[发明专利]坡口跟踪式顶紧机构及使用该机构的垂直气电立焊设备

说明书

技术领域

本发明涉及电焊设备，更具体地说，涉及实现垂直气电立焊的设备。

背景技术

垂直气电立焊是一种在母材坡口背面粘贴陶瓷衬垫，在坡口正面进行焊接，实现焊缝正反面一次成形的高效率焊接方法，在船体平直立焊位置合拢对接焊缝中广泛应用。

图1为垂直气电立焊的原理图。其中，被焊接的母材112背后垫设陶瓷衬垫111，母材112正面压设有滑块113，焊枪114送至焊缝处，图中示出了熔渣115、电弧116、熔融金属117、凝固焊缝118，以及保护气体输送口119和冷却水输入口120、冷却水排出口121。

现有技术中上述背面选用的陶瓷衬垫111，对焊缝起到强迫成形的作用。由于陶瓷衬垫为一次性消耗材料，且需要进行衬垫安装施工，造成施工成本的增加。

发明内容

本发明旨在提供一种适用于焊缝对接跟踪的顶紧轮机构，从而为焊接操作提供导向。本发明还提供了使用顶紧轮机构时限的垂直气电立焊设备，旨在确保垂直气电立焊施工过程中背滑块与坡口的对中，从而提高施工质量和施工效率。本发明设备主要用于大型船舶总组、合拢垂直对接焊缝的一次焊接。围绕背面滑块的设计、制作、焊接工艺试验进行，目标是研究、开发一种可重复使用的，适合垂直气电立焊焊接施工需要的3G EGW背滑块机构，达到背面焊缝成形不低于原来使用一次性陶瓷衬垫的水平，替代陶瓷衬垫，降低施工成本。

为了达到上述目的，本发明提供一种坡口跟踪式顶紧机构，包括支顶在两侧待焊接钢板对接焊缝坡口内的导向顶紧轮，所述导向顶紧轮的外端侧成两侧对称的梯形截面；梯形的两外侧斜边成120°，分别用于支顶焊接坡口的两侧坡面；所述导向顶紧轮通过轮体轴设置于后部弹性导向顶紧轮机构中。

优选方式下，所述导向顶紧轮机构中有两个位于一条直线上转动的所述导向顶紧轮。

所述导向顶紧轮机构，为前端导向顶紧轮提供支顶力，可选用弹簧机构，或液压、气压支顶设备。同时导向顶紧轮机构的另一作用就是带动所述导向顶紧轮沿焊接坡口的移动，通过将顶紧部件设计成转动轮，也就是本发明的导向顶紧轮，达到顶紧部件在坡口内的滚动目的。为了提高导向性能，在一个导向顶紧轮机构中设置一对导向顶紧轮，从而两个顶紧轮相互制约，有效确保施工时顶紧轮处于坡口内。

本发明还提供了一种使用上述坡口跟踪式顶紧机构的垂直气电立焊专用设备，包括一个板状架体，使用状态下所述板状架体位于待焊接钢板背面的直边侧下部挂接了一个背滑块；所述背滑块材质为紫铜，呈长方体状，体内设有冷却水通道，所述冷却水通道连接了外部冷却水出/入管。所述直边侧的架体上部穿设轮轴并设置定位轮；所述定位轮和所述背滑块的前端面处于一个平面内，用于贴合待焊接的钢板的背部。

所述板状架体还包括使用阶段位于待焊接钢板前方的异形侧；异形侧的架体上相对于所述定位轮和所述背滑块之间开槽并设置支顶两侧待焊接钢板坡口处的导向顶紧轮机构。所述导向顶紧轮机构包括一个中部为圆柱体、两端为板状结构的顶紧轮旋体，所述顶紧轮旋体中部的圆柱体外部套接在弹性顶紧装置本体前端的筒形内，而所述弹性顶紧装置本体的后部为一个垂直于所述前端筒形结构设置的筒体，所述筒体内设置支撑弹簧；所述筒体的后端面通过螺纹孔旋接了一个距离调整螺杆，所述距离调整螺杆的后端设置有卡接结构，用于卡接固定在所述板状架体上。而所述顶紧轮旋体两侧的所述板状结构分别穿设了轮体轴并设置导向顶紧轮；每一所述导向顶紧轮的外端侧呈两侧对称的梯形截面；梯形的两外侧斜边成120°，分别用于支顶焊接坡口的两侧坡面；两个所述导向顶紧轮的转动走向位于一条直线上。

本发明提供一种适用于焊缝对接跟踪的顶紧轮机构，从而为焊接操作提供导向。本发明还提供了3G-EGW（垂直气电立焊）背滑块装置，采用了坡口跟踪式，通过导向顶紧轮跟踪坡口，保证背滑块与坡口的对中。具体说：导向顶紧轮与被焊钢板坡口面弹性顶紧，兼顾导向、顶紧两种功能，保证导向顶紧轮始终与坡口中线相符。导向顶紧轮上的凹槽，用于夹持背滑块挂臂（即板状架体），制约挂臂位置与导向顶紧轮位置相对固定，即保证挂臂始终与坡口中线相符。被焊钢板背面的背滑块、定位轮，正面的导向顶紧轮，共同作用夹持住被焊钢板，实现背滑块装置和背滑块沿焊缝随运动，起到焊缝跟踪作用，并保证焊接过程中背滑块与钢板实施紧密贴合。本发明的使用能够有效提高施工质量和施工效率。

附图说明

图1是垂直气电立焊的原理结构示意图。

图2是本发明垂直气电立焊专用设备的整体结构示意图。