一种管道闪光对焊焊缝等离子清渣及热处理机制造技术

一种管道闪光对焊焊缝等离子清渣及热处理机，包括管内爬行定位机构、通过该管内爬行定位机构推动位移及定位的管内焊缝等离子清渣及热处理机构、用于控制管内爬行定位机构和管内焊缝等离子清渣及热处理机构动作的监控单元。本发明专利技术的设备柔性好，对不同尺寸管道的适应性强，采用一套设备可对不同管径的管道内部焊缝进行焊缝清渣及热处理，焊缝清渣效果好；本发明专利技术在清渣的同时能够对焊缝进行热处理，可明显改善焊缝力学性能，提高焊缝使用寿命；本发明专利技术的设备结构紧凑、易实现整机小型化，而且应用范围广，适用于直径范围为219mm～325mm的不同金属材质管道。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种管道闪光对焊焊缝等离子清渣及热处理机，包括管内爬行定位机构、通过该管内爬行定位机构推动位移及定位的管内焊缝等离子清渣及热处理机构、用于控制管内爬行定位机构和管内焊缝等离子清渣及热处理机构动作的监控单元。本专利技术的设备柔性好，对不同尺寸管道的适应性强，采用一套设备可对不同管径的管道内部焊缝进行焊缝清渣及热处理，焊缝清渣效果好；本专利技术在清渣的同时能够对焊缝进行热处理，可明显改善焊缝力学性能，提高焊缝使用寿命；本专利技术的设备结构紧凑、易实现整机小型化，而且应用范围广，适用于直径范围为219mm～325mm的不同金属材质管道。【专利说明】一种管道闪光对焊焊缝等离子清渣及热处理机
本专利技术涉及等离子技术应用于管道闪光对焊
，具体是涉及一种管道闪光对焊管内焊缝等离子清渣及热处理机。
技术介绍
闪光对焊是一种先进的焊接方法，和传统焊接方法相比，具有如下优势:1、属于固相焊接，不存在熔池，焊接质量高；2、无需添加熔敷金属，焊接接头化学成分与母材相同；3、无需气体保护或渣保护，消除了污染源；4、自动化程度高，不依靠手工焊接技能；5、焊接周期短，焊接效率高。闪光焊接技术虽然有诸多优点，但是闪光焊接技术存在一个极为关键的技术瓶颈，就是焊接后焊缝残渣需要清理。对于小直径长管道，管道内部接头焊缝清理难题表现的尤为突出。闪光焊接焊缝清渣问题成为管道闪光焊接技术推广应用的一个技术壁垒，必须攻克。目前，国内外采用的清渣方法主要有手工打磨法和机械推凸法等。然而，手工打磨法的工人劳动强度大，效率低，且对于小型管道根本无法伸入管内作业。机械推凸法在去除管道焊接接头毛刺时的缺点是对于每个尺寸的管道，都需要一个单独的去毛刺装置，特别是处理小直径管道焊接接头的装置，具有极复杂的结构和高昂的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种结构可靠、使用方便灵活，在清除焊缝残渣的同时能够对焊缝进行热处理，能够显著提高管道的焊接质量及使用寿命的管道闪光对焊焊缝等离子清渣及热处理机。本专利技术的技术方案是这样实现的: 本专利技术所述的管道闪光对焊焊缝等离子清渣及热处理机，其特点是包括管内爬行定位机构、通过该管内爬行定位机构推动位移及定位的管内焊缝等离子清渣及热处理机构、用于控制管内爬行定位机构和管内焊缝等离子清渣及热处理机构动作的监控单元。其中，上述管内爬行定位机构包括车架及安装在车架上的交流电机、行星二级减速器、主动轮、被动轮、齿轮齿条机构、制动电磁铁和行走位移测量机构，其中所述行星二级减速器的动力输入端与交流电机的动力输出端相连接，所述主动轮和齿轮齿条机构分别与行星二级减速器的动力输出端相连接，所述制动电磁铁与齿轮齿条机构相连接，所述行走位移测量机构包括测长编码齿轮和旋转编码器，所述测长编码齿轮与被动轮上设置的齿轮啮合连接，所述旋转编码器的轴端与测长编码齿轮通过键槽配合连接。上述管内焊缝等离子清渣及热处理机构包括用于对管内焊缝进行清渣及热处理的等离子枪、用于调节等离子枪使用位置的三自由度调节机构和用于监测等离子枪清渣状态及焊缝处理效果的单目视觉监测单元。上述三自由度调节机构包括用于带动等离子枪旋转的伺服电机、用于带动等离子枪径向移动的直线电机机构和用于带动等离子枪偏转摆动的双齿轮传导机构，其中所述直线电机机构包括直线电机及与直线电机的传动轴相连接的运动导轨，所述直线电机安装在直线电机套筒内并通过直线电机套筒与伺服电机的传动轴固定连接，所述双齿轮传导机构包括驱动电机、与驱动电机的传动轴相连接的主动齿轮及与主动齿轮啮合连接的被动齿轮，所述双齿轮传导机构和等尚子枪分别安装在运动导轨上，且所述等尚子枪与被动齿轮固定连接并与外部的离子气及保护气设备和循环冷却水箱相连通。为了使本专利技术的操作人员能够实时并准确地掌握焊缝的清渣及热处理状态，上述单目视觉监测单元包括CCD相机、图像采集卡、环形光源、滤波器和无线发射器，所述无线发射器与监控单元信号连接，所述CCD相机通过支架安装固定在三自由度调节机构上且位于等离子枪的下方。为了使本专利技术的位置调节方便、准确，本专利技术还包括有通过监控单元控制动作的管内位置调节机构，所述管内位置调节机构设置在管内爬行定位机构和管内焊缝等离子清渣及热处理机构之间。为了使本专利技术能够满足不同直径管道的需求，上述管内位置调节机构包括用于对管内焊缝等离子清渣及热处理机构的径向位置进行粗调的丝杆调节机构，该丝杆调节机构由调节丝杆和调节螺母组成且连接在管内爬行定位机构上。为了使本专利技术能够保证管道轴线与等离子枪旋转的轴线重合，从而实现精确调心定位，上述管内位置调节机构包括用于对管内焊缝等离子清渣及热处理机构的径向位置进行精调的变径调心机构，该变径调心机构包括连接轴及连接轴两端各设置的一组气动调心定位机构，所述各组气动调心定位机构分别由连接套、固定在连接套上且按圆周均匀排布的三个气缸及各气缸的活塞杆外端连接的一个球形压轮组成。为了使本专利技术能够实现等离子枪的轴向微调功能，从而提高等离子枪使用位置的精度，上述管内位置调节机构包括用于对管内焊缝等离子清渣及热处理机构的轴向位置进行微调的轴向位移微调机构，该轴向位移微调机构由伺服气缸、电磁换向阀、压力传感器、位置传感器和控制器组成。为了使本专利技术的操作及控制方便，且自动化程度高，上述监控单元包括机载控制单元和管外监控单元，所述机载控制单元包括PLC控制器及与PLC控制器电连接的无线数据传输器，所述管外监控单元包括图像监视器、无线收发信号单元、离子气及保护气控制单元、循环冷却水箱控制单元、焊缝图像算法处理单元、管内爬行定位机构位移控制单元和等离子枪位姿调节控制单元，所述无线数据传输器与收发信号单元信号连接。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点:设备柔性好，采用一套设备可对不同管径的管道进行焊缝修整，而且对不同尺寸管道的适应性强；焊缝修整效果好，在清除焊缝残渣的同时能够对焊缝进行热处理，明显改善了焊缝的力学性能，提高了焊缝的使用寿命；设备结构紧凑、使用安全方便，易实现整机小型化；应用范围广，适用于直径范围为219mm?325mm的不同材质金属管道。下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术其中一方向的剖面结构示意图。图2为本专利技术另一方向的剖面结构示意图。图3为本专利技术中爬行小车的结构示意图。图4为本专利技术中变径调心机构的横截面结构示意图。图5为图1中CXD相机与等离子枪在1:1处的安装位置放大示意图。图6为本专利技术中齿轮齿条机构与制动电磁铁的安装示意图。图7为本专利技术中伺服气缸的工作原理图。【具体实施方式】如图1-图7所示，本专利技术所述的管道闪光对焊焊缝等离子清渣及热处理机，包括管内爬行定位机构、通过该管内爬行定位机构推动位移及定位的管内焊缝等离子清渣及热处理机构、用于控制管内爬行定位机构和管内焊缝等离子清渣及热处理机构动作的监控单元、通过监控单元控制动作的管内位置调节机构，该管内位置调节机构设置在管内爬行定位机构和管内焊缝等离子清渣及热处理机构之间。其中，如图1及图3所示，管内爬行定位机构是一种机、电、气一体化的作业小车，其包括车架I及安装在车架I上的交流电机2、行星二级减速器3、主动轮4、被动轮5、齿轮齿条机构6、制动电磁铁7和行走位移测量机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道闪光对焊管内焊缝等离子清渣及热处理机，其特征在于包括管内爬行定位机构、通过该管内爬行定位机构推动位移及定位的管内焊缝等离子清渣及热处理机构、用于控制管内爬行定位机构和管内焊缝等离子清渣及热处理机构动作的监控单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高世一，陈和兴，李海权，郭春富，刘正林，房卫萍，易耀勇，郑世达，
申请(专利权)人：广州有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：