一种大型工程用钢管道激光焊接设备的制作方法

本发明涉及管道焊接设备，尤其是涉及一种大型工程用钢管道激光焊接设备。

背景技术：

1、大型工程钢管道广泛应用于市政给排水、油气输送、电力热力、工业管网等重大工程领域，管道之间的对接焊接质量直接决定管网整体的密封性、稳定性与使用寿命。激光焊接凭借焊接精度高、热变形小、焊缝成型美观、焊接强度高的优势，逐步成为大型钢管道的主流焊接工艺。

2、现有的大型工程用钢管道的激光焊接设备包括工作台、夹紧机构、移动对接机构、旋转机构以及焊接机构。工作时，操作人员将两段待加工钢管道分别放置在工作台上的夹紧机构内，随后通过夹紧机构将两段钢管道分别夹紧固定，再启动移动对接机构带动两组管道轴向移动贴合完成对接装配，最后启动旋转机构带动对接完成的钢管道整体转动，同时启动焊接机构将管道对接处进行焊接，从而完成钢管道的激光焊接作业。

3、上述结构中，在对管道进行焊接时，无法对管道外壁附着的灰尘以及杂质进行去除，从而导致在焊接时焊缝易出现气孔，进而大幅降低了焊接的质量，同时还需要通过人工对焊缝进行二次修补，进而大幅增加了生产成本。

技术实现思路

1、为了能够在焊接前对管道外壁附着的灰尘与杂质进行清理，避免焊接时焊缝出现气孔的缺陷，本发明提供一种大型工程用钢管道激光焊接设备。

2、本发明提供一种大型工程用钢管道激光焊接设备，采用如下的技术方案：

3、一种大型工程用钢管道激光焊接设备，包括工作台、对称设置在所述工作台上并用于将管道进行夹紧固定的夹紧机构、用于将两个夹紧的管道对接在一起的移动对接机构、用于驱使对接后的管道进行同步旋转的旋转机构以及用于将两个管道焊接在一起的焊接机构，还包括用于对管道表面进行清理的清理机构；所述移动对接机构包括转动安装在所述工作台上的双向螺纹杆；所述旋转机构包括转动安装在所述工作台上的旋转轴；

4、所述清理机构包括对称设置在所述工作台上的清理半环、连接在所述双向螺纹杆上并用于驱使两个所述清理半环对接贴合在管道表面的驱动组件、连接在所述旋转轴上并用于驱使两个所述清理半环沿管道轴向进行移动的启动组件以及锁定组件；

5、所述锁定组件用于将两个所述清理半环与所述焊接机构连接在一起以便两个所述清理半环将管道表面清理完成之后所述焊接机构才进行焊接处理。

6、通过采用上述技术方案，在焊接机构进行焊接前利用清理半环对管道外壁进行螺旋式全面清扫，有效去除附着的灰尘与杂质，避免焊接时焊缝产生气孔缺陷，提升焊接质量，同时减少人工二次修补成本。并且通过锁定组件将清理半环与焊接机构连接在一起，确保清理动作完成后才可以进行焊接，避免还未清扫就进行焊接操作。

7、可选的，所述驱动组件包括螺纹连接在所述双向螺纹杆上的两个驱动块、升降安装在所述工作台内部的驱动板、铰接在所述驱动块与所述驱动板之间的驱动杆、滑移安装在所述工作台上的u形架以及铰接在所述u形架与所述驱动板之间的转动杆；

8、所述u形架的数量为两个且对称设置于所述工作台，两个所述清理半环滑移安装在对应的所述u形架内；所述双向螺纹杆转动时驱使两个所述清理半环相互靠近贴合在管道的表面。

9、通过采用上述技术方案，双向螺纹杆转动时驱动与之螺纹连接的两个驱动块相互远离，两个驱动块相互远离时带动驱动杆转动，驱动杆转动时带动驱动板升降，驱动板升降时带动转动杆进行转动，转动杆转动时推动u形架及清理半环相互靠近，从而实现管道对接与清理半环贴合的同步进行。

10、可选的，所述工作台上滑移安装有支撑框架，所述夹紧机构转动安装在支撑框架上，所述支撑框架上安装有与所述启动组件连接的转动轴以用于驱使所述夹紧机构进行转动；

11、所述启动组件包括键连接在所述旋转轴上的第一同步轮、安装在所述转动轴上的第二同步轮、用于驱使所述第一同步轮与所述第二同步轮同步进行转动的同步带、安装在所述第一同步轮上的启动盘、与两个所述清理半环螺纹连接的两个螺纹杆以及安装在两个所述螺纹杆上的两个旋转盘。

12、通过采用上述技术方案，利用旋转轴上的第一同步轮、同步带及第二同步轮，使得旋转轴转动时同步驱使转动轴进行转动，从而带动夹紧机构以及夹紧机构夹紧的管道进行旋转，同时第一同步轮上的启动盘与旋转盘啮合，带动螺纹杆转动，使清理半环沿管道轴向移动，从而实现清理半环对管道的螺旋清扫以去除表面的灰尘及杂质。

13、可选的，两个所述旋转盘之间设置有拉伸组件，所述拉伸组件用于在两个所述清理半环相互靠近时，驱使两个所述旋转盘相互靠近并与所述启动盘卡合，所述旋转轴转动时驱使所述启动盘与所述旋转盘进行转动进而驱使所述清理半环沿管道轴向进行移动；

14、所述拉伸组件包括转动安装在两个所述旋转盘上的两个拉伸套筒以及安装在两个所述拉伸套筒之间的第一压簧；所述第一压簧驱使两个所述旋转盘始终具有相互靠近的趋势。

15、通过采用上述技术方案，在两个旋转盘之间设置拉伸套筒和第一压簧，当清理半环相互靠近时，第一压簧会被压缩，从而驱使两个旋转盘相互靠近，并使得两个旋转盘均与启动盘卡合，从而在管道旋转时驱动启动盘与两个旋转盘同步进行转动，从而带动清理半环沿管道轴向进行移动。

16、可选的，所述锁定组件包括滑移安装在所述工作台上并安装在所述清理半环上的伸缩结构、安装在所述伸缩结构上的锁定块、插接在所述锁定块内并与所述焊接机构连接的连接板以及滑移安装在所述锁定块内将所述连接板进行锁定的锁定板；

17、所述锁定板具有倾斜面；所述清理半环移动时所述锁定板将所述连接板与所述锁定块锁紧驱使所述焊接机构随所述清理半环同步进行移动。

18、通过采用上述技术方案，锁定块、连接板以及锁定板之间的相互配合，可以将清理半环与焊接机构固定在一起，从而使得清理半环沿管道轴向移动时，带动焊接机构随清理半环同步沿着管道轴向移动。

19、可选的，所述工作台上安装有用于将所述锁定板进行解锁的解锁板，所述锁定块上开设有供所述解锁板穿过的穿孔，所述解锁板上具有与所述锁定板的倾斜面相匹配的解锁面；

20、所述锁定块内开设有滑移槽，所述锁定板滑移安装在所述滑移槽内；所述清理半环驱使所述焊接机构移动到焊接位置时，所述解锁板的解锁面顶起所述锁定板使所述焊接机构与所述清理半环解锁以便所述焊接机构进行焊接处理。

21、通过采用上述技术方案，工作台上固定安装解锁板，当锁定块随清理半环移动至焊接位置时，解锁板的解锁面与锁定板倾斜面配合，自动将锁定板顶起使得锁定板不再将连接板与锁定块之间进行锁定，从而使得焊接机构与清理半环之间分离，使得焊接机构停留在管道对接处以便进行焊接，而清理半环继续进行移动避免影响焊接机构进行焊接工作。

22、可选的，所述伸缩结构包括滑移安装在所述工作台上并安装在所述锁定块上的矩形套筒、滑移安装在所述矩形套筒内并安装在所述清理半环上的连接块、安装在所述连接块上并滑移安装在所述矩形套筒内的限位块以及安装在所述限位块与所述矩形套筒之间的第二压簧；

23、所述第二压簧驱使所述清理半环始终具有远离所述锁定块的趋势。

24、通过采用上述技术方案，矩形套筒、连接块、限位块及第二压簧组成伸缩结构，使得清理半环移动时，带动连接块以及限位块在矩形套筒内进行滑动，并对第二压簧进行拉伸，从而使得锁定块始终保持稳定，进而使得锁定块保持与焊接机构连接稳定性。

25、可选的，所述焊接机构包括滑移安装在所述工作台上的龙门架、升降安装在所述龙门架上的升降板、安装在所述升降板上并用于对管道进行焊接的激光焊接枪以及安装在所述龙门架上并用于驱使所述激光焊接枪靠近管道的液压缸；

26、所述连接板安装在所述龙门架上，所述升降板上安装有第一限位伸缩柱，所述第一限位伸缩柱的另一端安装在所述龙门架上以在所述激光焊接枪升降时进行限位导向。

27、通过采用上述技术方案，龙门架滑移安装于工作台，并且升降板通过液压缸驱动升降，并配合第一限位伸缩柱进行导向，保证激光焊接枪竖直移动的平稳性，从而使得激光焊接枪能够准确抵达管道对接处，且在管道旋转时对管道对接处进行焊接，从而实现管道的环形连续焊接，进而形成均匀致密的焊缝。

28、可选的，所述移动对接机构还包括安装在所述支撑框架上并与所述双向螺纹杆螺纹连接的驱动架以及安装在所述工作台上并用于驱使所述双向螺纹杆进行转动的第一电机；所述旋转机构还包括安装在所述工作台上并用于驱使所述旋转轴进行转动的第二电机；

29、所述工作台内部安装有导向板，所述驱动架滑动套设在所述导向板上以在管道对接时使所述驱动架移动得更稳定。

30、通过采用上述技术方案，双向螺纹杆转动时带动与之螺纹连接的驱动架进行移动，驱动架移动时通过导向板进行导向，使管道对接时精确从而提高管道对接精度。

31、可选的，所述夹紧机构包括转动安装在所述支撑框架上的旋转台、滑移安装在所述旋转台上并用于将管道进行夹紧的夹紧板、安装在所述旋转台内部的转动盘、铰接在所述转动盘上的第一连杆、铰接在所述第一连杆与所述夹紧板之间的第二连杆以及安装在所述旋转台内部并用于驱使所述转动盘进行转动的第三电机。

32、通过采用上述技术方案，第三电机带动转动盘进行转动，转动盘转动时带动第一连杆进行转动，第一连杆转动时带动第二连杆进行转动，第二连杆转动时带动夹紧板沿旋转台径向滑移，从而使得夹紧板实现对管道的自动对中夹紧，避免管道转动时发生偏移晃动。

33、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

34、1.通过在焊接机构进行焊接前利用清理半环对管道外壁进行螺旋式全面清扫，有效去除附着的灰尘与杂质，避免焊接时焊缝产生气孔缺陷，提升焊接质量，同时减少人工二次修补成本。并且通过锁定组件将清理半环与焊接机构连接在一起，确保清理动作完成后才可以进行焊接，避免还未清扫就进行焊接操作；

35、2.通过利用旋转轴上的第一同步轮、同步带及第二同步轮，使得旋转轴转动时同步驱使转动轴进行转动，从而带动夹紧机构以及夹紧机构夹紧的管道进行旋转，同时第一同步轮上的启动盘与旋转盘啮合，带动螺纹杆转动，使清理半环沿管道轴向移动，从而实现清理半环对管道的螺旋清扫以去除表面的灰尘及杂质；

36、3.通过启动双向螺纹杆转动，从而驱动与之螺纹连接的两个驱动块相互远离，两个驱动块相互远离时带动驱动杆转动，驱动杆转动时带动驱动板升降，驱动板升降时带动转动杆进行转动，转动杆转动时推动u形架及清理半环相互靠近，从而实现管道对接与清理半环贴合的同步进行。