法蘭密封槽內表面環向全位置TIG自動堆焊設備及其焊接方法技術

一種法蘭密封槽內表面環向全位置TIG自動堆焊設備及其焊接方法，屬于自動焊設備和焊接方法技術領域。該自動焊設備主要由位置調節機構和一個TIG旋轉焊頭，TIG旋轉焊頭通過位置調節機構調整與法蘭密封槽的堆焊位置。電氣控制裝置根據焊頭所處圓周位置，按預先設置的一周12個分區，設置焊接電流、送絲速度、焊接速度、弧壓控制等參數，進行焊接控制。焊頭完成一周焊接后可按設定寬度向內或向外自動改變旋轉半徑，實現法蘭密封槽內堆焊，直到堆完一個端面，改變焊槍角度后進行法蘭密封槽側面的堆焊。堆焊表面平整，避免手工堆焊對后期法蘭密封槽加工打刀、加工時間長的問題，堆焊質量優于手工堆焊，減少了手工堆焊后因缺陷返修的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種法蘭密封槽內表面環向全位置TIG自動堆焊設備及其焊接方法，特別適用于大噸位容器組焊和熱處理后，法蘭密封槽防腐層的堆焊和熱處理后密封槽硬度下降后的焊接，以提高密封槽堆焊層表面硬度，該設備屬于自動焊設備和焊接方法

技術介紹
法蘭密封槽是容器與外部管路連接接頭法蘭上安裝密封圈的部位，他是石化領域容器和管網中常用的管接頭。通常先對接管上的法蘭密封槽進行防腐層的堆焊，堆焊后再裝到容器上進行組焊。容器完成整體焊接后，需要整體進行最終熱處理，熱處理后的法蘭密 封槽的硬度達不到容器設計技術條件要求，通常工藝是對熱處理后的法蘭密封槽重新進行堆焊，然后再加工達到圖紙最終尺寸。通常該部分密封槽需要手工進行全位置堆焊，該焊接方法存在以下問題I、由手工進行密封槽全位置堆焊，堆焊后的密封槽表面凸凹不平波紋較大，這對加工極為不利，通常只能采用小進刀量來防止打刀，加工工期長。2、密封槽加工后需要進行著色探傷，手工全位置堆焊的密封槽通常不能一次探傷合格，需要對缺陷進行補焊、加工、著色探傷。增加生產成本，生產周期長。
技術實現思路
為解決現有技術中存在的問題，本專利技術提出一種法蘭密封槽內表面環向全位置TIG自動堆焊設備及其焊接方法，該自動焊設備安裝在操作機橫梁前端，是一臺可實現旋轉半徑、旋轉中心、旋轉平面、以鎢極尖端為原點角度調整機構，與焊槍平行方向的弧壓控制，連續堆焊的TIG填絲自動焊接設備。通過電氣控制，實現焊頭焊完一周后向設定方向移動設定距離和旋轉半徑變化后的線速度恒定。程序根據焊頭所在圓周位置，對應執行設定區域的規范，以適應全位置焊接需要?？梢淮瓮瓿擅芊獠?span style='display:none'>一個面的堆焊，調整焊槍角度和初始位置后進行斜面的堆焊。本專利技術為解決上述問題所采用的技術方案是一種法蘭密封槽內表面環向全位置TIG自動堆焊設備，它主要包括一個安裝在操作機上的位置調節機構和一個TIG旋轉焊頭，TIG旋轉焊頭通過位置調節機構調整與法蘭密封槽的堆焊位置。所述位置調節機構包含回轉面傾斜調整機構、水平轉角調整機構、旋轉中心位置調整十字滑架、無限回轉氣、電、水旋轉、傳輸機構和旋轉半徑調整機構。所述無限回轉氣、電、水旋轉、傳輸機構與橫向滑座固定連接，固定在旋轉機構外殼下的交流侍服電機減速機經主動齒輪驅動主旋轉齒輪旋轉；在主旋轉齒輪上設有一個旋轉半徑調整機構，旋轉半徑調整機構包括一個旋轉半徑電動調整機構、一個焊槍角度調節機構和一個AVC控制滑架，旋轉半徑電動調整機構固定在與主旋轉齒輪表面固定連接的二個方管的下端，AVC控制滑架和焊槍角度調節機構經手動位置調節機構下的方向轉換結構件與旋轉半徑電動調整機構上的滑座固定連接，焊槍角度調節機構的圓弧導軌固定在手動位置調節機構的手動調整滑座上。所述位置調節機構包含回轉面傾斜調整機構、水平轉角調整機構、旋轉中心位置調整十字滑架、無限回轉氣、電、水旋轉、傳輸機構和旋轉半徑調整機構；所述回轉面傾斜調整機構直接固定在操作機上，通過傾斜電機減速機驅動傾斜轉動體實現向上、向下90度轉動；所述水平轉角調整機構通過橫向轉動驅動電機減速機驅動水平轉動體實現向左、向右45度轉動。所述旋轉中心位置調整十字滑架采用一個縱向滑板滑座調節機構和一個橫向滑板滑座調節機構，縱向滑板滑座調節機構的縱向滑架體與水平轉動體固定連接，驅動電機減速機經絲杠驅動縱向滑板滑座在縱向滑架體上移動，橫向滑板滑座調節機構的橫向滑板與縱向滑板滑座固定連接，橫向滑板驅動電機減速機經絲杠驅動橫向滑座在橫向滑板上移動。所述的一種法蘭密封槽內表面環向全位置TIG自動堆焊設備的焊接方法包括以 下步驟(I)通過回轉傾斜調整機構和水平轉角調整機構使TIG旋轉焊頭的旋轉平面與法蘭密封槽端面平行；(2)通過回轉中心位置調整十字滑架調整TIG旋轉焊頭的旋轉中心與法蘭密封槽中心重合；(3)調整TIG旋轉焊頭與密封槽堆焊端面夾角，旋轉半徑和旋轉初始位置，執行復位；(4)輸入常規參數通過電氣控制系統的人機界面輸入密封槽工件的堆焊位置半徑、12個分區的焊接速度、基值焊接電流、基值焊接電流時間、峰值焊接電流、峰值電流時間、送絲速度、弧壓控制電壓、起弧和收弧電流和電流上升、下降時間，延時送絲時間、初始送絲速度和收弧相關焊接工藝參數；堆焊焊道間距，堆焊換焊道方向；(5)開啟焊接電源、冷卻水箱、保護氣體，安裝焊絲，使焊絲送達與鎢極相對合適位置，焊頭旋轉位置調整到O區起始位置后并執行原點和旋轉半徑復位后，即可進行焊接；(6)執行堆焊軌跡控制流程選擇自動焊接程序，按下焊接啟動按鈕，由電氣控制系統中的PLC完成焊接起弧、圓周回轉速度、焊接位置半徑和焊接速度計算控制、焊頭根據所在區域對應的分區設定的焊接規范執行，焊接過程中，可根據電弧電壓隨鎢極與工件間距離變化的特性，通過設定的弧壓和檢測的實際弧壓比較完成鎢極與工件間的控制，保證焊道寬度一致；完成一周焊接后，向設定方向移動設定距離，進行下一周焊接，直到完成設定寬度的堆焊工作，調整焊槍角度到側面重復以上步驟直到焊完所三個面。本專利技術的有益效果是這種法蘭密封槽內表面環向全位置TIG自動堆焊設備可適用大噸位不能上變位器的整體容器的法蘭密封槽焊接，堆焊質量優于手工焊，易于焊后加工。其優點如下I、通過本全位置法蘭密封槽焊機可以對大型大噸位容器上任意位置的法蘭密封槽進行堆焊，解決了使用普通自動TIG焊接需要使工件上變位器的才能進行焊接，大型容器無法上變位器的問題?？刹唤柚踯嚰纯蓪崿F整個容器的法蘭密封槽焊接，避免過多使用吊車對其他需要用吊車工序產生瓶頸。2、電能消耗電低于使用變位器帶動容器旋轉的費用，節省購買昂貴大噸位變位器的費用和上變位器需要固定的工裝費用，避免安裝定位難度，通過平行于容器的操作架行走導軌和滾輪架，即可實現容器上所有密封槽的焊接。3、堆焊質量優于手工焊，避免手工焊焊后探傷不合格需要返修的問題，堆焊表面平整，易于加工，避免加工打刀，加工周期長的問題，減少生產周期。4、可自動實現密封槽底平面、側面的自動焊接。焊道間距可設定，使堆焊表面平整。，通過焊頭半徑變化由PLC計算出對應旋轉速度，堆焊厚度一致，完全實現了自動焊接。4、采用氣、電、水、多路信號連續回轉旋轉傳輸機構，實現連續焊接，提高焊接效率。 5、有弧壓控制功能，基值、峰值采樣選擇，通過檢測電弧電壓與設定電壓比較，控制電弧電壓波動最小，保證焊道寬度一致。附圖說明圖I是一種法蘭密封槽內表面環向全位置TIG自動堆焊設備的結構圖。圖2是傾角、水平轉角調整機構的剖視結構圖。圖3是縱向滑板滑座調節機構的結構圖。圖4是圖3中的B-B剖視結構圖。圖5是圖3中的A-A剖視結構圖。圖6是無限回轉氣、電、水旋轉、傳輸機構的正視圖。圖7是無限回轉氣、電、水旋轉、傳輸機構的剖視結構圖。圖8是焊槍姿態調整機構的結構圖。圖9是圖8中焊槍姿態調整機構的俯視圖。圖10是法蘭密封槽焊接順序示意圖。圖I :1、回轉面傾斜調整機構，la、連接座，lal、加強筋板，la2、加強板，la3、左支承側板，la4、右支承側板,la5、左傾斜軸承室，la6、右傾斜軸承室，lb、傾斜電機減速機,lc、傾斜轉動體，IcI、傾斜軸，Ic2、過渡軸鍵槽，Ic3、鍵，2、水平轉角調整機構，2a、橫向轉動驅動電機減速機，2b、水平轉動體，2c、上軸承端蓋，2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種法蘭密封槽內表面環向全位置TIG自動堆焊設備，它主要包括一個安裝在操作機上的位置調節機構和一個TIG旋轉焊頭，TIG旋轉焊頭通過位置調節機構調整與法蘭密封槽的堆焊位置，其特征是：所述位置調節機構包含回轉面傾斜調整機構（1）、水平轉角調整機構（2）、旋轉中心位置調整十字滑架、無限回轉氣、電、水旋轉、傳輸機構（5）和旋轉半徑調整機構；所述無限回轉氣、電、水旋轉、傳輸機構（5）與橫向滑座（4c）固定連接，固定在旋轉機構外殼（5b）下的交流侍服電機減速機（5d）經主動齒輪（5e）驅動主旋轉齒輪（5f）旋轉；在主旋轉齒輪（5f）上設有一個旋轉半徑調整機構，旋轉半徑調整機構包括一個旋轉半徑電動調整機構（7）、一個焊槍角度調節機構（9）和一個AVC控制滑架（10），旋轉半徑電動調整機構（7）固定在與主旋轉齒輪（5f）表面固定連接的二個方管的下端，AVC控制滑架（10）和焊槍角度調節機構（9）經手動位置調節機構（8）下的方向轉換結構件（7b）與旋轉半徑電動調整機構（7）上的滑座（7c）固定連接，焊槍角度調節機構（9）的圓弧導軌（9a）固定在手動位置調節機構（8）的手動調整滑座（8b）上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：谷文，李堅，
申請(專利權)人：中國第一重型機械股份公司，中國第一重型機械集團大連加氫反應器制造有限公司，
類型：發明
國別省市：