一种不锈钢器皿激光焊接装置的制作方法

1.一种不锈钢器皿激光焊接装置，属于激光焊接设备技术领域。


背景技术：

2.不锈钢容器在生产过程中，需要在不锈钢容器上焊接水嘴，以方便不锈钢容器的倒水，目前水嘴与不锈钢容器之间采用的是激光焊接的方式实现连接，由于水嘴与不锈钢容器的结合部的轨迹不规则，目前采用的方式是通过编程的方式控制焊接头的运行轨迹，使焊接头的运行轨迹最大化的与结合部的轨迹重合，但是由于结合部的轨迹很复杂，导致焊接头的轨迹总会与结合部的轨迹之间出现偏差，这导致焊接过程中很容易出现焊接中断的问题，需要工作人员手动控制焊接头完成结合部的满焊。
3.其次，在水嘴与不锈钢容器焊接时，要求水嘴与不锈钢容器之间定位准确，由于水嘴的样式多种多样，导致目前需要设计多种夹具，以满足水嘴的夹紧定位，而且目前水嘴的定位准确度较低，这进一步影响了焊接速度。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够保证焊接头的轨迹与嘴部和不锈钢容器的结合部轨迹一致，保证对结合部满焊，焊接稳定的不锈钢器皿激光焊接装置。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该不锈钢器皿激光焊接装置，其特征在于：包括嘴部夹紧装置、容器夹紧装置、焊接头以及动力装置，嘴部夹紧装置设置在容器夹紧装置的正上方，嘴部夹紧装置连接有带动其升降的升降装置，焊接头设置在嘴部夹紧装置的一侧，焊接头上安装有仿形管，仿形管的一端与焊接头相连，另一端为支撑部，嘴部夹紧装置和容器夹紧装置均连接有带动其转动的动力装置，焊接头连接有仿形装置。
6.优选的，所述的容器夹紧装置包括固定夹块、活动夹块、夹紧油缸以及定位装置，固定夹块和夹紧油缸并排且间隔设置，活动夹块安装在夹紧油缸的活塞杆上，并随其沿靠近或远离固定夹块的方向运动，定位装置也安装在夹紧油缸的活塞杆上。夹紧油缸推动固定夹块运动，并使固定夹块与活动夹块相配合，夹紧不锈钢容器的封闭端，定位装置安装在夹紧油缸的活塞杆上，能够保证对不锈钢容器定位可靠。
7.优选的，所述的活动夹块为夹紧气囊。活动夹块为夹紧气囊，能够与固定夹块相配合，实现对不锈钢容器封闭端的涨紧，夹紧可靠。
8.优选的，所述的定位装置包括涨紧气囊以及容器定位销，夹紧油缸的活塞杆通过夹紧杆与活动夹块相连，涨紧气囊环绕夹紧杆设置，涨紧气囊为圆柱状，涨紧气囊的顶部内凹，形成安装部，容器定位销安装在安装部上，固定夹块靠近夹紧油缸的一端安装有吸盘，固定夹块连接有带动其转动的定位电机。涨紧气囊能够实现对不锈钢容器的定位，容器定位销能够通过不锈钢容器与水嘴相连通的通孔实现对不锈钢容器的定位，当为涨紧气囊充气时，容器定位销会伸入到不锈钢容器的通孔内，保证水嘴与通孔正对，定位电机带动固定
夹块转动，并通过固定夹块上的吸盘带动不锈钢容器转动，能够对不锈钢容器进行调节，使容器定位销进入到不锈钢容器的通孔内。
9.优选的，所述的容器定位销为弹簧柱塞，容器定位销沿夹紧杆的轴向并排且间隔设置有至少两个。容器定位销为弹簧柱塞，能够在不锈钢容器转动的过程中伸入到不锈钢容器的通孔内，定位方便，容器定位销沿夹紧杆设置有至少两个，保证对不锈钢容器定位可靠。
10.优选的，还包括保护气管，保护气管的喷气部伸至容器夹紧装置上部，且喷气部为沿靠近容器夹紧装置的方向逐渐向上的倾斜状。保护气管能够向不锈钢容器内喷入保护气，且能够将保护气喷至不锈钢容器的焊接部，避免不锈钢容器内壁发生氧化。
11.优选的，所述的嘴部夹紧装置包括安装箱、夹紧柱、复位弹簧以及锁止装置，安装箱有并排且间隔设置的两个，各安装箱的内侧均设置有若干夹紧柱，夹紧柱与安装箱之间可滑动的连接，各夹紧柱均连接有推动其伸出安装箱的复位弹簧，各安装箱内均设置有用于对夹紧柱锁止的锁止装置，两安装箱均连接有推动其相互靠近或相互远离的推动油缸。将待焊接的水嘴放入两安装箱之间，然后两安装箱相互靠近，实现了水嘴的仿形，再通过锁止装置对各夹紧柱锁止，即可实现水嘴形状的采集，并形成模腔，通过模腔方便后续该型号水嘴的定位和夹紧。
12.优选的，所述的锁止装置包括卡固板以及锁止螺栓，卡固板上设置有若干卡固孔，各夹紧柱位于安装箱内的一侧均可滑动的穿过卡固孔，锁止螺栓与卡固板可转动的连接，锁止螺栓与安装箱螺纹连接，并与安装箱相配合推动卡固板沿垂直于夹紧柱的轴向运动。锁止螺栓推动卡固板运动，并通过卡固板压紧锁止螺栓的侧部，以实现同步对若干夹紧柱的锁止。
13.优选的，环绕各夹紧柱的外壁均并排设置有若干卡紧槽。卡紧槽增加了夹紧柱外壁的摩擦，保证卡固板对夹紧柱锁止可靠。
14.优选的，所述的仿形管为玻璃管。
15.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本不锈钢器皿激光焊接装置的嘴部夹紧装置和容器夹紧装置分别夹紧嘴部和不锈钢容器，仿形管能够支撑在嘴部与不锈钢容器的结合部，既能够保证焊接头的轨迹与结合部的轨迹一致，又能够保证焊接头与结合部的间距保持一致，保证焊接头对结合部的焊接稳定，又能够保证对结合部满焊，提高了不锈钢容器与水嘴的焊接的稳定性，且焊接速度大大提高。
附图说明
16.图1为不锈钢器皿激光焊接装置的主视示意图。
17.图2为不锈钢器皿激光焊接装置的右视示意图。
18.图3为涨紧气囊的右视示意图。
19.图4为嘴部夹具的主视剖视示意图。
20.图5为夹紧柱的主视示意图。
21.图6为打磨装置的主视示意图。
22.图7仿形装置的主视示意图。
23.图8为实施例2中嘴部夹具的主视剖视示意图。
24.图9为打磨装置的安装示意图。
25.图中：1、机架
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2、下转盘
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3、固定夹块立柱
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4、活动夹块立柱
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5、夹紧油缸
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6、保护气管
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7、上转盘
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8、夹紧杆
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9、涨紧气囊
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10、夹紧气囊
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11、砂轮
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12、安装梁
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13、升降臂
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14、升降油缸
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15、调节气缸
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16、焊接头安装块
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1601、支撑板
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17、仿形管
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18、嘴部夹具
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19、固定夹块
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20、吸盘
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21、嘴部夹具立柱
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22、容器定位销
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23、安装箱
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24、复位弹簧
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25、夹紧柱
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2501、卡紧槽
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26、卡固板
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2601、卡固孔
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27、锁止螺栓
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28、嘴部定位气囊
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29、定位板
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30、嘴部定位销
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31、打磨电机
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32、打磨盘
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33、安装槽
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34、铰接轴
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35、摆臂
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36、横向仿形杆
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37、横向缓冲弹簧
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38、横向滑块
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39、纵向仿形杆
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3901、连接板
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40、纵向缓冲弹簧
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41、焊接头
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42、调节盘
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43、进给油缸。
具体实施方式
26.图1~7是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~9对本发明做进一步说明。
27.一种不锈钢器皿激光焊接装置，包括嘴部夹紧装置、容器夹紧装置、动力装置、焊接头41以及动力装置，嘴部夹紧装置设置在容器夹紧装置的正上方，嘴部夹紧装置连接有带动其升降的升降装置，焊接头41设置在嘴部夹紧装置的一侧，焊接头41上安装有仿形管，仿形管的一端与焊接头41相连，另一端为支撑部，嘴部夹紧装置和容器夹紧装置均连接有带动其转动的动力装置，焊接头41连接有仿形装置。本不锈钢器皿激光焊接装置的嘴部夹紧装置和容器夹紧装置分别夹紧嘴部和不锈钢容器，仿形管17能够支撑在嘴部与不锈钢容器的结合部，既能够保证焊接头41的轨迹与结合部的轨迹一致，又能够保证焊接头41与结合部的间距保持一致，保证焊接头41对结合部的焊接稳定，又能够保证对结合部满焊，提高了不锈钢容器与水嘴的焊接的稳定性，且焊接速度大大提高。
28.下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本发明的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本技术的保护范围。
29.实施例1如图1~3所示：本不锈钢器皿激光焊接装置还包括机架1、嘴部夹具立柱21、安装梁12以及下转盘2，下转盘2可转动的安装在机架1上，下转盘2连接有带动其转动的动力装置。机架1上设置有竖向的嘴部夹具立柱21，嘴部夹具立柱21竖向设置在下转盘2的一侧，嘴部夹具立柱21上可升降的安装有升降臂13，升降臂13水平设置，升降臂13连接有带动其升降的升降装置，在本实施例中，升降装置为升降油缸14，升降油缸14设置在升降臂13的上侧，升降油缸14竖向安装在嘴部夹具立柱21上，升降油缸14的活塞杆与升降臂13相连，并带动其升降。安装梁12水平安装在升降臂13上，由于升降臂13的存在，使安装梁12位于下转盘2的正上方。安装梁12上可转动的安装有上转盘7，上转盘7位于下转盘2的正上方，上转盘7也连接有带动其转动的动力装置。在本实施例中，动力装置为电机。容器夹紧装置安装在下转盘2上，嘴部夹紧装置安装在上转盘7上。
30.下转盘2的两侧对称设置有固定夹块立柱3以及活动夹块立柱4，固定夹块立柱3和活动夹块立柱4均竖向安装在下转盘2上，并随下转盘2同步转动，容器夹紧装置设置在固定
夹块立柱3和活动夹块立柱4之间。
31.容器夹紧装置包括夹紧油缸5、夹紧杆8、固定夹块19、活动夹块以及定位装置，固定夹块19安装在固定夹块立柱3的中上部，夹紧油缸5可转动的安装在活动夹块立柱4的中上部，夹紧油缸5与固定夹块19正对设置，夹紧油缸5水平设置，活动夹块通过夹紧杆8与夹紧油缸5相连，夹紧杆8的一端与夹紧油缸5的活塞杆相连，另一端与活动夹块相连，并推动活动夹块向靠近或远离固定夹块19的方向运动，使固定夹块19与活动夹块相配合，夹紧不锈钢容器的封闭端。涨紧装置安装在夹紧杆8上。在本实施例中，活动夹块为夹紧气囊10，通过夹紧气囊10与固定夹块19相配合对不锈钢容器的底部进行夹紧，既能够保证对不锈钢容器夹紧可靠，又能够避免对不锈钢容器造成损坏。
32.定位装置包括涨紧气囊9以及容器定位销22，涨紧气囊9环绕夹紧杆8设置，涨紧气囊9能够对不锈钢容器的内壁进行涨紧，以完成不锈钢容器径向的定位。涨紧气囊9为圆柱状，涨紧气囊9的顶部内凹设置，形成用于安装容器定位销22的定位部，容器定位销22沿径向安装在涨紧气囊9的安装部上，容器定位销22沿夹紧杆8的长度方向间隔设置有两个，且两个容器定位销22分别与不锈钢容器的长度方向两端的通孔配合，并对不锈钢容器完成定位。在本实施例中，容器定位销22为弹簧柱塞。固定夹块19可转动的安装在固定夹块立柱3上，固定夹块19靠近夹紧气囊10的一端安装有吸盘20，吸盘20随固定夹块19同步转动，固定夹块立柱3上还安装有定位电机，定位电机与固定夹块19相连，并带动其同步转动。在对不锈钢容器夹紧定位时，首先将涨紧气囊9和夹紧气囊10放入到不锈钢容器内，然后夹紧油缸5推动不锈钢容器向靠近固定夹块19的方向运动，此时涨紧气囊9充气对不锈钢容器完成径向的定位，然后使吸盘20吸住不锈钢容器的封闭端的外侧，并完成锈钢容器的轴向定位，吸盘20吸住不锈钢容器后，定位电机通过固定夹块19带动吸盘20转动，进而带动不锈钢容器转动，由于涨紧气囊9充气，此时容器定位销22压紧不锈钢容器的内壁，当不锈钢容器转动至通孔朝上时，此时容器定位销22伸入到对应的通孔内，完成不锈钢容器的定位，然后夹紧气囊10充气，并与吸盘20相配合，完成不锈钢容器的轴向夹紧，进而完成了不锈钢容器的定位和夹紧。
33.在活动夹块立柱4的顶部安装有保护气管6，保护气管6水平设置在夹紧油缸5的上侧，保护气管6的右端为喷气部，喷气部为由左至右逐渐向上的倾斜状，能够对不锈钢容器内喷保护气，避免对不锈钢容器内壁发生氧化。
34.安装梁12的底部安装有调节气缸15以及焊接头安装块16，焊接头安装块16可滑动的安装在安装梁12的底部，调节气缸15安装在安装梁12上，调节气缸15的活塞杆与焊接头安装块16相连，并推动其沿安装梁12运动。焊接头41通过仿形装置安装在焊接头安装块16上，焊接头41上安装有仿形管17，仿形管17为玻璃管，仿形管17的一端与焊接头41相连，另一端设置有支撑部。焊接时，调节气缸15推动焊接头安装块16运动，使仿形管17的支撑部支撑在不锈钢容器与水嘴的结合部上，由于仿形装置的存在，仿形杆17始终支撑在结合部上，既能够保证焊接头41的轨迹与结合部的轨迹一致，又能够保证焊接头41的焦点始终位于结合部上，保证焊接稳定。仿形管17通过与焊接头41螺纹连接的螺栓压紧在焊接头41上，还可以采用粘胶剂粘结的方式粘结在焊接头41上，仿形管17还可以为金属管，采用焊接或者螺栓连接的方式与焊接头连接。焊接头41的激光穿过仿形管17后照射到焊接部上，从而对焊接部进行焊接。
35.如图4~5所示：嘴部夹紧装置为嘴部夹具18，嘴部夹具18包括安装箱23、夹紧柱25、复位弹簧24以及锁止装置，安装箱23为长方体箱体，安装箱23并排且间隔设置有两个，各安装箱23均竖向设置，并在两安装箱23之间形成用于容纳水嘴的空间。各安装箱23上均安装有若干夹紧柱25，夹紧柱25设置在两安装箱23之间，夹紧柱25的端部可滑动的伸入到对应侧的安装箱23内，且夹紧柱25伸入安装箱23内的一端与安装箱23之间均设置有复位弹簧24，复位弹簧24的一端与安装箱23相连，另一端与对应的夹紧柱25相连，并推动夹紧柱25向外运动，各夹紧柱25的中部均设置有外凸的限位环，限位环位于安装箱23内，以避免夹紧柱25移出安装箱23。各安装箱23内均设置有锁止装置，锁止装置同时对各夹紧柱25进行锁止。各安装箱23均可滑动的安装在上转盘7上，上转盘7上安装有推动装置，在本实施例中，推动装置为推动油缸，安装箱23与推动油缸一一对应，推动油缸安装在上转盘7上，推动油缸与对应的安装箱23相连，并推动安装箱23相互靠近或相互远离。推动油缸可以通过旋转接头供油。
36.锁止装置包括卡固板26以及锁止螺栓27，各安装箱23内均竖向设置有卡固板26，卡固板26的上下两侧均可转动的连接有锁止螺栓27，锁止螺栓27与安装箱23螺纹连接，通过两锁止螺栓27能够推动卡固板26在竖直方向上运动，卡固板26的每一侧均并排设置有至少两个锁止螺栓27，在本实施例中，卡固板26的每一侧均并排且间隔设置有两个锁止螺栓27。卡固板26上设置有卡固孔2601，卡固孔2601为竖向设置的长孔，卡固孔2601与夹紧柱25一一对应，各夹紧柱25位于安装箱23内的一端穿过对应的卡固孔2601后连接复位弹簧24，锁止螺栓27推动卡固板26运动，并通过卡固孔2601对夹紧柱25进行锁止，环绕各夹紧柱25外壁并排设置有若干卡紧槽2501，以增加夹紧柱25的摩擦，保证卡固板26对夹紧柱25的锁止可靠。
37.在对水嘴进行夹紧定位时，首先将水嘴放置在两安装安装箱23之间，并调节好水嘴的位置和角度，然后推动油缸推动两安装箱23相互靠近，在水嘴的作用下，与水嘴接触的夹紧柱25向对应侧的安装箱23内运动，然后通过两安装箱23内的卡固板26分别对对应侧的夹紧柱25锁止，并在两安装箱23之间形成用于夹紧水嘴的模腔，实现了水嘴的外形的采集，以方便对水嘴的夹紧和定位。
38.如图6所示：本不锈钢器皿激光焊接装置还包括打磨装置，打磨装置用于对不锈钢容器内壁打磨。打磨装置包括打磨电机31、打磨盘32、摆臂35以及砂轮11，打磨盘32安装在打磨电机31的输出轴上，并随其同步转动，环绕打磨盘32的中部设置有安装槽33，摆臂35的一端通过铰接轴34与打磨盘32铰接，另一端可转动的安装有砂轮11，摆臂35的长度小于安装槽33的深度，且在本实施例中，摆臂35有对称设置在打磨盘32两侧的两个。打磨电机31带动打磨盘32转动，在离心力的作用下，摆臂35摆动至安装槽33外，此时砂轮11与不锈钢容器内壁接触，并对不锈钢容器内壁进行打磨，且方便将打磨盘32伸入到不锈钢容器内。
39.如图7所示：仿形装置包括横向仿形杆36、横向缓冲弹簧37、横向滑块38、纵向仿形杆39以及纵向缓冲弹簧40，焊接头安装块16的两侧均设置有支撑板1601，支撑板1601的底部低于焊接头安装块16设置，横向仿形杆36水平设置在两支撑板1601之间，且横向仿形杆36的两端分别与两侧的支撑板1601可拆卸的连接。横向滑块38可滑动的安装在横向仿形杆36上，各支撑板1601与横向滑块38的对应侧之间均设置有横向缓冲弹簧37，横向缓冲弹簧37套设在横向仿形杆36外，且横向缓冲弹簧37的一端与对应侧的支撑板1601相连，另一端
与横向滑块38的对应侧相连，横向缓冲弹簧37处于压缩状态，使横向滑块38位于横向仿形杆36的中部。纵向仿形杆39竖向设置在横向滑块38的下侧，纵向仿形杆39的上端与横向滑块38相连，纵向仿形杆39的下端安装有连接板3901，焊接头41可滑动的安装在纵向仿形杆39上，焊接头41的上下两侧均连接有纵向仿形弹簧40，纵向仿形弹簧40套设在纵向仿形杆39外，位于上侧的纵向仿形弹簧40的上端与横向滑块38相连，下端与焊接头41的顶部相连，位于下侧的纵向仿形弹簧40的上端与焊接头41的底部相连，下端与连接板3901相连，纵向缓冲弹簧40处于压缩状态，使焊接头41位于纵向仿形杆39的中部。
40.本不锈钢器皿激光焊接装置的工作方法如下：首先将不锈钢容器装夹在容器夹紧装置上，再通过嘴部夹具18对水嘴的位置和角度进行采集，以方便对水嘴的夹紧和定位，将水嘴装夹在水嘴夹具18上。升降油缸14带动下转盘7下降，并使水嘴的底部与不锈钢容器的顶部贴合，此时调节气缸15推动焊接头安装块16向靠近不锈钢容器与水嘴结合部的方向运动，并使仿形管17的支撑部支撑在结合部上，上转盘2和下转盘7同步转动，即可实现对结合部的满焊。
41.焊接过程中，由于水嘴与不锈钢容器同步转动，在横向缓冲弹簧37和纵向缓冲弹簧40的作用下，仿形管17能够始终支撑在结合部上，保证焊接稳定。
42.实施例2如图8所示：实施例2与实施例1的区别在于：嘴部夹具还包括嘴部定位气囊28、定位板29以及嘴部定位销30，夹紧柱25为圆柱状的气囊，定位气囊28设置在两侧的夹紧柱25之间，夹紧气囊28为长条状，夹紧气囊28的下端安装有两定位板29，两定位板29并排设置，且两定位板29相邻的一端铰接，各定位板29的底部均安装有嘴部定位销30，两定位板29的连线垂直于两容器定位销22的连线。
43.在对水嘴夹紧和定位时，先对嘴部定位气囊28排气，此时两定位板29折叠，然后将嘴部定位气囊28伸入到水嘴内，并对嘴部定位气囊28充气，实现了水嘴的定位，此时两定位板29展开。然后两侧的安装箱23相互靠近，同时夹紧柱25充气，实现了对水嘴的对中和夹紧。在将水嘴与不锈钢容器贴合时，嘴部定位柱30会伸入到不锈钢容器上的沿圆周方向来两端的通孔内，实现了水嘴与不锈钢容器的定位，定位更加准确。
44.实施例3如图9所示：实施例3与实施例1的区别在于：活动夹块立柱4安装在调节盘42上，调节盘42连接有带动其转动的调节电机。夹紧油缸5安装在活动夹块立柱4的顶部。
45.活动夹块立柱4的顶部还安装有进给油缸43，进给油缸43的活塞杆与打磨装置的打磨电机31相连，并推动打磨装置实现进给。当焊接完成后，吸盘20吸住不锈钢容器，此时夹紧油缸5动作，并使涨紧气囊9和夹紧气囊10均移出不锈钢容器，然后调节电机带动调节盘42转动，使打磨装置与不锈钢容器正对，然后进给油缸43动作，并带动打磨装置伸入到不锈钢容器内，对不锈钢容器内的焊接部进行打磨。
46.夹紧油缸5可以环绕活动夹块立柱4设置若干个，各夹紧油缸5的活塞杆上均连接大小不同的涨紧气囊9和夹紧气囊10，从而能够满足大小不同的不锈钢容器的夹紧。
47.进给油缸43和夹紧油缸5可以采用一个双向油缸来代替。
48.打磨装置的打磨盘32远离打磨电机31的端面上安装有砂纸，可以对不锈钢容器的底部进行打磨。
49.打磨盘32远离打磨电机31的端面上还可以安装若干轴向的弹性杆，各弹性杆的端部均安装若干球形的打磨部，在打磨盘32转动的过程中，打磨部发生晃动，能够增大打磨面积，保证对不锈钢容器底部的打磨效果好。
50.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。