一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置及方法与流程

本发明涉及风管焊接，具体是涉及一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置及方法。

背景技术：

1、不锈钢风管因其耐腐蚀、强度高及密封性能好，被广泛应用于建筑通风、洁净厂房及工业排气等对严密性要求高的通风系统中。在风管制造与现场安装过程中，常需对多块不锈钢板材进行拼接焊接，以形成所需的风管截面结构。由于现场施工环境复杂、板材尺寸大、厚度薄且刚性不足，如何在焊接过程中对板材进行精确定位、稳定限位及防止焊接形变，成为影响焊缝质量与安装精度的关键因素。

2、目前，现场不锈钢风管焊接多采用人工对位与临时夹具配合方式进行定位。这种方式存在以下主要技术问题：1、定位精度低、拼缝不均匀：人工对齐风管板材时，受操作误差与外力扰动影响，拼接处容易出现错位或间隙不均，导致焊缝成型质量不稳定；2、焊接变形控制不足：风管板材厚度较薄，焊接热输入不均时易产生热变形或翘曲，影响后续安装密封性与美观度；3、限位装置结构单一、适应性差：传统夹具无法根据风管规格变化进行灵活调节，难以实现不同尺寸板材的快速定位与夹紧；4、焊缝跟踪困难、焊接精度差：人工或固定式焊接方式无法根据焊缝宽度变化进行动态居中调整，导致焊缝偏移、未焊透或咬边等质量缺陷；5、自动化程度低：多数现场焊接仍依赖人工视觉与经验判断，缺乏辅助导向与实时纠偏机制，工人焊接工作强度大，效率低且一致性差。

技术实现思路

1、针对上述问题，提供一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，通过提出一种不仅能对待焊接风管板材进行快速定位，且能够对焊缝拼接处进行高效焊接的装置，从而解决现有焊接装置无法对两块风管板材之间进行精确拼接和无法对焊缝进行高效焊接的技术问题。

2、为解决现有技术问题，本发明提供一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，用以限位引导两个风管板材之间拼接和焊接，包括：基座；调节模块，竖直固定设置于所述基座的一侧；限位模块，垂直固定设置于所述调节模块上，所述限位模块设有能够水平横向和纵向调节的第一吸固头和第二吸固头和能够分别对所述第一吸固头和第二吸固头进行滑移调节的第一调节单元和第二调节单元；所述第一吸固头和所述第二吸固头的夹角呈直角设置；焊接模块，吸附于风管板材外，所述焊接模块设有能够对两个风管板材拼接缝进行焊接的焊接头和能够引导所述焊接头始终沿着焊缝居中滑移的引导元件。

3、优选的，所述第一调节单元设有第一引导杆和伸缩设置于所述第一引导杆前端的第一伸缩杆以及能够锁固第一伸缩杆的第一锁止旋钮；所述第一吸固头呈竖直状态垂直固定设置于所述第一伸缩杆的前端。

4、优选的，所述第二调节单元设有滑移架、垂直设置于所述滑移架一侧的第二引导杆和伸缩设置于所述第二引导杆前端的第二伸缩杆以及能够锁固第二伸缩杆的第二锁止旋钮；所述第二吸固头呈竖直状态垂直设置于所述第二伸缩杆的前端。

5、优选的，所述第一吸固头由限位板和嵌入式安装于所述限位板内的磁铁组成；所述磁铁沿着所述限位板的长边方向等距设置有多个。

6、优选的，所述调节模块设有滑轨和滑动设置于所述滑轨上的滑块；所述滑轨呈竖直状态固定设置于所述基座的一侧；所述滑块滑动设置于所述滑轨上；所述第一调节单元垂直设置于所述滑轨上。

7、优选的，所述焊接模块还包括有能够驱使所述焊接头沿着焊缝水平滑移的驱动单元和能够动态调节所述焊接头距焊缝焊接间距的第三调节单元；所述焊接头通过所述第三调节单元活动设置于所述驱动单元的驱动端；所述焊接头活动设置于所述第三调节单元的前端。

8、优选的，所述焊接模块还包括有连接架和能够将所述驱动单元快速吸附于所述风管板材外的电磁铁；所述电磁铁通过所述连接架水平固定设置于所述驱动单元的下表面。

9、优选的，所述第三调节单元包括第二限位座、调节杆、铰接头、铰接座、复位电机和第四锁止旋钮；所述第二限位座固定设置于所述驱动单元的驱动端且侧壁还螺接设置有第四锁止旋钮；所述调节杆滑移设置于所述第二限位座内；所述铰接头固定设置于所述调节杆的前端；所述铰接座固定设置于所述焊接头的末端且与所述铰接头铰接；所述复位电机固定设置于所述铰接头的一侧且穿过所述铰接头与所述铰接座传动连接。

10、优选的，引导元件设有能够动态插入焊缝内的第三引导杆和能够始终弹性驱使所述第三引导杆轴线插入焊缝的弹簧。

11、一种用于现场不锈钢风管连接的焊接方法，应用于一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，包括以下步骤：

12、s1： 根据待焊接风管的设计尺寸，驱使调节模块和限位模块动作，通过调节第一伸缩杆和第二伸缩杆，设置横向与纵向限位间距；随后通过第一吸固头、第二吸固头将两块风管板材分别吸附固定，使两块风管板材的拼接边保持平行拼接；

13、s2：在两块风管板材吸固完成后，通过限位模块对风管板材边缘进行校正，使拼接缝隙保持恒定间距；若需连续焊接多段风管，沿滑轨滑移限位模块，实现对不同焊接区域的连续定位；此时，两个风管板材在焊接前形成矩形管体预拼装状态，焊缝间距均匀、拼接边紧密贴合；

14、s3：将焊接模块放置于风管外侧的预焊接位置，启动电磁铁通电吸附，使焊接模块牢固附着在风管板材表面；调节焊接头的角度与高度，使焊接头的焊缝中心线与板材拼缝对齐；将引导元件的锥形校正部插入拼接缝隙内，利用弹簧推力使锥形校正部与焊缝自动居中贴合，形成焊接导向初始状态；

15、s4：驱动单元启动，带动焊接头沿焊缝方向水平滑移，焊接过程中，焊接头在引导元件的导向作用下实现动态自适应居中运动，即使因热胀冷缩或工件微变形造成焊缝轻微偏移，锥形校正部亦自动调整角度，使焊接头的焊接轨迹始终保持在焊缝中心线上；直至焊接完毕。

16、本发明相比较于现有技术的有益效果是：

17、1、本发明通过限位模块与调节模块采用多组伸缩杆与滑移架组合，能够根据不同规格、厚度与尺寸的风管板材灵活调整横向及纵向限位间距，实现多规格风管通用装夹；不仅简化了工装更换流程，也避免了因板材尺寸差异导致的装配误差，提高了设备的通用性与现场适应能力。

18、2、本发明通过焊接模块中设置的电磁铁，在通电后迅速与风管外壁形成强吸附力，从而实现焊接模块的快速定位与稳固安装；结合第二吸固头的双点支撑设计，可在焊接过程中提供可靠的抗倾斜与抗振支撑力，防止焊接头在高温或长行程滑移时产生抖动或偏移。

19、3、本发明通过引导元件中的锥形校正部，利用弹簧推力与锥形自适应结构，使引导端始终嵌入焊缝中心并随焊缝形变进行实时调整；焊接头在引导元件的约束下实现沿焊缝中心的动态滑移，保证焊缝轨迹始终居中，显著提高焊接成形质量与外观一致性。

1.一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，用以限位引导两个风管板材之间拼接和焊接，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，其特征在于，所述第一调节单元设有第一引导杆和伸缩设置于所述第一引导杆前端的第一伸缩杆以及能够锁固第一伸缩杆的第一锁止旋钮；

3.根据权利要求2所述的一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，其特征在于，所述第二调节单元设有滑移架、垂直设置于所述滑移架一侧的第二引导杆和伸缩设置于所述第二引导杆前端的第二伸缩杆以及能够锁固第二伸缩杆的第二锁止旋钮；

4.根据权利要求1所述的一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，其特征在于，所述第一吸固头由限位板和嵌入式安装于所述限位板内的磁铁组成；

5.根据权利要求1所述的一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，其特征在于，所述调节模块设有滑轨和滑动设置于所述滑轨上的滑块；

6.根据权利要求1所述的一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，其特征在于，所述焊接模块还包括有能够驱使所述焊接头沿着焊缝水平滑移的驱动单元和能够动态调节所述焊接头距焊缝焊接间距的第三调节单元；

7.根据权利要求6所述的一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，其特征在于，所述焊接模块还包括有连接架和能够将所述驱动单元快速吸固于所述风管板材外的电磁铁；

8.根据权利要求6所述的一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，其特征在于，所述第三调节单元包括第二限位座、调节杆、铰接头、铰接座、复位电机和第四锁止旋钮；

9.根据权利要求1所述的一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，其特征在于，所述引导元件设有能够动态插入焊缝内的第三引导杆和能够始终弹性驱使所述第三引导杆轴线插入焊缝的弹簧。

10.一种用于现场不锈钢风管连接的焊接方法，应用于一种用于现场不锈钢风管连接的焊接辅助装置，包括以下步骤：