一种钢管与法兰拼接加工一体机及其加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种钢管与法兰拼接加工一体机及其加工工艺，旨在提供一种可提高制造精度及生产效率，并降低劳动强度；同时钢管与法兰焊接质量好的钢管与法兰拼接加工一体机及其加工工艺。它包括工作平台，设置在工作平台上用于支持钢管的支撑托架，所述工作平台一端设有第一焊接装置，工作平台顶面上设有延伸至工作平台另一端的第一导轨，第一导轨上可滑动的设有第一安装板，第一安装板上设有第二焊接装置；所述第一焊接装置和第二焊接装置上设有法兰固定模板。本发明专利技术的加工过如下，将钢管吊运到支撑托架上，并将法兰固定在法兰固定模板上；通过第一焊接装置和第二焊接装置对钢管与法兰的内、外侧面的环形缝隙进行焊接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钢管与法兰拼接加工设备，具体涉及钢管与法兰拼接加工一体机及其加工工艺。
技术介绍
目前的钢管与法兰的拼接加工过程大致如下，首先，将钢管吊运到大型的切割机上，对钢管进行定长切割。接着，将切割后的钢管吊运到将专门的矫圆设备上进行矫圆；再接着，将矫圆后钢管吊装焊接平台上，并将法兰安装在焊接平台上钢管的两端。最后，将钢管的两端与法兰对正；对正后通过环焊的方式将两端的法兰与钢管进行焊接。例如，中国专利公开号CN201728497U，公开日2011年2月2日，专利技术创造的名称为法兰、钢管自动对接装置，该申请案公开了一种法兰、钢管自动对接装置，包括工作平台，位于工作平台上的 两组面对面设置的卡盘装置以及用于支撑钢管的支撑装置，其中，法兰位于卡盘装置上并与工作平台垂直，钢管位于支撑装置上，所述的卡盘装置的底座上设置有位于法兰前部的引头滑架，所述的引头滑架包括支架以及设置于支架上的引导板，所述的引导板设置为弧形，其弧度与法兰连接孔的弧度相吻合，并且引导板的上表面与法兰连接孔的表面位于同一圆柱面上。应用上述法兰、钢管自动对接装置对钢管与法兰进行拼接加工，首先也是将钢管吊运到专门的切割机上，对钢管进行定长切割；接着，将钢管吊运到将切割后的钢管置于专门的矫圆设备上进行矫圆；然后将矫圆后钢管吊运到对接装置上进行对接，最后再进行焊接。目前的钢管与法兰的拼接加工主要存在以下问题第一，由于钢管与法兰的焊接是绕着钢管与法兰进行一圈环焊，因此钢管与法兰焊接后的收缩量较大；这样一来定长切割后的钢管在两端焊接法兰后的尺寸就会产生较大的偏差，降低制造精度。其二，通常在钢管端部矫圆后会有残余应力存在，这些残余应力在钢管处于常温状态下时是不会发生作用至IJ，即常温状态下整圆后的钢管不会产生形变；但在焊接过程中由于钢管受热，这些残余应力就会发生作用使钢管产生形变。因此，在钢管与法兰焊接过程中，由于残余应力的作用，钢管会发生形变致使焊接质量降低，影响钢管与法兰的焊接强度。第三，由于钢管的质量较大，尤其是尺寸大的钢管在移动起来很不方便，而目前的钢管与法兰在拼接加工，必须先将钢管吊运到大型的切割机上，对钢管进行定长切割；然后在将钢管吊运到加工装置的加工平台上进行对接及焊接；这样不仅生产效率低、劳动强度大；而大型的切割机的价格高，会增大钢管与法兰拼接加工的生产成本。第四，由于被加工钢管的直线度不可能达到理论上的要求，尤其直缝焊管挠度肯定存在，因此定长切割加工后的被加工面，不总是会垂直于钢管的理论轴心线，所以当与法兰对接时，会造成焊缝间隙不均匀。第五钢管的圆度也构成了焊接质量的主要原因。另一方面，为了提高焊接效率及钢管与法兰连接强度，目前采用带颈锻造法兰与钢管对接焊结构。目前带颈法兰与钢管的接焊，通常采用二氧化碳保护气体的焊接方式，二氧化碳保护气体的焊接方式的焊接效率低。如果采用埋弧焊，也采用单面焊双面成型的方式，即通过在带颈法兰与钢管的外侧面上进行埋弧焊，同时通过垫焊在带颈法兰与钢管的内侧面也形成良好的焊接；但这种焊接工艺为了保证带颈法兰与钢管的内侧面也形成良好的焊接，需要在钢管的外侧面端口处打坡口以减小内外侧面之间的厚度；同时还需要在钢管内部加上陶瓷衬垫，因为单面焊双面成型的方式，在焊接时的焊缝需要一次焊透钢管内外表面。目前带颈法兰与钢管采用的单面焊双面成型接焊法，由于需要加陶瓷衬垫，不仅耗费工时、降低焊接效率，而且陶瓷衬垫的制造业非常困难，且重复利用率低，增加焊接成本。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是为了克服现有的钢管与法兰拼接加工的制造精度不佳、生产效率低、焊接质量不稳定、劳动强度大且生产成本高的问题，提供一种可靠的、能提高制造精度及生产效率，并降低劳动强度及生产成本，且焊接质量稳定的钢管与法兰拼接加工一体机及其加工工艺。本专利技术的第二目的是为了克服现有的钢管与法兰在焊接过程中，焊接成本高、焊 接质量不稳定的问题，提供一种焊接成本低，散热效果好、使用寿命长，并且焊接质量稳定的钢管与法兰拼接加工一体机。本专利技术的技术方案是 一种钢管与法兰拼接加工一体机，包括工作平台，设置在工作平台上用于支持钢管的支撑托架，所述工作平台一端设有第一焊接装置，工作平台顶面上设有由第一焊接装置处延伸至工作平台另一端的第一导轨，第一导轨上可滑动的设有第一安装板，所述工作平台与第一安装板之间设有用于推移第一安装板的水平移动装置；第一安装板上设有第二焊接装置；所述第一焊接装置和第二焊接装置上设有法兰固定模板且两法兰固定模板相对设置；所述第一焊接装置与第二焊接装置之间设有可沿第一导轨移动的钢管切割装置。本方案的钢管与法兰拼接加工一体机的加工过程是，第一，将钢管吊运到支撑托架上，将法兰固定在法兰固定模板上；第二，通过第一焊接装置上的焊机将钢管的一端与法兰进行焊接；待钢管与法兰的焊缝相对冷却、收缩后，通过钢管切割装置对钢管进行定长切割；第三，通过水平移动装置移动第一安装板，将第二焊接装置上设置的法兰固定模板上的法兰与钢管的另一端对正并进行焊接。由于第二步中，钢管与法兰焊接后进行了冷却收缩，再进行定长切割；这样可以消除该端钢管与法兰焊接后，由于焊接收缩而造成的偏差；在钢管与法兰焊接后的长度尺寸的精度控制上可以提高为原来的一倍。另一方面，由于钢管的定长切割及钢管与法兰的焊接拼装都在本方案机台上完成，这样不仅降低了劳动强度、提高了生产效率，而且将大型的切割机与焊接拼装平台结合为一体，可以极大地降低设备的投入成本，进而降低钢管与法兰的拼接加工的生产成本。作为优选，第一焊接装置包括内焊装置、外焊装置、驱动电机、齿轮传动机构、连接模板及设置在工作平台上的具有圆形通孔的支撑座，所述连接模板呈圆形并可绕圆形通孔轴线转动的设于圆形通孔内，所述齿轮传动机构的主动轮与驱动电机相连接，从动轮与连接模板同轴的设置在连接模板侧面上；所述法兰固定模板与从动轮相对的设于连接模板的另一侧面上；所述从动轮、连接模板及法兰固定模板的中部均设有连通孔且各连通孔相连通；所述内焊装置包括内焊机头、设置在工作平台上的第二导轨，可滑动的设置在第二导轨上的焊机座及用于推移焊机座的推动装置，所述内焊机头设于焊机座上，所述第二导轨与从动轮位于连接模板的同一侧，且第二导轨沿着连接模板的轴线方向延伸设置；所述内焊机头可沿着第二导轨伸入连通孔内。本方案的第一焊接装置在焊接时，首先，通过外焊装置的外焊机进行点焊，将钢管与法兰进行初步连接。接着，将外焊装置的焊接机头对准钢管与法兰外侧面的连接缝；并通过推动装置使内焊装置的内焊机头对准钢管与法兰内侧面的连接缝。最后，通过驱动电机通过齿轮传动机构的主、从动轮带动连接模板及法兰固定模板转动，从而带动法兰与钢管转动，法兰与钢管每转动一周，完成一个法兰与钢管的焊接。通过本方案的焊接装置，使得钢管与法兰的内、外侧面焊接在同一机台上完成，不仅可提高焊接过程的焊接效率，还可以极大的提高焊接稳定性及焊接质量。同时由于采用内外双面焊接的方式，不需要加衬垫；这是因为钢管与法兰的内、外侧面都进行焊接，因此在对钢管与法兰的内侧面或外侧面进行焊接时，不需要焊透钢管与法兰的内、外侧面；这样可以在不降低焊接质量的前提下，有效的降低焊接成本。另一方面，通过旋转法兰来带动钢管旋转，由于法兰与钢管的焊缝靠近法兰固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢管与法兰拼接加工一体机，包括工作平台（1），设置在工作平台上用于支持钢管的支撑托架（6），其特征是，所述工作平台一端设有第一焊接装置（2），工作平台顶面上设有由第一焊接装置处延伸至工作平台另一端的第一导轨（4），第一导轨上可滑动的设有第一安装板（5），所述工作平台与第一安装板之间设有用于推移第一安装板的水平移动装置；第一安装板上设有第二焊接装置（3）；所述第一焊接装置和第二焊接装置上设有法兰固定模板（15）且两法兰固定模板相对设置；所述第一焊接装置与第二焊接装置之间设有可沿第一导轨移动的钢管切割装置（7）。

【技术特征摘要】
1.一种钢管与法兰拼接加工一体机，包括工作平台(1)，设置在工作平台上用于支持钢管的支撑托架(6)，其特征是，所述工作平台一端设有第一焊接装置(2)，工作平台顶面上设有由第一焊接装置处延伸至工作平台另一端的第一导轨(4)，第一导轨上可滑动的设有第一安装板(5)，所述工作平台与第一安装板之间设有用于推移第一安装板的水平移动装置；第一安装板上设有第二焊接装置(3);所述第一焊接装置和第二焊接装置上设有法兰固定模板(15)且两法兰固定模板相对设置；所述第一焊接装置与第二焊接装置之间设有可沿第一导轨移动的钢管切割装置(7)。2.根据权利要求I所述的一种钢管与法兰拼接加工一体机，其特征是，所述第一焊接装置(I)包括内焊装置(59)、外焊装置(11)、驱动电机(18)、齿轮传动机构、连接模板(14)及设置在工作平台上的具有圆形通孔的支撑座(16)，所述连接模板(14)呈圆形并可绕圆形通孔轴线转动的设于圆形通孔内，所述齿轮传动机构的主动轮(12)与驱动电机相连接，从动轮(13)与连接模板同轴的设置在连接模板(14)侧面上；所述法兰固定模板(15)与从动轮相对的设于连接模板的另一侧面上；所述从动轮、连接模板及法兰固定模板的中部均设有连通孔(17)且各连通孔相连通；所述内焊装置包括内焊机头(19)、设置在工作平台上 的第二导轨(31)，可滑动的设置在第二导轨上的焊机座(32)及用于推移焊机座的推动装置，所述内焊机头设于焊机座上，所述第二导轨(31)与从动轮(13)位于连接模板(14)的同一侧，且第二导轨沿着连接模板的轴线方向延伸设置；所述内焊机头可沿着第二导轨伸入连通孔内。3.根据权利要求2所述的一种钢管与法兰拼接加工一体机，其特征是，所述圆形通孔的侧壁上设有与圆形通孔同轴的第一环形凹槽，第一环形凹槽内至少设有三个呈凹字形的铜垫(28)且铜垫呈周向均匀分布；所述连接模板(14)设于第一环形凹槽内并与铜垫相配合，且与铜垫(28)相接处的连接模板(14)的外圆环面及两侧面上均设有至少一个第二环形凹槽(29)。4.根据权利要求I或2或3所述的一种钢管与法兰拼接加工一体机，其特征是，所述第二焊接装置包括内焊装置、外焊装置、连接模板及设置在工作平台上的具有圆形通孔的支撑座，所述连接模板呈圆形并可绕圆形通孔轴线转动的设于圆形通孔内，法兰固定模板设于连接模板的侧面上；所述连接模板及法兰固定模板的中部均设有连通孔且两连通孔相连通；所述内焊装置包括内焊机头、设置在第一安装板上的第二导轨，可滑动的设置在第二导轨上的焊机座及用于推移焊机座的推动装置，所述内焊机头设于焊机座上，第二导轨沿着连接模板的轴线方向延伸设置；所述内焊机头可沿着第二导轨伸入连通孔内。5.根据权利要求2或3所述的一种钢管与法兰拼接加工一体机，其特征是，所述外焊装置(59)包括升降电机(23)、横行电机(22)、外焊机头(25)、设置在工作平台上的立柱(20)及设置在立柱上的横梁(21)，所述立柱(20)—侧面上设有两条相互平行的纵向导轨，所述两纵向导轨之间设有一纵向设置的第一丝杆螺母机构，所述升降电机(23)设于立柱顶部并与第一丝杆螺母机构的丝杆相连接；所述横梁(21)可滑动的设于纵向导轨上并通过螺栓与第一丝杆螺母机构的螺母相连接；所述横梁(21)的一侧面上设有横向凹槽，该横向凹槽的两侧面...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴刚平，王洪，
申请(专利权)人：戴刚平，
类型：发明
国别省市：