【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道焊接，特别地，涉及一种大直径钢管的内环缝自动焊接设备。此外，本专利技术还涉及一种包括利用上述大直径钢管的内环缝自动焊接设备的大直径钢管的内环缝自动焊接方法。
技术介绍
1、在水利水电钢管现场制造安装工程中，通常将钢管组焊成6m以内一节，钢管用汽车专用拖车或轨道台车运输到安装地点，然后进行组装、焊接，现场焊接质量要求高、工作量大，焊接工艺难度高。目前，钢管组装焊缝的焊接多以人工作业为主，人工作业存在劳动强度高、作业质量不稳定、效率低的问题，传统手工焊已不能满足现场施工需求。
2、为了提升焊接效率，用于钢管内环缝的自动焊接装置应运而生。由于钢管与钢管的组装依靠有轨台车实现，组装过程中难以实现钢管的角度、圆度、组装间距以及两节钢管轴线重合度的调节，会存在钢管与钢管之间的轴线不重合、钢管圆度无法满足要求问题。
3、如中国专利cn216730166 u公开的一种针对隧道内钢管的自动焊接装置，通过设置呈圆环形的滑动组件，使得焊枪能够随隧道内的大型钢管的内壁进行周向运动，从而对钢管的圆形端面进行自动焊接。一方面，随着施工的进行焊接作业工位会不断变化，该自动焊接装置并不能自主移动，在钢管内施工十分不便，会降低整体焊接施工的效率；另一方面，由于滑轨通过定位模块够贴附在隧道内钢管的内壁上，当钢管圆度无法满足要求时，环形轨道难以布设，会导致无法有效实施焊接的情况。
4、又如中国专利cn201685037 u公开的一种钢管组焊台车，通过减速器驱动回转支撑架带动钢管回转，通过横梁上的焊接操作架进行环缝
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种大直径钢管的内环缝自动焊接设备及内环缝自动焊接方法，以解决现有技术的自动焊接设备在钢管内施工不便，在钢管与钢管之间的轴线不重合、钢管圆度超标时难以适用、焊接质量不佳的技术问题。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种大直径钢管的内环缝自动焊接设备，包括用于提供动力的设备主机、用于焊接内环缝的焊接工作装置及连接装置，所述设备主机和/或所述焊接工作装置上布设有行走机构，所述连接装置包括与所述设备主机连接的第一连接板、与所述焊接工作装置连接的第二连接板及用于连接所述第一连接板与所述第二连接板且使得所述第二连接板能相对于钢管的径向平面偏移的偏移机构，所述设备主机上布设有用于固定所述设备主机沿钢管轴向方向位置的第一定位机构，所述焊接工作装置上布设有用于使所述焊接工作装置与钢管保持同轴心的第二定位机构。
3、进一步地，所述偏移机构包括布设于所述第一连接板上的第一套筒、布设于所述第二连接板上的第二套筒、与所述第一套筒和所述第二套筒滑动连接的滑杆及套设于所述滑杆上的缓冲件，所述滑杆的两端分别布设有用于避免所述滑杆滑脱的限位块，所述第一套筒和所述第二套筒的内径大于所述滑杆的外径以形成偏移间隙。
4、进一步地，所述行走机构包括布设于设备主机上的驱动轮、布设于设备主机上的且可沿水平方向伸缩的伸缩轮组、布设于设备主机上的第一导向轮组、布设于所述焊接工作装置上的第二导向轮组及用于驱动所述伸缩轮组沿竖直方向移动的升降机构。
5、进一步地，所述第一导向轮组及所述第二导向轮组均呈八字形分布。
6、进一步地，所述第一定位机构包括布设于所述设备主机上的且可沿水平方向伸缩以抵接钢管内壁的侧主支撑机构及布设于所述设备主机上的且可沿水平方向伸缩以抵接钢管内壁的侧辅助支撑机构，所述侧主支撑机构包括可沿水平方向伸缩的第一支撑油缸及布设于所述第一支撑油缸自由端上的且与钢管内壁适配的弧形支撑块，所述侧辅助支撑机构与所述侧主支撑机构的结构相同。
7、进一步地，所述侧主支撑机构布设于所述设备主机背离所述伸缩轮组的一端上，所述侧辅助支撑机构布设于所述设备主机靠近所述伸缩轮组的一端上，所述侧主支撑机构上弧形支撑块的支撑面积大于所述侧辅助支撑机构上弧形支撑块的支撑面积。
8、进一步地，所述第二定位机构包括布设于所述焊接工作装置上的环形定位架、沿所述环形定位架的周向均匀布设的第二支撑油缸、布设于所述第二支撑油缸自由端上的平衡架、布设于所述平衡架上的滚珠及用于监测所述第二支撑油缸油压的压力传感器，所述第二支撑油缸自由端通过万向节与所述平衡架连接，所述第二支撑油缸与所述压力传感器一一对应布设。
9、进一步地，所述焊接工作装置包括轨道机构、焊接机械臂、连接套及焊接送丝机构，所述轨道机构包括布设于连接套23上的环形轨道、布设于所述环形轨道上的驱动齿条、布设于所述驱动齿条上的移动小车，所述焊接机械臂包括布设于所述移动小车上的机械臂、布设于所述机械臂上的焊枪及视觉系统，所述焊接送丝机构包括与所述连接装置连接的边接架，所述边接架上布设有所述送丝机、焊丝盘及清枪器，所述连接套的一端连接边接架、另一端连接所述环形定位架。
10、进一步地，所述设备主机包括主机本体，所述主机本体上布设有电源、电控箱、泵站及用于连接所述连接装置的安装板。
11、根据本专利技术的另一方面，还提供了一种大直径钢管的内环缝自动焊接方法，利用上述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其包括以下步骤：
12、s1、根据待焊接钢管的直径调整连接装置与边接架的安装位置及第二定位机构的伸出长度，调节升降机构使得伸缩轮组的水平伸缩方向与待焊接钢管的水平径向重合；
13、s2、收回第一支撑油缸、收回伸缩轮组及第二支撑油缸，吊装大直径钢管的内环缝自动焊接设备进入组装好的待焊接钢管内，
14、s3、伸出伸缩轮组使得伸缩轮组与待焊接钢管的内壁滚动连接，伸出第二支撑油缸使得环形定位架底端上平衡架的滚珠与待焊接钢管的内壁滚动连接，启动行走机构驱动移动大直径钢管的内环缝自动焊接设备行走至工作地点，保证焊接机械臂与焊缝间距在预设范围内；
15、s4、伸出第一支撑油缸，使得侧主支撑机构的弧形支撑块、侧辅助支撑机构的弧形支撑块抵接待焊接钢管的内壁，调整并固定设备主机与待焊接钢管的相对位置；
16、s5、伸出第二支撑油缸使得所有平衡架上的滚珠抵接待焊接钢管的内壁，从而定位焊接工作装置与待焊接钢管的相对位置；
17、s6、启动视觉系统，检查轨道机构、焊接机械臂的定位及送丝机、机械臂、焊枪的设备状态，
18、s7、进行焊接前准备工作，对环缝进行打磨、预热处理；
19、s8、环缝自动化焊接及清根处理；
20、s9、焊缝后处理，完成一道环缝的焊接；
21、s10、收回第二支撑油缸，保持环形定位架底端上平衡架的滚珠与待焊接钢管的内壁滚动连接，收回第一支撑油缸，使得侧主支撑机构的弧形支撑块、侧辅助支撑机构的弧形支撑块与待焊接钢管的内壁脱离接触；
22、s11、重复s3～s10工步，进行下一道环缝的焊接。
【技术保护点】
1.一种大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
10.一种大直径钢管的内环缝自动焊接方法，其特征在于，利用权利要求8所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的大直径钢管的内环缝自动焊接设备，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的大...
【专利技术属性】
技术研发人员：王霄腾，罗建利，穆忠林，陈庆宾，戴熙礼，谢志州，卢腊，于诚锋，沈文学，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。