一種海工裝備樁腿的預(yù)熱焊接裝置及其預(yù)熱焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海工裝備樁腿的預(yù)熱焊接裝置，包括焊接系統(tǒng)和底座平臺，焊接系統(tǒng)包括用于套設(shè)在樁腿外周的筒狀結(jié)構(gòu)的電磁加熱裝置，電磁加熱裝置的周向布置有感應(yīng)線圈，電磁加熱裝置的筒壁上設(shè)有開口槽且外壁設(shè)有自動焊接裝置；底座平臺設(shè)有用于驅(qū)動電磁加熱裝置相對樁腿旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置以及用于支撐電磁加熱裝置的導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)，底座平臺可相對樁腿滑移。本發(fā)明采用電磁感應(yīng)加熱方式對樁腿進行預(yù)熱，可以加熱不同形狀、直徑的樁腿，通用性強，加熱效率高，樁腿不存在內(nèi)外溫差的問題。本發(fā)明將電磁加熱裝置和自動焊接裝置進行旋轉(zhuǎn)，更為簡單便捷，提高了焊接效率和焊接質(zhì)量。本發(fā)明還公開了一種海工裝備樁腿的預(yù)熱焊接方法。
【專利說明】
一種海工裝備樁腿的預(yù)熱焊接裝置及其預(yù)熱焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海洋工程裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接裝置及其預(yù)熱焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著地球陸地上資源的日益枯竭，人們將目光轉(zhuǎn)向了蘊藏著豐富能源的海洋，開發(fā)海洋資源已成為世界各國的迫在眉睫的重要課題。因此，用于開發(fā)海洋資源的各種裝備應(yīng)運而生。為了開發(fā)海上風(fēng)能資源，制造了風(fēng)機安裝船，專門用于海上風(fēng)機的安裝與維修；為了開發(fā)海洋油氣資源，制造了鉆井平臺來開采油氣。對于上述兩種海洋工程裝備，在其制造過程中，粧腿的預(yù)熱焊接是一個關(guān)鍵技術(shù)問題。
[0003]由于粧腿外形尺寸、重量都非常大，給焊接操作帶來很大的不便，粧腿所使用的超高強度鋼，碳當(dāng)量高，厚度大，焊縫和熱影響區(qū)的淬硬傾向和冷裂敏感性較大，并且厚度越大，冷卻速度越快，熱影響區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織，易產(chǎn)生裂紋。因此，在焊接前必須對粧腿進行預(yù)熱，從而降低冷卻速度，減少應(yīng)力，防止裂紋的產(chǎn)生。
[0004]中國專利(CN102699589A)提供了一種風(fēng)電安裝船圓形粧腿預(yù)熱焊接裝置及其預(yù)熱焊接方法。預(yù)熱裝置主要包括兩個可移動的半圓形支架，兩個半圓形支架相對放置，組合成用于預(yù)熱粧腿外表面的支架，每個半圓形支架內(nèi)側(cè)安裝有外陶瓷加熱片，兩個外陶瓷加熱片中間設(shè)有用于安裝在粧腿內(nèi)側(cè)的內(nèi)陶瓷加熱片，用于預(yù)熱粧腿外表面的支架前部設(shè)有用于驅(qū)動粧腿的轉(zhuǎn)動裝置。預(yù)熱方法主要包括根據(jù)粧腿焊縫的位置，合攏兩個半圓形支架，使得兩個半圓形支架在焊縫兩側(cè)對稱布置，且兩個外陶瓷加熱片貼在粧腿外表面上。接著通過溫控柜控制兩個外陶瓷加熱片和內(nèi)加熱片的預(yù)熱溫度，并將焊接的預(yù)熱溫度控制在所要求的溫度之內(nèi)，且為了保證預(yù)熱作用將層間溫度保持在預(yù)熱溫度之上，但不高于焊接的最大溫度。在均勻預(yù)熱后，通過對稱布置的摩擦輪、減速箱、電動機以及底架組成的驅(qū)動粧腿的轉(zhuǎn)動裝置，兩個摩擦輪以相同的速度驅(qū)動粧腿轉(zhuǎn)動，實施連續(xù)焊接作業(yè)。
[0005]上述方案與目前的技術(shù)相比，雖然使得預(yù)熱焊接過程更加方便、快捷，提高了焊接效率和焊接質(zhì)量，但是上述方案也存在如下缺陷:
[0006]I)該裝置僅適用于某一特定直徑的圓形粧腿的預(yù)熱焊接，對于其他形狀的粧腿則不適用，對于不同直徑的粧腿，又要重新設(shè)計制作裝置。因此，該裝置的應(yīng)用具有很大的局限性。
[0007]2)該預(yù)熱裝置采用的是表面熱傳導(dǎo)的方式，雖然對粧腿內(nèi)外表面均進行加熱，但是由于粧腿鋼板較厚，鋼板內(nèi)部溫度不易測量，因此，加熱時間難以把握，如果加熱時間不足，會造成鋼板表面溫度達到要求，而內(nèi)部溫度卻仍然較低的情況，影響預(yù)熱質(zhì)量和焊接質(zhì)量，如果加熱時間太長，又浪費能源。
[0008]3)該方法的焊縫在粧腿的頂端，需要到頂端位置進行焊接，給操作帶來了很大的不便，有一定的安全隱患。
[0009]另外，現(xiàn)有技術(shù)中將粧腿旋轉(zhuǎn)，每段粧腿的質(zhì)量很大，旋轉(zhuǎn)不便，特別是已焊接的粧腿有很多段時，質(zhì)量更大，導(dǎo)致更加不便于旋轉(zhuǎn)。與此同時，當(dāng)粧腿旋轉(zhuǎn)時，之前已焊接的焊縫處可能還未牢固就受到扭轉(zhuǎn)力矩的作用，從而使粧腿內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力及裂紋，影響焊接質(zhì)量。
[0010]因此，如何提供一種通用性強且能提高粧腿的預(yù)熱效果和焊接效率的預(yù)熱焊接裝置，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011 ]有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接裝置，該預(yù)熱焊接裝置可以進一步提高預(yù)熱效果和焊接質(zhì)量以及工作效率，且能夠適用不同形狀和一定范圍內(nèi)直徑的粧腿。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種預(yù)熱焊接方法。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0013]—種海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接裝置，包括:
[0014]焊接系統(tǒng)，包括用于套設(shè)在粧腿外周的筒狀結(jié)構(gòu)的電磁加熱裝置，所述電磁加熱裝置的周向布置有感應(yīng)線圈，所述電磁加熱裝置的筒壁上設(shè)有開口槽且外壁設(shè)有自動焊接裝置；
[0015]底座平臺，所述底座平臺設(shè)有用于驅(qū)動所述電磁加熱裝置相對所述粧腿旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置以及用于支撐所述電磁加熱裝置的導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)，所述底座平臺可相對所述粧腿滑移。
[0016]優(yōu)選地，在上述預(yù)熱焊接裝置中，所述焊接系統(tǒng)還包括用于監(jiān)測所述粧腿溫度的測溫傳感器。
[0017]優(yōu)選地，在上述預(yù)熱焊接裝置中，還包括控制系統(tǒng)，所述測溫傳感器、所述電磁加熱裝置和所述自動焊接裝置均連接于所述控制系統(tǒng)。
[0018]優(yōu)選地，在上述預(yù)熱焊接裝置中，所述驅(qū)動裝置為電動機，所述電動機連接于所述控制系統(tǒng)。
[0019]優(yōu)選地，在上述預(yù)熱焊接裝置中，所述電動機通過減速器驅(qū)動所述電磁加熱裝置旋轉(zhuǎn)，所述電磁加熱裝置為圓筒形結(jié)構(gòu)，所述電磁加熱裝置的一端外周為臺階狀的支撐圓柱面且另一端外周為與所述減速器輸出端齒輪嚙合的外齒輪，所述導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)包括用于支撐所述支撐圓柱面的兩個導(dǎo)輪以及用于支撐并嚙合所述外齒輪的從動齒輪。
[0020]優(yōu)選地，在上述預(yù)熱焊接裝置中，所述電磁加熱裝置還設(shè)置有位于所述感應(yīng)線圈內(nèi)圈的絕緣隔熱層。
[0021]優(yōu)選地，在上述預(yù)熱焊接裝置中，所述底座平臺設(shè)置有用于控制所述底座平臺升降的液壓座腿。
[0022]優(yōu)選地，在上述預(yù)熱焊接裝置中，所述底座平臺下方設(shè)有沿所述粧腿長度方向延伸的導(dǎo)軌，所述底座平臺可滑移地設(shè)置于所述導(dǎo)軌上。
[0023]優(yōu)選地，在上述預(yù)熱焊接裝置中，所述底座平臺的底部設(shè)置有與所述導(dǎo)軌滑動配合的輪對，所述底座平臺還設(shè)置有制動裝置。
[0024]本發(fā)明提供的海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接裝置，包括焊接系統(tǒng)和底座平臺，焊接系統(tǒng)包括用于套設(shè)在粧腿外周的筒狀結(jié)構(gòu)的電磁加熱裝置，電磁加熱裝置的周向布置有感應(yīng)線圈，電磁加熱裝置的筒壁上設(shè)有開口槽且外壁設(shè)有自動焊接裝置;底座平臺設(shè)有用于驅(qū)動電磁加熱裝置相對粧腿旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置以及用于支撐電磁加熱裝置的導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)，底座平臺可相對粧腿滑移。
[0025]應(yīng)用該預(yù)熱焊接裝置時，首先將待焊接的兩段粧腿固定在預(yù)定位置，移動底座平臺使電磁加熱裝置套設(shè)在粧腿外周，將開口槽對應(yīng)在焊縫處，然后，將感應(yīng)線圈通電以對粧腿進行加熱，并監(jiān)測粧腿的溫度，當(dāng)粧腿溫度達到焊接要求時，利用自動焊接裝置對開口槽處暴露的焊縫進行焊接，同時，利用驅(qū)動裝置驅(qū)動電磁加熱裝置轉(zhuǎn)動，當(dāng)電磁加熱裝置轉(zhuǎn)動一周后，即完成一次焊接工作，此時停止自動焊接裝置和驅(qū)動裝置，同時減小感應(yīng)線圈的電流以使粧腿逐漸冷卻。將底座平臺連同電磁加熱裝置相對粧腿移動至下一個焊縫處，即可開始下一次焊接工作。
[0026]可見，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0027]I)本發(fā)明采用的是電磁感應(yīng)加熱而不是表面熱傳導(dǎo)的方式，所以，可以加熱不同形狀、不同直徑的粧腿，通用性較強。
[0028]2)本發(fā)明采用的電磁感應(yīng)加熱方式要比表面熱傳導(dǎo)加熱方式更快，而且自身基本不會發(fā)熱，加熱效率更高。同時，采用電磁感應(yīng)加熱的方式使得粧腿內(nèi)部產(chǎn)生電流，從而使得粧腿內(nèi)部和表面整體進行加熱，所以，粧腿不存在內(nèi)外溫差的問題。
[0029]3)本發(fā)明是將加熱裝置和焊接裝置進行旋轉(zhuǎn)，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的粧腿旋轉(zhuǎn)而言，更為簡單便捷，且提高了焊接質(zhì)量。
[0030]4)本發(fā)明采用自動焊接裝置取代手工焊，提高了焊接效率，自動化程度高。焊接完一處焊縫后，只需要將裝置移動到下一焊縫處，然后固定，即可進行焊接工作，十分方便。
[0031]本發(fā)明還提供了一種海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接方法，包括以下步驟:
[0032]設(shè)置工裝，將待焊接的兩段粧腿固定在預(yù)定位置，在粧腿外周套設(shè)由底座平臺支撐的筒狀結(jié)構(gòu)的電磁加熱裝置，電磁加熱裝置的周向布置有感應(yīng)線圈，電磁加熱裝置的筒壁設(shè)有開口槽，將開口槽對應(yīng)在兩段粧腿的焊縫處；
[0033]預(yù)熱粧腿，將感應(yīng)線圈通電以對粧腿進行加熱，并監(jiān)測粧腿的溫度；
[0034]焊接粧腿，當(dāng)粧腿溫度達到焊接要求時，利用自動焊接裝置對開口槽處暴露的焊縫進行焊接，同時，利用驅(qū)動裝置驅(qū)動電磁加熱裝置相對粧腿旋轉(zhuǎn)，自動焊接裝置跟隨電磁加熱裝置轉(zhuǎn)動焊接一周后便完成一次焊接工作，然后，停止自動焊接裝置和驅(qū)動裝置，同時減小感應(yīng)線圈的電流，使粧腿逐漸冷卻，最后，將底座平臺連同電磁加熱裝置移動至下一個焊縫處進行預(yù)熱焊接。
[0035]上述預(yù)熱焊接方法產(chǎn)生的有益效果的推導(dǎo)過程與上述海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接裝置帶來的有益效果的推導(dǎo)過程大體類似，故本文不再贅述。
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本發(fā)明具體實施例中的預(yù)熱焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為本發(fā)明具體實施例中的電磁加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖1和圖2中:
[0040]1-粧腿、2-電磁加熱裝置、3-導(dǎo)輪、4-底座平臺、5-液壓座腿、6_輪對、7_制動裝置、8-總電源裝置、9-減速器、10-導(dǎo)軌、11-電動機、12-計算機系統(tǒng)、13-外齒輪、14-測溫傳感器、15-開口槽、16-自動焊接裝置、17-支撐圓柱面、18-感應(yīng)線圈、19-絕緣隔熱層。
【具體實施方式】
[0041]本發(fā)明的核心在于提供一種海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接裝置及其預(yù)熱焊接方法，用于進一步提高預(yù)熱效果和焊接質(zhì)量以及工作效率，且能夠適用不同形狀和一定范圍內(nèi)直徑的粧腿。
[0042]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0043]請參照圖1和圖2，圖1為本發(fā)明具體實施例中的預(yù)熱焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明具體實施例中的電磁加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]在一種具體實施例方案中，本發(fā)明提供一種海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接裝置，該預(yù)熱焊接裝置包括焊接系統(tǒng)和底座平臺4，其中，焊接系統(tǒng)包括用于套設(shè)在粧腿I外周的筒狀結(jié)構(gòu)的電磁加熱裝置2，電磁加熱裝置2的周向布置有感應(yīng)線圈18，電磁加熱裝置2的筒壁上設(shè)有開口槽15且外壁設(shè)有自動焊接裝置16;底座平臺4設(shè)有用于驅(qū)動電磁加熱裝置2相對粧腿I旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置以及用于支撐電磁加熱裝置2的導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)，底座平臺4可相對粧腿I滑移。
[0045]應(yīng)用該預(yù)熱焊接裝置時，首先將待焊接的兩段粧腿I固定在預(yù)定位置，移動底座平臺4使電磁加熱裝置2套設(shè)在粧腿I外周，將開口槽15對應(yīng)在焊縫處，然后，將感應(yīng)線圈18通電以對粧腿I進行加熱，并監(jiān)測粧腿I的溫度，當(dāng)粧腿I溫度達到焊接要求時，利用自動焊接裝置16對開口槽15處暴露的焊縫進行焊接，同時，利用驅(qū)動裝置驅(qū)動電磁加熱裝置2轉(zhuǎn)動，當(dāng)電磁加熱裝置2轉(zhuǎn)動一周后，即完成一次焊接工作，此時停止自動焊接裝置16和驅(qū)動裝置，同時減小感應(yīng)線圈18的電流以使粧腿I逐漸冷卻。將底座平臺4連同電磁加熱裝置2相對粧腿I移動至下一個焊縫處，即可開始下一次焊接工作。
[0046]優(yōu)選地，焊接系統(tǒng)還包括用于監(jiān)測粧腿I溫度的測溫傳感器14。測溫傳感器14實時監(jiān)測粧腿I的溫度，焊接人員可以根據(jù)測溫傳感器14監(jiān)測到的粧腿I的溫度值來判斷粧腿I是否達到焊接要求，即是否達到預(yù)熱目標(biāo)，以便于更好地指導(dǎo)焊接工作的進行。
[0047]為了進一步提高該預(yù)熱焊接裝置的自動化程度，優(yōu)選地，本方案還包括控制系統(tǒng)，測溫傳感器14、電磁加熱裝置2和自動焊接裝置16均連接于控制系統(tǒng)。驅(qū)動裝置也可以連接于控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制。測溫傳感器14將監(jiān)測到的粧腿I的溫度值輸入到控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)將粧腿I的實時溫度與預(yù)熱目標(biāo)溫度值進行比較，當(dāng)粧腿I的溫度達到焊接要求的溫度范圍內(nèi)時，控制系統(tǒng)控制自動焊接裝置16和驅(qū)動裝置進行工作；當(dāng)粧腿I的溫度超出焊接要求的溫度范圍時，控制系統(tǒng)再做出調(diào)整，增大或減小感應(yīng)線圈18的電流，從而保證焊接溫度穩(wěn)定。需要說明的是，控制系統(tǒng)主要包括計算機系統(tǒng)12，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)各個被控制的模塊設(shè)置與計算機系統(tǒng)12連接的不同的控制模塊以及信號變換傳輸模塊等等，故本文不再贅述。
[0048]需要說明的是，本方案可以選用不同形式的驅(qū)動裝置，如電動機、液壓驅(qū)動裝置等，優(yōu)選地，本具體實施例方案中的驅(qū)動裝置為電動機11，電動機11也連接于控制系統(tǒng)，如圖1所示，電動機11連接于計算機系統(tǒng)12，當(dāng)粧腿I的溫度達到焊接要求的溫度范圍內(nèi)時，計算機系統(tǒng)12控制電動機11啟動，電動機11驅(qū)動電磁加熱裝置2相對粧腿I旋轉(zhuǎn)，自動焊接裝置16便跟隨電磁加熱裝置2的旋轉(zhuǎn)對粧腿I周向的焊縫進行焊接。
[0049]為了便于對電動機11和電磁加熱裝置2等用電設(shè)備進行供電，優(yōu)選地，本方案還在底座平臺4設(shè)置有總電源裝置8，如圖1所示。需要說明的是，電動機11輸出的轉(zhuǎn)速一般較高，為了降低輸出轉(zhuǎn)速，優(yōu)選地，本方案中電動機11通過減速器9驅(qū)動電磁加熱裝置2進行旋轉(zhuǎn)。當(dāng)總電源裝置8接通后且電動機11開始工作時，經(jīng)減速器9減速后就可以通過齒輪嚙合帶動電磁加熱裝置2勻速緩慢轉(zhuǎn)動。
[0050]為了便于與減速器9實現(xiàn)傳動連接，優(yōu)選地，本方案中的電磁加熱裝置2為圓筒形結(jié)構(gòu)，電磁加熱裝置2的一端外周為臺階狀的支撐圓柱面17，且另一端外周為與減速器9輸出端齒輪嚙合的外齒輪13，導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)包括用于支撐該支撐圓柱面17的兩個導(dǎo)輪3以及用于支撐并嚙合外齒輪13的從動齒輪(圖中未示出)。當(dāng)然，電磁加熱裝置2還可以設(shè)計為其他截面形狀的筒狀結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)不同的傳動方式(如皮帶傳動或鏈條傳動等)將電磁加熱裝置2的兩端外周設(shè)計成其他形狀，并采用其他形式的導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)，本文不再贅述。
[0051]在安裝時，將電磁加熱裝置2的支撐圓柱面17放置在一對導(dǎo)輪3上方，外齒輪13與從動齒輪和減速器9的輸出端齒輪嚙合，減速器9的輸出端齒輪轉(zhuǎn)動時，就會帶動電磁加熱裝置2 —同轉(zhuǎn)動。其中，減速器9的輸出端齒輪和從動齒輪位于外齒輪13的左右兩側(cè)的斜下方位置，兩個導(dǎo)輪3位于支撐圓柱面17的左右兩側(cè)的斜下方位置，減速器9的輸出端齒輪和從動齒輪以及外齒輪13優(yōu)選圓柱齒輪，且各個齒輪的軸線平行布置，兩個導(dǎo)輪3的軸線優(yōu)選與圓筒形電磁加熱裝置2的軸線平行布置，如此設(shè)置，電磁加熱裝置2就會繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，從而使裝置運行更加穩(wěn)定。
[0052]需要說明的是，支撐圓柱面17為臺階狀結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地，用于與導(dǎo)輪3接觸的圓柱面的外徑小于電磁加熱裝置2的筒身部分的外徑，導(dǎo)輪3就可以抵接在上述臺階面處，從而使得導(dǎo)輪3和減速器9的輸出端齒輪以及從動齒輪可以對電磁加熱裝置2的軸向進行固定，SP避免電磁加熱裝置2相對粧腿I沿軸向發(fā)生偏移，保證焊接位置準(zhǔn)確無誤。
[0053]需要說明的是，電磁加熱裝置2的筒壁開設(shè)有開口槽15，筒壁外部設(shè)置有測溫傳感器14和自動焊接裝置16，內(nèi)部設(shè)有周向布置的感應(yīng)線圈18，即感應(yīng)線圈18可以環(huán)繞整個粧腿I的外周。其中，開口槽15用于暴露出粧腿I連接處的焊縫，便于自動焊接裝置16進行焊接工作，還便于測溫傳感器14對粧腿I溫度進行監(jiān)測。優(yōu)選地，電磁加熱裝置2還設(shè)置有位于感應(yīng)線圈18內(nèi)圈的絕緣隔熱層19，如圖2所示，在電磁加熱裝置2內(nèi)表層設(shè)置絕緣隔熱層19，是為了防止感應(yīng)線圈18電流傳入粧腿I以及防止感應(yīng)線圈18的溫度升高，起到安全保護的作用。
[0054]需要說明的是，本方案中的底座平臺4主要包括導(dǎo)輪3、總電源裝置8、減速器9和電動機11等，導(dǎo)輪3、從動齒輪、減速器9和電動機11都固定安裝在底座平臺4上方，總電源裝置8可以安裝在底座平臺4的下表面。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以將上述部件的布置進行適應(yīng)性改變。
[0055]優(yōu)選地，本方案底座平臺4設(shè)置有用于控制底座平臺4升降的液壓座腿5，液壓座腿5的數(shù)量可以為多個，優(yōu)選地，本方案中設(shè)置有四個液壓座腿5，四個液壓座腿5可以實現(xiàn)同步升降控制，從而帶動底座平臺4以及電磁加熱裝置2在豎直方向?qū)崿F(xiàn)高度調(diào)節(jié)，進而可以使電磁加熱裝置2的軸線與粧腿I的中心線重合，進一步便于自動焊接裝置16進行焊接以及測溫傳感器14測量溫度。
[0056]優(yōu)選地，本方案的底座平臺4下方還設(shè)置有沿粧腿I長度方向延伸的導(dǎo)軌10，底座平臺4可滑移地設(shè)置于導(dǎo)軌10上，導(dǎo)軌10的鋪設(shè)方向與粧腿I的軸向一致，如此設(shè)置，就可以使底座平臺4沿著既定方向移動，從而便于將整個預(yù)熱焊接裝置依次移動至粧腿I上的不同焊縫處。其中，底座平臺4可以通過滾輪或滑塊等方式與導(dǎo)軌10配合滑移，為了進一步便于底座平臺4的移動，優(yōu)選地，本方案還在底座平臺4的底部設(shè)置有與導(dǎo)軌10滑動配合的輪對6，如圖1所示，底座平臺4可以通過多個或多組輪對6在導(dǎo)軌10上自由移動。為了便于固定底座平臺4，優(yōu)選地，本方案在底座平臺4還設(shè)置有制動裝置7，當(dāng)確定整個預(yù)熱焊接裝置的位置后，便啟動制動裝置7，阻止輪對6的滾動，從而固定底座平臺4的位置。采用導(dǎo)軌移動系統(tǒng)可以有效地保證該預(yù)熱焊接裝置與粧腿I中心線在整個焊接過程中基本一致，提高了使用便捷性和精確度。
[0057]本具體實施例中提供的海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接裝置的使用過程如下:
[0058]首先，將待焊接的兩端粧腿I放在導(dǎo)軌10—端的上方，粧腿I軸向與導(dǎo)軌10延伸方向一致，移動底座平臺4使得電磁加熱裝置2套設(shè)在粧腿I的外周，并且將焊縫暴露在開口槽15處，方便自動焊接裝置16工作，然后，水平移動粧腿I，啟動總電源裝置8，通過液壓座腿5垂直升降底座平臺4，使得電磁加熱裝置2的軸線與粧腿I的中心線基本一致，再啟動制動裝置7，固定底座平臺4。計算機系統(tǒng)12開始工作，輸出信號，感應(yīng)線圈18通上電流，開始對粧腿I進行預(yù)熱。此時，測溫傳感器14監(jiān)測粧腿I的溫度，當(dāng)粧腿I溫度達到焊接要求時，計算機系統(tǒng)12再啟動自動焊接裝置16和電動機11，電磁加熱裝置2則開始緩慢轉(zhuǎn)動，同時，自動焊接裝置16對焊縫進行焊接。當(dāng)電磁加熱裝置2轉(zhuǎn)動一周后，即完成焊接工作，此時，計算機系統(tǒng)12輸出信號，自動焊接裝置16和電動機11停止工作，同時逐漸減小感應(yīng)線圈18中的電流，使得粧腿I逐漸冷卻。待冷卻至常溫，一次焊接工作完成。停止制動裝置7，推動底座平臺4移動至下一焊縫處進行工作。
[0059]可見，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0060]I)本發(fā)明采用的是電磁感應(yīng)加熱而不是表面熱傳導(dǎo)的方式，所以，可以加熱不同形狀、不同直徑的粧腿，通用性較強。
[0061]2)本發(fā)明采用的電磁感應(yīng)加熱方式要比表面熱傳導(dǎo)加熱方式更快，而且自身基本不會發(fā)熱，加熱效率更高。同時，采用電磁感應(yīng)加熱的方式使得粧腿內(nèi)部產(chǎn)生電流，從而使得粧腿內(nèi)部和表面整體進行加熱，所以，粧腿不存在內(nèi)外溫差的問題。
[0062]3)本發(fā)明是將加熱裝置和焊接裝置進行旋轉(zhuǎn)，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的粧腿旋轉(zhuǎn)而言，更為簡單便捷，且提高了焊接質(zhì)量。
[0063]4)本發(fā)明采用自動焊接裝置取代手工焊，還采用計算機系統(tǒng)進行控制，提高了焊接效率，自動化程度高。焊接完一處焊縫后，只需要將裝置移動到下一焊縫處，然后固定，SP可進行焊接工作，十分方便。
[0064]本發(fā)明還提供了一種海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接方法，包括以下步驟:
[0065]設(shè)置工裝，將待焊接的兩段粧腿I固定在預(yù)定位置，在粧腿I外周套設(shè)由底座平臺4支撐的筒狀結(jié)構(gòu)的電磁加熱裝置2，電磁加熱裝置2的周向布置有感應(yīng)線圈18，電磁加熱裝置2的筒壁設(shè)有開口槽15，將開口槽15對應(yīng)在兩段粧腿I的焊縫處；
[0066]預(yù)熱粧腿，將感應(yīng)線圈18通電以對粧腿I進行加熱，并監(jiān)測粧腿I的溫度；
[0067]焊接粧腿，當(dāng)粧腿I溫度達到焊接要求時，利用自動焊接裝置16對開口槽15處暴露的焊縫進行焊接，同時，利用驅(qū)動裝置驅(qū)動電磁加熱裝置2相對粧腿I旋轉(zhuǎn)，自動焊接裝置16跟隨電磁加熱裝置2轉(zhuǎn)動焊接一周后便完成一次焊接工作，然后，停止自動焊接裝置16和驅(qū)動裝置，同時減小感應(yīng)線圈18的電流，使粧腿I逐漸冷卻，最后，將底座平臺4連同電磁加熱裝置2移動至下一個焊縫處進行預(yù)熱焊接。
[0068]上述預(yù)熱焊接方法產(chǎn)生的有益效果的推導(dǎo)過程與上述海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接裝置帶來的有益效果的推導(dǎo)過程大體類似，故本文不再贅述。
[0069]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接裝置，其特征在于，包括: 焊接系統(tǒng)，包括用于套設(shè)在粧腿(I)外周的筒狀結(jié)構(gòu)的電磁加熱裝置(2)，所述電磁加熱裝置(2)的周向布置有感應(yīng)線圈(18)，所述電磁加熱裝置(2)的筒壁上設(shè)有開口槽(15)且外壁設(shè)有自動焊接裝置(16); 底座平臺(4)，所述底座平臺(4)設(shè)有用于驅(qū)動所述電磁加熱裝置(2)相對所述粧腿(I)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置以及用于支撐所述電磁加熱裝置(2)的導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)，所述底座平臺(4)可相對所述粧腿(I)滑移。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)熱焊接裝置，其特征在于，所述焊接系統(tǒng)還包括用于監(jiān)測所述粧腿(I)溫度的測溫傳感器(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)熱焊接裝置，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，所述測溫傳感器(14)、所述電磁加熱裝置(2)和所述自動焊接裝置(16)均連接于所述控制系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)熱焊接裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置為電動機(11)，所述電動機(11)連接于所述控制系統(tǒng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)熱焊接裝置，其特征在于，所述電動機(11)通過減速器(9)驅(qū)動所述電磁加熱裝置(2)旋轉(zhuǎn)，所述電磁加熱裝置(2)為圓筒形結(jié)構(gòu)，所述電磁加熱裝置(2)的一端外周為臺階狀的支撐圓柱面(17)且另一端外周為與所述減速器(9)輸出端齒輪嚙合的外齒輪(13)，所述導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)包括用于支撐所述支撐圓柱面(17)的兩個導(dǎo)輪(3)以及用于支撐并嚙合所述外齒輪(13)的從動齒輪。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)熱焊接裝置，其特征在于，所述電磁加熱裝置(2)還設(shè)置有位于所述感應(yīng)線圈(18)內(nèi)圈的絕緣隔熱層(19)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)熱焊接裝置，其特征在于，所述底座平臺(4)設(shè)置有用于控制所述底座平臺(4)升降的液壓座腿(5)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)熱焊接裝置，其特征在于，所述底座平臺(4)下方設(shè)有沿所述粧腿(I)長度方向延伸的導(dǎo)軌(10)，所述底座平臺(4)可滑移地設(shè)置于所述導(dǎo)軌(10)上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的預(yù)熱焊接裝置，其特征在于，所述底座平臺(4)的底部設(shè)置有與所述導(dǎo)軌(10)滑動配合的輪對(6)，所述底座平臺(4)還設(shè)置有制動裝置(7)。10.—種海工裝備粧腿的預(yù)熱焊接方法，其特征在于，包括以下步驟: 設(shè)置工裝，將待焊接的兩段粧腿(I)固定在預(yù)定位置，在所述粧腿(I)外周套設(shè)由底座平臺(4)支撐的筒狀結(jié)構(gòu)的電磁加熱裝置(2)，所述電磁加熱裝置(2)的周向布置有感應(yīng)線圈(18)，所述電磁加熱裝置(2)的筒壁設(shè)有開口槽(15)，將所述開口槽(15)對應(yīng)在兩段所述粧腿(I)的焊縫處； 預(yù)熱粧腿，將所述感應(yīng)線圈(18)通電以對所述粧腿(I)進行加熱，并監(jiān)測所述粧腿(I)的溫度； 焊接粧腿，當(dāng)所述粧腿(I)溫度達到焊接要求時，利用自動焊接裝置(16)對所述開口槽(15)處暴露的焊縫進行焊接，同時，利用驅(qū)動裝置驅(qū)動所述電磁加熱裝置(2)相對所述粧腿(I)旋轉(zhuǎn)，所述自動焊接裝置(16)跟隨所述電磁加熱裝置(2)轉(zhuǎn)動焊接一周后便完成一次焊接工作，然后，停止所述自動焊接裝置(16)和所述驅(qū)動裝置，同時減小所述感應(yīng)線圈(18)的電流，使所述粧腿(I)逐漸冷卻，最后，將所述底座平臺(4)連同所述電磁加熱裝置(2)移動至下一個焊縫處進行預(yù)熱焊接。
【文檔編號】H05B6/10GK106041378SQ201610683726
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月17日
【發(fā)明人】張永康, 盧軼, 陳山, 陳一山, 鄒大鵬, 肖體兵
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)