型材感应焊装置及方法制造方法及图纸

一种型材感应焊装置及方法，装置包括感应焊接装置、PLC控制系统、液压系统、冷却系统和感应加热电源，还具有左、右安装板及两个子线圈。方法包括以下步骤：将两根待焊型材通过感应焊接装置的中心轴下部装连的定位件实现定位；夹紧油缸驱动两组夹钳体分别绕中心轴转动，将待焊型材夹紧并对中；开合式的感应加热线圈借助辅助油缸移动至型材的对接处，定位油缸将两个子线圈推向并且包拢型材并与电极结构接触；PLC控制系统启动感应加热线圈加热；到预定的焊接温度时，关闭感应加热电源，定位油缸让两个子线圈分开，顶锻油缸将型材的对接处在加热过程中一直施加设定的顶锻力，使型材的端面焊接在一起；钳口张开，松开型材。本发明专利技术自动化操作、效率高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，装置包括感应焊接装置、PLC控制系统、液压系统、冷却系统和感应加热电源，还具有左、右安装板及两个子线圈。方法包括以下步骤：将两根待焊型材通过感应焊接装置的中心轴下部装连的定位件实现定位；夹紧油缸驱动两组夹钳体分别绕中心轴转动，将待焊型材夹紧并对中；开合式的感应加热线圈借助辅助油缸移动至型材的对接处，定位油缸将两个子线圈推向并且包拢型材并与电极结构接触；PLC控制系统启动感应加热线圈加热；到预定的焊接温度时，关闭感应加热电源，定位油缸让两个子线圈分开，顶锻油缸将型材的对接处在加热过程中一直施加设定的顶锻力，使型材的端面焊接在一起；钳口张开，松开型材。本专利技术自动化操作、效率高。【专利说明】
本专利技术涉及型材的焊接技术，特别是有关感应焊接设备和方法。
技术介绍
目前，常见的钢轨、钢筋、钢管、槽型钢等型材使用的电阻接触焊、感应焊、摩擦焊均属于压力焊范畴。压力焊在焊接过程中无需填充焊接材料，且低耗环保。摩擦焊受主轴电机功率的限制，无法焊接大截面型材；而目前被广泛应用的接触闪光焊，其过梁电流密度、接触电阻、火孔深度均较难控制，且易生成灰斑等焊接缺陷，对焊接接头的质量与寿命将产生较大影响。另一方面，闪光焊监控工艺参数较多，工艺调试周期长，且受母材、机况、环境等因素影响，接头质量相对不易控制。感应焊是利用交变磁场-电场感应中型材上的涡流效应加热型材，使型材熔化，从而实现焊接的一种方法。感应加热根据所用电流的频率不同可分为:高频感应加热(100kHz?1000kHz)，中频感应加热(IkHz?IOkHz)和工频感应加热(50Hz)。中频(I?10KHZ)加热深度为2-10mm，一般用于直径大的轴类和大中锻造型材加热。感应焊因其焊接监控工艺参数相对较为简单，接头质量相对较易控制。目前，市场上公开了一些用于可用于感应焊的焊接装置，但普遍存在感应焊装置的自动化程度低，焊接效率不高的问题。此外，焊接接头的质量也不太稳定。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种自动化、效率高的型材感应焊装置。本专利技术的第二目的在于提供一种自动化、效率高的型材感应焊方法。为了达到上述第一目的，本专利技术的技术方案是:一种型材感应焊装置，包括感应焊接装置、PLC控制系统、液压系统、冷却系统和感应加热电源，感应焊接装置包括第一组夹钳体、第二组夹钳体、中心轴、夹紧油缸、顶锻油缸和钳口，其中第一组夹钳体和第二组夹钳体共同铰接在中心轴上构成两对钳形夹紧装置，每对钳形夹紧装置的夹钳体之间均装有夹紧油缸以驱动第一组夹钳体、第二组夹钳体分别绕中心轴转动，第一组夹钳体和第二组夹钳体均通过与顶锻油缸连接而实现沿中心轴轴线方向的相对运动，所述第一组夹钳体和第二组夹钳体的下部均设有钳口，所述第一组夹钳体和第二组夹钳体之间还设有左、右安装板，所述左、右安装板分别通过第一通孔铰接在中心轴上，且左、右安装板分别通过第二通孔滑动配合地套置在相应的顶锻油缸活塞杆上；所述左、右安装板上均装有相应的定位油缸；所述感应焊接装置还包括开合式的感应加热线圈，所述开合式的感应加热线圈包括两个子线圈，两个子线圈分别与相应的定位油缸装连，两个子线圈在合拢后具有与待焊型材截面相适应的空腔；所述左、右安装板之一上固定有电极结构，电极结构包括第一、第二电极，在两个子线圈合拢时，所述第一、第二电极分别与两个子线圈的上部接触，且两个子线圈的下部互相接触，形成导电回路；所述第二组夹钳体的每个夹钳体上均装有一个辅助油缸，两个辅助油缸的活塞杆分别与相应的左、右安装板装连；所述中心轴的下部装连有定位件；还包括有油路分配块，所述油路分配块上装有压力传感器，所述中心轴上设有位移传感器，所述左安装板或右安装板上设有温度传感器，位移传感器、温度传感器及压力传感器均与PLC控制系统电连接。所述电极结构位于左、右安装板之一上的第一通孔下方处。所述定位油缸有四个，左、右安装板的上、下部各装有一个。所述两个辅助油缸的活塞杆通过导向滑杆与相应的左、右安装板装连，导向滑杆与第二组夹钳体滑动配合。所述左、右安装板上分别滑动配合有导向板，导向板与相应的定位油缸的活塞杆固定，两个子线圈分别装连在相应的导向板上。所述中心轴上的还套装有两个吊装轴套，所述两个吊装轴套分别位于每对钳形夹紧装置的夹钳体之间，所述中心轴的两端还分别装有一个卡箍；所述吊装轴套和卡箍上均装连有定位件。所述电极结构的第一电极和第二电极分别接感应加热电源的输出端，导电铜排通过耐高温绝缘板交叉固定在第一电极与第二电极之间；感应加热线圈的两个子线圈中的一个子线圈的上端部有第一、第五线圈触点，下端部有第二、第六线圈触点，另一个子线圈的上端部有第四、第八线圈触点，下端部有第三、第七线圈触点。所述电极结构的第一电极和第二电极分别接感应加热电源的输出端，第一电极与第二电极之间装有耐高温绝缘板；感应加热线圈的两个子线圈中的一个子线圈的上、下端部分别有第一、第二线圈触点，另一个子线圈的上、下端部分别有第四、第三线圈触点。为了达到上述第二目的，本专利技术的技术方案是:一种采用上述装置的型材感应焊方法，包括以下步骤: a、将两根待焊型材通过感应焊接装置的中心轴下部装连的定位件实现定位；由PLC控制系统控制感应焊接装置、液压系统、冷却系统和感应加热电源执行后续的动作； b、感应焊接装置上的两个夹紧油缸驱动两组夹钳体分别绕中心轴转动，使两组夹钳体下部的钳口分别将两根待焊型材夹紧并对中； C、感应焊接装置上的顶锻油缸施加初始顶锻力将两根待焊型材对接处的端面贴紧，开合式的感应加热线圈借助辅助油缸移动至两根待焊型材的对接处，定位油缸将感应加热线圈的两个子线圈推向待焊型材，并将两根待焊型材的对接处包拢，两个子线圈的上部分别与左、右安装板之一上装连的电极结构的第一、第二电极接触，且两个子线圈的下部互相接触，形成导电回路； d、PLC控制系统启动感应加热电源对感应加热线圈通电，感应加热线圈得电后对待焊型材的对接处进行加热；PLC控制系统控制冷却系统对感应加热线圈进行冷却； e、等到感应加热线圈将两根待焊型材的对接处温度加热到预定的焊接温度时，PLC控制系统关闭感应加热电源，定位油缸让感应加热线圈的两个子线圈分开，顶锻油缸执行PLC控制系统指令，将待焊型材的对接处在加热过程中一直施加设定的顶锻力，从而使两根待焊型材的端面焊接在一起，辅助油缸将感应加热线圈退回初始位，即退回第二组夹钳体的一侧； f、夹紧油缸驱动两组夹钳体使钳口张开，松开型材，从而完成型材的感应焊接。在c步骤中:感应加热线圈的两个子线圈通过相应的定位油缸分别装连在铰接在一起的左、右安装板上，辅助油缸带动左、右安装板沿中心轴轴线方向移动，夹钳体绕中心轴转动时，能够带动左、右安装板绕中心轴转动。在e步骤中:采用感应焊接装置上安装的温度传感器对待焊型材的温度进行测量，测量数据送到PLC控制系统。所述冷却系统采用水对感应加热线圈进行冷却。所述e步骤中，所述预定的焊接温度为850°C?1430°C。采用上述结构和方法后，本专利技术具有以下有益效果: 本专利技术采用PLC控制，通过感应焊接装置中定位油缸、辅助油缸、左、右安装板及感应加热线圈的巧妙设计和感应焊接装置中夹紧油缸、顶锻油缸等部件的相互配合，实现了型材感应焊接过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种型材感应焊装置，包括感应焊接装置（1）、PLC控制系统、液压系统、冷却系统和感应加热电源，其特征在于：a、感应焊接装置（1）包括第一组夹钳体（10）、第二组夹钳体（6）、中心轴（12）、夹紧油缸（3）、顶锻油缸（7）和钳口（11），其中第一组夹钳体（10）和第二组夹钳体（6）共同铰接在中心轴（12）上构成两对钳形夹紧装置，每对钳形夹紧装置的夹钳体之间均装有夹紧油缸（3）以驱动第一组夹钳体（10）、第二组夹钳体（6）分别绕中心轴（12）转动，第一组夹钳体（10）和第二组夹钳体（6）均通过与顶锻油缸（7）连接而实现沿中心轴（12）轴线方向的相对运动，所述第一组夹钳体（10）和第二组夹钳体（6）的下部均设有钳口（11），其特征在于：b、所述第一组夹钳体（10）和第二组夹钳体（6）之间还设有左、右安装板（13、14），所述左、右安装板（13、14）分别通过第一通孔（13?1、14?1）铰接在中心轴（12）上，且左、右安装板（13、14）分别通过第二通孔（13?2、14?2）滑动配合地套置在相应的顶锻油缸活塞杆（7?1）上；c、所述左、右安装板（13、14）上均装有相应的定位油缸（15）；d、所述感应焊接装置（1）还包括开合式的感应加热线圈（8），所述开合式的感应加热线圈（8）包括两个子线圈（8?a、8?b），两个子线圈（8?a、8?b）分别与相应的定位油缸（15）装连，两个子线圈（8?a、8?b）在合拢后具有与待焊型材（20）截面相适应的空腔；e、所述左、右安装板（13、14）之一上固定有电极结构（19），电极结构（19）包括第一、第二电极（19?1、19?2），在两个子线圈（8?a、8?b）合拢时，所述第一、第二电极（19?1、19?2）分别与两个子线圈（8?a、8?b）的上部接触，且两个子线圈（8?a、8?b）的下部互相接触，形成导电回路；f、所述第二组夹钳体（6）的每个夹钳体上均装有一个辅助油缸（9），两个辅助油缸（9）的活塞杆分别与相应的左、右安装板（13、14）装连；g、所述中心轴（12）的下部装连有定位件（21）；h、还包括有油路分配块（5），所述油路分配块（5）上装有压力传感器（25），所述中心轴（12）上设有位移传感器（12?1），所述左安装板（13）或右安装板（14）上设有温度传感器（4），位移传感器（12?1）、温度传感器（4）及压力传感器（25）均与PLC控制系统电连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王有虹，倪嘉楠，李贤元，曹志国，巩家祥，宋自帅，刘晓磊，黄腾飞，郦雪云，黄思姬，
申请(专利权)人：常州市瑞泰工程机械有限公司，南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：