相贯线焊接方法及罐体组件与流程

1.本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种相贯线焊接方法及罐体组件。


背景技术：

2.相关技术中，两个并排设置的罐体可通过罐体之间设置的相贯管道进行贯通。
3.但是，罐体之间相贯通道的长度较长。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种相贯线焊接方法及罐体组件，旨在解决现有技术中罐体之间相贯通道的长度较长的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提出的一种相贯线焊接方法，所述方法包括：
6.将第一罐体的第一连通孔的第一凸缘部分和第二罐体的第二连通孔的第二凸缘部分拼接在一起，形成拼接处；
7.将激光束的光斑中心在所述拼接处上绕第一连通孔的中心轴线为圆心扫描，以将所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分焊接至一起。
8.在一实施例中，所述将激光束的光斑中心在所述拼接处上绕第一连通孔的中心轴线为圆心扫描，以将所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分焊接至一起，包括：
9.将所述拼接处沿所述第一连通孔的周向分成至少2个弧形区域；
10.将至少两个所述弧形区域中的一者确定为目标焊接区域；
11.控制激光束的光斑中心在所述目标焊接区域上绕所述中心轴线为圆心扫描，形成弧形焊缝；
12.从至少两个弧形区域中的剩余区域中确定出目标焊接区域，并返回执行所述控制激光束的光斑中心在所述目标焊接区域上绕所述中心轴线为圆心扫描，形成弧形焊缝，直至多个弧形焊缝围合成一圆周，将所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分焊接至一起。
13.在一实施例中，所述将所述拼接处沿所述第一连通孔的周向分成至少2 个弧形区域，包括：
14.将所述拼接处沿所述所述第一连通孔的周向分成2个弧形区域。
15.在一实施例中，所述将所述拼接处沿所述所述第一连通孔的周向分成2 个弧形区域，包括：
16.将所述拼接处沿所述所述第一连通孔的周向等分成2个弧形区域。
17.在一实施例中，所述控制激光束的光斑中心在所述目标焊接区域上绕所述中心轴线为圆心扫描，形成弧形焊缝之前，所述方法还包括：
18.将所述目标焊接区域沿所述周向划分为焊接起始部分路径、中部部分路径和焊接终点部分路径；
19.所述控制激光束的光斑中心在所述目标焊接区域上绕所述中心轴线为圆心扫描，形成弧形焊缝，包括：
20.控制激光器以第一预设功率输出第一激光束，并控制所述第一激光束沿所述焊接起始部分路径焊接；
21.控制激光器以第二预设功率输出第二激光束，并控制所述第二激光束沿所述中部部分路径焊接；
22.控制激光器以第三预设功率输出第三激光束，并控制所述第三激光束沿所述焊接终点部分路径焊接，其中，所述第一预设功率与所述第二预设功率均大于所述第二预设功率。
23.在一实施例中，所述将所述目标焊接区域沿所述周向划分为焊接起始部分路径、中部部分路径和焊接终点部分路径，包括：
24.将所述目标焊接区域沿所述周向等分为焊接起始部分路径、中部部分路径和焊接终点部分路径。
25.在一实施例中，所述焊接起始部分路径与所述焊接终点部分路径均位于所述第一罐体和所述第二罐体之间；
26.所述中部部分路径设置于所述第一罐体的背离所述第二罐体的一侧，或者，所述中部部分路径设置于所述第二罐体的背离所述第一罐体的一侧。
27.在一实施例中，所述控制所述第一激光束沿所述焊接起始部分路径焊接，包括：
28.控制所述第一激光束沿所述焊接起始部分路径以第一扫描速度焊接；
29.所述控制所述第二激光束沿所述中部部分路径焊接，包括：
30.控制所述第二激光束沿所述中部部分路径以第一扫描速度焊接；
31.所述控制所述第三激光束沿所述焊接终点部分路径焊接，包括：
32.控制所述第三激光束沿所述焊接终点部分路径以第三扫描速度焊接；
33.其中，所述第一扫描速度和所述第三扫描速度均小于所述第二扫描速度。
34.在一实施例中，所述第一扫描速度等于所述第三扫描速度；和/或
35.所述第一预设功率等于所述第三预设功率。
36.第二方面，本发明还提供了一种罐体组件，包括：
37.第一罐体，所述第一罐体开设有第一连通孔，且所述第一连通孔处的周向侧壁向外凸出形成第一凸缘部分；
38.第二罐体，所述第一罐体与所述第一罐体彼此相对且间隔设置，所述第二罐体开设有第二连通孔，且所述第二连通孔处的周向侧壁向外凸出形成第二凸缘部分；
39.其中，所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分采用如上所述的相贯线焊接方法焊接而成。
40.本发明技术方案通过采用激光焊接技术将拼接在一起的第一罐体的第一连通孔的第一凸缘部分和第二罐体的第二连通孔的第二凸缘部分焊接至一起。由此，通过非接触焊接方式使得两个罐体的凸缘部分拼接在一起即可焊接焊接得到两个罐体之间的相贯管道，可极大地缩小两个罐体之间的距离。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
42.图1为本发明相贯线焊接方法第一实施例的流程示意图；
43.图2为本发明相贯线焊接方法第二实施例的流程示意图；
44.图3为本发明相贯线焊接方法第三实施例的流程示意图；
45.图4为本发明罐体组件的结构示意图；
46.图5为图4中a部分的放大图。
47.本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
51.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b 同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
52.相关技术中，将两个罐体通过相贯管道进行贯通，通常的办法是采用弧焊的方式将相贯管道进行对焊，因弧焊是接触式焊接，罐体之间需要留有足够的焊接操作空间，从而使得罐体件的距离不能太小；同时弧焊大多采用人工方式进行焊接，焊接效率比较低且焊接质量稳定性较差。
53.为此，本发明实施例提供一种焊接方法，通过非接触焊接方式使得两个罐体的凸缘部分拼接在一起即可焊接焊接得到两个罐体之间的相贯管道，可极大地缩小两个罐体之间的距离。
54.下面结合一些具体实施例进一步阐述本技术的发明构思。
55.参阅图1，图1示出了一种相贯线焊接方法的流程示意图。
56.本实施例中，相贯线焊接方法包括：
57.步骤s1010、将第一罐体的第一连通孔的第一凸缘部分和第二罐体的第二连通孔的第二凸缘部分拼接在一起，形成拼接处。
58.具体而言，所述第一罐体10开设有第一连通孔，且所述第一连通孔处的周向侧壁向外凸出形成第一凸缘部分11。所述第一罐体10与所述第一罐体10彼此相对且间隔设置，所述第二罐体20开设有第二连通孔，且所述第二连通孔处的周向侧壁向外凸出形成第二凸缘部分21。
59.参阅图4和图5，第一罐体10的周向侧壁上开设第一连通孔，第一连通孔处的周向侧壁向外弯折形成的环形翻边即为第一凸缘部分11。第二罐体20 的周向侧壁上开设第二连通孔，第二连通孔处的周向侧壁向外弯折形成的环形翻边即为第二凸缘部分21。
60.可以理解的，第一罐体10彼此间隔开，且两者的中心轴线可彼此平行布置，或者两者的中心轴线还可彼此交错布置。本实施例对此并不限制。
61.本步骤中，将第一罐体10和第二罐体20分别固定在可移动的焊接台上，且第一凸缘部分11和第二凸缘部分21彼此相对布置。然后通过焊接台将第一凸缘部分11和第二凸缘部分21彼此相向移动，直至第一凸缘部分11和第二凸缘部分21彼此拼接，或者，本步骤中，还可将第一罐体10和第二罐体 20分别装夹在可移动的焊接台上时，直接将第一凸缘部分11和第二凸缘部分 21彼此拼接在一起后，再将第一罐体10和第二罐体20固定。
62.步骤s200、将激光束的光斑中心在所述拼接处上绕第一连通孔的中心轴线为圆心扫描，以将所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分焊接至一起。
63.具体而言，在完成装夹后，将激光焊接头固定在机械手上，然后将激光焊接头产生的激光束对准拼接处加热，从而融化拼接处的材料。机械手带动激光焊接头绕第一连通孔的中心轴线转动，从而使得激光束的光斑中心在所述拼接处上绕第一连通孔的中心轴线为圆心扫描，以将所述第一凸缘部分11 与所述第二凸缘部分21焊接至一起。
64.本实施例中，通过激光焊接这一非接触焊接方式使得两个罐体的凸缘部分拼接在一起即可焊接焊接得到两个罐体之间的相贯管道，可极大地缩小两个罐体之间的距离。相较于现有技术中由于弧焊的操作空间所限，导致第一罐体10和罐体之间必须有相贯管道，本实施例可取消两者之间的相贯管道，直接将两者的第一凸缘部分11与所述第二凸缘部分21焊接至一起后形成相贯管道，从而极大地缩小了两个罐体之间的距离。
65.作为一个实施例，步骤s200包括：
66.步骤s201、将所述拼接处沿所述第一连通孔的周向分成至少2个弧形区域；
67.步骤s202、将至少两个所述弧形区域中的一者确定为目标焊接区域；
68.步骤s203、控制激光束的光斑中心在所述目标焊接区域上绕所述中心轴线为圆心扫描，形成弧形焊缝；
69.步骤s204、从至少两个弧形区域中的剩余区域中确定出目标焊接区域，并返回执行步骤s203，直至多个弧形焊缝围合成一圆周，将所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分焊接至一起。
70.可以理解的，由于拼接处为一闭合的环形，而第一罐体10和第二罐体20 均为轴状物，因此机械手难以单次完成绕拼接处一周完成焊接。因此，本实施例可将所述拼接处沿所述第一连通孔的周向分成至少2个弧形区域，从而单次扫描仅仅沿其中的目标焊接区域扫描并焊接，在完成一个弧形区域内的焊接作业后，可调整焊接台与机械手的相对位置，使得
机械手相对移动至适宜位置，而对剩余的弧形区域进行焊接作业。重复执行焊接弧形区域-调整机械手和焊接台的相对位置-焊接另一弧形区域，直至多个弧形焊缝围合成一圆周，将所述第一凸缘部分11与所述第二凸缘部分21焊接至一起。
71.需要说明的是，为了节省加工流程，步骤s201具体可为、
72.将所述拼接处沿所述所述第一连通孔的周向分成2个弧形区域。
73.较佳的，将所述拼接处沿所述所述第一连通孔的周向分成2个弧形区域。
74.即本实施例中，机械手每次扫描180
°
，即绕拼接处半圈，两次扫描180
°
即可将所述第一凸缘部分11与所述第二凸缘部分21焊接至一起。两次扫描仅仅需要调整一次机械手和焊接头的相对位置即可，从而节省加工时间。
75.基于上述实施例，提出本技术相贯线焊接方法第二实施例。参阅图2，图 2为相贯线焊接方法第二实施例的流程示意图。
76.本实施例中，方法包括：
77.步骤s210、将所述拼接处沿所述第一连通孔的周向分成至少2个弧形区域；
78.步骤s220、将至少两个所述弧形区域中的一者确定为目标焊接区域；
79.步骤s230、将所述目标焊接区域沿所述周向划分为焊接起始部分路径、中部部分路径和焊接终点部分路径；
80.步骤s240、控制激光器以第一预设功率输出第一激光束，并控制所述第一激光束沿所述焊接起始部分路径焊接；
81.步骤s250、控制激光器以第二预设功率输出第二激光束，并控制所述第二激光束沿所述中部部分路径焊接；
82.步骤s260、控制激光器以第三预设功率输出第三激光束，并控制所述第三激光束沿所述焊接终点部分路径焊接，其中，所述第一预设功率与所述第二预设功率均大于所述第二预设功率。
83.步骤s270、从至少两个弧形区域中的剩余区域中确定出目标焊接区域，并返回执行步骤s230，直至多个弧形焊缝围合成一圆周，将所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分焊接至一起。
84.具体而言，本实施例中，连续激光器沿弧形的焊接路径扫描目标焊接区域，其中，在开始焊接时，即沿焊接起始部分路径扫描时，此时连续激光器的以第一预设功率输出第一连续激光束，第一连续激光束对准目标焊接区并加热。在焊接起始部分路径扫描完成后，连续激光器切换至以第二预设功率输出第二连续激光束，并沿中部部分路径扫描形成焊缝。在中部部分路径扫描完成后，连续激光器转换至以第三预设功率输出第三连续激光束，并沿焊接终点部分路径焊接形成焊缝，从而将目标弧形区域的第一凸缘部分11和第二凸缘部分21焊接至一起。
85.可以理解的，本实施例中，可将所述目标焊接区域沿所述周向等分为焊接起始部分路径、中部部分路径和焊接终点部分路径，从而避免频繁调整激光参数，以降低成本。
86.如在一具体实施方式中，所述焊接起始部分路径与所述焊接终点部分路径均位于所述第一罐体10和所述第二罐体20之间。如在两个罐体均水平布置时，所述焊接起始部分路径与所述焊接终点部分路径为前后两侧区域。
87.所述中部部分路径设置于所述第一罐体10的背离所述第二罐体20的一侧，或者，
所述中部部分路径设置于所述第二罐体20的背离所述第一罐体10 的一侧。如在两个罐体均水平布置时，所述中部部分路径为拼接处的顶部和底部。
88.即此时，激光器焊接焊接起始部分路径与所述焊接终点部分路径时，机器手难以进入第一罐体10和所述第二罐体20之间，导致激光器只能以一定夹角射出光束在拼接处上。而当中部部分路径设置于所述第二罐体20的背离所述第一罐体10的一侧时，机器手具有充裕的空间调整姿态，从而使得激光器以法向正对弧形表面射出激光束。
89.此时，所述第一预设功率与所述第二预设功率均大于所述第二预设功率，即使得在焊接开始阶段和焊接结束阶段，由于第一罐体10和第二罐体20与机器手的移动路径干涉，激光束的光轴和拼接处表面的夹角较大，且难以调整该夹角，需要增大功率数据以提高焊接质量，进而确保焊接一致性。如在一具体实施例中，所述第一预设功率与所述第二预设功率均为1300w，所述第二预设功率为800w。
90.进一步的，基于上述实施例，提出本技术相贯线焊接方法第三实施例。参阅图3，图3为相贯线焊接方法第三实施例的流程示意图。
91.本实施例中，方法包括：
92.步骤s210、将所述拼接处沿所述第一连通孔的周向分成至少2个弧形区域；
93.步骤s220、将至少两个所述弧形区域中的一者确定为目标焊接区域；
94.步骤s230、将所述目标焊接区域沿所述周向划分为焊接起始部分路径、中部部分路径和焊接终点部分路径；
95.步骤s241、控制激光器以第一预设功率输出第一激光束，并控制所述第一激光束沿所述焊接起始部分路径以第一扫描速度焊接；
96.步骤s251、控制激光器以第二预设功率输出第二激光束，并控制所述第二激光束沿所述中部部分路径以第三扫描速度焊接；
97.步骤s261、控制激光器以第三预设功率输出第三激光束，并控制所述第三激光束沿所述焊接终点部分路径以第三扫描速度焊接。
98.其中，所述第一预设功率与所述第二预设功率均大于所述第二预设功率。
99.步骤s270、从至少两个弧形区域中的剩余区域中确定出目标焊接区域，并返回执行步骤s230，直至多个弧形焊缝围合成一圆周，将所述第一凸缘部分与所述第二凸缘部分焊接至一起。
100.具体而言，本实施例中，为了进一步提高焊接质量，使得拼缝处焊接一致性较好，在焊接起始部分路径，不仅提高激光器的输出功率，还减缓激光器的扫描速度，从而将使得激光器在焊接起始部分路径和焊接终点部分路径停留时间更长，焊接质量也更佳。
101.如，在一具体实施方式中，激光器在焊接起始部分路径和焊接终点部分路径的所述第一预设功率与所述第三预设功率均为1300w，第一扫描速度和第三扫描速度均为20mm/s，而在所述中部部分路径时，第二预设功率为 800w，第二扫描速度为30mm/s。
102.本实施例中，在机器手难以进入第一罐体10和所述第二罐体20之间，导致激光器只能以一定夹角射出光束在拼接处时，可相应提高激光束的输出功率并降低激光器的扫描速度，从而提高此处的焊接质量，进而使得焊接一致性更佳。
103.第二方面，参阅图4和图5，本发明还提供了一种罐体组件，包括：
104.第一罐体10，所述第一罐体10开设有第一连通孔，且所述第一连通孔处的周向侧
壁向外凸出形成第一凸缘部分11；
105.第二罐体20，所述第一罐体10与所述第一罐体10彼此相对且间隔设置，所述第二罐体20开设有第二连通孔，且所述第二连通孔处的周向侧壁向外凸出形成第二凸缘部分21；
106.其中，所述第一凸缘部分11与所述第二凸缘部分21采用如上述的相贯线焊接方法焊接而成。
107.其中，相贯线焊接方法的具体过程可参照上述实施例，由于本罐体组件采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
108.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。