一种锅炉管道焊接设备及其方法与流程

本技术属于锅炉管道加工，尤其涉及一种锅炉管道焊接设备及其方法。

背景技术：

1、锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体，锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。在锅炉管道加工时需要对锅炉管道的端部边缘处和轴向面进行焊接，通常在焊接操作时需要将锅炉管道放置在定位架上进行定位，再通过焊枪多方位进行焊接。

2、公开号为cn112222662a的专利，其公开了一种大型锅炉管道自动焊接装置，包括：加工台；矩形底座，呈水平设置在加工台的前侧下方；侧台，呈水平设置在加工台的一侧；定位旋转机构，设置在加工台上；横向焊接机构，设置在矩形底座上；纵向焊接机构，设置在侧台上；其特征在于，所述横向焊接机构包括：水平移动升降架，呈竖直并且能够沿着矩形底座的长度方向向加工台的方向平移；水平伸入架，能够升降的设置在水平移动升降架的内部；翻转杆，能够沿着锅炉管道的圆周方向翻转的设置在水平伸入架的末端，

3、上述专利通过水平焊接机构和纵向焊接结构的配合来对锅炉管道进行焊接，虽然可以完成焊接任务，但是在移动时都是通过丝杆进行驱动，没有相对应的稳定结构，特别时行程较大的水平焊接机构，在进行上下调节移动时容易受影响而产生晃动、抖动，从而造成锅炉管道上的焊接处出现缝隙或者焊接不完美，将直接影响锅炉管道的焊接精度和质量，需要进行改进。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种锅炉管道焊接设备及其方法，能够解决上述问题。

2、本技术的目的是提供一种锅炉管道焊接设备，包括：

3、底座，其表面设置有第一加工台和第二加工台；

4、定位旋转机构，设置底座上并用于固定、旋转锅炉管道；

5、水平焊接机构，设置在第一加工台上，用于沿着锅炉管道的内部长度方向进行焊接；

6、纵向焊接机构，设置在第二加工台上，用于对锅炉管道的端部边缘进行焊接；

7、所述水平焊接机构包括：

8、焊接器；

9、移动架，能够带动焊接器沿第一加工台的长度方向向底座的方向移动；

10、调节架，可升降的设置于移动架上，其远离移动架的一端与焊接器转动连接；

11、其中，还包括缓冲机构，设置于移动架上并与调节架连接，用于对调节架的升降进行缓冲调节。

12、采用上述的一种锅炉管道焊接设备，通过在水平焊接机构中设置缓冲机构，该机构能够有效吸收和减缓调节架在升降过程中产生的冲击力，使焊接器的移动更加平稳、精确，这直接减少了焊接过程中因设备晃动或抖动造成的焊接误差，确保了焊接接缝的紧密性和一致性，提高了锅炉管道的焊接精度。本技术的锅炉管道焊接设备通过增强设备的稳定性，避免了焊接过程中因晃动而产生的焊接缺陷，如焊缝不均匀、气孔、夹渣等，从而显著提升了锅炉管道的焊接质量。同时，由于引入了缓冲机构和灵活的调节架设计，该焊接设备能够更好地适应不同直径、不同材质的锅炉管道的焊接需求，调节架的升降功能结合缓冲机构的稳定作用，使得焊接器能够精确对准焊接位置，无论管道大小或形状如何变化，都能保持稳定的焊接状态。此外，稳定的焊接过程减少了因焊接不完美而需要返工的情况，从而节省了时间和人力成本，设备的灵活性和适应性也使得它能够快速适应不同的焊接任务，提高了整体的工作效率。

13、进一步的，所述缓冲机构包括：

14、滑块，设置于移动架上；

15、伸缩杆，其一端设置于滑块上，另一端与焊接器连接；

16、驱动器，设置于移动架顶部并与滑块连接，用于驱动滑块移动；

17、稳定机构，包括设置于移动架上的第一稳定组件和第二稳定组件；

18、其中，第一稳定组件和第二稳定组件位于滑块的两侧并关于滑块对称设置，且第一稳定组件与第二稳定组件的结构相同。

19、滑块设置于移动架上，作为缓冲机构的移动部件，其能够在移动架的导轨上自由滑动，根据驱动器的指令进行位移控制，伸缩杆一端连接于滑块上，另一端则与焊接器相连，用于控制焊接器在锅炉管道内的移动，便于进一步调节焊接器的位置。驱动器设置于移动架的顶部，并与滑块直接相连，作为控制滑块移动的主要动力源。稳定机构包括第一稳定组件和第二稳定组件，这两个组件对称地设置在滑块的两侧，共同构成了一个稳定的支撑系统，用于在滑块移动和伸缩杆伸缩的过程中，提供额外的稳定性和阻尼效果，以减少因振动或冲击而引起的晃动和抖动。两个稳定组件的结构相同，有助于保持它们之间的平衡和一致性，进一步提高设备的稳定性。当滑块在移动过程中受到外力作用时，两个稳定组件能够协同工作，共同抵抗外力的干扰。

20、进一步的：所述第一稳定组件包括：

21、导向结构，包括设置于移动架上的导向滑槽、滑动设置导向滑槽上的导向块以及连接导向块与滑块的连杆；

22、调节结构，包括设置于移动架上并与导向块连接的第一阻尼器和第一弹簧；

23、其中，还包括辅助结构，设置于移动架的底部，用于配合调节结构对滑块的移动进行缓冲。

24、导向滑槽设置于移动架上，为导向块提供了一个精确的移动路径，导向块滑动设置在导向滑槽上，与滑块通过连杆相连，用于传递滑块的运动到调节结构，并确保整个移动过程沿着预定的方向进行。连杆连接导向块与滑块，将滑块的运动转化为导向块在导向滑槽上的滑动。第一阻尼器设置于移动架上并与导向块连接，可以显著减少滑块在移动过程中的振动和晃动，第一弹簧同样设置于移动架上并与导向块连接，当滑块受到冲击或振动时，第一弹簧能够吸收部分能量并减缓其运动速度，从而保护焊接器和整个设备不受损坏，通过两者的配合使用，可以有效对滑块的移动时产生的震动进行抵消。同时，辅助结构设置于移动架底部，用于配合调节结构对滑块的移动进行进一步的缓冲和稳定。通过上述各部件的共同工作，形成一个多层次的缓冲系统，确保了滑块沿着预定方向平稳移动，同时能够吸收和消散滑动过程中产生的振动能量，并提供了额外的缓冲和支撑，使得焊接过程更加平稳、精确和可靠，从而提高了锅炉管道的焊接质量和工作效率。

25、进一步的，所述辅助结构包括：

26、连接件，设置于导向块底部；

27、配合杆，呈圆柱形，配合杆采用磁体制成，磁体在其直径方向上具有不同的磁极分布；

28、配合槽，设置于移动架的底部并与配合杆配合；

29、第二阻尼器，设置于配合槽内；

30、其中，所述配合杆由两个紧密相连但磁性相反的正磁端与负磁端组成。

31、连接件设置于导向块的底部，用于将导向块与配合杆连接起来，确保两者能够作为一个整体进行移动。配合杆配合杆呈圆柱形，并采用了磁体制成，其直径方向上具有不同的磁极分布，并由两个紧密相连但磁性相反的正磁端与负磁端组成。这种设计使得配合杆在插入到配合槽内时，能够利用磁极间的相互作用力来实现对导向块移动的引导和定位。配合槽设置于移动架的底部，并与配合杆的形状和尺寸相匹配，以便配合杆能够顺畅地插入其中。第二阻尼器被设置在配合槽内，其作用是进一步吸收和消散导向块在移动过程中可能产生的振动和冲击能量，有助于减少滑块与移动架之间的直接碰撞，保护设备免受损坏，并延长其使用寿命。

32、当配合杆被插入到沿直径不同地极化的配合槽内时，由于磁极的相互作用，配合杆会受到吸引或排斥的力。这些力会沿着套管的直径方向作用，从而实现对配合杆的引导和定位。同时，沿直径不同地极化的套管结构能够实现对导向块、滑块移动的精准控制，确保其能够平稳地移动。且由于无粘附和滑动摩擦的设计，该结构在运行过程中不会产生噪音，提高了使用的舒适度，还减少了滑块在快速移动后产生的磨损和撞击，有助于延长使用寿命。

33、进一步的，所述正磁端与负磁端在磁性层面自动形成了正面磁区与反面磁区，正面磁区为北磁极，而反面磁区则为南磁极。

34、当配合杆被插入到配合槽内时，利用磁极间的相互作用来实现对滑块移动的引导和定位，而不是简单地依赖吸引力或排斥力。通过精确控制配合杆和配合槽的磁极分布以及它们之间的相对位置，可以实现对滑块移动路径的精确控制，并减少因滑动摩擦而产生的磨损和噪音。此外，由于磁体间的相互作用力是随着距离的变化而变化的，因此可以通过调整配合杆和配合槽之间的间隙大小来进一步控制滑块移动的精度和稳定性，不仅提高了焊接设备的性能，还延长了其使用寿命，降低了维护成本。

35、进一步的，所述配合槽的截面呈圆形，配合槽内还设置有移动件，所述移动件包括：

36、接触部，其一端设置有凹槽，配合杆的端部设置有凹槽适配的凸起；

37、连接部，其一端与接触部连接，另一端与第二阻尼器连接；

38、其中，第二阻尼器为弹簧，连接部与配合槽之间形成间隙，第二阻尼器设置于间隙上。

39、配合槽的截面呈圆形，有利于移动件在配合槽内移动，还减少了因形状不规则而产生的摩擦和磨损。接触部的一端设置有凹槽，凹槽的形状和尺寸与配合杆端部的凸起相匹配，以确保两者能够紧密地配合在一起，提高了连接的稳定性，便于配合杆在配合槽内的移动。连接部连接部的一端与接触部连接，另一端则与第二阻尼器连接，连接部用于将接触部与阻尼器连接起来，形成一个整体的运动单元，同时，连接部还负责传递来自配合杆或外部的其他力或力矩到阻尼器上。连接部与配合槽内之间形成了一定的间隙，这个间隙为第二阻尼器提供了安装空间，第二阻尼器，即弹簧被设置在间隙上，其作用是吸收和消散滑块在移动过程中产生的振动和冲击能量，当配合杆带动接触部移动时，连接部会随之移动并压缩或拉伸弹簧，从而实现对振动能量的吸收和缓冲。当配合杆被插入到配合槽内并与接触部的凹槽紧密配合时，整个移动件就形成了一个稳定的连接系统。随着滑块的移动，配合杆会带动接触部一起移动，进而通过连接部将力传递到弹簧上，弹簧的压缩或拉伸会消耗掉部分振动能量，使得滑块的移动更加平稳和可控，还避免了滑块快速移动时产生的冲击和震动对焊接器的影响。此外，由于弹簧具有一定的弹性恢复力，它还能在滑块停止移动后或者后续复位时帮助将移动件恢复到初始位置，从而提高了设备的响应速度和稳定性。

40、进一步的，所述配合槽的开口处设置有引导口，引导口的直径由上到下逐渐变小。

41、引导口的主要作用是引导配合杆顺利且准确地进入配合槽内，由于引导口的直径逐渐变小，其形成了一个自然的导向通道，有助于配合杆在插入过程中自动对准并滑入预定位置，减少了因配合杆与配合槽对准不准确而导致的插入困难或损坏的风险。同时，在配合杆进入配合槽的过程中，引导口起到了缓冲和过渡的作用，由于直径逐渐变小，配合杆在进入时不会突然与配合槽开口的侧壁产生强烈的撞击或摩擦，从而减少了磨损和噪音的产生。

42、进一步的，本发明还公开了一种锅炉管道焊接设备的方法，包括以下步骤：

43、s1、通过定位旋转机钩对锅炉管道进行固定，并依据需要加工的锅炉管道的的直径和长度调节定位旋转结构的位置；

44、s2、控制水平焊接机构启动，使焊接器沿着锅炉管道的内部长度方向移动，同时使焊接器旋转，对锅炉管道的内部进行焊接；

45、s3、控制纵向焊接机构启动，使焊接器沿着锅炉管道的外部长度方向移动，对锅炉管道的边缘进行焊接。

46、本技术的有益效果是：

47、1、通过在水平焊接机构中设置缓冲机构，该机构能够有效吸收和减缓调节架在升降过程中产生的冲击力，使焊接器的移动更加平稳、精确，这直接减少了焊接过程中因设备晃动或抖动造成的焊接误差，确保了焊接接缝的紧密性和一致性，提高了锅炉管道的焊接精度；

48、2、第一阻尼器设置于移动架上并与导向块连接，可以显著减少滑块在移动过程中的振动和晃动，第一弹簧同样设置于移动架上并与导向块连接，当滑块受到冲击或振动时，第一弹簧能够吸收部分能量并减缓其运动速度，从而保护焊接器和整个设备不受损坏，通过两者的配合使用，可以有效对滑块的移动时产生的震动进行抵消；

49、3、当配合杆被插入到沿直径不同地极化的配合槽内时，由于磁极的相互作用，配合杆会受到吸引或排斥的力，这些力会沿着套管的直径方向作用，从而实现对配合杆的引导和定位，同时，沿直径不同地极化的套管结构能够实现对滑块移动的精准控制，确保其能够平稳地移动，且由于无粘附和滑动摩擦的设计，该结构在运行过程中不会产生噪音，提高了使用的舒适度，还减少了滑块在快速移动后产生的磨损和撞击，有助于延长使用寿命。