一種鋼管與法蘭拼接加工一體機的制作方法

專利名稱：一種鋼管與法蘭拼接加工一體機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋼管與法蘭拼接加工設備，具體涉及鋼管與法蘭拼接加工一體機。
背景技術：
目前的鋼管與法蘭的拼接加工過程大致如下，首先，將鋼管吊運到大型的切割機上，對鋼管進行定長切割。接著，將切割后的鋼管吊運到將專門的矯圓設備上進行矯圓；再接著，將矯圓后鋼管吊裝焊接平臺上，并將法蘭安裝在焊接平臺上鋼管的兩端。最后，將鋼管的兩端與法蘭對正；對正后通過環焊的方式將兩端的法蘭與鋼管進行焊接。例如，中國專·利公開號CN201728497U，
公開日2011年2月2日，實用新型創造的名稱為法蘭、鋼管自動對接裝置，該申請案公開了一種法蘭、鋼管自動對接裝置，包括工作平臺，位于工作平臺上的兩組面對面設置的卡盤裝置以及用于支撐鋼管的支撐裝置，其中，法蘭位于卡盤裝置上并與工作平臺垂直，鋼管位于支撐裝置上，所述的卡盤裝置的底座上設置有位于法蘭前部的引頭滑架，所述的引頭滑架包括支架以及設置于支架上的引導板，所述的引導板設置為弧形，其弧度與法蘭連接孔的弧度相吻合，并且引導板的上表面與法蘭連接孔的表面位于同一圓柱面上。應用上述法蘭、鋼管自動對接裝置對鋼管與法蘭進行拼接加工，首先也是將鋼管吊運到專門的切割機上，對鋼管進行定長切割；接著，將鋼管吊運到將切割后的鋼管置于專門的矯圓設備上進行矯圓；然后將矯圓后鋼管吊運到對接裝置上進行對接，最后再進行焊接。目前的鋼管與法蘭的拼接加工主要存在以下問題第一，由于鋼管與法蘭的焊接是繞著鋼管與法蘭進行一圈環焊，因此鋼管與法蘭焊接后的收縮量較大；這樣一來定長切割后的鋼管在兩端焊接法蘭后的尺寸就會產生較大的偏差，降低制造精度。其二，通常在鋼管端部矯圓后會有殘余應力存在，這些殘余應力在鋼管處于常溫狀態下時是不會發生作用至IJ，即常溫狀態下整圓后的鋼管不會產生形變；但在焊接過程中由于鋼管受熱，這些殘余應力就會發生作用使鋼管產生形變。因此，在鋼管與法蘭焊接過程中，由于殘余應力的作用，鋼管會發生形變致使焊接質量降低，影響鋼管與法蘭的焊接強度。第三，由于鋼管的質量較大，尤其是尺寸大的鋼管在移動起來很不方便，而目前的鋼管與法蘭在拼接加工，必須先將鋼管吊運到大型的切割機上，對鋼管進行定長切割；然后在將鋼管吊運到加工裝置的加工平臺上進行對接及焊接；這樣不僅生產效率低、勞動強度大；而大型的切割機的價格高，會增大鋼管與法蘭拼接加工的生產成本。第四，由于被加工鋼管的直線度不可能達到理論上的要求，尤其直縫焊管撓度肯定存在，因此定長切割加工后的被加工面，不總是會垂直于鋼管的理論軸心線，所以當與法蘭對接時，會造成焊縫間隙不均勻。第五鋼管的圓度也構成了焊接質量的主要原因。另一方面，為了提高焊接效率及鋼管與法蘭連接強度，目前采用帶頸鍛造法蘭與鋼管對接焊結構。目前帶頸法蘭與鋼管的接焊，通常采用二氧化碳保護氣體的焊接方式，二氧化碳保護氣體的焊接方式的焊接效率低。如果采用埋弧焊，也采用單面焊雙面成型的方式，即通過在帶頸法蘭與鋼管的外側面上進行埋弧焊，同時通過墊焊在帶頸法蘭與鋼管的內側面也形成良好的焊接；但 這種焊接工藝為了保證帶頸法蘭與鋼管的內側面也形成良好的焊接，需要在鋼管的外側面端口處打坡口以減小內外側面之間的厚度；同時還需要在鋼管內部加上陶瓷襯墊，因為單面焊雙面成型的方式，在焊接時的焊縫需要一次焊透鋼管內外表面。目前帶頸法蘭與鋼管采用的單面焊雙面成型接焊法，由于需要加陶瓷襯墊，不僅耗費工時、降低焊接效率，而且陶瓷襯墊的制造業非常困難，且重復利用率低，增加焊接成本。

實用新型內容本實用新型的第一目的是為了克服現有的鋼管與法蘭拼接加工的制造精度不佳、生產效率低、焊接質量不穩定、勞動強度大且生產成本高的問題，提供一種可靠的、能提高制造精度及生產效率，并降低勞動強度及生產成本，且焊接質量穩定的鋼管與法蘭拼接加工一體機。本實用新型的第二目的是為了克服現有的鋼管與法蘭在焊接過程中，焊接成本高、焊接質量不穩定的問題，提供一種焊接成本低，散熱效果好、使用壽命長，并且焊接質量穩定的鋼管與法蘭拼接加工一體機。本實用新型的技術方案是一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，包括工作平臺，設置在工作平臺上用于支持鋼管的支撐托架，所述工作平臺一端設有第一焊接裝置，工作平臺頂面上設有由第一焊接裝置處延伸至工作平臺另一端的第一導軌，第一導軌上可滑動的設有第一安裝板，所述工作平臺與第一安裝板之間設有用于推移第一安裝板的水平移動裝置；第一安裝板上設有第二焊接裝置；所述第一焊接裝置和第二焊接裝置上設有法蘭固定模板且兩法蘭固定模板相對設置；所述第一焊接裝置與第二焊接裝置之間設有可沿第一導軌移動的鋼管切割裝置。本方案的鋼管與法蘭拼接加工一體機的加工過程是，第一，將鋼管吊運到支撐托架上，將法蘭固定在法蘭固定模板上；第二，通過第一焊接裝置上的焊機將鋼管的一端與法蘭進行焊接；待鋼管與法蘭的焊縫相對冷卻、收縮后，通過鋼管切割裝置對鋼管進行定長切割；第三，通過水平移動裝置移動第一安裝板，將第二焊接裝置上設置的法蘭固定模板上的法蘭與鋼管的另一端對正并進行焊接。由于第二步中，鋼管與法蘭焊接后進行了冷卻收縮，再進行定長切割；這樣可以消除該端鋼管與法蘭焊接后，由于焊接收縮而造成的偏差；在鋼管與法蘭焊接后的長度尺寸的精度控制上可以提高為原來的一倍。另一方面，由于鋼管的定長切割及鋼管與法蘭的焊接拼裝都在本方案機臺上完成，這樣不僅降低了勞動強度、提高了生產效率，而且將大型的切割機與焊接拼裝平臺結合為一體，可以極大地降低設備的投入成本，進而降低鋼管與法蘭的拼接加工的生產成本。作為優選，第一焊接裝置包括內焊裝置、外焊裝置、驅動電機、齒輪傳動機構、連接模板及設置在工作平臺上的具有圓形通孔的支撐座，所述連接模板呈圓形并可繞圓形通孔軸線轉動的設于圓形通孔內，所述齒輪傳動機構的主動輪與驅動電機相連接，從動輪與連接模板同軸的設置在連接模板側面上；所述法蘭固定模板與從動輪相對的設于連接模板的另一側面上；所述從動輪、連接模板及法蘭固定模板的中部均設有連通孔且各連通孔相連通；所述內焊裝置包括內焊機頭、設置在工作平臺上的第二導軌，可滑動的設置在第二導軌上的焊機座及用于推移焊機座的推動裝置，所述內焊機頭設于焊機座上，所述第二導軌與從動輪位于連接模板的同一側，且第二導軌沿著連接模板的軸線方向延伸設置；所述內焊機頭可沿著第二導軌伸入連通孔內。本方案的第一焊接裝置在焊接時，首先，通過外焊裝置的外焊機進行點焊，將鋼管與法蘭進行初步連接。接著，將外焊裝置的焊接機頭對準鋼管與法蘭外側面的連接縫；并通過推動裝置使內焊裝置的內焊機頭對準鋼管與法蘭內側面的連接縫。最后，通過驅動電機通過齒輪傳動機構的主、從動輪帶動連接模板及法蘭固定模板轉動，從而帶動法蘭與鋼管轉動，法蘭與鋼管每轉動一周，完成一個法蘭與鋼管的焊接。通過本方案的焊接裝置，使得鋼管與法蘭的內、外側面焊接在同一機臺上完成，不僅可提高焊接過程的焊接效率，還可以極大的提高焊接穩定性及焊接質量。同時由于采用內外雙面焊接的方式，不需要加襯墊；這是因為鋼管與法蘭的內、外側面都進行焊接，因此在對鋼管與法蘭的內側面或外側面進行焊接時，不需要焊透鋼管與法蘭的內、外側面；這樣可以在不降低焊接質量的前提下，有效的降低焊接成本。另一方面，通過旋轉法蘭來帶動鋼管旋轉，由于法蘭與鋼管的焊縫靠近法蘭固定模板，因此在焊接過程中可以避免鋼管由于圓度及直線度的偏差，造成的圓跳動對焊接質量的影響，提高焊接質量的穩定性。作為優選，圓形通孔的側壁上設有與圓形通孔同軸的第一環形凹槽，第一環形凹槽內至少設有三個呈凹字形的銅墊且銅墊呈周向均勻分布；所述連接模板設于第一環形凹·槽內并與銅墊相配合，且與銅墊相接處的連接模板的外圓環面及兩側面上均設有至少一個第二環形凹槽。由于第一環形凹槽內設有呈凹字形的銅墊，連接模板與銅墊相配合，使連接模板在轉動的過程中，不僅可以減小摩擦面積，有利于連接模板的轉動并降低摩擦生熱；重要的是，由于銅墊的設置使得連接模板在轉動的過程中，銅墊與銅墊之間會在第一環形凹槽內形成一個散熱通道與外界連通，加快連接模板的轉動過程中的散熱，提高使用壽命。同時，第二環形凹槽的設置不僅可以減小了連接模板與銅墊的接觸面積；重要的是，第二環形凹槽直接連通了相鄰兩銅墊之間的散熱通道，使連接模板與銅墊之間產生的摩擦熱得以快速的散發，進而提高使用壽命。作為優選，第二焊接裝置包括內焊裝置、外焊裝置、連接模板及設置在工作平臺上的具有圓形通孔的支撐座，所述連接模板呈圓形并可繞圓形通孔軸線轉動的設于圓形通孔內，法蘭固定模板設于連接模板的側面上；所述連接模板及法蘭固定模板的中部均設有連通孔且兩連通孔相連通；所述內焊裝置包括內焊機頭、設置在第一安裝板上的第二導軌，可滑動的設置在第二導軌上的焊機座及用于推移焊機座的推動裝置，所述內焊機頭設于焊機座上，第二導軌沿著連接模板的軸線方向延伸設置；所述內焊機頭可沿著第二導軌伸入連通孔內。作為優選，外焊裝置包括升降電機、橫行電機、外焊機頭、設置在工作平臺上的立柱及設置在立柱上的橫梁，所述立柱一側面上設有兩條相互平行的縱向導軌，所述兩縱向導軌之間設有一縱向設置的第二絲桿螺母機構，所述升降電機設于立柱頂部并與第二絲桿螺母機構的絲桿相連接；所述橫梁可滑動的設于縱向導軌上并通過螺栓與第二絲桿螺母機構的螺母相連接；所述橫梁的一側面上設有橫向凹槽，該橫向凹槽的兩側面上分別設有一橫向導槽，該橫向凹槽的底部設有橫向齒條；一橫截面呈T字形的滑桿可滑動的設于橫向凹槽內并與橫向導槽相配合；所述外焊機頭設于滑桿外端，所述橫行電機設于滑桿上與外焊機頭相對的另一端，且橫行電機上設有一橫行齒輪與橫向齒條相哨合。通過本方案的外焊裝置，使得外焊機頭的位置可以根據需要進行調節，而且使得外焊機頭在位移調節過程中能夠平穩的進行調節。作為優選，支撐托架包括安裝支架、支撐輪，所述安裝支架底部設有滾輪且滾輪可沿著第一導軌滾動，所述安裝支架上設有兩條相互平行的第三導軌且第三導軌與第一導軌相垂直；第三導軌的兩端部位于兩第三導軌之間設有固定板，所述第三導軌上可滑動的設有兩塊第二安裝板，第二安裝板底面上位于兩第三導軌之間設有連接座；所述連接座與固定板之間通過與第三導軌相平行的螺桿相連接，且螺桿的端部穿過固定板并位于固定板外側；所述螺桿上位于固定板內外兩側面處設有限位塊，且螺桿可旋轉的設置在固定板上，螺桿與連接座通過螺紋連接；兩第二安裝板上分別設有兩塊平行的支撐板且支撐板平行于第三導軌，所述兩第二安裝板上的支撐板的相對兩側邊為傾斜邊，傾斜邊上由下往上至少設有兩個缺口 ；所述支撐輪上設有轉軸且支撐輪可繞轉軸轉動，轉軸設置在缺口內，支撐輪設于兩支撐板之間。本方案的支撐托架可以在上、下、左、右四個方向上對置于支撐托架上的鋼管進行 調節，以滿足各種型號尺寸不同的鋼管能置于支撐托架上進行加工。作為優選，法蘭固定模板的外側面上設有至少三條徑向設置的導向槽且導向槽呈圓周均勻分布，導向槽為工字槽，所述導向槽內設有滑座，滑座包括呈T字形的上滑塊及下滑塊，上滑塊設于工字槽上部，下滑塊設于工字槽下部，所述上、下滑塊通過螺栓連接；所述上滑塊頂面上設有用于連接法蘭的螺孔。通過本方案結構，可以使各種不同型號的法蘭固定在法蘭固定模板的滑座上，以提高焊接裝置的適用范圍。作為優選，水平移動裝置包括齒輪齒條結構及平移電機；所述齒條設置在工作平臺上，并與第一導軌相平行；所述平移電機固定設置在第一安裝板上，所述齒輪與平移電機的轉子相連接。通過平移電機帶動齒輪轉動并配合齒條使第一安裝板可以沿著第一導軌移動。另一方面，將平移電機安裝在第一安裝板上還有利于維修。作為優選，包括整圓模具，整圓模具包括兩塊對稱設置的半圓形抱箍，兩抱箍的兩端通過螺栓連接。通過本方案的整圓模具不僅可以對鋼管的兩端進行矯圓，保證焊接時鋼管與法蘭中心對正；重要的是，本方案的整圓模具在鋼管與法蘭焊接過程中，可以一直安裝在鋼管的端部，保證鋼管的圓度；避免鋼管端部在矯圓后，由于殘余應力的作用下，在鋼管與法蘭焊接過程中，鋼管發生形變致使焊接質量降低，影響鋼管與法蘭的焊接強度。一種鋼管與法蘭拼接加工一體機的加工工藝，包括以下步驟第一，將鋼管吊運到支撐托架上，將法蘭固定在第一焊接裝置上的法蘭固定模板上；第二，通過支撐托架調節鋼管位置，使鋼管與法蘭對正；并通過點焊連接鋼管與法
ΛΑ--，第三，通過驅動電機帶動法蘭與鋼管轉動，通過第一焊接裝置的內焊裝置和外焊裝置對鋼管與法蘭的內、外側面的環形縫隙進行焊接；第四，待第三步驟中的鋼管與法蘭的焊縫冷卻、收縮后，通過鋼管切割裝置對鋼管進行定長切割；第五，將另一法蘭固定在第二焊接裝置上的法蘭固定模板上，通過水平移動裝置推動第一安裝板，將固定第二焊接裝置上的法蘭固定模板上的法蘭與鋼管的端部對接，并通過點焊連接鋼管與法蘭；[0024]第六，通過驅動電機帶動法蘭與鋼管轉動，通過第二焊接裝置的內焊裝置和外焊裝置對鋼管與法蘭的內、外側面的環形縫隙進行焊接；第七，進行焊渣清理，并對焊接質量進行檢測。本方案的加工工藝具有以下優點其一，對鋼管與法蘭焊接后的長度尺寸的精度控制可以提高為原來的一倍，這是由于在第四步加工中，待鋼管與法蘭的焊縫相對冷卻、收縮后，再通過鋼管切割裝置對鋼管進行定長切割；這樣可以消除該端鋼管與法蘭焊接后，由于焊接收縮而造成的偏差。其二，由于對鋼管與法蘭采用內、外雙面的埋弧焊的焊接方式，焊縫的坡口就無需開設角度，與被連接件對接時不需刻意留出焊縫間隙而直接頂接。在一定的厚度范圍內，由于焊接熔敷量大而免去了層間清根的工作，大大提高焊接速度和質量。其三，提高了工作效率，降低了勞動強度、提高了工作效率，這是由于鋼管的定長切割及鋼管與法蘭的焊接拼裝都在同一工作平臺上完成。本實用新型的有益效果是其一，可提高制造精度及生產效率，并降低勞動強度。其二，極大的提高了鋼管與法蘭連接焊縫的質量。其三，鋼管與法蘭拼接加工一體機的散熱效果好、使用壽命長，工件加工質量穩定。

圖I是本實用新型的一種結構示意圖。圖2是本實用新型的第一焊接裝置處的一種結構示意圖。圖3是圖2中A處的一種局部放大結構示意圖。圖4是本實用新型的推動裝置處的一種結構示意圖。圖5是本實用新型的法蘭固定模板的一種結構示意圖。圖6是本實用新型的滑座處的一種局部剖面結構示意圖。圖7是本實用新型的支撐托架處的一種結構示意圖。圖8是本實用新型的支撐托架的側視圖。圖9是本實用新型的水平移動裝置處的一種結構示意圖。圖10是本實用新型的鋼管切割裝置處的一種結構示意圖。圖11是本實用新型的角度架處的一種結構示意圖。圖中工作平臺I、第一焊接裝置2、第二焊接裝置3、第一導軌4、第一安裝板5、支撐托架6、鋼管切割裝置7、整圓模具8、鋼管9、法蘭10、內焊裝置11、主動輪12、從動輪13、連接模板14、法蘭固定模板15、支撐座16、連通孔17、驅動電機18、內焊機頭19、立柱20、橫梁21、橫行電機22、升降電機23、滑桿24、外焊機頭25、基準模板26、固定模板27、銅墊28、第二環形凹槽29、隔板30、第二導軌31、焊機座32、第二絲桿螺母機構33、軸承座34、內焊電機35、導向槽36、滑座37、上滑塊38、下滑塊39、安裝支架40、滾輪41、第三導軌42、第二安裝板43、支撐板44、缺口 45、支撐輪46、螺桿47、連接座48、固定板49、平移電機50、齒輪51、齒條52、縱向進刀旋桿53、橫向進刀旋桿54、刀架滾輪55、車刀架56、角度架57、加強板58、外焊裝置59。
具體實施方式

以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述實施例I :如圖I所示，一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，包括工作平臺1，設置在工作平臺I上用于支持鋼管的支撐托架6。所述工作平臺I 一端設有第一焊接裝置2。工作平臺I頂面上設有由第一焊接裝置2處延伸至工作平臺另一端的第一導軌4。第一導軌4上可滑動的設有第一安裝板5。所述工作平臺I與第一安裝板5之間設有用于推移第一安裝板的水平移動裝置。第一安裝板5上設有第二焊接裝置3。所述第一焊接裝置2和第二焊接裝置3上設有法蘭固定模板15且兩法蘭固定模板相對設置。所述第一焊接裝置2與第二焊接裝置3之間設有可沿第一導軌移動的鋼管切割裝置7。如圖2所示，第一焊接裝置2包括內焊裝置11、外焊裝置59、驅動電機18、齒輪傳 動機構、連接模板14及設置在工作平臺上的具有圓形通孔的支撐座16。內焊裝置和外焊裝置的焊機為埋弧焊焊機。如圖2、圖3所示，所述連接模板14呈圓形并可繞圓形通孔軸線轉動的設于圓形通孔內。具體說是，圓形通孔的側壁上設有與圓形通孔同軸的第一環形凹槽，第一環形凹槽內設有四個呈凹字形的銅墊28且銅墊呈周向均勻分布。所述連接模板14設于第一環形凹槽內并與銅墊28相配合；且與銅墊28相接處的連接模板14的外圓環面及兩側面上均設有第二環形凹槽29。各第二環形凹槽29內設有若干呈周向均勻分布的隔板30，且隔板的頂面位于第二環形凹槽開口的下方。由于第一環形凹槽內設有呈凹字形的銅墊28，且連接模板14與銅墊28相配合；當連接模板14在轉動的過程中，不僅可以減小摩擦面積；更重要的是，由于銅墊28的設置使得連接模板14在轉動的過程中，銅墊28與銅墊28之間會在第一環形凹槽形成一個散熱通道與外界連通，加快連接模板的轉動過程中的散熱，提高使用壽命。同時，第二環形凹槽29的設置不僅可以減小了連接模板與銅墊的接觸面積；更重要的是，第二環形凹槽29直接連通了相鄰兩銅墊之間的散熱通道，使連接模板與銅墊之間產生的摩擦熱得以快速的散發。如圖3所示，上述的支撐座16包括基準模板26及固定模板27，所述基準模板及固定模板的中部設有圓形通孔，且基準模板26 —側面上位于圓形通孔邊緣處設有向內凹陷的下凹臺階，所述固定模板27通過螺栓固定在基準模板26的下凹臺階的開口端所在的側面上。所述基準模板的下凹臺階配合固定模板形成第一環形凹槽。如圖2所示，齒輪傳動機構的主動輪12與驅動電機18相連接，從動輪13與連接模板14同軸的設置在連接模板14側面上。所述法蘭固定模板15與從動輪13相對的設于連接模板14的另一側面上。所述從動輪13、連接模板14及法蘭固定模板15的中部均設有連通孔17且各連通孔相連通。如圖2、圖4所示，第一焊接裝置2的內焊裝置11包括內焊機頭19、設置在工作平臺I上的第二導軌31，可滑動的設置在第二導軌上的焊機座32及用于推移焊機座的推動裝置。推動裝置包括第二絲桿螺母機構33、軸承座34及內焊電機35。所述軸承座34設置于工作平臺I上，第二絲桿螺母機構33的絲桿一端可轉動的設于軸承座34內。焊機座32與螺母相連接。內焊電機35通過聯軸器與絲桿連接。所述內焊機頭19設于焊機座32上。所述第二導軌31與從動輪13位于連接模板14的同一側，且第二導軌沿著連接模板的軸線方向延伸設置。所述內焊機頭19可沿著第二導軌31伸入連通孔17內。上述推動裝置還可以設置為包括齒輪齒條結構、電機，所述齒條沿著第二導軌23設置；所述電機設于焊機座24上，所述齒輪設于電機上并與齒條相嚙合。上述推動裝置還可以由氣缸或油缸代替。如圖2所示，第一焊接裝置2的外焊裝置59包括升降電機23、橫行電機22、外焊機頭25、設置在工作平臺I上的立柱20及設置在立柱上的橫梁21。所述立柱20 —側面上設有兩條相互平行的縱向導軌，所述兩縱向導軌之間設有一縱向設置的第一絲桿螺母機構。所述升降電機23設于立柱20頂部并與第一絲桿螺母機構的絲桿相連接。所述橫梁22可滑動的設于縱向導軌上并通過螺栓與第一絲桿螺母機構的螺母相連接。所述橫梁21的一側面上設有橫向凹槽，該橫向凹槽的兩側面上分別設有一橫向導槽；該橫向凹槽的底部設有橫向齒條；一橫截面呈T字形的滑桿24可滑動的設于橫向凹槽內并與橫向導槽相配合。所述外焊機頭25設于滑桿24外端，所述橫行電機22設于滑桿24上與外焊機頭相對 的另一端，且橫行電機22上設有一橫行齒輪與橫向齒條相嚙合。第二焊接裝置3包括內焊裝置、外焊裝置、連接模板及設置在工作平臺上的具有圓形通孔的支撐座。內焊裝置和外焊裝置的焊機為埋弧焊焊機。所述連接模板呈圓形并可繞圓形通孔軸線轉動的設于圓形通孔內，具體說是，圓形通孔的側壁上設有與圓形通孔同軸的第一環形凹槽，第一環形凹槽內設有四個呈凹字形的銅墊且銅墊呈周向均勻分布。所述連接模板設于第一環形凹槽內并與銅墊相配合；且與銅墊相接處的連接模板的外圓環面及兩側面上均設有第二環形凹槽。各第二環形凹槽內設有若干呈周向均勻分布的隔板，且隔板的頂面位于第二環形凹槽開口的下方。法蘭固定模板設于連接模板的側面上。所述連接模板及法蘭固定模板的中部均設有連通孔且兩連通孔相連通。第二焊接裝置的內焊裝置包括設置在第一安裝板上的第二導軌，可滑動的設置在第二導軌上的焊機座及用于推移焊機座的推動裝置。推動裝置包括第二絲桿螺母機構、軸承座及內焊電機。所述軸承座設置于第一安裝板上。第二焊接裝置的內焊裝置的其余結構參照第一焊接裝置的內焊裝置。第二焊接裝置的外焊裝置包括設置在第一安裝板上的立柱。第二焊接裝置的外焊裝置的其余結構參照第一焊接裝置的外焊裝置。如圖5、圖6所不,法蘭固定模板15的外側面上設有八條徑向設置的導向槽36且導向槽呈圓周均勻分布。導向槽36為工字槽。所述導向槽36內設有滑座37。滑座37包括呈T字形的上滑塊38及下滑塊39。上滑塊38設于工字槽上部，下滑塊39設于工字槽下部，所述上、下滑塊通過螺栓連接。所述上滑塊38頂面上設有用于連接法蘭的螺孔。如圖7、圖8所示，支撐托架6包括安裝支架40、支撐輪46。所述安裝支架40底部設有滾輪41且滾輪可沿著第一導軌4滾動。所述安裝支架40上設有兩條相互平行的第三導軌42且第三導軌42與第一導軌4相垂直。第三導軌的兩端部位于兩第三導軌之間設有固定板49。所述第三導軌42上可滑動的設有兩塊第二安裝板43。第二安裝板43底面上位于兩第三導軌42之間設有連接座48。所述連接座48與固定板49之間通過與第三導軌42相平行的螺桿47相連接，且螺桿47的端部穿過固定板49并位于固定板外側。所述螺桿47上位于固定板49內外兩側面處設有限位塊，且螺桿47可旋轉的設置在固定板上。螺桿47與連接座48通過螺紋連接。兩第二安裝板43上分別設有兩塊平行的支撐板44且支撐板平行于第三導軌。所述兩第二安裝板43上的支撐板44的相對兩側邊為傾斜邊，傾斜邊上由下往上設有三個缺口 45。所述支撐輪46上設有轉軸且支撐輪可繞轉軸轉動，轉軸設置在缺口 45內，支撐輪46設于兩支撐板44之間。通過支撐托架6可以在上、下、左、右四個方向上對置于支撐托架上的鋼管9進行調節。如圖7所示，通過旋轉螺桿47來推動連接座48移動，進而推動第二安裝板43及其上的支撐板44和支撐輪46移動 ；上置于支撐輪46上的鋼管9的位置作上下調節。通過旋轉左右兩根螺桿47，來調節兩支撐輪46左右方向上的位置，進而對鋼管9的位置作左右調節。如圖9所示,水平移動裝置包括齒輪齒條結構及平移電機50。所述齒條52設置在工作平臺I上，并與第一導軌4相平行。所述平移電機固定設置在第一安裝板5上，所述齒輪51與平移電機50的轉子相連接。上述水平移動裝置還可以設置為包括絲桿螺母機構、軸承座及內焊電機。所述軸承座設置于工作平臺上，絲桿螺母機構的絲桿一端可轉動的設于軸承座內。第一安裝板與絲桿螺母機構的螺母相連接。電機通過聯軸器與絲桿連接。上述水平移動裝置還可以設置為包括帶輪傳動機構，連接件，電機。所述帶輪傳動機構沿著第一導軌方向設置，電機通過聯軸器與與帶輪連接。所述連接件連接帶輪傳動機構的皮帶與第一安裝板。如圖10所示，鋼管切割裝置7包括車刀架56、設置在車刀架底部的刀架滾輪55及車刀。所述車刀架上設有縱向進刀旋桿53，橫向進刀旋桿54。車刀架56通過刀架滾輪可沿著第一導軌4移動。上述鋼管切割裝置7還可以設置為包括刀架、設置在車刀架底部的刀架滾輪，刀架通過刀架滾輪可沿著第一導軌移動。刀架上設有電機及銑刀，電機通過聯軸器與銑刀相連接。所述刀架上設有推動電機和銑刀作縱向移動的縱向進刀旋桿，以及推動電機和銑刀作橫向移動的橫向進刀旋桿。上述鋼管切割裝置7還可以設置為包括刀架、設置在車刀架底部的刀架滾輪，刀架通過刀架滾輪可沿著第一導軌移動。所述刀架上設有激光切割器或鐳射切割器。如圖11所示，為了提高鋼管與法蘭的連接強度，工作平臺I的頂面上還設有角度架57，角度架57通過螺栓固定在工作平臺上。角度架57的頂面為傾斜面。傾斜面上用于放置加強板58，加強板58通過焊接固定在鋼管與法蘭上，用于加加強鋼管與法蘭的連接強度。本實施例的一種鋼管與法蘭拼接加工一體機的具體加工工藝，包括以下步驟第一，將鋼管9吊運到支撐托架6上，將法蘭10固定在第一焊接裝置I上的法蘭固定模板15上。第二，通過支撐托架6調節鋼管位置，使鋼管與法蘭對正；并通過點焊連接鋼管與
法蘭；第三，通過驅動電機帶動法蘭與鋼管轉動，通過第一焊接裝置的內焊裝置和外焊裝置對鋼管與法蘭的內、外側面的環形縫隙進行焊接。具體的焊接過程可以通過如下步驟完成，將第一焊接裝置的外焊裝置的外焊機頭25對準鋼管與法蘭外側面的連接縫，并通過推動裝置使內焊裝置的內焊機頭19對準鋼管與法蘭內側面的連接縫；通過驅動電機18配合齒輪傳動機構的主、從動輪帶動連接模板14及法蘭固定模板15轉動，從而帶動法蘭與鋼管轉動，在法蘭與鋼管轉動的同時，外焊裝置59的外焊機與內焊裝置11的內焊機工作。當法蘭與鋼管轉動一周，即完成一個法蘭與鋼管的焊接。當然第一焊接裝置的內焊裝置和外焊裝置也可以分別對鋼管與法蘭的內、外側面的環形縫隙進行焊接。第四，待第三步驟中的鋼管與法蘭的焊縫冷卻、收縮后，通過鋼管切割裝置7對鋼管進行定長切割；這樣可以消除該端鋼管9與法蘭10焊接后，由于焊接收縮而造成的偏差。對鋼管與法蘭焊接后的長度尺寸的精度控制可以提高為原來的一倍。第五，將另一法蘭10固定在第二焊接裝置3上的法蘭固定模板15上，通過水平移動裝置推動第一安裝板5，將固定第二焊接裝置上的法蘭固定模板上的法蘭10與鋼管9的端部對接，并通過點焊連接鋼管與法蘭。第六，通過驅動電機18帶動法蘭與鋼管轉動，通過第二焊接裝置的內焊裝置和外焊裝置對鋼管與法蘭的內、外側面的環形縫隙進行焊接，法蘭與鋼管轉動一周即完成 焊接。具體的焊接過程可以通過如下步驟完成，將第二焊接裝置3外焊裝置的外焊機頭對準鋼管與法蘭外側面的連接縫，并通過推動裝置使內焊裝置的內焊機頭19對準鋼管與法蘭內側面的連接縫；接著，通過驅動電機18通過齒輪傳動機構的主、從動輪帶動連接模板I及法蘭固定模板I轉動，從而帶動法蘭與鋼管轉動，在法蘭與鋼管轉動的同時，外焊裝置59的外焊機與內焊裝置11的內焊機工作。當法蘭與鋼管轉動一周，即完成一個法蘭與鋼管的焊接。當然第二焊接裝置的內焊裝置和外焊裝置也可以分別對鋼管與法蘭的內、外側面的環形縫隙進行焊接。第七，進行焊渣清理，并對焊接質量進行檢測。至此完成鋼管與法蘭的拼接加工過程。當然，制作者可以根具需要，在鋼管與法蘭外側面的連接處，通過設置加強板58并通過焊接固定在鋼管與法蘭上，用于加加強鋼管與法蘭的連接強度。本實用新型的鋼管與法蘭拼接加工一體機，將鋼管的定長切割及鋼管與法蘭的焊接拼裝都在同一臺機臺上完成，這樣不僅降低了勞動強度、提高了生產效率，而且將大型的切割機與焊接拼裝平臺結合為一體，可以極大地降低設備的投入成本，進而降低鋼管與法蘭的拼接加工的生產成本。實施例2，如圖I所示，一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，包括整圓模具8。整圓模具8包括兩塊對稱設置的半圓形抱箍，兩抱箍的兩端通過螺栓連接。本實施例其余結構參照實施例I。本實施例的一種鋼管與法蘭拼接加工一體機的具體加工工藝與實施例I中的加工工藝相比，其不同之處在于在鋼管與法蘭焊接前，具體說是在鋼管與法蘭點焊連接前，先通過整圓模具對鋼管端部進行矯圓，并且整圓模具在完成鋼管端部的矯圓后，整圓模具保留在鋼管端部上直至鋼管與法蘭完成內、外側面的焊接并相對冷卻后，再將整圓模具拆除。現有技術中鋼管的矯圓，通常是在專門的矯圓設備上進行矯圓；在完成矯圓將鋼管從矯圓設備上拆卸；并將矯圓后鋼管吊裝焊接平臺上進行焊接。然而在鋼管端部矯圓后通常會有殘余應力存在，這些殘余應力在鋼管處于常溫狀態下時是不會發生作用到，即常溫狀態下整圓后的鋼管不會產生形變；但在焊接過程中由于鋼管受熱，這些殘余應力就會發生作用使鋼管產生形變。因此，在鋼管與法蘭焊接過程中，由于殘余應力的作用，鋼管會發生形變致使焊接質量降低，影響鋼管與法蘭的焊接強度。本實施例中由于整圓模具8的設置，并且鋼管與法蘭焊接過程中，整圓模具保留在鋼管端部上，因此可以保證了鋼管的圓度，使焊縫質量達到一級焊縫質量標準，并提高焊接質量穩定性。
權利要求1.一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，包括工作平臺(1)，設置在工作平臺上用于支持鋼管的支撐托架(6)，其特征是，所述工作平臺一端設有第一焊接裝置(2)，工作平臺頂面上設有由第一焊接裝置處延伸至工作平臺另一端的第一導軌(4)，第一導軌上可滑動的設有第一安裝板(5)，所述工作平臺與第一安裝板之間設有用于推移第一安裝板的水平移動裝置；第一安裝板上設有第二焊接裝置(3);所述第一焊接裝置和第二焊接裝置上設有法蘭固定模板(15)且兩法蘭固定模板相對設置；所述第一焊接裝置與第二焊接裝置之間設有可沿第一導軌移動的鋼管切割裝置(7)。
2.根據權利要求I所述的一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，其特征是，所述第一焊接裝置(I)包括內焊裝置(11)、外焊裝置(59)、驅動電機(18)、齒輪傳動機構、連接模板(14)及設置在工作平臺上的具有圓形通孔的支撐座(16)，所述連接模板(14)呈圓形并可繞圓形通孔軸線轉動的設于圓形通孔內，所述齒輪傳動機構的主動輪(12)與驅動電機相連接，從動輪(13)與連接模板同軸的設置在連接模板(14)側面上；所述法蘭固定模板(15)與從動輪相對的設于連接模板的另一側面上；所述從動輪、連接模板及法蘭固定模板的中部均設有連通孔(17)且各連通孔相連通；所述內焊裝置包括內焊機頭(19)、設置在工作平臺上的第二導軌(31)，可滑動的設置在第二導軌上的焊機座(32)及用于推移焊機座的推動裝置，所述內焊機頭設于焊機座上，所述第二導軌(31)與從動輪(13)位于連接模板(14)的同一側，且第二導軌沿著連接模板的軸線方向延伸設置；所述內焊機頭可沿著第二導軌伸入連通孔內。
3.根據權利要求2所述的一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，其特征是，所述圓形通孔的側壁上設有與圓形通孔同軸的第一環形凹槽，第一環形凹槽內至少設有三個呈凹字形的銅墊(28)且銅墊呈周向均勻分布；所述連接模板(14)設于第一環形凹槽內并與銅墊相配合，且與銅墊(28)相接處的連接模板(14)的外圓環面及兩側面上均設有至少一個第二環形凹槽(29)。
4.根據權利要求I或2或3所述的一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，其特征是，所述第二焊接裝置包括內焊裝置、外焊裝置、連接模板及設置在工作平臺上的具有圓形通孔的支撐座，所述連接模板呈圓形并可繞圓形通孔軸線轉動的設于圓形通孔內，法蘭固定模板設于連接模板的側面上；所述連接模板及法蘭固定模板的中部均設有連通孔且兩連通孔相連通；所述內焊裝置包括內焊機頭、設置在第一安裝板上的第二導軌，可滑動的設置在第二導軌上的焊機座及用于推移焊機座的推動裝置，所述內焊機頭設于焊機座上，第二導軌沿著連接模板的軸線方向延伸設置；所述內焊機頭可沿著第二導軌伸入連通孔內。
5.根據權利要求2或3所述的一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，其特征是，所述外焊裝置(59)包括升降電機(23)、橫行電機(22)、外焊機頭(25)、設置在工作平臺上的立柱(20)及設置在立柱上的橫梁(21)，所述立柱(20)—側面上設有兩條相互平行的縱向導軌，所述兩縱向導軌之間設有一縱向設置的第一絲桿螺母機構，所述升降電機(23)設于立柱頂部并與第一絲桿螺母機構的絲桿相連接；所述橫梁(21)可滑動的設于縱向導軌上并通過螺栓與第一絲桿螺母機構的螺母相連接；所述橫梁(21)的一側面上設有橫向凹槽，該橫向凹槽的兩側面上分別設有一橫向導槽，該橫向凹槽的底部設有橫向齒條；一橫截面呈T字形的滑桿(24)可滑動的設于橫向凹槽內并與橫向導槽相配合；所述外焊機頭(25)設于滑桿外端，所述橫行電機設于滑桿上與外焊機頭相對的另一端，且橫行電機上設有一橫行齒輪與橫向齒條相哨合。
6.根據權利要求I所述的一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，其特征是，支撐托架(6)包括安裝支架(40 )、支撐輪(46 )，所述安裝支架(40 )底部設有滾輪(41)且滾輪可沿著第一導軌(4)滾動，所述安裝支架上設有兩條相互平行的第三導軌(42)且第三導軌與第一導軌相垂直；第三導軌的兩端部位于兩第三導軌之間設有固定板(49)，所述第三導軌上可滑動的設有兩塊第二安裝板(43)，第二安裝板底面上位于兩第三導軌之間設有連接座(48);所述連接座與固定板之間通過與第三導軌相平行的螺桿(47)相連接，且螺桿的端部穿過固定板并位于固定板外側；所述螺桿上位于固定板內外兩側面處設有限位塊，且螺桿可旋轉的設置在固定板上，螺桿與連接座通過螺紋連接；兩第二安裝板(43)上分別設有兩塊平行的支撐板(44)且支撐板平行于第三導軌，所述兩第二安裝板(43)上的支撐板(44)的相對兩側邊為傾斜邊，傾斜邊上由下往上至少設有兩個缺口(45);所述支撐輪上設有轉軸且支撐輪可繞轉軸轉動，轉軸設置在缺口內，支撐輪(46 )設于兩支撐板(44 )之間。
7.根據權利要求I或2或3或6所述的一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，其特征是，法蘭固定模板(15)的外側面上設有至少三條徑向設置的導向槽(36)且導向槽呈圓周均勻分布，導向槽為工字槽，所述導向槽內設有滑座(37)，滑座包括呈T字形的上滑塊(38)及下滑塊(39)，上滑塊設于工字槽上部，下滑塊設于工字槽下部，所述上、下滑塊通過螺栓連接；所述上滑塊頂面上設有用于連接法蘭的螺孔。
8.根據權利要求I或2或3或6所述的一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，其特征是，水平移動裝置包括齒輪齒條結構及平移電機(50);所述齒條(52)設置在工作平臺(I)上并與第一導軌(4)相平行；所述平移電機固定設置在第一安裝板(5)上，所述齒輪(52)與平移電機的轉子相連接。
9.根據權利要求I或2或3或6所述的一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，其特征是，包括整圓模具(8)，整圓模具包括兩塊對稱設置的半圓形抱箍，兩抱箍的兩端通過螺栓連接。
專利摘要本實用新型公開了一種鋼管與法蘭拼接加工一體機，旨在提供一種可提高制造精度及生產效率，并降低勞動強度；同時鋼管與法蘭焊接質量好的鋼管與法蘭拼接加工一體機。它包括工作平臺，設置在工作平臺上用于支持鋼管的支撐托架，所述工作平臺一端設有第一焊接裝置，工作平臺頂面上設有延伸至工作平臺另一端的第一導軌，第一導軌上可滑動的設有第一安裝板，第一安裝板上設有第二焊接裝置；所述第一焊接裝置和第二焊接裝置上設有法蘭固定模板。
文檔編號B23P23/00GK202684504SQ20122023573
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者戴剛平, 王洪 申請人:戴剛平