本發(fā)明設(shè)計一種能夠進行立向上焊接的埋弧焊裝置及焊接方法。

背景技術(shù)：

埋弧焊作為一種高效、優(yōu)質(zhì)、自動化程度高的焊接方法已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)尤其是大型鋼結(jié)構(gòu)的焊接中。但由于焊接時需要將焊劑覆蓋在待焊表面上，通用的埋弧焊技術(shù)大都采用平焊位置或小角度傾斜位置來施焊。但是在大型鋼構(gòu)焊接以及大型油罐的制造中，卻時常需要在現(xiàn)場以豎直方向進行厚板焊接，因此具有開發(fā)立向埋弧焊裝置的必要。

可以立向施焊的埋弧焊相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻如下：專利文獻1(CN200780017984)，其采用移動小車配合軟邊裙帶來實現(xiàn)焊接過程中的焊劑保持，但是依然存在較多的問題隱患。例如：(1)對于厚板焊接通常需要開坡口，柔軟的裙帶雖能對側(cè)面進行較好的封閉，但卻無助于對下部坡口位置進行密閉，且焊接過程中焊縫余高也會發(fā)生變化，再加上裙帶與待焊面存在相對移動，故漏料現(xiàn)象難以避免；(2)焊接小車內(nèi)焊劑厚度固定，難以進行工藝調(diào)整；(3)焊接完畢后，焊劑回收沒有給出簡單易行的回收方法，將對焊接效率、焊后清理帶來影響。

本發(fā)明取消移動小車式的焊劑保持機構(gòu)，采用焊劑承接槽的獨特方法，實現(xiàn)對已焊接空間的“及時封閉”功能以及具有焊接過程中的“焊劑厚度自調(diào)節(jié)”功能?？蓮母旧辖鉀Q上述問題，減少焊接準備工作，提高焊接效率的同時增加立向上埋弧焊對實際焊接環(huán)境的適應(yīng)性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種更加簡單易行 和適應(yīng)實際工況的立向上埋弧焊接裝置及方法。

本發(fā)明的立向上埋弧焊接裝置，具備：焊劑承接槽(1)，兩側(cè)均勻分布著磁性吸合腳(2)，用于固定在被焊物(3)表面上，其承受的作用力為焊劑充滿時的重量與承載槽(1)自重之和。

其與待焊物(3)貼合一側(cè)是敞開的，并打磨光滑，能與待焊物(3)表面良好貼合。

其上下底面及側(cè)面是封閉的，而背向被焊物一側(cè)是半敞開的，并具有V型卡槽結(jié)構(gòu)(4)。預留出的邊緣可卡在滑塊的U型槽(21)中，而其內(nèi)部的V型卡槽(4)又可以卡住卷型鋼尺(8)，三者的配合可使滑塊(5)連同鋼尺(8)沿承接槽(1)長度方向自由滑動。

其左側(cè)底部加工有回收孔(17)，焊接完畢后通過該孔與除塵裝置連接，將多余的焊劑進行回收。

底封片(16)，根據(jù)不同坡口大小、深度、角度而可供選擇的相應(yīng)形狀的磁性金屬片。焊接前固定在焊劑承接槽(1)底部，起到對焊劑承接槽(1)底部良好封閉的作用，過程中僅承受焊劑重力作用。

金屬滑塊(5)，兩邊具有U形槽結(jié)構(gòu)(21)，用于卡合在焊劑承接槽(1)的背向被焊物一側(cè)；底部開有窄間隙槽，用于連接緊固卷型鋼尺的頭部；其表面上下加工有兩個圓形接口，分別用于連接固定焊劑軟管(6)與焊槍(7)；金屬滑塊(5)配備不同孔間距的型號以符合不同焊劑堆高的工藝要求。

卷型鋼尺(8)，外殼(18)固定于焊劑承接槽(1)底部。鋼尺(8)頭部可插入滑塊(5)底部槽口，并用緊固螺釘(19)固定，兩側(cè)卡合在焊劑承接槽(1)背向焊縫側(cè)預留邊緣的V形卡槽內(nèi)(4)；焊接時與滑塊(5)一起對已焊空間進行“及時封閉”。

機架導軌(11)及移動機構(gòu)(10)，導軌(11)可相對底座(20)前后方向進行不超過15°的傾斜調(diào)整，以適應(yīng)焊接線并不完全豎直的待焊物(3)。移動機構(gòu)(10)在變頻電機及傳動機構(gòu)帶動下，可沿機架導軌 (11)以一定速度上下移動，該速度可按工藝要求進行設(shè)定調(diào)整。

焊槍(7)及送絲機構(gòu)(12)，固定于移動機構(gòu)(10)上并保證焊槍(7)水平。焊槍(7)前端穿過滑塊(5)的下接口進入焊劑承接槽(1)與待焊物(3)形成的封閉空間，并在焊接時帶動滑塊(5)一同移動；送絲機構(gòu)(12)采用等速送絲方法向焊槍(7)供給焊絲。

焊接漏斗(9)及軟管(6)，固定于移動機構(gòu)(10)上且高于焊槍(7)的位置，軟管(6)連通漏斗(9)底部和滑塊(5)的上接口。焊接時，將足量的焊劑倒入漏斗(9)中，通過軟管(6)進入填充焊劑承接槽(1)與待焊物(3)形成的封閉空間。當焊劑填充至軟管(6)接口頂點時，在摩擦力和內(nèi)壁壓力作用下焊劑不再進行填充。因此在焊接過程中，穩(wěn)定的焊接速度下，焊劑堆高具有“自調(diào)節(jié)作用”，維持在焊槍(7)到滑塊(5)上接口頂點的豎直距離附近波動。對于不同工藝參數(shù)下的焊劑堆高要求，可預先選擇相應(yīng)規(guī)格的滑塊(5)進行裝配。

焊接電源(15)，采用平特性或緩降特性的埋弧焊接電源，配合等速送絲機構(gòu)實現(xiàn)對電弧長度的“自調(diào)節(jié)”作用。

PLC控制箱(14)及人機界面(13)，可進行焊接參數(shù)設(shè)置。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的實施方式的立向上埋弧焊接裝置左視圖

圖2是本發(fā)明的實施方式的立向上埋弧焊接裝置主視圖

圖3是圖1沿A-A向上方向的剖面圖

具體實施方式

該埋弧焊裝置可對立向姿態(tài)的焊接線進行埋弧焊接，立向姿態(tài)不限于豎直焊縫，也可對傾斜不超過15°的焊接面進行正常焊接。本發(fā)明的具體實施方式如下：

參考待焊母材水平埋弧焊接工藝參數(shù)，根據(jù)工藝要求的焊劑堆厚 選擇合適孔間距的金屬滑塊(5)，從承載槽(1)頂端插入裝配，手動檢測滑塊(5)在承載槽(1)內(nèi)上下是否運行自如。

將滑塊(5)滑至承載槽(1)底部，并與卷型鋼尺(8)頭部進行裝配連接，擰緊緊固螺絲(19)，手動檢測滑塊(5)及卷型鋼尺(8)在承載槽(1)內(nèi)上下是否運行自如。

如被焊物(3)按工藝要求開坡口，還需選擇相同角度的磁性底封板(16)。將其固定于承接槽(1)底部，以封閉焊劑承載槽(1)底部坡口位置的空隙，且焊接過程中其僅承受焊劑的重力作用。

將裝配完畢的焊劑承載槽(1)貼合于被焊物(3)表面，通過吸合腳(2)的磁力作用固定，并使槽的中心線與焊縫中心對正。

調(diào)整好機架導軌(11)傾斜度，使其與待焊物(3)表面平行。調(diào)整移動機構(gòu)(10)至初始施焊高度，調(diào)整機架位置分別將焊槍(7)、焊劑軟管(6)與滑塊(5)上對應(yīng)接口連接、固定。

向漏斗(9)中倒入焊劑，焊劑順軟管(6)進入填充到焊劑承接槽(1)與被焊物(3)中間區(qū)域。當焊劑表面與軟管(6)接口同一高度時，在摩擦力和內(nèi)壁壓力作用下焊劑將自動停止流動，使焊槍(7)與焊劑表面距離固定為焊槍(7)到焊劑軟管(6)接口頂點的豎直距離，并且在焊接過程中，這一值也基本維持穩(wěn)定。

焊接前設(shè)置好送絲速度、焊接電流、焊接電壓、焊接速度等工藝參數(shù)。

焊接時在移動機構(gòu)(10)帶動下，焊槍(7)連同滑塊(5)同步上行。同時在“自調(diào)節(jié)”作用下，焊劑表面相對焊槍(7)豎直高度基本不變，而滑塊(5)以上空間背向焊縫側(cè)完全敞開，保證焊接氣體正常逸出。

焊接完成后，將吸塵裝置接口與焊劑承載槽(1)底部回收孔(17)連接，打開閥門，開啟除塵裝置，將槽內(nèi)多余焊劑吸出。

依次取出軟管(6)、(7)，卸下焊劑承載槽(1)，對焊縫進行清理。

在上述中，進行了本發(fā)明的實施方式的說明，但上述公開的本發(fā)明的實施的方式只是事例，本發(fā)明的范圍不限定于這些發(fā)明的實施方式。本發(fā)明的范圍如權(quán)利要求的范圍所述，進而包含在與專利要求的范圍的所有均等意義及變更的發(fā)明。