用于焊接小直径管道的三电极自动埋弧电焊机制造技术

本发明专利技术公开一种用于焊接小直径管道的三电极自动埋弧电焊机，它包括它包括用于移动、转动和固定焊接部件的焊接工作台；通过三个电极来焊接由焊接工作台运送的焊接部件的焊接头；自由端固定有焊接头的悬臂，悬臂的后部固定在主支撑架上；用来防止悬臂下垂安装于焊接工作台一侧和悬臂下部的双导轮悬臂支撑装置；向焊接头喷撒焊剂并固定于焊接头上的焊剂喷撒装置；向焊剂喷撒装置提供焊剂、回收喷撒后剩余焊剂的焊剂供应与回收装置；用于向焊接头供应焊丝的焊丝供应装置，以及用于控制上述各部分控制装置。采用本发明专利技术从焊接头的定位到焊接结束整个过程全部自动未完成，劳动效率高，焊接质量稳定。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于焊接小直径管道的三电极自动埋弧电焊机。特别是，该机由三个电极构成，从而使得在焊接小直径管道过程中焊机的焊弧的稳定性及焊接的质量的可靠性得到保证；另外，通过可编程序逻辑控制器(PLC)之间和PLC和电脑之间的通迅，焊接操作可在无人状态自动完成，操作者仅需单触式操作即可进行埋弧焊焊接。目前，常用的金属焊接方法主要有熔焊、压焊、钎焊等几种，其中在造船、结构件等制造业中广泛使用的焊接方式有电极消耗式和电极无耗式。电极消耗式焊接方法又分为气体保护焊、气焊、埋弧焊等。现有的埋弧焊是先把焊剂堆在焊接件上面，然后埋入连续供给的焊丝，引弧后进行焊接，并不断产生焊渣，此时电弧被焊剂埋上，从外部看不见，焊剂起保护作用。埋弧焊因使用的焊丝粗、电流大、熔炕深，故大多用在厚钢板的高效率焊接上。该方法主要应用于造船业，钢管制造业及一般结构件的对接、搭接等焊接作业中。通常使用的埋弧焊一般采用单极、双极或三极的电极方式，当采用双极时，所用电流为直流+交流或交流+交流。三个电极时，所用电流为直流+交流+交流或交流+交流+交流。一般在小直径管道内部焊接时，因受作业空间的限制采用单极或双极；在管道外部焊接时，单极、双极、三极的方式均可采用。上述焊接方法与平常使用的气保护焊相比，有着焊接电流大、速度高、效率非常高的优点，特制是焊接厚板时减少焊接路径而减小焊接变形，提高焊接质量。但是，在焊接小直径管道时，由于埋弧焊的电极数多只能为一或二个，电流高，焊接速度快，因此受到电弧的稳定性、焊接可靠性、焊接件的材质、焊接部位的物理性能(特别是机械性能)的限制，很难组成一个可行的焊接系统。还有，现有的三极埋弧焊在焊接管道内径时，由于其焊接头部较大，因此无法焊接太小内径的管道。另外，虽然现有的埋弧焊的焊接方向可由一个传感器来跟踪控制，但焊接参数却只能靠操作者的经验来手动调整，因此焊接操作过程烦琐、效率低。本专利技术的目的是提供一种可以有效克服上述缺陷的用于焊接小直径管道内部的三电极自动埋弧电焊机，它从焊接头定位到结束焊接操作完全自动完成，自动化程度高。本专利技术的目的是这样实现的它包括用于移动、转动和固定焊接部件的焊接工作台；通过三个电极来焊接由焊接工作台运送的焊接部件的焊接头；自由端固定有焊接头的悬臂，悬臂的后部固定在主支撑架上；用来防止悬臂下垂安装于焊接工作台一侧和悬臂下部的双导轮悬臂支撑装置；向焊接头喷撒焊剂并固定于焊接头上的焊剂喷撒装置；向焊剂喷撒装置提供焊剂、回收喷撒后剩余焊剂的焊剂供应与回收装置；用于向焊接头供应焊丝的焊丝供应装置，以及用于控制焊接工作台、焊接头、双导轮悬臂支撑装置、焊剂喷撒装置、焊剂供应与回收装置和焊丝供应装置自动完成整个焊接操作过程的控制装置。本专利技术通过采用三个电极同时工作进行焊接克服了原有的单、双极埋弧焊接的缺点，利用焊接部件检测传感器、摄像机及激光视野传感器通过控制装置对焊接工作台、焊接头、双导轮悬臂支撑装置、焊剂喷撒装置、焊剂供应与回收装置和焊丝供应装置的工作状态进行控制，从而可以实现从焊接头的定位到焊接完成整个工作过程的全自动控制，因此焊接过程劳动效率高，焊接质量稳定。另外，本专利技术在焊接圆形或四边形管件时，可以高速、全自动完成一个或二个焊接处的焊接工作，所以本专利技术适宜焊接各类铁制品。下面结合附图详述本专利技术。附图说明图1为三电极全自动埋弧焊机构成的结构示意2为图1的局部放大结构示意图。图3为三电极全自动埋弧焊机构成的平面示意图。图4为本专利技术焊接工作台的示意图。图5为本专利技术焊接基座示意图。图6为本专利技术焊接头的示意图。图7为本专利技术焊剂喷撒装置和焊剂回收嘴示意图。图8为本专利技术焊剂供应与回收装置示意图。图9为本专利技术双导轮悬臂支撑装置示意图。图10为本专利技术焊丝供应装置示意图。图11为根据焊接沟槽面积而控制最佳焊接参数的自动控制系统方框图。图12为本专利技术整体设备构成方框图。本自动焊接装置，在按一次按钮后可完成一连串的焊接工作，其基本的过程是这样首先将连续消耗式电极棒对准焊缝中心。适度喷撒焊剂的同时，按照所需要的电极数产生电弧，开始进行焊接；电极棒在焊接过程中总是对着焊接线的中心进行焊接，根据焊接沟槽等的变化调整焊接参数(电流、电压、焊接速度)。如图1、2及3所示，本专利技术所涉及的焊机由如下部分组成焊接工作台10，用来移动、转动和固定焊接部件20；焊接头30，通过三个电极来焊接由焊接工作台10运送的焊接部件20；焊剂喷撒装置40，固定于焊接头30上，用于向焊接头30喷撒焊剂；双导轮悬臂支撑装置70，安装于悬臂60的下部，用于支撑悬臂60，防止其下垂；焊丝供应装置80，用来向焊接头30提供焊丝。控制装置90，用于控制焊接工作台10、焊接头30、双导轮悬臂支撑装置70、焊剂喷撒装置40、焊剂供应与回收装置50和焊丝供应装置80。焊接工作台10用来将焊接部件20运送到焊接位置。如图4所示，焊接工作台10包括可沿地面导轨11滑动的焊接工作台体12、固定安装在焊接工作台体12上一端的固定支撑架13，用于支撑焊接部件20的一端；滑动于焊接工作台体12的导道14上的活动支撑架15，用以支撑焊接部件20的另一端；固定支撑架13和活动支撑架15的两侧设有滚轮架16，在动力电机(图中未表示)的配合下可以使圆形焊接部件20产生转动。如图5所示，活动支撑架15和固定支撑架13上设有由液压缸17和末端由液压缸17驱动的柔性连杆18共同组成的焊接基座19。当液压缸17上升时带动柔性连杆17从下往上包着与焊接部件20接触，从而增加其了与焊接部件20的接触面积，可以有效防止焊接部件20的松动。焊机的输出电流是保证焊接过程的一个重要条件，焊接基座19可以确保在管道的直径变化时能够能维持较大的焊接电流。如图6所示为焊接焊接部件20的焊接头30，它由安装于悬臂60自由端的X-Y滑动导轨31，X-Y滑动导轨31的后部与悬臂60固定，导杆32安装于X-Y滑动导轨31上，焊接电极组33安装于导杆32上，其后依次安装有焊接件检测传感器34、激光视野传感器35、摄像机36和照明装置37；由焊丝供应装置80从悬臂60的后部提供的焊丝81和各类电源及传感器电缆38安装于悬臂60上的窄槽内。导杆32上安装的照明装置37用来提供内部照明；摄像机36用来观察管路内部的焊接状态；焊接件检测传感器34根据焊接件20设定焊接电极33；激光视野传感器35用来调整焊接电极组33与焊接件间的距离。焊接电极组33安装于导杆32的前端，焊接电极331、332和333之间的距离及电极纵向及横向的角度可以相对焊接方向进行调整。X-Y滑动导轨31可以通过手动开关或激光视野传感器35控制在上、下、左、右产生运动。焊接电极33安装于弧形导轨39上，以便其能够实现曲线运动，其前方向可以调整。焊剂喷撒装置40的作用是防止电弧暴露，如图7所示，它包括安装在导杆32上焊接电极33与焊接件检测传感器34之间微型料斗41，微型料斗41与焊剂供应与回收装置50相连；安装在微型料斗41一侧用来检测其内焊剂余量的焊剂供应检测传感器42；安装于微型料斗41底部的焊剂阀门43；用来控制焊剂阀门43开关安装于微型料斗41一侧的气动缸44；与焊剂阀门43相连用来喷撒焊剂的焊剂槽45。微型料斗41的一侧设有排气孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于焊接小直径管道的三电极自动埋弧电焊机，其特征是：它包括用于移动、转动和固定焊接部件的焊接工作台；通过三个电极来焊接由焊接工作台运送的焊接部件的焊接头；自由端固定有焊接头的悬臂，悬臂的后部固定在主支撑架上；用来防止悬臂下垂安装于焊接工作台一侧和悬臂下部的双导轮悬臂支撑装置；向焊接头喷撒焊剂并固定于焊接头上的焊剂喷撒装置；向焊剂喷撒装置提供焊剂、回收喷撒后剩余焊剂的焊剂供应与回收装置；用于向焊接头供应焊丝的焊丝供应装置，以及用于控制焊接工作台、焊接头、双导轮悬臂支撑装置、焊剂喷撒装置、焊剂供应与回收装置和焊丝供应装置自动完成整个焊接操作过程的控制装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：权赫俊，郑文永，文泂淳，金正燮，郑秀元，
申请(专利权)人：现代重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]