焊炬头制造技术

本申请描述一种焊炬头(20)，所述焊炬头(20)在焊接系统(10)中用于将焊缝施加到工件的焊炬头(20)，所述焊炬头(20)包括焊炬本体，所述焊炬本体具有第一侧、第二侧、向内的侧以及外侧，所述焊炬本体进一步包括下表面以及顶部表面，以形成一立体件；所述焊炬本体限定槽，所述槽在所述第一侧上从所述下表面延伸到所述顶部表面；包括电极的电极组件，所述电极组件被安装在所述焊炬本体上，所述电极相对于所述焊炬本体的所述下表面向下延伸；焊丝(W)调整组件，所述焊丝(W)调整组件包括支撑焊丝引导装置的支架，所述焊丝引导装置从焊丝供应器(82)接收焊丝(W)；所述支架被附接到被支撑在所述槽内的齿条和小齿轮，所述齿条位于所述小齿轮的向内侧并且在所述槽内是可滑动的，所述小齿轮在所述槽内是可旋转的，并且一旦所述小齿轮旋转，所述小齿轮与所述齿条啮合来竖直地移动所述支架以调整所述焊丝(W)的竖直位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术的实施方案涉及焊接系统、装置以及方法。更特定地，本技术涉及用于轨道焊接系统的焊炬头，并且涉及轨道焊接系统。
技术介绍
在工业应用中，焊接可以涉及钎焊(brazing)、熔敷(cladding)、堆焊(building up)、填充(filling)、表面硬化(hard facing)、熔覆(overlaying)、接合(joining)和其他焊接应用。为简洁起见，这些操作将被集体地称为焊接。当焊接弯曲的表面时可以使用轨道焊机。焊机可以绕表面被移动或者表面可以被旋转而焊机保持固定。最常见的使用轨道焊接的实施例是管道(pipe)的焊接。管道焊接可以包括薄壁应用或者深凹槽几何结构，其中焊接电极延伸到形成在将被接合的两个管道之间的凹槽中，以放下焊接材料的连续的焊道来填充凹槽。在任何焊接应用中，除了旋转焊头来沿曲线施加焊缝之外，相对于焊缝侧向地移动焊头是令人期望的。现有的焊头设计由于过度笨重的设计或者采用限制侧向移动(即，焊头的侧行程(stroke))的限制性焊丝固定机构来限制焊头的移动的自由度。这会限制这样的设计在移动的自由度方面的能力并且相应地限制将被应用到工件WP的焊缝图形的类型和焊缝图形的范围。此外，在深凹槽焊接中，这种对移动的限制可能阻止焊炬适用于深凹槽或者窄凹槽焊接。其他观察到的弊端包括差的气体保护(gas shield)，特别是在厚壁管道或者深或窄凹槽焊接应用中。较差的气体保护典型地导致熔池被空气暴露污染，直接地影响焊接的外观和质量。为了补救这个弊端，现有的设计可以增加气体供应量来试图补偿气体保护。这会导致更大的气体用量并且于是一般地使用更多的气体可能是必需的，所述更大的气体用量可能导致停机时间以更换或再填充气体供应。另一个观察到的缺点是弱的马达驱动的振荡和振荡漂移。例如，当以重力焊接时(即，在向下的方向)，焊头可以以大于向上焊接时(例如，当在竖直定向的管道接头上执行根部焊道时)的速度行进。在考虑以参考附图的方式被阐述在本申请的其余部分中的本技术的实施方案时，现有焊接系统的进一步的限制和缺点将变得明显。
技术实现思路
本技术一般提供一种焊炬头，所述焊炬头在焊接系统中用于将焊缝施加到工件，所述焊炬头包括焊炬本体，所述焊炬本体具有第一侧、第二侧、向内的侧以及外侧，所述 焊炬本体进一步包括下表面以及顶部表面，形成一立体件；所述焊炬本体限定槽，所述槽在所述第一侧上从所述下表面延伸到所述顶部表面；包括电极的电极组件，所述电极组件被安装在所述焊炬本体上，所述电极相对于所述焊炬本体的所述下表面向下延伸；焊丝调整组件，所述焊丝调整组件包括支撑焊丝引导装置的支架，所述焊丝引导装置从焊丝供应器接收焊丝；所述支架被附接到被支撑在所述槽内的齿条和小齿轮，所述齿条位于所述小齿轮的向内侧并且在所述槽内是可滑动的，所述小齿轮在所述槽内是可旋转的，并且一旦所述小齿轮旋转，所述小齿轮与所述齿条啮合来竖直地移动所述支架以调整所述焊丝的竖直位置。本申请进一步提供一种用于焊接工件的轨道焊接系统，所述系统包括焊炬头，所述焊炬头带有具有电极的电极组件，所述电极组件沿焊炬高度轴朝向所述工件延伸，所述焊炬头限定致动器内孔；焊炬头板；焊炬头驱动组件，所述焊炬头驱动组件被支撑在所述焊炬头板上，所述焊炬头驱动组件包括螺杆致动器以及马达，所述螺杆致动器被可旋转地支撑在所述焊炬头板上并且从所述焊炬头板向外轴向地延伸，所述马达被操作地连接到所述螺杆致动器；所述螺杆致动器被接收在所述致动器内孔中并且与所述焊炬头以可螺纹连接方式接合，以一旦所述螺杆致动器旋转，以垂直于所述焊炬高度轴的方式选择性地移动所述焊炬头。本申请进一步提供一种用于焊接工件的轨道焊接系统，所述系统包括：焊炬头，所述焊炬头带有具有电极的电极组件，所述电极组件沿焊炬高度轴朝向所述工件延伸，所述焊炬头限定致动器内孔；焊炬头板；焊炬头驱动组件，所述焊炬头驱动组件被支撑在所述焊炬头板上，所述焊炬头驱动组件包括螺杆致动器以及马达，所述螺杆致动器被可旋转地支撑在所述焊炬头板上并且从所述焊炬头板向外轴向地延伸，所述马达被操作地连接到所述螺杆致动器；所述螺杆致动器被接收在所述致动器内孔中并且与所述焊炬头以可螺纹连接方式接合，以一旦所述螺杆致动器旋转，以垂直于所述焊炬高度轴的方式选择性地移动所述焊炬头。其中，所述轨道焊接系统进一步包括被支撑在所述焊炬头板上的第一引导件；其中所述焊炬头限定引导内孔，并且其中所述引导件从所述焊炬头板向外延伸并且被可滑动地接收在所述引导内孔中。其中，所述轨道焊接系统进一步包括形成在所述焊炬头中的第二引导内孔，其中所述第二引导内孔平行于所述第一引导内孔，并且其中所述第一和第二引导内孔位于所述致动器内孔上面；以及被支撑在所述焊炬头板上的第二引导件，所述第二引导件以平行于所述第一引导件的方式延伸，其中所述第二引导件被接收在所述第二引导内孔中。其中，所述轨道焊接系统进一步包括系统控制器，所述系统控制器被电气连接到所述第一引导件和第二引导件，其中所述第一引导件、第二引导件和焊炬头由导电材料制造。其中，所述焊炬头由黄铜构造，并且其中所述第一引导件和第二引导件由不锈钢构造。其中，所述驱动组件包括第一嵌齿轮、第二嵌齿轮以及传动带，所述第一嵌齿轮被可旋转地附接到所述马达，所述第二嵌齿轮被可旋转地附接到所述螺杆致动器，所述传动带将所述第一嵌齿轮连接到所述第二嵌齿轮。其中，所述轨道焊接系统进一步包括安装板，所述安装板在所述焊炬头板的向内的侧面上可附接到所述焊炬头板；其中所述焊炬头和马达位于邻近所述焊炬头板的向外的侧面处并且所述第一嵌齿轮、第二嵌齿轮和传动带位于所述板的所述向内的侧面上；并且其中所述安装板和所述焊炬头板中的至少一个限定接收部，所述接收部被配置来包围所述第一嵌齿轮、第二嵌齿轮和传动带。其中，所述轨道焊接系统进一步包括第三嵌齿轮以及位置传感器，所述第三嵌齿轮通过传动带与所述驱动马达和所述致动器可旋转地耦合，所述位置传感器被耦合到所述第三嵌齿轮；其中所述位置传感器优选地是电位计。其中，所述轨道焊接系统进一步包括被安装在所述第一嵌齿轮和所述第二嵌齿轮之间的传动带张紧装置，所述传动带张紧装置包括惰轮，所述惰轮被支撑在所述焊炬头板上并且与所述传动带是可接合的，其中所述张紧装置是选择性地可移动的，以调整所述传动带上的张力。其中，所述焊炬头限定冷却剂通路，所述冷却剂通路被流体连接到冷却剂供应器。其中，所述轨道焊接系统进一步包括驱动壳体，所述驱动壳体包括驱动块，所述驱动块被附接到所述焊炬头板并且包围所述驱动组件；以及驱动壳体冷却组件，所述驱动壳体冷却组件包括冷却通路，所述冷却通路被限定在所述驱动块内并且被流体连接到冷却剂供应器。其中，所述轨道焊接系统进一步包括被操作地附接到所述焊炬头板的焊炬高度调整组件，所述焊炬高度组件包括框架，其中所述焊炬头板和框架相对于彼此是可滑动的；齿条，所述齿条被支撑在所述框架和所述焊炬头板中的一个上，所述齿条沿平行于所述焊炬高度轴的轴延伸；以及焊炬高度马达，所述焊炬高度马达被调适来旋转小齿轮，所述小齿轮与所述齿条是可啮合的，以选择性地沿所述焊炬高度轴移动所述电极。在一些实施方案中，所述支架通过横向件被连接到所述齿条，所述横向件至少部分地留置在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊炬头(20)，其特征在于，所述焊炬头(20)在焊接系统(10)中用于将焊缝施加到工件(WP)，所述焊炬头(20)包括：焊炬本体(270)，所述焊炬本体(270)具有第一侧(276)、第二侧(280)、向内的侧以及外侧，所述焊炬本体(270)进一步包括下表面(278)以及顶部表面(275)，形成一立体件；所述焊炬本体(270)限定槽，所述槽在所述第一侧上从所述下表面(278)延伸到所述顶部表面(275)；包括电极(E)的电极组件，所述电极组件被安装在所述焊炬本体(270)上，所述电极(E)相对于所述焊炬本体(270)的所述下表面(278)向下延伸；焊丝调整组件(450)，所述焊丝调整组件(450)包括支撑焊丝引导装置(90)的支架(402)，所述焊丝引导装置(90)从焊丝供应器接收焊丝(W)；所述支架(402)被附接到被支撑在所述槽内的齿条(406)和小齿轮，所述齿条(406)位于所述小齿轮的向内侧并且在所述槽内是可滑动的，所述小齿轮在所述槽内是可旋转的，并且一旦所述小齿轮旋转，所述小齿轮与所述齿条(406)啮合来竖直地移动所述支架(402)以调整所述焊丝(W)的竖直位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.14 US 13/831,0881.一种焊炬头(20)，其特征在于，所述焊炬头(20)在焊接系统(10)中用于将焊缝施加到工件(WP)，所述焊炬头(20)包括：焊炬本体(270)，所述焊炬本体(270)具有第一侧(276)、第二侧(280)、向内的侧以及外侧，所述焊炬本体(270)进一步包括下表面(278)以及顶部表面(275)，形成一立体件；所述焊炬本体(270)限定槽，所述槽在所述第一侧上从所述下表面(278)延伸到所述顶部表面(275)；包括电极(E)的电极组件，所述电极组件被安装在所述焊炬本体(270)上，所述电极(E)相对于所述焊炬本体(270)的所述下表面(278)向下延伸；焊丝调整组件(450)，所述焊丝调整组件(450)包括支撑焊丝引导装置(90)的支架(402)，所述焊丝引导装置(90)从焊丝供应器接收焊丝(W)；所述支架(402)被附接到被支撑在所述槽内的齿条(406)和小齿轮，所述齿条(406)位于所述小齿轮的向内侧并且在所述槽内是可滑动的，所述小齿轮在所述槽内是可旋转的，并且一旦所述小齿轮旋转，所述小齿轮与所述齿条(406)啮合来竖直地移动所述支架(402)以调整所述焊丝(W)的竖直位置。2.如权利要求1所述的焊炬头，其特征在于，所述支架(402)通过横向件被连接到所述齿条(406)，所述横向件至少部分地留置在所述槽内并且在所述小齿轮之下从所述齿条向外延伸，所述横向件具有凹的上表面，所述凹的上表面限定接收部(443)，所述接收部(443)被调适来在所述接收部(443)中接收所述小齿轮的至少部分。3.如权利要求2所述的焊炬头，其特征在于，所述横向件包括球窝组件，所述球窝组件包括套(452)，所述套(452)在所述槽之外并且邻近所述焊炬本体(270)，所述套(452)支撑在所述横向件上，所述套(452)限定窝(453)；球件(460)包括被接收在所述窝(453)中的球(461)，所述球具有通过所述窝向下延伸的颈部，其中所述支架(402)附接到所述球件(460)的所述颈部(462)。4.如权利要求3所述的焊炬头，其特征在于，所述焊炬头进一步包括锁定组件，所述锁定组件包括帽(486)，所述帽(486)被调适来选择性地在所述窝(453)内压紧所述球(461)，以将所述球(461)锁定在被选择的位置。5.如权利要求4所述的焊炬头，其特征在于，所述锁定组件包括内螺纹以及外螺纹，所述内螺纹形成在所述窝(453)内的上部分处，所述外螺纹形成在所述帽(486)的下部分上，其中所述外螺纹与所述内螺纹是可接合的，其中所述帽(486)是可旋转的，以选择性地在所述窝内压紧所述球(461)。6.如权利要求4所述的焊炬头，其特征在于，所述焊炬头进一步包括从所述帽(486) 向上延伸的钮(495)。7.如权利要求5所述的焊炬头，其特征在于，所述焊炬头进一步包括从所述帽(486)向上延伸的钮(495)。8.如权利要求1至7中的一个所述的焊炬头，其特征在于，所述焊炬头进一步包括紧固件，所述紧固件被支撑在所述焊炬本体(270)上并且与所述齿条是可接合的，以保持所述焊丝(W)的被选择的竖直位置。9.如权利要求1至7中的一个所述的焊炬头，其特征在于，所述焊炬头进一步包括焊炬头冷却组件(300)，所述焊炬头冷却组件包括冷却通路，所述冷却通路形成在所述焊炬头(20)内并且被流体地连接到冷却剂的供应器。10.如权利要求9所述的焊炬头，其特征在于，所述冷却剂是水。11.如权利要求9所述的焊炬头，其特征在于，所述冷却通路包括冷却入口以及冷却出口，其中所述冷却入口和冷却出口被形成在所述槽的相反的侧上并且通过连接通路(304)被连接。12.如权利要求1至7中的一个所述的焊炬头，其特征在于，所述焊炬本体(270)由黄铜制成并且电源被施加到所述焊炬本体(270)来操作所述电极(E)。13.如权利要求9所述的焊炬头，其特征在于，所述焊炬本体(270)被支撑在线性致动器上，所述线性致动器具有垂直于所述电极(E)的轴，所述线性致动器被调适来选择性地驱动所述焊炬头(20)以相对于所述工件(WP)侧向地移动所述电极(E)。14.如权利要求13所述的焊炬头，其特征在于，所述线性致动器包括一对引导杆(261、262)，所述焊炬本体(270)限定一对引导内孔，所述引导内孔可滑动地将所述引导杆的部分接收在所述引导内孔中。15.如权利要求13所述的焊炬头，其特征在于，所述线性致动器包括具有外螺纹的螺杆，并且其中所述焊炬本体(270)限定致动器内孔(274)，所述致动器内孔(274)被调适来以可螺纹连接方式接收所述螺杆，所述致动器内孔从所述焊炬本体(270)的向内的表面延伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·B·米勒，S·科尔，J·斯尼德，
申请(专利权)人：林肯环球股份有限公司，
类型：新型
国别省市：美国;US