一种管道环形焊缝预热焊接机构的制作方法

本技术涉及管道焊接，具体涉及一种管道环形焊缝预热焊接机构。

背景技术：

1、压力钢管管道焊接在水电站、石油化工、钢铁煤矿、冶金冶炼等行业里应用广泛，管道焊接施工中涉及到不锈钢、高合金钢等一些需要对焊缝背面充惰性气体进行抗氧化保护的焊缝。传统的保护方法需要预先在管道内部制作一个气室，再往气室充惰性气体，并将气室内的空气完全置换后才可焊接，气室制作不仅费时，还浪费大量的成本高昂的惰性气体。目前对管道的外缝和内缝焊接采用人工进行焊接，导致焊点不均匀，焊接效率也较低。

技术实现思路

1、为解决现有问题，本实用新型提供一种管道环形焊缝预热焊接机构，通过沿圆周布设的预热装置，对待焊接管道进行预加热，结合保护气体输出装置对焊缝部位进行的气体保护，精准对位内外焊枪，以解决相关技术中在焊接时保护气体的充入较为麻烦，管道外缝和内缝的焊接效率较低，焊点分布不均匀的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案。

3、本实用新型提供了一种管道环形焊缝预热焊接机构，包括外缝焊接机构、内缝焊接机构、第一保护气体输出装置、第二保护气体输出装置和预热装置，其中，所述外缝焊接机构绕待焊接管道圆周布置，包括套设在待焊接管道上的圆形轨道，以实现沿外缝周向移动；所述内缝焊接机构伸入待焊接管道内，用于移位并焊接内缝；所述预热装置包括设置于所述圆形轨道上的第三行走底座和设置于第三行走底座上的加热设备，所述加热设备包括连有可燃气体供给装置的喷嘴，以喷射燃烧气体实现预热；所述第一保护气体输出装置、第二保护气体输出装置分别配合外缝焊接机构和内缝焊接机构设置，用于供给保护气体。

4、作为本实用新型的进一步改进，所述预热装置还包括安装螺杆和螺纹筒，螺纹筒的下端和第三行走底座转动连接；所述喷嘴的一侧安装螺杆，螺杆和螺纹筒连接，以实现喷嘴与待焊接管道之间的间距可调节。

5、作为本实用新型的进一步改进，所述圆形轨道上设置有第一行走底座，第一行走底座可绕圆形轨道的圆心作周向移动，第一行走底座上设置有外缝焊枪。

6、作为本实用新型的进一步改进，所述圆形轨道由两个半圆形轨道拼接形成，两个所述半圆形轨道的两端设置有连接板，相邻的所述连接板通过螺栓固定连接。

7、作为本实用新型的进一步改进，所述内缝焊接机构包括焊接机械臂，焊接机械臂为多级伸缩结构；所述焊接机械臂的第一端固定在待焊接管道的外部，焊接机械臂的第二端延伸入待焊接管道内，且焊接机械臂的第二端设置有内缝焊枪；所述焊接机械臂的第二端设置有驱动电机，所述驱动电机的转轴可绕水平轴旋转，所述驱动电机的转轴与所述内缝焊枪连接。

8、作为本实用新型的进一步改进，所述第一保护气体输出装置包括设置于所述圆形轨道上的第二行走底座，第二行走底座可绕所述圆形轨道的圆心作周向移动，所述第二行走底座上设置有外缝气体输出装置，外缝气体输出装置的输出端贴近待焊接焊缝外侧；所述外缝气体输出装置包括外缝密封罩和外缝导气管，所述外缝密封罩的下端呈开口设置并贴近待焊接焊缝外侧，所述外缝导气管的第一端与所述外缝密封罩连通，第二端与保护气体供气装置连通。

9、作为本实用新型的进一步改进，所述外缝气体输出装置还包括长度调节机构，用于使外缝密封罩和待焊接焊缝之间的间距可调；所述长度调节机构的固定部为固定在所述第二行走底座上的固定套筒，固定套筒固定在所述第二行走底座上；所述长度调节机构的活动部包括设置于所述固定套筒内的滑块、弹簧和调节螺杆，活动部与所述外缝密封罩连接。

10、作为本实用新型的进一步改进，所述第二保护气体输出装置包括设置于待焊接管道内的行走机构，所述行走机构包括可在待焊接管道内沿周向移动的周向行走机构，以及设置于所述周向行走机构上并可沿待焊接管道轴向移动的轴向行走机构，所述轴向行走机构上设置有内缝气体输出装置。

11、作为本实用新型的进一步改进，还包括控制系统，控制系统包括外缝光线追踪控制器和内缝光线追踪控制器；所述外缝光线追踪控制器和内缝光线追踪控制器分别设置于所述第一保护气体输出装置和第二保护气体输出装置上，所述外缝光线追踪控制器和内缝光线追踪控制器的监测端分别用于监测待焊接焊缝在焊接时产生光线的焊点，并将信号反馈至所述控制系统；

12、所述控制系统分别与所述第一保护气体输出装置和第二保护气体输出装置电性连接，以分别使第一保护气体输出装置和第二保护气体输出装置在待焊接管道外侧追随焊点动作。

13、作为本实用新型的进一步改进，还包括有两个底架，每个底架对应一个待焊接管道，底架包括承重板和安装在承重板上的导向辊，导向辊设置为多组并沿待焊接管道的轴向分布，每组导向辊均包括依次分布的倾斜辊体、水平辊体和倾斜辊体，待焊接管道置于两个倾斜辊体上。

14、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

15、本焊接机构集外缝焊接、内缝焊接、预热以及保护气体供给功能于一体，可协调完成管道环形焊缝的预热、保护气体充入和内外缝焊接工作，简化焊接时保护气体的充入操作，提高外缝和内缝焊点的均匀度，提高焊接效率的技术效果。

16、优选地，通过调节螺杆和螺纹筒，能够灵活调整喷嘴与待焊接管道之间的间距，从而根据不同的焊接需求和管道规格，精确控制预热火焰与管道的距离，保证预热效果均匀、稳定，避免局部过热造成金属晶粒粗大、硬度异常或者形成裂纹、气孔等焊接缺陷。

17、优选地，第一行走底座带动外缝焊枪绕圆形轨道周向移动，使外缝焊枪能够均匀、连续地对管道外缝进行焊接，保证焊接轨迹的准确性和焊接质量的稳定性，提高焊接效率。

18、优选地，采用两个半圆形轨道拼接的方式，便于圆形轨道的安装和拆卸，尤其适用于在现场对大型管道进行焊接时，方便将轨道围绕管道进行组装，提高设备的适用性和安装效率。

19、优选地，多级伸缩结构的焊接机械臂能够根据管道内径大小灵活调整长度，使内缝焊枪可以在三个自由度精准对位，深入到不同规格的管道内部进行焊接；驱动电机带动内缝焊枪绕水平轴旋转，可实现内缝焊枪在管道内多角度焊接，满足复杂内缝焊接需求，提高焊接的灵活性和质量。

20、优选地，第二行走底座带动外缝气体输出装置绕圆形轨道周向移动，使外缝气体输出装置能够始终贴近待焊接焊缝外侧，外缝密封罩可以有效聚集保护气体，使保护气体在焊缝外侧形成稳定的保护氛围，防止焊接过程中焊缝被氧化，提高焊接质量；外缝导气管将保护气体从供气装置输送到外缝密封罩，保证保护气体的持续供应。

21、优选地，长度调节机构可根据不同管道的壁厚和焊接要求，灵活调整外缝密封罩与待焊接焊缝之间的间距，确保外缝密封罩能够准确、有效地贴近焊缝，形成良好的保护气体氛围，提高保护效果和焊接质量；弹簧的设置可以在一定程度上缓冲调节过程中的冲击力，使调节更加平稳。

22、优选地，行走机构使内缝气体输出装置能够在管道内灵活移动，周向行走机构和轴向行走机构配合，可使内缝气体输出装置到达管道内缝的任何位置，确保在焊接过程中，内缝焊缝各处都能得到保护气体的有效保护，防止内缝被氧化，提高焊接质量。

23、优选地，通过外缝光线追踪控制器和内缝光线追踪控制器实时监测焊点位置，并将信号反馈给控制系统，控制系统控制第一保护气体输出装置和第二保护气体输出装置追随焊点动作，确保保护气体始终准确地覆盖在焊缝上，即使在焊接过程中出现焊点位置变化，也能及时调整保护气体的输出位置，提高保护气体的利用效率和保护效果，进一步提升焊接质量。

24、优选地，通过两组导向辊，依次为倾斜辊体、水平辊体和倾斜辊体，将待焊接管道置于两组导向辊上，便于两个待焊接管道的对中焊接，避免焊接角度不准而导致焊缝偏离。