專利名稱：垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置的制作方法
垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置
技術領域：
本發(fā)明屬于焊接擺動器技術領域，尤其涉及一種垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置。背景技術：
基于熔化極氣體保護焊技術的垂直氣電立焊方法是一種非常適合于重型金屬結構的高效焊接方法，但是這些垂直氣電立焊方法存在的最大問題就是焊接熱輸入高，而且隨板厚增加帶來的熱輸入提高會使焊縫金屬的結晶速度降低，由此帶來晶粒粗大，從而導致焊縫的力學性能降低，嚴重影響了焊縫的低溫沖擊韌性。解決這個問題的唯一方法就是在提高熔敷率的同時降低垂直氣電立焊熱輸入，也就是說一種能夠提高單位電流焊絲熔敷率的方法。目前能夠提高單位電流的焊絲熔敷率的方法有增加焊絲干伸長、使用DCEN電極極性和使用氦氣或多元氣體等方法，但這些方法的提高幅度都是很有限，一般也就是在 20%左右，而且這些方法已經在使用，例如目前的垂直氣電立焊專用焊絲也是要配合DCEN 接法才能獲得一定效果。因此要從根本上解決垂直氣電立焊的焊接熱輸入問題，還必須尋求一種可以大幅度提高單位電流焊絲熔敷率的新型焊接方法，而發(fā)明專利“高焊絲熔化速度且低焊接熱輸入的電弧焊方法(專利號為201010541778. 5) ”可以滿足這種要求，但是焊接過程中降低焊接熱輸入后又會導致焊縫側壁的未熔合，焊縫會出現間斷或突變，焊縫強度大大降低，甚至引起裂紋。

發(fā)明內容為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明提供了一種可有效保證焊縫側壁與焊接熔池充分熔合，且可顯著提高焊縫的力學性能的擺動器。本發(fā)明解決現有技術問題所采用的技術方案為一種垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置，包括有使焊槍沿垂直于焊縫的方向做直線運動的水平滑動機構，和使焊槍在垂直氣電立焊的坡口間隙內擺動的鋸齒擺動機構，安裝有所述焊槍的所述鋸齒擺機構設于所述水平滑動機構上；所述水平滑動機構包括有第一電機、第一齒輪、第二齒輪、第一絲杠、第一絲杠套、 第一絲杠套固定座和第一直線滑軌，所述鋸齒擺動機構包括有第二電機、第一步輪、第二步輪、同步輪帶、第二絲杠、第二絲杠套、第二絲杠套固定座和第二直線滑軌；其中，所述第一電機安裝在第一固定座內，并以第一電機固定板固定，且所述第一電機的轉動部從所述第一電機固定板伸出，連接固定所述第一齒輪；所述第一絲杠一端連接固定有所述第二齒輪， 且所述第二齒輪與所述第一齒輪齒合；所述第一絲杠套可做往復直線運動地設于所述第一絲杠上，并通過螺釘與所述第一絲杠套固定座連接固定；所述第一直線滑軌沿X軸方向設于所述第一固定座上，且其上設有可往復運動的第一滑塊，所述第一滑塊與所述第一絲杠套固定座連接固定；所述第二電機安裝在第二固定座內，并以第二電機固定板固定，且所述第二電機的轉動部從所述第二電機固定板伸出，連接固定所述第一步輪；所述第二絲杠一端從所述第二電機固定板伸出，并連接固定所述第二步輪，所述同步輪帶套在所述第一步輪和第二步輪上，使其進行同步運動；所述第二絲杠套可做往復直線運動地設于所述第二絲杠另一端，并通過螺釘與所述第二絲杠套固定座連接固定；第二直線滑軌沿Y軸方向設于第二固定座內側，并以螺釘固定，且其上設有可往復運動的第二滑塊，所述第二滑塊與所述第二絲杠套固定座連接固定，且所述第二絲杠套固定座與所述第一固定座連接固定；

所述第一絲杠與第一絲杠套之間、所述第二絲杠與第二絲杠套之間均采用螺紋結構組合一起；所述第一絲杠套和所述第二絲杠套的圓柱體部分別設于所述第一絲杠套固定座和第二絲杠套固定座內；所述第一齒輪下方設有一齒輪定位座，所述第二齒輪可轉動地安裝在所述齒輪定位座上；所述第一齒輪和第二齒輪均為中空的錐形齒輪，且相互齒合；本擺動裝置還設有用于檢測焊槍在X軸方向運動時的位置的第一光碼感應器和第一感應片、用于檢測焊槍在Y軸方向運動時的位置的第二光碼感應器和第二感應片，其中所述第一光碼感應器安裝在所述第一固定座上，所述第一感應片安裝在所述擋板上，所述第二光碼感應器安裝在所述第二固定座上，所述第二感應片安裝在所述第一固定座上。本發(fā)明的通過上述技術方案，焊槍所產生的焊接電弧即可在焊縫背面的成形墊板與焊縫正面的水冷成形滑塊之間做直線運動，與此同時，焊接電弧在垂直氣電立焊的坡口的左側板和右側板之間往復擺動、焊接；可有效保證焊縫側壁與焊接熔池充分熔合，可以使焊縫熔深明顯加大，焊縫的力學性能顯著提高，即使在提高焊絲熔化速度的同時降低焊接熱輸入，也可使焊縫側壁與焊接熔池完全熔合，避免出現間斷或突變，甚至裂紋現象。

圖1是本發(fā)明所述垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置的結構分解示意圖；圖2是本發(fā)明所述垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置焊接時的工作原理示意圖；圖3是本發(fā)明所述垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置焊接時擺動焊槍的示意圖(圖3a 為焊槍3擺動到垂直氣電立焊坡口的左側的狀態(tài)圖，圖3b為焊槍3位于垂直氣電立焊的坡口的中間的狀態(tài)圖，圖3c為焊槍3擺動到垂直氣電立焊的坡口右側的狀態(tài)圖。)；圖4是本發(fā)明所述垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置焊接時焊槍的擺動示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明技術方案進行詳細說明。請參閱說明書附1-4。圖中水平滑動機構1(第一電機11、第一齒輪12、第二齒輪13、第一絲杠14、第一絲杠套15、第一絲杠套固定座16、第一直線滑軌17、第一滑塊17， 和第一固定座18)、鋸齒擺動機構2 (第二電機21、第一步輪22、第二步輪23、同步輪帶24、 第二絲杠25、第二絲杠套26、第二絲杠套固定座27、第二直線滑軌28、第二滑塊28’和第二固定座29)。如圖中所示本發(fā)明所述的垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置，包括有水平滑動機構1和鋸齒擺動機構2，安裝有焊槍3的鋸齒擺機構2設于水平滑動機構1上。其中，水平滑動機構1主要由第一電機11、第一齒輪12、第二齒輪13、第一絲杠14、第一絲杠套15、第一絲杠套固定座16 和第一直線滑軌17組成。第一電機11安裝在第一固定座18內，并以第一電機固定板18’ 固定住，且第一電機11的轉動部從第一電機固定板18’伸出，第一齒輪12連接固定于該轉動部上；第一齒輪12下方設有一齒輪定位座13’，所述第二齒輪13可轉動地安裝在該齒輪定位座13’上，第一齒輪12和第二齒輪13均為中空的錐形齒輪，且相互齒合；第一絲杠14 的杠身設有螺紋14’，且一端置于第二齒輪13內連接固定住，第一絲杠14設有可在杠身上直線運動的第一絲杠套15，第一絲框杠套15的圓柱體部設于第一絲杠套固定座16內，并通過螺釘固定住；第一絲杠套固定座16左右兩側分別固定有擋板(161、162)，擋板(161、162) 均與槍夾連接板(圖中并未表示出來)連接；第一直線滑軌17沿X軸方向設于第一固定座 18上的凹位181內，且其上設有可往復運動的第一滑塊17’，并且該第一滑塊17’與所述第一絲杠套固定座16連接固定。這樣，第一電機11轉動即帶動第一齒輪12轉動，第一齒輪 12在Z軸方向的轉動傳遞到第二齒輪13變?yōu)閅軸方向的轉動，第二齒輪13帶動第一絲杠 14轉動，在第一絲杠14和第一絲杠套15之間螺紋結構的作用下，第一絲杠套15隨第一絲杠14的轉動在X軸方向做直線運動，同時第一絲杠套固定座16也隨第一絲杠套15和通過第一滑塊17’在第一直線滑軌17上做直線運動，第一電機11在電路控制下做周期性(周期可調)的正反轉，使得固定在擺動器上焊槍在X軸方向上做規(guī)律性的往復運動。本擺動裝置還設有一保護罩19、第一光碼感應器101和第一感應片102，所述保護罩19罩在對水平滑動機構1上，予以保護；第一光碼感應器101安裝在第一固定座18上，第一感應片102 安裝在擋板161上，第一感應片102與第一感應器101主要用于檢測雙絲焊槍在X軸方向運動時的位置，以便實現工作完成后控制雙絲焊槍在X軸方向上回到中點。
本發(fā)明擺動裝置的鋸齒擺動機構2主要由第二電機21、第一步輪22、第二步輪23、 同步輪帶24、第二絲杠25、第二絲杠套26、第二絲杠套固定座27和第二直線滑軌28組成。 第二電機21安裝在第二固定座29內，并以第二電機固定板21’固定住，且第二電機21的轉動部從該第二電機固定板21’設有的孔伸出，連接固定所述第一步輪22 ；第二絲杠25的杠身同樣設有螺紋25’，且一端也從第二電機固定板21’設有的孔伸出，并連接固定第二步輪23，同步輪帶24套在第一步輪22和第二步輪23上，使其進行同步運動；第二絲杠25另一端設有可在杠身往復直線運動的第二絲杠套26，第二絲杠套26的圓柱體部設于第二絲杠套固定座27內，并通過螺釘固定?。坏诙本€滑軌28沿Y軸方向設于第二固定座29內側設有的凹位291內，并以螺釘固定，且其上設有可往復運動的第二滑塊28’，第二滑塊28’ 與所述第二絲杠套固定座27連接固定，且第二絲杠套固定座27與第一固定座18連接固定。這樣，第二電機21轉動即帶動第一步輪22轉動，第一步輪22通過同步輪帶24帶動第二步 輪23產生同步運動，在第二步輪23的帶動下第二絲杠25轉動，在第二絲杠25和第二絲杠套26之間螺紋結構的作用下，第二絲杠套26隨第二絲杠25的轉動在Y軸方向做直線運動，并帶動第二絲杠套固定座27通過第二滑塊28’在第二直線滑軌28上產生直線運動， 由于第二電機21在電路控制下做周期性(周期可調)的正反轉，可使固定在擺動器上的焊槍在Y軸方向上做規(guī)律性的往復運動。本擺動裝置還設有第二光碼感應器201和第二感應片202，所述第二光碼感應器201安裝在第二固定座29上，第二感應片202安裝在第一固定座18上，第二光碼感應器201和第二感應片202主要用于檢測雙絲焊槍在Y軸方向運動時的位置，以實現工作完成后控制雙絲焊槍在Y軸方向上回到中點。
本發(fā)明所述的垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置工作時，雙絲焊槍固定在該擺動裝置的槍夾連接板上，所述水平滑動機構1驅使雙絲焊槍3沿垂直于焊縫4的方向做直線運動， 雙絲焊槍3所產生的焊接電弧31即可在焊縫背面的成形墊板41與焊縫正面的水冷成形滑塊42之間做直線運動；與此同時，鋸齒擺動機構2通過與槍夾連接板連接的擋板(161、 162)，使槍夾連接板帶動 雙絲焊槍3和槍夾繞Z軸轉動，從而實現雙絲焊槍3呈鋸齒形擺動 (如圖4)，驅使雙絲焊槍3在垂直氣電立焊的坡口間隙內擺動，即雙絲焊槍3可在垂直氣電立焊的坡口的左側板43和右側板44之間往復擺動，也就是說雙絲焊槍3所產生的焊接電弧31在垂直氣電立焊的坡口的左側板43和右側板44之間往復擺動、焊接。這樣，即可有效保證焊縫側壁與焊接熔池45充分熔合，可以使焊縫熔深明顯加大，焊縫4的力學性能顯著提高，即使在提高焊絲熔化速度同時降低低焊接熱輸入也可使會焊縫側壁與焊接熔池完全熔合，避免出現間斷或突變，甚至裂紋。以上內容是結合具體的優(yōu)選技術方案對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置，其特征在于包括有使焊槍(3)沿垂直于焊縫 (4)方向做直線運動的水平滑動機構(1)，和使焊槍(3)在垂直氣電立焊的坡口間隙內擺動的鋸齒擺動機構(2)，安裝有所述焊槍(3)的所述鋸齒擺機構(2)設于所述水平滑動機構 (1)上。
2.根據權利要求1所述的垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置，其特征在于所述水平滑動機構(1)包括有第一電機(11)、第一齒輪(12)、第二齒輪(13)、第一絲杠(14)、第一絲杠套 (15)、第一絲杠套固定座(16)和第一直線滑軌(17)，所述鋸齒擺動機構(2)包括有第二電機(21)、第一步輪(22)、第二步輪(23)、同步輪帶(24)、第二絲杠(25)、第二絲杠套(26)、 第二絲杠套固定座(27)和第二直線滑軌(28)；其中，所述第一電機(11)安裝在第一固定座(18)內，并以第一電機固定板(18’ )固定，且所述第一電機(11)的轉動部從所述第一電機固定板(18’ )伸出，連接固定所述第一齒輪 (12)；所述第一絲杠(14) 一端連接固定有所述第二齒輪(13)，且所述第二齒輪(13)與所述第一齒輪(12)齒合；所述第一絲杠套(15)可做往復直線運動地設于所述第一絲杠(14)上，并通過螺釘與所述第一絲杠套固定座(16)連接固定；所述第一直線滑軌(17)沿X軸方向設于所述第一固定座(18)上，且其上設有可往復運動的第一滑塊(17’)，所述第一滑塊(17’ )與所述第一絲杠套固定座(16)連接固定；所述第二電機(21)安裝在第二固定座(29)內，并以第二電機固定板(21’ )固定，且所述第二電機(21)的轉動部從所述第二電機固定板(21’ )伸出，連接固定所述第一步輪 (22)；所述第二絲杠(25) —端從所述第二電機固定板(21’ )伸出，并連接固定所述第二步輪(23)，所述同步輪帶(24)套在所述第一步輪(22)和第二步輪(23)上，使其進行同步運動；所述第二絲杠套(26)可做往復直線運動地設于所述第二絲杠(25)另一端，并通過螺釘與所述第二絲杠套固定座(27)連接固定；第二直線滑軌(28)沿Y軸方向設于第二固定座(29)內側，并以螺釘固定，且其上設有可往復運動的第二滑塊(28’)，所述第二滑塊(28’)與所述第二絲杠套固定座(27)連接固定，且所述第二絲杠套固定座(27)與所述第一固定座(18)連接固定。
3.根據權利要求2所述的垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置，其特征在于所述第一絲杠 (14)與第一絲杠套(15)之間、所述第二絲杠(25)與第二絲杠套(26)之間均采用螺紋結構組合一起。
4.根據權利要求2所述的垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置，其特征在于所述第一絲杠套(15)和所述第二絲杠套(26)的圓柱體部分別設于所述第一絲杠套固定座(16)和第二絲杠套固定座(27)內。
5.根據權利要求2所述的垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置，其特征在于所述第一齒輪 (12)下方設有一齒輪定位座(13’)，所述第二齒輪(13)可轉動地安裝在所述齒輪定位座 (13，)上。
6.根據權利要求5所述的垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置，其特征在于所述第一齒輪(12)和第二齒輪(13)均為中空的錐形齒輪，且相互齒合。
7.根據權利要求2所述的垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置，其特征在于本擺動裝置還設有用于檢測焊槍在X軸方向運動時的位置的第一光碼感應器(101)和第一感應片(102)、 用于檢測焊槍在Y軸方向運動時的位置的第二光碼感應器(201)和第二感應片(202)，其中所述第一光碼感應器(101)安裝在所述第一固定座(18)上，所述第一感應片(102)安裝在所述擋板(161)上，所述第二光碼感應器(201)安裝在所述第二固定座(29)上，所述第二感應片(202)安裝在所述第一固定座(18)上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種垂直氣電立焊的焊槍擺動裝置，包括有使焊槍沿垂直焊縫方向做直線運動的水平滑動機構，和使焊槍在垂直氣電立焊的坡口間隙內擺動的鋸齒擺動機構，安裝有所述焊槍的所述鋸齒擺機構設于所述水平滑動機構上。這樣，焊接電弧可在焊縫背面的成形墊板與焊縫正面的水冷成形滑塊之間和垂直氣電立焊的坡口的左側板和右側板之間往復運動、焊接，可有效保證焊縫側壁與焊接熔池充分熔合，可以使焊縫熔深明顯加大，焊縫的力學性能顯著提高，即使在提高焊絲熔化速度同時降低焊接熱輸入，也可使焊縫側壁與焊接熔池完全熔合，避免出現間斷或突變，甚至裂紋現象。
文檔編號B23K9/133GK102423827SQ20111037687
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權日2011年11月22日
發(fā)明者張利華, 汪清華, 王巍, 耿正, 邱光, 陳剛 申請人:深圳市瑞凌實業(yè)股份有限公司