[发明专利]小孔径无缝长钢管内壁焊接直翅片的自动焊接装置及焊接方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种自动焊接装置及焊接方法，具体为小孔径无缝长钢管内壁焊接直翅片的自动焊接装置及焊接方法。

二、背景技术

在工业制造中，有时需要在小孔径无缝长钢管内壁焊接直翅片。

如：在循环流化床锅炉冷渣机等换热设备设计制造过程中，换热面积是非常重要的一个参数。为提高换热器的换热面积，提高换热效率，通常的措施都是采用增加换热翅片的方式，在换热器的换热量一定的情况下实现体积结构的最小化，或在体积结构一定的情况下实现换热量的最大化。在现有技术中，对于采用小孔径长钢管作为换热元件的换热器而言，管内换热翅片的焊接，因其直径限制，无法实施全满焊或间断焊，只有采用光管的形式，或采用卷板的形式形成有缝管。采用光管形式，则导致换热器换热效率低下，体积增加，制造成本随之增加；采用有缝管的方式，虽然能够解决翅片的焊接问题，但却使设备制造过程的焊接量大幅增加，同时增加了设备泄漏的几率，为设备的长周期安全使用埋下了隐患。

中国专利93200810.0号公开了一种双翅片换热管，它主要包括换热管本体，设置在本体内外壁上的翅片组成，特征在于：环形外翅片均布在换热管本体外壁的径向上；直板式内翅片呈辐射状均布焊接在换热管本体内壁的轴向上。该实用新型的换热管与现有技术相比，可不受管径大小，管子长短，翅片的高低及数量的限制，几乎不产生接触热阻，故其传热效率可大幅度提高。例如，当外翅化比为8，内翅化比为4时，其传热量为相同尺寸光管的5.25倍。但该技术仍没有公开如何对小孔径无缝长钢管内壁焊接翅片的技术方案。

三、发明内容

本发明的目的是：提供一种小孔径无缝长钢管内壁焊接直翅片的自动焊接装置及焊接方法，它能有效解决冷渣机等换热设备中换热元件(小孔径无缝长钢管)的翅片全满焊问题，从而优化此类换热器换热元件的制造工艺，降低制造成本，提高生产效率。

本发明的解决其技术问题的具体技术方案是：

一种小孔径无缝长钢管内壁焊接直翅片的自动焊接装置，其特征在于：该装置由电源控制装置、机架、驱动装置、行走机构、支撑臂和支撑臂的调节装置、送丝机构、带焊丝吐丝口的焊枪头组成，其中：

行走机构装于机架上并在机架上做往复运动，行走机构由驱动装置驱动；

在机架上装有控制行走机构行程的行程开关；

支撑臂和支撑臂的调节装置装于机架上，焊枪头装于支撑臂前端，且焊枪头悬空于行走机构上面。

当采用地面铺设轨道，行走机构沿轨道往返时，地面就相当于机架。也就是说，在本发明中，机架应当做扩大解释，即地面也是一种机架。电源控制装置可以采用常见的变频控制电源。支撑臂的调节装置主要用于微调支撑臂的高度和焊枪头的角度，具体可以在机架上开一竖向槽，支撑臂尾部攻有螺纹，支撑臂尾部穿过该槽后通过螺母固定在机架上，当然也可以采用其他常见方式。

进一步的方案是：支撑臂上固定有杂物清理件，杂物清理件前端位于焊枪头吐丝口前面。以便在施焊前由杂物清理件对焊缝进行杂质清理。

进一步的方案是：在支撑臂前端装有可伸缩的支撑定位机构。为了保证焊枪头工作时与焊缝之间始终保持正常间隙，当支撑臂较长时，为防止因机械振动等因素造成支撑臂摆动，有必要给支撑臂设一临时“活动支点”，可伸缩的支撑定位机构的伸缩杆件就可以实现始终与不同内径的小孔径无缝长钢管工件内壁接触形成“活动支点”。

进一步的方案是：在行走机构上设有固定工件的固定装置。为了保证施焊时工件与行走机构不发生错位，一般需要用固定装置将工件固定在行走机构上，固定装置可以是绑扎带、夹具等多种常见固定方式。

进一步的方案是：支撑臂为中空管，中空管的空心构成焊丝通道，焊丝通道与焊枪头的吐丝口连通。

进一步的方案是：焊枪头为二氧化碳气体保护焊焊枪头。

一种采用本发明所述的自动焊接装置对小孔径无缝长钢管内壁焊接直翅片的方法，其特征是：

A、将待焊接的小孔径无缝长钢管放在该自动焊接装置的行走机构上，并使小孔径无缝长钢管与行走机构相对固定；

B、将待焊接的直翅片放入小孔径无缝长钢管中，并调整到预定位置和预定角度后，用预备的固定架将直翅片进行临时固定，使直翅片与小孔径无缝长钢管之间无法进行相对运动，或者采用点焊方式将直翅片点焊于小孔径无缝长钢管中，或者采用其它常见方式将直翅片临时固定于小孔径无缝长钢管中；

C、将焊枪头按设定要求对准焊接起始点焊缝后，启动电源控制装置使行走机构运动，同时启动送丝机构送丝和启动焊枪头施焊；