一種管線鋼環形焊縫攪拌摩擦焊接機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于管線鋼焊接加工技術領域，特別是涉及一種管線鋼環形焊縫攪拌摩擦焊接機構。
【背景技術】
[0002]現階段，作為石油、天然氣重要輸送方式之一的油氣管線運輸，具有不可取代的優勢，同時還具有很高的運輸經濟性和高效性，與傳統的油輪和天然氣運輸船相比，幾乎不受氣候條件的影響。而油氣管線的核心載體便是管線鋼，隨著經濟的不斷發展，人們對油氣運輸的要求也在不斷提高。在建的油氣管線普遍采用了大口徑的管線鋼進行鋪設，同時還要滿足高壓輸送要求，這便對管線鋼的性能提出了更高要求。由于油氣管線大多鋪設于人煙稀少的偏遠地區，不但氣候惡劣且地質地貌條件復雜，因此就要求管線鋼必須具有更高的低溫韌性和韌脆轉變特性。
[0003]迄今為止，無論是管線鋼的制管階段，還是油氣管線的鋪設階段，管線鋼的焊接都是采用傳統的熔焊方式，而傳統的熔焊方式具有較高的熱輸入，這就不可避免的造成了焊縫及近縫區金屬的嚴重粗化和脆化，同時還會伴有裂紋、氣孔、偏析等缺陷，隨著管線鋼強度的提高，焊接接頭性能的惡化尤其嚴重。另外，由于高熱輸入導致的晶界偏析，還容易使焊接接頭耐腐蝕性能的嚴重下降，為了減輕焊接接頭晶粒粗大現象，管線鋼焊接時普遍采用低熱輸入量，而低熱輸入量及焊接時多次預熱和緩冷將嚴重降低油氣管線的鋪設效率，進而成為制約油氣管線建設的重要因素之一。
[0004]因此，亟需找到一種全新的管線鋼焊接方法，能夠有效提高管線鋼的焊接效率，提高焊接接頭的性能。
【發明內容】
[0005]針對現有技術存在的問題，本發明提供一種管線鋼環形焊縫攪拌摩擦焊接機構，能夠有效提高管線鋼的焊接效率，同時提高焊接接頭的性能，并有效縮短油氣管線的建設周期。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:一種管線鋼環形焊縫攪拌摩擦焊接機構，包括底座、主夾緊支撐座、副夾緊支撐座、攪拌摩擦焊機、回轉架、焊機安裝升降板、回轉架驅動組件及焊機安裝升降板驅動組件，管線鋼通過主夾緊支撐座及副夾緊支撐座裝夾定位；
[0007]所述主夾緊支撐座包括第一立柱和第一夾頭，所述第一夾頭包括第一下夾頭和第一上夾頭，所述第一立柱設置在底座上，第一下夾頭固定設置在第一立柱頂端，第一下夾頭與第一上夾頭通過鉸接方式相連，在第一上夾頭與第一立柱之間設置有第一開合驅動缸，第一夾頭的開啟及閉合均通過第一開合驅動缸控制；
[0008]所述第一夾頭閉合時整體呈圓柱筒型結構，管線鋼通過第一夾頭的內表面夾緊定位，在第一夾頭的外表面沿周向設置有圓環形的軌道；在所述回轉架上安裝有若干導輪，回轉架通過導輪安裝在軌道上；所述回轉架通過回轉架驅動組件與第一夾頭之間進行360度回轉配合；
[0009]所述攪拌摩擦焊機設置在焊機安裝升降板上，攪拌摩擦焊機的攪拌頭與管線鋼的環形焊縫相對應；所述焊機安裝升降板安裝在回轉架上，焊機安裝升降板通過焊機安裝升降板驅動組件與回轉架之間進行升降配合；
[0010]所述副夾緊支撐座布置于主夾緊支撐座側部，副夾緊支撐座包括第二立柱和第二夾頭，所述第二夾頭包括第二下夾頭和第二上夾頭，所述第二立柱設置在底座上，第二下夾頭固定設置在第二立柱頂端，第二下夾頭與第二上夾頭通過鉸接方式相連，在第二上夾頭與第二立柱之間設置有第二開合驅動缸，第二夾頭的開啟與閉合均通過第二開合驅動缸控制。
[0011]所述回轉架驅動組件包括外齒圈、回轉驅動齒輪及回轉驅動電機，所述外齒圈與軌道同軸心設置，且外齒圈固裝在軌道側部；所述回轉驅動電機固裝在回轉架上，所述回轉驅動齒輪固定套裝在回轉驅動電機的電機軸上，且回轉驅動齒輪與外齒圈相嚙合。
[0012]所述焊機安裝升降板驅動組件包括升降驅動齒條、升降驅動齒輪、升降驅動電機、升降導軌及升降導向滑塊，所述升降驅動齒條及升降導軌平行安裝在焊機安裝升降板下部，且升降驅動齒條及升降導軌與攪拌摩擦焊機的攪拌頭旋轉中心線相平行；所述升降驅動電機固裝在回轉架上，所述升降驅動齒輪固定套裝在升降驅動電機的電機軸上，且升降驅動齒輪與升降驅動齒條相嚙合；所述升降導向滑塊固裝在回轉架上，且升降導向滑塊與升降導軌滑動配合。
[0013]所述副夾緊支撐座設有多套，多套副夾緊支撐座分別適配不同管徑的管線鋼。
[0014]在所述第一下夾頭、第一上夾頭的內表面還配裝有調整墊板。
[0015]在所述底座下部還配裝有可調支腿。
[0016]所述攪拌摩擦焊機還配裝有惰性氣體保護設備。
[0017]在所述第一下夾頭和第一上夾頭之間、第二下夾頭和第二上夾頭之間均設置有鎖緊螺栓。
[0018]本發明的有益效果:
[0019]本發明與現有技術相比，摒棄了傳統的熔焊方式，轉而采用了攪拌摩擦焊方式，具有較小的熱輸入量，能夠有效避免焊縫熱影響區晶粒的嚴重粗化，還可避免在傳統熔焊過程中因熔池凝固產生的裂紋、氣孔、偏析等缺陷。為了將攪拌摩擦焊方式成功應用于管線鋼焊接，本發明提供了一種具有全新結構的攪拌摩擦焊接機構，能夠使機構內攪拌摩擦焊機輕松完成管線鋼環形焊縫的焊接，并獲得具有高強韌性的焊接接頭。本發明與傳統的熔焊方式相比，有效提高了管線鋼的焊接效率，且有效縮短了油氣管線的建設周期。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的一種管線鋼環形焊縫攪拌摩擦焊接機構結構示意圖；
[0021]圖2為圖1的左視圖；
[0022]圖3為圖1的俯視圖；
[0023]圖4為圖1中A-A剖視圖；
[0024]圖5為圖4中B-B剖視圖；
[0025]圖6為本發明的主夾緊支撐座(開啟狀態)與回轉架、焊機安裝板、攪拌摩擦焊機的結構不意圖；
[0026]圖7為本發明的副夾緊支撐座(開啟狀態)結構示意圖；
[0027]圖中，I一底座，2—主夾緊支撐座，3—副夾緊支撐座，4一攪拌摩擦焊機，5—回轉架，6—焊機安裝升降板，7—管線鋼，8—第一立柱，9一第一下夾頭，10—第一上夾頭，11 一第一開合驅動缸，12—第二立柱，13—第二下夾頭，14 一第二上夾頭，15—第二開合驅動缸，16—軌道，17—導輪，18—外齒圈，19—回轉驅動齒輪，20—回轉驅動電機，21—升降驅動齒條，22一升降驅動齒輪，23—升降驅動電機，24一升降導軌，25一升降導向滑塊，26一調整墊板。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。
[0029]如圖1?7所示，一種管線鋼環形焊縫攪拌摩擦焊接機構，包括底座1、主夾緊支撐座2、副夾緊支撐座3、攪拌摩擦焊機4、回轉架5、焊機安裝升降板6、回轉架驅動組件及焊機安裝升降板驅動組件，管線鋼7通過主夾緊支撐座2及副夾緊支撐座3裝夾定位；
[0030]所述主夾緊支撐座2包括第一立柱8和第一夾頭，所述第一夾頭包括第一下夾頭9和第一上夾頭10，所述第一立柱8設置在底座I上，第一下夾頭9固定設置在第一立柱8頂端，第一下夾頭9與第一上夾頭10通過鉸接方式相連，在第一上夾頭10與第一立柱8之間設置有第一開合驅動缸11，第一夾頭的開啟及閉合均通過第一開合驅動缸11控制；
[0031 ] 所述第一夾頭閉合時整體呈圓柱筒型結構，管線鋼7通過第一夾頭的內表面夾緊定位，在第一夾頭的外表面沿周向設置有圓環形的軌道16 ;在所述回轉架5上安裝有若干導輪17，回轉架5通過導輪17安裝在軌道16上；所述回轉架5通過回轉架驅動組件與第一夾頭之間進行360度回轉配合；
[0032]所述攪拌摩擦焊機4設置在焊機安裝升降板6上，攪拌摩擦焊機4的攪拌頭與管線鋼7的環形焊縫相對應；所述焊機安裝升降板6安裝在回轉架5上，焊機安裝升降板6通過焊機安裝升降板驅動組件與回轉架5之間進行升降配合；
[0033]所述副夾緊支撐座3布置于主夾緊支撐座2側部，副夾緊支撐座3包括第二立柱12和第二夾頭，所述第二夾頭包括第二下夾頭13和第二上夾頭14，所述第二立柱12設置在底座I上，第二下夾頭13固定設置在第二立柱12頂端，第二下夾頭13與第二上夾頭14通過鉸接方式相連，在第二上夾頭14與第二立柱12之間設置有第二開合驅動缸15，第二夾頭的開啟與閉合均通過第二開合驅動缸15控制。
[0034]所述回轉架驅動組件包括外齒圈18、回轉驅動齒輪19及回轉驅動電機20，所述外齒圈18與軌道16同軸心設置，且外齒圈18固裝