厚壁管侧向感应直缝焊接装置及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113210828A(43)申请公布日2021.08.06(21)申请号202110601335.9(22)申请日2021.05.31(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人韩毅熊培州尚国伟(74)专利代理机构北京孚睿湾知识产权代理事务所(普通合伙)11474代理人刘翠芹(51)Int.Cl.B23K13/02(2006.01)B23K37/053(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称厚壁管侧向感应直缝焊接装置及其方法(57)摘要本发明公开了一种厚壁管侧向感应直缝焊接装置，其包括压辊、数控操作台、支撑架、端盖、液压缸、局部感应加热装置、红外测温仪、盘形感应线圈、机架、液压顶升装置、液压伸缩臂、支撑轴、边缘加热模块以及联轴块；本发明提供了一种厚壁管侧向感应直缝焊接方法，通过接有导磁体的感应线圈对厚壁管焊接间隙上下两侧进行预热和控制液压缸的轴向伸缩来控制局部感应线圈位置，对焊缝侧壁低温部位进行补热；本发明通过横向磁通加热，有效控制了加热范围和效率，以配有导磁体的线圈对低温部位进行补热，解决了边界效应所引发的焊接面温度不均的情况，能极大减少冷焊、开缝、边缘波浪等焊接缺陷。CN113210828ACN113210828A权利要求书1/2页1.一种厚壁管侧向感应直缝焊接装置，其特征在于：其包括压辊、数控操作台、支撑架、端盖、液压缸、第一对局部感应加热装置、第一对红外测温仪、第二对局部感应加热装置、第二对红外测温仪、第一盘形感应线圈、第二盘形感应线圈、机架、液压顶升装置、液压伸缩臂、支撑轴、边缘加热模块以及联轴块；所述压辊压制并推送待焊接管坯传动；所述支撑架布置于待焊接管坯的焊缝中央位置，并与焊缝两侧面距离相同；所述支撑架上固定安装有第一盘形感应线圈、第二盘形感应线圈、边缘加热模块、第一对局部感应加热装置、第一对红外测温仪、第二对局部感应加热装置、第二对红外测温仪、以及联轴块；所述机架前端部固定布置有数控操作台，所述机架尾部与液压顶升装置连接；所述机架左侧固定安装有两个所述液压缸，所述两个液压缸前端部与所述液压伸缩臂左端连接；所述两个液压伸缩臂右端连接所述联轴块，所述联轴块通过第一支撑轴、第二支撑轴与所述支撑架固定连接；所述第一支撑轴、第二支撑轴能在所述机架前端横向滑槽内平动，所述第一支撑轴、第二支撑轴两侧设置有端盖，所述端盖安装于机架前端横向滑槽外侧；所述支撑架左侧上支架与下支架之间的滑槽中固定安装有两个所述边缘加热模块；所述边缘加热模块右侧设置有第一盘形感应线圈，所述第一盘形感应线圈底部与所述支撑架的下支架固定连接；所述第一盘形感应线圈右上侧的支撑架上支架上设置有第一对红外测温仪，所述第一对红外测温仪右侧设置有第一局部感应加热装置；所述第一局部感应加热装置右侧设置有第二盘形感应线圈，所述第二盘形加热线圈与所述支撑架下支架固定连接；所述第二盘形感应线圈右上侧的支撑架上支架上设置有第二对红外测温仪，所述第二对红外测温仪右侧设置有第二局部感应加热装置。2.根据权利要求1所述的厚壁管侧向感应直缝焊接装置，其特征在于：所述联轴块的前端圆孔和所述支撑架上端矩形开口槽圆孔同心，且所述联轴块与第一支撑轴构成回转配合；所述第一支撑轴与机架前端部横向滑槽构成滑动配合，实现第一支撑轴在所述液压缸的推动下在滑槽内平动；所述支撑架上侧中的圆孔与第一支撑轴形成间隙配合，圆孔下端设有矩形通孔，与第二支撑轴形成滑动配合。3.根据权利要求1所述的厚壁管侧向感应直缝焊接装置，其特征在于：所述边缘加热模块包括嵌入式滑块、长轴螺栓、螺母、矩形感应线圈以及矩形导磁体；所述嵌入式滑块能在所述支撑架左侧上支架与下支架之间的滑槽中滑动；所述长轴螺栓和所述螺母实现将所述嵌入式滑块固定在所述支撑架上；所述嵌入式滑块的右端面设置有所述矩形感应线圈，所述矩形感应线圈与所述矩形导磁体配合。4.根据权利要求1所述的厚壁管侧向感应直缝焊接装置，其特征在于：所述局部感应加热装置包括伺服电机、丝杆、推拉式滑块、L形感应线圈以及导磁体；所述伺服电机固定安装于所述支撑架上端；所述伺服电机下侧设置有所述丝杆；所述丝杆与所述推拉式滑动安装；所述推拉式滑块下端设置有所述L形感应线圈；所述L形感应线圈上设置有所述导磁体。5.根据权利要求1所述的厚壁管侧向感应直缝焊接装置，其特征在于：所述支撑架上的左侧两个红外测温仪对管坯右侧的侧壁进行测温，支撑架上的右侧两个红外测温仪对管坯左侧的侧壁进行测温；所述支撑架布置与管坯上端焊缝中央，支撑架距离管坯焊缝左右侧壁距离相同。6.一种厚壁管侧向感应直缝焊接的焊接方法，其特征在于：其包括以下步骤：步骤S1：设定焊缝侧壁加热