管型件內壁堆焊設備及其控制方法與流程

本發明涉及堆焊設備領域，具體而言涉及一種管型件內壁堆焊設備及其控制方法。

背景技術：

在電力、冶金、礦山、建材等行業，當采用管道輸送灰渣、煤粉、礦精粉、混凝土漿等物料時，輸送管道內壁不僅承受嚴重的磨損，有時還要承受較大的壓力，在這種工況條件下，普通鋼管極易磨損破裂，使用壽命短，而且所需要的鋼管尺寸較長。

通常情況下，為了節約成本，所述鋼管通常采用兩塊直板堆疊，其中外層板為不銹鋼板，內層板為耐磨板焊接后通過旋轉、卷壓，使之形成圓筒狀，對形成卷取后的圓筒通過焊接使之成為無縫鋼管，但是所述無縫鋼管的焊接到鋼板的厚度和無縫鋼管的內徑的限制，當無縫鋼管厚度較大，而無縫鋼管的內徑較小時，無縫鋼管無法卷取，不能達到使用要求。

為了適應上述工作條件，目前一種切實有效的辦法是在普通碳素鋼管內壁堆焊耐磨層，從而生產出一種高耐磨復合輸送管道，這種輸送管道使用范圍廣，需求量大，如果采用手工焊接，不僅生產效率低，工作條件差，而且堆焊質量無法保證，當管道直徑相對較小時，焊工根本無法進入管道內進行堆焊作業，且管道的長度較長時，焊工無法達到所需要的焊接空間，造成輸送管道的長度不能滿足使用需求。

采用以上技術方案實現輸送管道的制造，由于輸送管道的長度較長，焊縫的質量無法得到及時的檢測，通常會產生焊縫質量實際不滿足條件的輸送管道進入使用；或者在焊接完成后，通過質量檢測部門的檢測，將不符合條件的輸送管道送入原加工地點再次焊接；若輸送管道的焊縫無法進行修復，則將此根輸送管道報廢，造成了加工材料和生產時間上的浪費。

技術實現要素：

本發明目的在于提供一種能夠實行管型件內壁耐磨材料的自動焊接，且能夠對焊接完成的管型件進行質量檢測的管型件內壁堆焊設備及控制方法。

本發明的上述目的通過獨立權利要求的技術特征實現，從屬權利要求以另選或有利的方式發展獨立權利要求的技術特征。

為達成上述目的，本發明提出一種一種管型件內壁堆焊設備，其特征在于，所述設備包括控制單元、行走單元、管型件夾持單元、管型件堆焊單元、焊縫質量檢測單元，其中：

管件夾持單元，用于固定管型件并可使管型件能夠繞管型件的軸心線做旋轉運動；

管型件堆焊單元，用于實現對管型件內壁的可靠堆焊；

焊縫質量檢測單元，用于對完成堆焊的管型件內壁的焊縫質量檢測；

所述管型件堆焊單元和焊縫質量檢測單元均設置于支撐架上，所述支撐架可旋轉的安裝在行走單元上；

行走單元，用于靠近或遠離所述管型件；

控制單元，用于控制行走單元的運行速度和管型件夾持單元的運行速度使安裝在行走單元上的管型件堆焊單元對管型件內壁被可靠堆焊；

其中，若焊縫質量檢測單元檢測到管型件內壁焊縫質量不合格，則將相關的焊縫質量不合格位置處坐標發送給控制單元，焊縫質量檢測完成后，控制單元控制管型件堆焊單元對焊縫不合格位置處進行再次焊接，使之達到焊縫質量。

進一步地，前述的行走單元包括底架和安裝在底架上的行走架，其中，

所述底架由兩根橫梁和至少兩根側邊固定連接組成；

所述行走架包括設置在底架上的軌道、支撐部組成，所述支撐部與所述軌道相配合用于使安裝在行走架上的管型件堆焊單元和焊縫質量檢測單元能夠遠離或靠近管型件。

進一步地，前述的支撐架包括旋轉部、固定部，其中，

所述固定部設置于所述行走架上，所述旋轉部通過轉軸與所述固定部相連接，所述轉軸與設置于行走架上的驅動電機相連接。

進一步地，前述的固定部的任意兩側邊上分別設置有調節管型件堆焊單元、焊縫質量檢測單元相對地面高度的高度調節裝置，所述高度調節裝置上均設置有夾持部，所述夾持部用于固定管型件堆焊單元和焊縫質量檢測單元。

進一步地，前述的管型件堆焊單元設置于所述夾持部內，且所述管型件堆焊單元的兩端均伸出所述夾持部，管型件堆焊單元的一端設置有可收縮的焊槍，所述焊槍上設置有送絲機構；管型件堆焊單元的另一端連接有送絲架，所述送絲架與夾持部之間設置有光滑段，所述光滑段上設置有使焊槍保持平衡的平衡塊。

進一步地，前述的管件夾持單元包括支撐裝置、鎖緊裝置、驅動裝置，其中，

所述支撐裝置固定設置于行走裝置上；

所述鎖緊裝置用于夾持管型件；

所述驅動裝置通過軸連接鎖緊裝置，驅動裝置用于驅動所述鎖緊裝置，并使安裝在鎖緊裝置上的管型件繞管型件的軸心線旋轉。

進一步地，前述的管型件內壁堆焊設備還設置有管型件支撐架，所述支撐架可移動的設置于所述行走裝置上。

進一步地，前述的焊縫質量檢測單元為超聲波檢測裝置。

進一步地，前述的焊縫質量檢測單元為射線檢測裝置。

本發明的另一方面提出一種管型件內壁堆焊設備的控制方法，該方法包括：

固定管型件并可使管型件能夠繞管型件的軸心線做旋轉運動；

用于實現對管型件內壁的可靠堆焊；

用于對完成堆焊的管型件內壁的焊縫質量檢測；

所述管型件堆焊單元和焊縫質量檢測單元均設置于支撐架上，所述支撐架可旋轉的安裝在行走單元上；

行走單元使管型件堆焊單元或焊縫質量檢測單元靠近或遠離所述管型件；

控制行走單元的運行速度和管型件夾持單元的運行速度使安裝在行走單元上的管型件堆焊單元對管型件內壁被可靠堆焊；

其中，若焊縫質量檢測單元檢測到管型件內壁焊縫質量不符合要求，則焊縫質量檢測單元將焊縫質量不合格位置處的坐標發送給控制單元，控制單元焊縫質量檢測完成后，控制單元控制管型件堆焊單元對焊縫不合格位置處進行再次焊接，使之達到焊縫質量。

由以上技術方案可知，本發明提供的管型件內壁堆焊設備的優點是：

1、采用本發明的管型件內壁堆焊設備加工的輸送管路代替了傳統平板堆焊后進行卷板焊接的管類，能夠滿足不同的使用工況下對管路的不同需求。

2、采用本發明的管型件內壁堆焊設備后能夠對管型件的內壁堆焊各種耐磨材料，且該設備能夠滿足管型件長度過長和/或管型件內徑過小的情形人工不能進行焊接的情況。

3、采用自動控制的方式實現管型件內壁耐磨材料的自動焊接，焊層均勻、晶粒細化，焊接質量得到滿足。

4、本發明的設備能夠實現對不可接頭的管件的一次性堆焊。

5、本發明的設備對焊接完成后的管型件內壁的耐磨材料進行質量檢測，避免了通常情況下需要將焊接完成的管型件送到質量部門進行檢測，若檢測不合格需要再次焊接或直接報廢的情況，提高了工作效率。

應當理解，前述構思以及在下面更加詳細地描述的額外構思的所有組合只要在這樣的構思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發明主題的一部分。另外，所要求保護的主題的所有組合都被視為本公開的發明主題的一部分。

結合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發明教導的前述和其他方面、實施例和特征。本發明的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據本發明教導的具體實施方式的實踐中得知。

附圖說明

附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標記。現在，將通過例子并參考附圖來描述本發明的各個方面的實施例，其中：

圖1是本發明的管型件內壁堆焊設備的結構示意圖。

具體實施方式

為了更了解本發明的技術內容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。

在本公開中參照附圖來描述本發明的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本發明的所有方面。應當理解，上面介紹的多種構思和實施例，以及下面更加詳細地描述的那些構思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本發明所公開的構思和實施例并不限于任何實施方式。另外，本發明公開的一些方面可以單獨使用，或者與本發明公開的其他方面的任何適當組合來使用。

如圖1所示，本發明提出的一種管型件內壁堆焊設備，所述設備包括控制單元1、行走單元2、管型件夾持單元、管型件堆焊單元10、焊縫質量檢測單元11，其中：管件夾持單元，用于固定管型件14并可使管型件14能夠繞管型件的軸心線做旋轉運動；管型件堆焊單元10，用于實現對管型件內壁的可靠堆焊；焊縫質量檢測單元11，用于對完成堆焊的管型件14內壁的焊縫質量檢測；所述管型件堆焊單元10和焊縫質量檢測單元11均設置于支撐架上，所述支撐架可旋轉的安裝在行走單元2上；行走單元2，用于靠近或遠離所述管型件14；控制單元1，用于控制行走單元2的運行速度和管型件夾持單元的運行速度使安裝在行走單元2上的管型件堆焊單元10管型件14內壁被可靠堆焊。

其中，若焊縫質量檢測單元11檢測到管型件14內壁焊縫質量不合格，則將相關的焊縫質量不合格位置處坐標發送給控制單元1，焊縫質量檢測完成后，控制單元1控制管型件堆焊單元10對焊縫不合格位置處進行再次焊接，使之達到焊縫質量。

其中當焊縫質量檢測單元11檢測到堆焊后的焊縫層存在沙眼、縮孔、較大面積的空洞或較深的裂紋時，焊縫質量檢測單元11記錄相關的位置參數，并將之傳送給控制單元1，控制單元1根據所采集到的數據，調用管型件堆焊單元10對相關位置出進行再次焊接，使焊接完成后的管型件不存在沙眼、縮孔、較大面積的空洞或較深的裂紋，提高了管型件的使用壽命。

管型件夾持單元包括夾持管型件14的夾持部，連接夾持部和驅動電機的旋轉軸5，所述旋轉軸5通過底盤3固定，所述底盤3固定設置于行走單元2上。

進一步的實施例中，所述行走單元2包括底架和安裝在底架上的行走架，其中，所述底架由兩根橫梁和至少兩根側邊固定連接組成；所述行走架包括設置在底架上的軌道、支撐部組成，所述支撐部與所述軌道相配合用于使安裝在行走架上的管型件堆焊單元10和焊縫質量檢測單元11能夠遠離或靠近管型件。

其中行走架除本發明公開的軌道和支撐部相配合的方式外還可以通過齒輪齒條相嚙合的方式實現行走架的移動，使之滿足使用需求。

進一步的實施例中，所述支撐架包括旋轉部8、固定部9，其中，所述固定部8設置于所述行走架上，所述旋轉部8通過轉軸與所述固定部9相連接，所述轉軸與設置于行走架上的驅動電機相連接。

進一步的實施例中，所述固定部9的任意兩側邊上分別設置有調節管型件堆焊單元10、焊縫質量檢測單元11相對地面高度的高度調節裝置，所述高度調節裝置上均設置有夾持部15，所述夾持部15用于固定管型件堆焊單元10和焊縫質量檢測單元11。

其中，所述固定部9為方型管件，所述高度調節裝置包括夾持部15和在夾持部背面相對設置的升降臺，所述升降臺為安裝在方型管件的絲杠，所述夾持部的背面設置有與所述絲杠相配合的滑塊，夾持部的尺寸與焊縫質量檢測單元和管型件堆焊單元的尺寸相配合。

高度調節裝置相對固定部的運動可以采用自動控制方案，即所述夾持部通過電機驅動，使絲杠旋轉，同時高度調節裝置也可以采用齒輪齒條相配合的方式實現高度的調節。

進一步的方案中，管型件堆焊單元10設置于所述夾持部15內，且所述管型件堆焊單元10的兩端均伸出所述夾持部15，管型件堆焊單元10的一端設置有可收縮的焊槍，所述焊槍上設置有送絲機構；管型件堆焊單元10的另一端連接有送絲架13，所述送絲架13與夾持部15之間設置有光滑段，所述光滑段上設置有使焊槍保持平衡的平衡塊12。

焊槍為中空狀管件，焊絲通過焊槍的中空狀管件送到焊槍的前端，焊槍的前端設置有焊炬。

同時本方案中還可設置有氣體保護裝置，氣體保護裝置的送氣管道通過中空狀管件將保護氣體輸送到焊槍的前端，同時也可以采用將氣體保護裝置和焊絲輸送機構放置于中空狀管件的外部。

進一步的實施例，所述管件夾持單元包括支撐裝置、鎖緊裝置、驅動裝置，其中，所述支撐裝置固定設置于行走裝置上；所述鎖緊裝置用于夾持管型件；所述驅動裝置通過軸連接鎖緊裝置，驅動裝置用于驅動所述鎖緊裝置，并使安裝在鎖緊裝置上的管型件14繞管型件14的軸心線旋轉。

進一步的實施例中，所述管型件14內壁堆焊設備還設置有管型件支撐架7，所述管型件支撐架7可移動的設置于所述行走裝置上，所述管型件支撐架7主要適用于當管型件長度較長的情況下支撐管型件14，避免出現管型件14不在同一直線范圍內，不能可靠的焊接的情況。

管型件支撐架7可調節高度，管型件支撐架7為Y型，其中Y型管型支撐架7的直線端一端設置于行走裝置2上，Y型管型支撐架7的另一端與管型件相接觸，用于支撐管型件14。

管型件支撐架7為可收縮的管件，所述可收縮的管件之間通過螺紋件實現連接。

當管型件14長度較短時，管型件支撐架7可以通過行走單元上的軌道移動到

進一步的實施例中，所述焊縫質量檢測單元11為超聲波檢測裝置或射線檢測裝置。

一種管型件內壁堆焊設備的控制方法，該方法包括：固定管型件14并可使管型件14能夠繞管型件14的軸心線做旋轉運動；用于實現對管型件14內壁的可靠堆焊；用于對完成堆焊的管型件14內壁的焊縫質量檢測；所述管型件堆焊單元10和焊縫質量檢測單元11均設置于支撐架上，所述支撐架可旋轉的安裝在行走單元2上；行走單元2使管型件堆焊單元10或焊縫質量檢測單元11靠近或遠離所述管型件14；控制行走單元2的運行速度和管型件夾持單元的運行速度使安裝在行走單元2上的管型件堆焊單元10對管型件14內壁被可靠堆焊；

其中，若焊縫質量檢測單元11檢測到管型件14內壁焊縫質量不符合要求，則焊縫質量檢測單元11將焊縫質量不合格位置處的坐標發送給控制單元1，焊縫質量檢測完成后，控制單元1控制管型件堆焊單元10對焊縫不合格位置處進行再次焊接，使之達到焊縫質量。

管型件內壁堆焊設備的通過如下方法和步驟實現管型件的堆焊和焊縫質量檢測：

將管型件通過夾持部固定于管型件夾持單元上，調節高度調節裝置，使固定部9上設置的管型件堆焊單元10的焊槍的軸心線相對地面的高度比管型件的靠近地面的內壁相對地面的高度高1.5厘米，便于對管型件14的內壁進行堆焊。

按下操作按鈕，驅動電機帶動旋轉軸5旋轉，夾持部上設置的管型件14旋轉，帶動使管型件夾持單元管型件夾持單元包括夾持管型件14的夾持部，連接夾持部和驅動電機的旋轉軸5，所述旋轉軸5通過底盤3固定，所述底盤3固定設置于行走單元2上。當驅動電機旋轉10秒后，控制單元控制行走單元2，使安裝在行走單元2上的管型件堆焊單元10靠近管型件14，管型件14旋轉，管型件堆焊單元10對管型件14內壁堆焊，當管型件14內壁的直徑段堆焊完成后控制單元1使管型件堆焊單元10向遠離管型件方向移動，其中管型件14移動。