按照对于液体和蒸汽封闭系统的力学承载方式主要分为：单容罐、双容罐、全容罐和薄膜罐。其中，全容罐是国内目前投入运行的接收终端的主要罐型。全容罐包括：一个主容器和次容器,共同来形成一个整体的储罐,主容器应是自支撑的钢制、单壁罐来容纳液体工质,材料通常采用耐低温的9%镍钢。
[0004]现有的液化气储罐的主容器壁板，一般采用环向逐层向上安装的方法，在安装过程中，储罐壁板层间对接缝的焊接现有的主要施工焊接工艺为埋弧焊。壁板的材质为9%镍钢，采用埋弧焊工艺，焊缝成型难控制、打磨工作量大、焊接材料浪费严重，导致工程成本高、劳动强度大、施工现场环境差，且容易产生气孔、夹渣等缺陷，严重的影响了储罐的质量和安全性能。因此，液化气储罐壁板的施工质量控制存在很大难度，有必要对现有液化气储罐主容器壁板环焊缝的焊接工艺做进一步改进。
[0005]鉴于液化气储罐主容器壁板9%镍钢焊接的重要性，结合9%镍钢焊接易产生电弧磁偏吹、低温韧性降低、热裂纹、未熔合等技术难题，通过理论分析和试验验证，采用自动钨极氩弧焊接装备技术是解决液化气储罐主容器壁板焊接质量受人为控制影响、焊接质量不稳定致使储罐安全性存在巨大风险等难题的良好途径。目前液化气全容储罐主容器壁板环焊缝焊接的传统焊接工艺为埋弧焊，尚未有自动钨极氩弧焊接装备技术的应用。为了实现液化气全容储罐主容器壁板环焊缝的自动化焊接，首要任务是设计制造满足其施工工况和焊接需要的焊接装备，既要满足液化气全容储罐主容器壁板环焊缝焊接高空作业条件，适应主容器与次容器之间环境空间受限，又要与主容器壁板上加强筋板互不干预，更要保证焊工及作业人员在高空作业的便易性、安全性，以及焊接过程的稳定性，从而获得焊接质量优良的焊接接头。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的技术问题是提供一种液化气储罐主容器壁板环缝氩弧自动焊接装备焊接机头，具备前后、上下、左右、角度等多个关节自由度，能够保证焊枪对环焊缝的良好跟踪和适用能力。
[0007]为了解决上述技术问题，本技术提供了一种液化气储罐主容器壁板环缝氩弧自动焊接装备焊接机头，其包括机械臂、爬行小车以及固定在爬行小车上的焊枪；所述机械
臂包括：由底向上依次且平行设置的第一固定底座、第一滑动底座以及第二滑动底座采用双层水平叠加伸缩结构且相互之间在动力装置带动下滑动连接；所述爬行小车由前往后依次包括第三固定底座、浮动底座和第二固定底座采用双层竖向叠加结构，第三固定底座和浮动底座之间通过第二转轴座连接，浮动底座和第二固定底座之间弹性连接；立柱组件下端通过第一转轴座连接在第二滑动底座上平面并与其保持垂直关系，爬行小车和机械臂之间通过导轨滑块组件和第三固定底座连接为一体。
[0008]进一步，所述第一固定底座、第一滑动底座以及第二滑动底座通过提供滑动连接的导轨组件和提供动力的第一推杆组件相互连接。
[0009]进一步，浮动底座和第二固定底座四个角之间通过弹簧导柱组件弹性连接。
[0010]进一步，所述焊枪包括上下调整组件、焊枪前后调整组件、焊枪摆动组件和焊枪组件；所述第二固定底座前平面竖向设置有焊枪上下调整组件，焊枪前后调整组件位于焊枪上下调整组件前侧面并与其保持垂直关系，焊枪前后调整组件上通过螺栓依次连接固定有焊枪摆动组件和焊枪组件；焊枪组件左右两侧分别设置有前焊接摄像头组件和后焊接摄像头组件。
[0011]进一步，所述第二固定底座底面设置有两个从动轮组件和1个主动轮组件，两个从动轮组件和1个主动轮组件呈T字形设置。
[0012]进一步，从动轮组件内部设置有球面轴承，主动轮组件通过第二固定底座上的驱动组件进行驱动。
[0013]进一步，所述导轨滑块组件位于立柱组件前方并与其保持垂直关系且二者之间通过转台组件相互连接。
[0014]进一步，所述立柱组件和第二滑动底座之间通过推杆连接座连接有第二推杆组件，立柱组件、第二推杆组件和第二滑动底座三者之间呈三角形形状。
[0015]进一步，所述主动轮组件的主动轮采用耐高温耐磨橡胶轮。
[0016]本技术的技术效果在于：
[0017]1、本技术焊接机头可进行焊枪上下、左右、角度等多自由度调整，同时具备横摆和钟摆两种焊接模式，对称坡口和非对称坡口均可适应；
[0018]2、焊接机头爬行小车采用弹簧式浮动底座，能够适应钢板的局部变形和焊接装备沿钢板垂直方向上的晃动；爬行小车能在水平面一定范围内转动，可适应钢板的弧度变化；爬行小车采用三轮结构，三轮共面可以保持和钢板的良好贴合，避免了在爬行轮过多和钢板局部变形情况下造成个别轮悬空的风险；爬行小车加装前后双焊接摄像头，可双向观察熔池实现焊接机头往复焊接，减少了空车耗时；
[0019]3、焊接机头主动轮组件的主动轮采用耐高温耐磨橡胶轮，最大程度增加爬行轮的摩擦驱动力，从动轮采用球关节轴承，当钢板发生局部变形或机头意外跑偏时，可有效提高爬行轮的板面适应能力，防止意外卡死；
[0020]4、焊接机头的爬行小车和机械臂之间加装导轨滑块组件作为耦合和晃动隔离机构，一方面可以消除焊接装备沿前进方向的晃动对焊接机头造成的影响，另一方面可以实现焊接机头爬行小车和焊接装备的异步启停、同步爬行，最大程度降低焊接装备自身晃动和惯性对爬行小车的影响，实现稳定焊接；
[0021]5、焊接机头的机械臂底座采用双层伸缩结构，可在作业空间受限的情况下，大大
提高伸缩行程量，同时满足夹层侧和内侧的焊接作业；
[0022]6、焊接机头的机械臂具备小车底盘旋转功能，可使机头爬行小车前进方向与焊缝保持一致，焊接机头机械臂立柱具备较大范围快速定位功能，可适应不同的板幅变化；焊接机头机械臂立柱具备倾角调整功能，可在焊接装备发生倾斜的情况下，保持小车底盘与钢板的平行，使小车爬行轮能更好的贴合钢板；焊接机头机械臂底座采用双层伸缩结构，可在作业空间受限的情况下，大大提高伸缩行程量，同时满足夹层侧和内侧的焊接作业。
附图说明
[0023]图1为本技术的液化气储罐主容器壁板环缝氩弧自动焊接装备焊接机头整体结构示意图；
[0024]图2为本技术的机械臂结构示意图；
[0025]图3为本技术的爬行小车结构示意图；
[0026]图4为本技术焊接机头的使用状态示意图。
[0027]附图标记说明：1
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机械臂、2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液化气储罐主容器壁板环缝氩弧自动焊接装备焊接机头，其特征在于：其包括机械臂（1）、爬行小车（2）以及固定在爬行小车（2）上的焊枪；所述机械臂（1）包括：由底向上依次且平行设置的第一固定底座（3）、第一滑动底座（5）以及第二滑动底座（6）采用双层水平叠加伸缩结构且相互之间在动力装置带动下滑动连接；所述爬行小车（2）由前往后依次包括第三固定底座（19）、浮动底座（18）和第二固定底座（17）采用双层竖向叠加结构，第三固定底座（19）和浮动底座（18）之间通过第二转轴座（28）连接，浮动底座（18）和第二固定底座（17）之间弹性连接；立柱组件（11）下端通过第一转轴座（7）连接在第二滑动底座（6）上平面并与其保持垂直关系，爬行小车（2）和机械臂（1）之间通过导轨滑块组件（8）和第三固定底座（19）连接为一体。2.根据权利要求1所述的液化气储罐主容器壁板环缝氩弧自动焊接装备焊接机头，其特征在于，所述第一固定底座（3）、第一滑动底座（5）以及第二滑动底座（6）通过提供滑动连接的导轨组件（4）和提供动力的第一推杆组件（25）相互连接。3.根据权利要求1所述的液化气储罐主容器壁板环缝氩弧自动焊接装备焊接机头，其特征在于，浮动底座（18）和第二固定底座（17）四个角之间通过弹簧导柱组件（20）弹性连接。4.根据权利要求1所述的液化气储罐主容器壁板环缝氩弧自动焊接装备焊接机头，其特征在于，所述焊枪包括上下调整组件（13）、焊枪前后调整组件（12）、焊枪摆动组件（15）和焊枪组件（16）；所述第二固定底座（17）前...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鹰，杨尚玉，孙瑜，周聪，蔡文刚，阮见峰，朱雷，夏福龙，刘柏伟，梁爽，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，
类型：新型
国别省市：