五电极自动埋弧焊机制造技术

一种五电极全自动埋弧焊机，包括移动及旋转焊接件并将其固定的焊接工作台，组装在焊接工作台上的焊接头部、焊剂供给、回收装置、焊丝供给装置及焊接程序主控制系统，其中焊接头部的由焊接件检测传感器，摄像机，激光视野传感器控制的五个焊接电极，按顺序排列在Ｘ－Ｙ滑轨上，按焊接运行方向，于焊接头部之后设置有自动破除焊渣并回收处理的焊渣处理装置。该机可实现从焊接头部的设定到焊渣去除的焊接全过程自动控制。（*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五电极全动埋弧焊机，为保证电弧的安全性和焊接质量的稳定性，该机采用五电极组成焊接头部电极，并从焊接头部的设定到焊渣的去除，通过可编程序逻辑控制(PLC)及其与微机组成的自动控制系统，以实现焊接全过程无人化操作，仅用操作者的单触式操作即可进行埋弧焊焊接。目前，金属焊接常用的方法主要有熔焊、压焊、钎焊等，其中在造船、结构件等制造业中最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。常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。上述埋弧焊与常用的气焊相比，具有焊接电流大、速度快、效率高的优点，特别是焊接厚板时，可减少焊接回路，从而减少焊接变形，提高焊接质量，但是焊接管道外部时，埋弧焊的电极数为1个或2个或3个时，作为大电流、高速度的焊接方法，受到电弧的稳定性、焊接可靠性、焊接件的材质、焊接部位的物理机械性能，以及在焊接自动化方面等的综合因素影响，很难构成完整自动控制系统，另外，焊接管道外部时，现有的自动埋弧焊设备只能追踪焊接方向，焊接参数主要靠操作者的经验来手动调整，焊渣也需手动处理，故焊接操作时间较长，工作效率较低。本专利技术的目的是提供一种五电极全自动埋弧焊机，其从焊接头部的设定到焊渣的去除，实现焊接全过程自动控制，其操作简单，尤其采用五电极同步动作，能显著提高工作效率和焊接质量。本专利技术的目的是这样实现的该焊机包括移动及旋转焊接件并将其固定的焊接工作台，组装在焊接工作台上的焊接头部、焊剂供给、回收装置、焊丝供给装置及焊接程序主控制系统，其中焊接头部的由焊接件检测传感器、摄像机、激光视野传感器控制的五个焊接电极，按顺序排列在X-Y滑轨上，按焊接运行方向，于焊接头部之后设置有自动破除焊渣并回收处理的焊渣自动处理装置。由于本专利技术是根据现有单、双极焊接电极的埋弧焊机的缺点改进的，把电极数增至五个，组装在X-Y滑轨上，并采用由焊接件检测传感器、摄像机、激光视野传感器进行自动控制，所以只要将焊接件置于焊接工作台上，即可使该装置的电极在焊接过程中总是对准焊线中心，并根据焊接沟槽的变化，通过PCL及与微机组成的自动控制系统调整焊接参数，如电流、电压、焊接速度等，使其在移动焊接件或调整电极与焊接件间距离、角度、控制焊接状态的同时，连续供给适量的焊剂和焊丝，按照预先设定的程序焊接。另外该装置还在焊接头部之后设置破除焊渣并回收处理的焊渣自动处理装置，故有利于实现从焊接全过程的焊接头部设定、引弧焊接、焊接状态控制、焊后焊渣破除、回收处理等工作程序进行全自动控制。因本专利技术与现有技术相比其操作简单，尤其是采用五电极同步动作，故显著提高工作效率和焊接质量。另外，本专利技术可以高速、高效率全自动地焊接圆形或四边形管道的1、2个焊接处，也适用于制造品种多样的各类铁制品厂。以下结合附图对本专利技术作进一步描述。附图说明图1是本专利技术一种具体结构示意图。图2是焊接工作台的一种具体结构示意图。图3是焊接接地体的一种具体结构示意图。图4是X-Y滑轨及焊接头部的主视图和侧视图。图5是焊剂供给装置的主视图和侧视图。图6是焊剂回收装置的一种具体结构示意图。图7是焊渣自动破除部的主视图、侧视图和局部放大图。图8是焊渣回收部的一种具体结构示意图。图9是焊丝供给装置的主视图和侧视图。图10是根据焊接沟槽面积而控制最佳焊接参数的焊接程序自动控制系统框图。图11是本专利技术主控制系统的电气原理框图。图中主要序号名称为10焊接工作台11地面导轨，12主体架，13固定支撑架，14轨道，15移动支撑架，16摩擦片，17焊接接地体，171液压缸，172连杆联动装置。20焊接头部，21焊接件检测传感器，22摄像机，23激光视野传感器，24焊接电极，241第一电极，242第二电极，243第三电极，244第四电极，245第五电极，25X-Y滑轨。30焊剂供给装置31主供给管，32气缸，33主阀门，34焊剂供给量检测传感器，35辅助供给管，36辅助阀门，37焊剂槽。40焊剂回收装置，41焊剂投入口，42焊剂贮存箱，43焊剂回收口，43’气缸，44第一过滤器，44’第二过滤器，45除铁器，46粉尘贮存漏斗，47，47’，47”集尘箱，48粉尘吸尘器，49涡轮鼓风机。50焊丝供给装置51焊丝，52绕丝盘，53旋转轴，54绕丝盘底座，55支架，56绕丝盘控制开关，561气缸，562垂直杆，563水平杆，564垫，565导向筒，566复位弹簧，57焊丝留量检测器，571基架，572铰链，573气缸，574传感器。60焊渣自动处理装置61焊渣自动破除部，611垂直缸，612导轨，613活动板，614驱动电机，615击锤调节器，6151倾斜调节器，6152位置调节器，616击锤，617导轮，618焊接件检测传感器、62焊渣回收部、621支架、622焊渣回收口，623回收管，624过滤器，625，628集尘箱，626粉尘吸尘器，627涡轮鼓风机，629洞孔。70焊接程序主控制系统，80焊接件，90平台，100实际沟槽，200标准沟槽，300检测沟槽面积，400焊接控制电路，500比较电路。根据图1-11详细说明本专利技术的具体结构和工作过程。该埋弧焊机的构成如图1所示，它包括移动及旋转焊接件并将其固定的焊接工作台10，组装其上的焊接头部20，焊剂供给装置30，焊剂回收装置40，焊丝供给装置50，焊渣自动处理装置60和控制上述装置的主控制系统70。利用该焊机可以实现从设定焊接头部到去除焊渣的所有焊接程序全自动操作。该装置用按一次按钮的方法进行一连串的焊接工作，基本的过程是将连续消耗式电极对准焊线中心，移动焊接件或电极的同时连续散发适量的焊剂，按照所需要的电极数产生电弧进行焊接。电极在焊接过程中总是对着焊线的中心进行焊接，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2所示焊接工作台10的主要作用是移送焊接件80，它由沿地面导轨11移动的焊接工作主体架12，组装其上的固定支撑架13和沿主体架12上的轨道14移动、支撑焊接件另一端的移动支撑架15，各自组装在固定支撑架13和移动支撑架15侧部的电动机驱动的用来旋转焊接件的摩擦片16等构成。如图3所示，移动支撑架15和固定支撑架13上各有液压缸171和被液压缸驱动的连杆联动装置172，并且连杆联动装置作为焊接接地体17。当液压缸171上升时带动连杆联动装置172托起焊接件80，从而增加焊接件80的接地面积，且防止焊接件80的移动及摇动。即为了保证有充分的接地状态，焊接接地体17随着管道的直径变化总是保持良好的接地状态。如图4所示焊接头部20主要用于焊接，它由检测焊接件传感器21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五电极全自动埋弧焊机，包括移动及旋转焊接件并将其固定的焊接工作台，组装在焊接工作台上的焊接头部、焊剂供给、回收装置、焊丝供给装置及焊接程序主控制系统，其特征是焊接头部的由焊接件检测传感器，摄像机，激光视野传感器控制的五个焊接电极，按顺序排列在Ｘ－Ｙ滑轨上，按焊接运行方向，于焊接头部之后设置有自动破除焊渣并回收处理的焊渣自动处理装置。

【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]