一種多功能板板焊接模擬試驗裝置的制作方法

本發明涉及一種工程管材焊接技術領域，具體涉及一種多功能板板焊接模擬試驗裝置。

背景技術：
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隨著石油行業的技術發展，對高品質的石油管道需求日趨強烈，需要對不同鋼級、不同材質板材的焊接工藝以及可焊性進行試驗研究，從而得到性能更加優良的石油管材。

目前，國內焊接實驗裝置的焊接工藝基本上是埋弧焊接，針對石油管材如連續油管及套管的高頻焊接工藝是無法在實驗室實現模擬的，同時也無法實現焊接速度、開口角、擠壓力的檢測與調節。

而現有制管企業生產線進行的大量焊接試驗，在調試過程中不僅增加了生產原料的消耗和試制的準備時間，而且增加了試驗設備的維護保養費用等，增加生產成本。

技術實現要素：
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為了克服上述缺點，本發明的目的是提供一種多功能板板焊接模擬試驗裝置，實現石油管材在不同材質下焊接速度、開口角、擠壓力的檢測與調節；模擬新產品開發中焊接工藝和試驗材料的可焊性研究，縮短產品研發周期，降低試驗成本。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種多功能板板焊接模擬試驗裝置，包括一組雙頭拆卷機、拉送輥、七輥矯平機、一組鋼帶雙側刨邊機、鋼帶自動對中輥、遞送輥道、活套遞送入料輥、活套出料輥、開口角調控裝置、擠壓焊接裝置、保壓輥、拉送輥、剪切裝置和下料臺架；按照試驗工藝順序，各設備擺放順序入下雙頭拆卷機、拉送輥、七輥矯平機、一組鋼帶雙側刨邊機、鋼帶自動對中輥、遞送輥道、活套遞送入料輥、活套出料輥、開口角調控裝置、擠壓焊接裝置、保壓輥、拉送輥、剪切裝置和下料臺架。

本發明的有益效果：

1、采用本發明的多功能板板焊接模擬試驗裝置不僅可以對高頻焊管生產機組進行模擬，而且可以對各種帶鋼新材料的可焊性試驗進行模擬。

2、本發明的開口角調控裝置通過前調整輥和后調整輥相互配合完成開口角的調整，擠壓焊接裝置包括前擠壓輥、中擠壓輥和后擠壓輥，這樣可對不同材質、不同規格尺寸的帶鋼進行開口角、擠壓力及傾角的的檢測與調節。

3、采用本發明的多功能板板焊焊接模擬試驗裝置模擬生產焊接工藝技術，可以提高生產線調整焊接工藝參數的效率，降低調試過程中對生產原料的消耗，節約生產成本，縮短產品研發周期。

附圖說明：

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。

圖1為多功能板板焊接模擬試驗裝置結構示意圖；

圖2為開口角調整裝置主視圖；

圖3為開口角調整裝置俯視圖；

圖4為擠壓焊接裝置主視圖；

圖5為擠壓焊接裝置俯視圖；

附圖標記說明：1-雙頭拆卷機、2-拉送輥、3-七輥矯平機、4-鋼帶雙側刨邊機、5-鋼帶自動對中輥、6-遞送輥道、7-活套遞送入料輥、8-活套出料輥、9-開口角調控裝置、10-擠壓焊接裝置、11-保壓輥、12-拉送輥、13-鋼帶剪切裝置、14-下料臺架、15-被焊鋼帶、16-前調整輥、17-后調整輥、18-夾輥、19-底座、20-調節絲杠、21-電動機構、22-駝峰裝置、23-調整輥、24-框架、25-電動絲杠、26-擠壓輥、27-底座、28-升降絲杠、29-橫向絲杠、30-擠壓輥、31-立輥、32-底座、33-絲杠、34-前擠壓輥、35-中擠壓輥、36-后擠壓輥、37-底座、38-飼服驅動裝置、39-壓輥、40-側輥、41-輥架、42-力傳感器、43-角度調節絲杠、44-耐高溫塑料保護罩、45-不銹鋼氣網。

具體實施方式：

如圖1所示的一種多功能板板焊焊接模擬試驗裝置包括一組雙頭拆卷機1、拉送輥2、七輥矯平機3、一組鋼帶雙側刨邊機4、鋼帶自動對中輥5、遞送輥道6、活套遞送入料輥7、活套出料輥8、開口角調控裝置9、擠壓焊接裝置10、保壓輥11、拉送輥12、鋼帶剪切裝置13、下料臺架14。

拆卷機1將兩條被焊鋼帶15進行拆卷，通過拉送輥2將拆卷機1拆開的帶狀鋼帶進入七輥矯平機3進行矯平；嬌平后鋼帶通過拉送輥2將鋼帶送入到刨邊機4，刨邊機4根據鋼帶寬度進行調整完成對被加工鋼帶15的銑邊及銑切焊接坡口，通過拉送輥2將刨完后的鋼帶先后送入鋼帶自動對中輥5，防止鋼帶15偏離中心，之后進入遞送輥道6，通過遞送輥道6將鋼帶15送到活套遞送入料輥7與活套出料輥8使鋼帶15自然松弛實現活套功能，之后鋼帶15進入開口角調整裝置6與將兩條鋼帶15分開完成開口角的調整；通過送輥道6將鋼帶15送入擠壓焊接裝置10對鋼帶進行高頻焊接、TIG焊、MIG焊等焊接方式，焊接后鋼帶15經過保壓輥11進行焊縫保壓，繼成型機組后鋼帶通過拉送輥12將鋼帶15拉出，鋼帶15拉出后進入剪切裝置13裝置將鋼帶15切斷后進入下料臺架。

如圖2所示的開口角調控裝置9由前調整輥16與后調整輥17組成。前調整輥包括夾輥18、底座19、調節絲杠20及電動機構21。夾輥18與底座19相連，底座19與調節絲杠20相連接，通過電動調節絲杠寬度調整完成開口角的初調節。后調整輥包括駝峰裝置22、調整輥23、框架24、電動絲杠25，駝峰裝置22、調整輥23與框架相連，電動絲杠25與駝峰裝置22相連。駝峰裝置22包括擠壓輥26、底座27、升降絲杠28、橫向絲杠29，擠壓輥26與底座27相連，升降絲杠28、橫向絲杠29固定與底座27；調整輥包括擠壓輥30、立輥31、底座32及絲杠33，立輥31為固定式與底座32相連，擠壓輥30與絲杠33相連，絲杠33與底座32相連。

如圖3所示的上述的焊接裝置，包括前擠壓輥34、中擠壓輥35及后擠壓輥36，每組擠壓輥裝置均由底座37、飼服驅動裝置38、壓輥39、側輥40、輥架41、力傳感器42、角度調節絲杠43、耐高溫塑料保護罩44、不銹鋼氣網45。側輥40與壓輥39相連固定在輥架41上，輥架41與底座37相連，飼服驅動裝置38與輥架41相連，力傳感器42安裝在輥架41上并與側輥40相連，飼服驅動裝置38固定在輥架41，角度調節絲杠43與輥架41相連固定在底座37底部，耐高溫塑料保護罩44固定在中擠壓輥35及后擠壓輥36的輥架41上，不銹鋼氣網45固定在壓輥39底部。

試驗的具體步驟如下：

(1)上料：由掛吊工配合天車工將存放在原料堆放區的鋼帶卷分別給雙頭開卷機的兩側上各吊放一卷。

(2)拆卷：啟動拆卷機鏟刀鏟開鋼帶卷料頭并將其導/送入待料狀態的矯平機夾送輥。

(3)矯平：夾送輥壓下后往矯平機送料，同時啟動矯平機，可反復緩慢調整矯平輥的壓下量，直到送出矯平機的鋼帶目視平整度符合實驗要求。

(3)刨邊：由刨邊機對每條鋼帶的兩邊緣進行刨削。

(4)開口角調整：開口角調整輥將鋼帶夾緊，開口角測量設備采用開口角測量儀，固定在后開口角調整輥上，測量數據通過上位機傳輸到開口角調整輥的飼服驅動裝置上，伺服驅動裝置驅動絲杠移動，前調整輥與后調整輥相互配合，使開口角滿足要求。當鋼帶的鋼級高或者壁厚較厚時，可以調整駝峰的與調整輥的距離，降低鋼帶由于相交而帶來的應力。

(5)傾斜度調整：前擠壓輥、中擠壓輥及后擠壓輥同時夾住鋼帶，上位機將參數傳輸給飼服驅動裝置，飼服驅動裝置調整通過角度調整絲杠調整輥角度實現傾斜度調整。

(6)焊接區域保護氣氛：當焊接需要保護氣時，可將耐高溫塑料保護罩固定在中擠壓輥及后擠壓輥之間，將整個區域完全覆蓋，保護氣體氣體由鋼帶下部的不銹鋼氣網實現氣體的填充，焊機機頭深入進保護罩內實現焊接。

(7)下料：焊接后的鋼帶由后夾送輥拉行并切斷下料。

根據需要可實現：模擬鋼帶開口角在2°～10°之間變化時的焊接質量；模擬鋼帶可實現開傾斜度：0°～－10°之間變化時的焊接質量；焊接區域內可實現保護氣氛，如氬氣、氮氣、氦氣單一氣體、兩種或三種氣

以上所述，僅為本發明的較佳具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，對于熟悉本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定專利保護范圍。