CN114734163B - 一种送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置及制备方法，包括支撑框架、输送机构、固定机构、制备机构及驱动机构，制备机构包括外周部设有螺纹槽的模具筒；输送机构用于输送两列焊剂片至螺纹槽内；其中，焊剂片的一侧为平面，另一侧设有弧形凸起；输送机构输送的两列焊剂片的弧形凸起相背；模具筒用于制备焊剂带雏形，焊剂带雏形包括两列弧形凸起相对的焊剂片，其中，两列弧形凸起相对的焊剂片分别位于相邻的两个螺纹槽内；固定机构用于固定制备机构于支撑框架上，驱动机构用于驱动模具筒转动。装置整体结构稳定，衔接合理，过渡顺畅，很大程度上提升了效率以及焊剂带的可用性。

Description

一种送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置及制备方法

技术领域

本发明涉及一种送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置及制备方法，属于超窄间隙焊接技术领域。

背景技术

超窄间隙焊接是一种具有自主知识产权的高效低热输入焊接新方法，采用4-6mm的直坡口，使用板式焊枪实现焊剂片对电弧的约束，调控电弧同时作用于两侧焊接面和底部，实现单道多层焊缝成形。然而在焊剂带连续送进式超窄间隙焊接方法中，没有完整的一套焊剂带自动制备装置以实现焊剂带的连续自动制备，这就导致在超窄间隙焊接准备过程冗长，同时无法保证焊剂带质量一致，使得焊接接头质量由于焊剂带的因素参差不一。目前存在的适用于焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的焊剂带制备方法，都存在一些不足。

中国专利“用于超窄间隙电弧焊的焊枪”（ZL2006100428221），焊剂带由焊剂压涂在薄钢带两表面而制成两条焊剂带自上而下沿坡口连续送入电弧的两侧。其存在的问题是焊剂直接涂敷在薄钢带上，在焊接过程中其焊剂带的韧性较差不能实现连续送进，手工制备这种焊剂带时较为繁琐。

中国专利“用于钢轨对接的超窄间隙电弧焊接装置”（201210406133X）焊剂带由钢丝网和涂覆在其两侧的焊剂构成焊前折成型后放入坡口中。其存在的问题是钢丝网中间部分裸露，焊接时电弧首先与钢丝网接触导电，若贴合于侧壁的钢丝网有未被焊剂涂覆的部分，那么钢丝网就会与侧壁形成带电通道，导致此处电弧攀升。并且此焊剂带为预置式，需要人为在焊前折弯，这就存在焊剂带在试样坡口内不贴合两侧壁的现象，导致烧枪等危险事故发生。

中国专利“送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接装置”（201510941584.7）焊剂片链由用耐高温胶将耐高温弹性绳粘贴至焊剂片的侧面制作成具有平面变形能力的焊剂片链。其存在的问题是没有一个完整的系统性的制备装置，这就导致在焊接准备过程中，焊剂片链的制备周期较长，存在手工制备质量较差等问题。在焊接时，如果因为手工制备的焊剂带质量较差，会导致焊接接头质量较差，同时存在烧损焊枪，延误工期等情况。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置及制备方法，通过输送机构确定好了焊剂片的相对位置，保证了焊剂片的稳定性；通过模具筒制备的焊剂带雏形，进一步保证了焊剂带制备的稳定性。装置整体结构稳定，衔接合理，过渡顺畅，很大程度上提升了效率以及焊剂带的可用性。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置， 包括支撑框架、输送机构、固定机构、制备机构及驱动机构，所述制备机构包括外周部设有螺纹槽的模具筒；

所述输送机构用于输送两列焊剂片至螺纹槽内；其中，所述焊剂片的一侧为平面，另一侧设有弧形凸起；所述输送机构输送的两列焊剂片的弧形凸起相背；

所述模具筒用于制备焊剂带雏形，所述焊剂带雏形包括两列弧形凸起相对的焊剂片，其中，两列弧形凸起相对的焊剂片分别位于相邻的两个螺纹槽内；

所述固定机构用于固定制备机构于支撑框架上，所述驱动机构用于驱动模具筒转动。

进一步的，所述输送机构包括振动筛和导入槽；

所述导入槽的一端连接振动筛的输送端，另一端连接螺纹槽；

所述导入槽内设有隔板，使得导入槽内被分为两个凹槽；

所述振动筛用于输出两列弧形凸起相背的焊剂片，分别通过导入槽内的两凹槽输送至螺纹槽上。

进一步的，所述导入槽远离振动筛的端部设置为与螺纹槽相配合的弧形结构。

进一步的，所述制备机构还包括限位管压轮，所述限位管压轮抵接于螺纹槽上，用于将限位管压入螺纹槽内的两列焊剂片之间。

进一步的，所述固定机构包括第一固定套筒、第二固定套筒、第一法兰盘、第二法兰盘与第一轴承座；

所述模具筒的两侧分别设有第一固定套筒和第二固定套筒，所述第一固定套筒连接模具筒一端的第一法兰盘，所述第二固定套筒连接模具筒另一端的第二法兰盘；

所述第一固定套筒和第二固定套筒分别通过第一轴承座连接支撑框架。

进一步的，所述固定机构还包括加力板、拉力杆和加力螺栓；

所述模具筒内设置加力板和拉力杆，所述拉力杆的一端连接加力板，另一端连接第二法兰盘；

所述加力螺栓贯穿第一固定套筒抵接加力板。

进一步的，所述驱动机构包括从动轮、凸缘轴、同步带、同步轮和驱动电机；

所述凸缘轴贯穿第二固定套筒连接从动轮，所述同步轮安装于驱动电机的输出轴上，所述同步带沿从动轮和同步轮进行转动。

进一步的，所述驱动机构还包括导向块，所述导向块设置于模具筒的下方，所述导向块上端的凸起配合连接模具筒周部的螺纹槽。

另一方面，本发明提供了一种基于上述送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置的制备方法，包括如下步骤：

输送机构输送两列弧形凸起相背的焊剂片至制备机构，经由所述制备机构得到焊剂带雏形；

对所述焊剂带雏形进行胶粘弹簧和烘干处理，得到成品焊剂带。

进一步的，所述焊剂带雏形包括两列弧形凸起相对的焊剂片，两列弧形凸起相对的焊剂片分别位于相邻的两个螺纹槽内；

所述成品焊剂带包括弹簧和两列弧形凸起相对的焊剂片，其中，两列弧形凸起相对的焊剂片之间的弧形凸起形成一个弧形结构，所述弹簧位于所述弧形结构内。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明通过输送机构将焊剂片振动排列，确定了焊剂片的相对位置，保证了焊剂片的稳定性；采用模具筒制得的焊剂带雏形，可靠性和容错率较高，进一步保证了焊剂带制备的稳定性。装置整体结构稳定，衔接合理，过渡顺畅，很大程度上提升了效率以及焊剂带的可用性。

附图说明

图1是一种送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置的三维结构图；

图2是一种送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置的左视图；

图3是模具筒及部分固定机构的主视图；

图4是模具筒及部分固定机构的左视图；

图5是模具筒及部分固定机构的剖视图；

图6是模具筒的左视图；

图7是模具筒的剖视图；

图8是导入槽的第一三维结构图；

图9是导入槽的第二三维结构图；

图10是焊剂带的结构示意图；

图11是凸缘轴与第二固定套筒的结构图；

图12是凸缘轴与凸缘轴承套的结构图；

图13是第二固定套筒的结构图；

图14是限位管压入两列相背的焊剂片之间的示意图；

图15是粘接弹簧的示意图；

图16是焊剂片的三维结构图；

图中：1、模具筒；2、支撑框架；3、第一固定套筒；4、第一轴承座；5、加力螺栓；6、导入槽；601、第一侧板；602、第二侧板；603、第一导板；604、第二导板；605、隔板； 7、焊剂片；8、振动筛；9、拉力杆；10、从动轮；11、凸缘轴；12、同步带；13、同步轮；14、驱动电机；15、垫块；16、导向块；17、限位管；18、限位管压轮；19、四孔垫板；20、第一角钢；21、第二角钢；22、第一紧固件；23、垫板；24、固定扣板；25、第二紧固件；26、加力板；27、第一法兰盘；28、第二轴承座；29、凸缘轴承套；30、弹簧；31、键；32、第三角钢；33、第二法兰盘；34、第二固定套筒；35、螺纹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例1提供了一种送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置，如图1和图2所示，包括支撑框架2、输送机构、固定机构、制备机构及驱动机构，制备机构包括外周部设有螺纹槽35的模具筒1；

输送机构用于输送两列焊剂片7至螺纹槽35内；其中，焊剂片7的一侧为平面，另一侧设有弧形凸起；输送机构输送的两列焊剂片7的弧形凸起相背；

模具筒1用于制备焊剂带雏形，焊剂带雏形包括两列弧形凸起相对的焊剂片7，其中，两列弧形凸起相对的焊剂片7分别位于相邻的两个螺纹槽35内；

固定机构用于固定制备机构于支撑框架2上，驱动机构用于驱动模具筒1转动。

本发明的技术构思为：通过输送机构将焊剂片7振动排列，排列成两列弧形凸起相背的焊剂片7输送至制备机构，这一步确定了焊剂片7的相对位置，保证了焊剂片7的稳定性。采用一体成型的模具筒1，可靠性和容错率较高。整体装置结构稳定，衔接合理，过渡顺畅，很大程度上提升了制备效率以及焊剂带的可用性。

如图6-7所示，本实施例中的模具筒1为内直径156mm，外直径170mm的空心直筒，其外环面螺纹槽35结构为宽4mm，深4mm的螺纹槽35，以此实现螺线带状焊剂带的连续制备，保证制备的连续性。

如图1-2、图6-9所示，输送机构包括振动筛8和导入槽6，导入槽6的一端连接振动筛8的输送端，另一端连接螺纹槽35；导入槽6远离振动筛8的端部设置为与模具筒1螺纹槽35相配合的弧形结构。

具体的，如图8-9所示，导入槽6呈“山”字型结构，包括第一侧板601、第二侧板602、第一导板603、第二导板604与隔板605，第一侧板601、第一导板603与隔板605形成了一个凹槽，第二侧板602、第二导板604与隔板605形成了另一个凹槽。

本实施例中的导入槽6采用多块板拼接形成，也可以使用相关的装置一体成型。其中，第一侧板601的顶部长320mm，底部长259mm，厚2mm， 在靠近模具筒1的端部由半径85mm，弧长68mm的圆弧切面构成。第二侧板602与第一侧板601相对设置，两侧板的结构与尺寸相同。第一导板603的顶部长320mm，底部长265mm，厚1.2mm，在靠近模具筒1的端部由半径81mm，弧长61mm的圆弧切面构成。第二导板604与第一导板603相对设置，两导板的结构与尺寸相同。中间的隔板605顶部长320mm，底部长325mm，厚1mm。

利用双段圆弧切面与模具筒1切合的方式，导入槽6内侧两导板的圆弧切面与模具筒1螺纹槽35底部切合，两侧板的圆弧切面与模具筒1螺纹槽35棱端面切合。这样的切合方式可以使得导入槽6与模具筒1牢牢契合，在焊剂带制备过程中防止焊剂片7掉出模具筒1外，或者焊剂片7在导入槽6内滑动卡顿的现象。

本实施例中的导入槽6以30°倾角安装至在模具筒1螺纹槽35棱端面上。具体结构如下， 第二角钢21在靠近导入槽6的端部设有开槽，通过垫板23、固定扣板24和螺栓螺母在开槽处的配合，使得导入槽6靠近振动筛8的端部固接第二角钢21，第二角钢21通过第一紧固件22连接支撑框架2一侧的钢管结构。优选的第一紧固件22为U型卡。

需要强调的是，第二角钢21上的开槽能够用于调整导入槽6的角度，从而获得不同的焊剂片7滑落速度。

制备机构还包括限位管压轮18，限位管压轮18抵接于螺纹槽35上，用于将限位管17压入螺纹槽35内的两列焊剂片7之间。通过限位管压轮18将限位管17连续不断地压入焊剂片7之间，进一步保证了焊剂带制备的稳定性，同时焊剂带随模具筒1转动时不会发生焊剂片7掉落等现象。

具体的，限位管压轮18通过轴承用螺栓螺母固定于第三角钢32的端部，第三角钢32通过第二紧固件25、四孔垫板19、垫块15和螺栓螺母连接支撑框架2另一侧的钢管结构。优选的第二紧固件25为方型卡。通过调整方型卡的位置能够调整限位管压轮18的角度。

限位管压轮18是利用模具筒1的转动力以及焊剂片7和限位管17的摩擦力，将用于焊剂片7限位的限位管17压入焊剂片7之间，固定模具筒11纹槽内的焊剂片7使其随模具筒1转动形成螺线带状。限位管17沿导入槽6中间隔板，将其前端放置在起始段焊剂片7之间，限位管17随焊剂片7的滑落以及模具筒1的转动和限位管压轮18的滚动压入，连续不断的被压入模具筒1螺纹槽35内的焊剂片7之间。

如图1-5、11-13所示，支撑框架2包括两侧的钢管结构和连接钢管结构的横钢管和若干横板。

固定机构包括第一固定套筒3、第二固定套筒34、第一法兰盘27、第二法兰盘33、第一轴承座4、加力板26、拉力杆9和加力螺栓5。

模具筒1的两侧分别设有第一固定套筒3和第二固定套筒34，第一固定套筒3连接模具筒1一端的第一法兰盘27，第二固定套筒34连接模具筒1另一端的第二法兰盘33；

第一固定套筒3和第二固定套筒34分别通过第一轴承座4连接支撑框架2的横板。优选的第一轴承座4为T型高度指定型轴承座。

模具筒1与第一固定套筒3、第二固定套筒34连为一体，且整体运动在水平方向上做圆周螺旋运动。

模具筒1内设置加力板26和拉力杆9，拉力杆9的一端连接加力板26，另一端连接第二法兰盘33；加力螺栓5贯穿第一固定套筒3抵接加力板26。

需要强调的是，加力螺栓5，拉力杆9和加力板26是模具筒1安装紧固的关键零件，通过旋转加力螺栓5带动加力板26和拉力杆9使套在外部的模具筒1不断向另一侧的第二法兰盘33靠近，加力至模具筒1完全固定在在第一法兰盘27和第二法兰盘33间，保证了在焊剂带制备时不松动且维持水平向转动。

本实施例中拉力杆9的数量为2个，且对称设置。根据实际需求，拉力杆9的数量可以进行调整。

驱动机构包括从动轮10、凸缘轴11、同步带12、同步轮13和驱动电机14，

凸缘轴11贯穿第二固定套筒34连接从动轮10，同步轮13安装于驱动电机14的输出轴上，同步带12沿从动轮10和同步轮13进行转动。凸缘轴11通过第二轴承座28连接支撑框架2的横板。优选的第二轴承座28为T型高度选择型轴承座。

凸缘轴11与凸缘轴承套29沿第二固定套筒34中心开孔套入并安装，凸缘轴承套29的键31与第二固定套筒34内部末端开槽相契合，形成动力传动结构。驱动电机14的转动将力通过从动轮10，同步带12，同步轮13传导至凸缘轴11。凸缘轴11转动，带动模具筒1一并转动。

优选的驱动电机14为直流减速电机。驱动电机设置于第一角钢20上，第一角钢20的两端连接支撑框架的横钢管。

导向块16设置于模具筒1的下方，通过连接件设置于第一角钢20上，导向块16上端的凸起配合连接模具筒1周部的螺纹槽35。其目的是在模具筒1转动时，为模具筒1在水平方向螺旋转动时提供一个转动导向。

实施例2

本实施例2提供了一种基于实施例1的送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置的制备方法，包括如下步骤，

首先，准备工作。一、检查焊剂片7厚度和强度以及完整性，定量送进至振动筛8。二、启动振动筛8通过内部震动将焊剂片7在输送管中排列成两弧形凸起相背的焊剂片7列，并经导入槽6输送至模具筒1螺纹槽35根部。三、将限位管17放置在导入槽6中的焊剂片7列起始段，并调整限位管压轮18在焊剂片7间中心，距离模具筒1螺纹槽35根部2.5mm至3mm间。四、检查整体设备至无异样。

其次，开始制备。启动直流减速电机，使得模具筒1随凸缘轴11顺时针转动，同时如图14所示，导入槽6内的两列弧形凸起相背的焊剂片7随模具筒1的转动滑落至螺纹槽35内。同时限位管压轮18将限位管17缓缓压入模具筒1内的两列焊剂片7之间，随焊剂片7不断进入模具筒1的螺纹槽35内，接续压制成焊剂带雏形。

如图15所示，焊剂带雏形包括两列弧形凸起相对的焊剂片7，两列弧形凸起相对的焊剂片7分别位于相邻的两个螺纹槽内，且两列弧形凸起相对的焊剂片7之间的弧形凸起形成一个弧形结构。对焊剂带雏形进行涂胶处理，再将弹簧30放置在已涂胶的弧形结构上，取出限位管17，放置于陶瓷加热管上烘干处理，待烘干完成便制得一条完整的成品焊剂带。

成品焊剂带如图10所示，包括弹簧30和两列弧形凸起相对的焊剂片7，两列弧形凸起相对的焊剂片7之间的弧形凸起形成一个弧形结构，弹簧30胶接于弧形结构内。其中，焊剂片7如图16所示，由特制焊剂经粉末压片机制成，结构为6.8x8mm大小且厚度为0.8mm的片状；主要成分为：大理石，石英石，萤石；质量比为10：4：1。焊剂片7一侧为平面，另一侧设有弧形凸起，弧形凸起包括半径1.7mm，弧长0.9mm的上部圆弧端和半径0.45mm，弧长0.85mm的中部圆弧段。

限位管17采用1.5mm的橡胶软管。

弹簧30在焊剂带中起到链接焊剂片7，同时又给焊剂带提供韧性和强度，以实现在连续送进式超窄间隙焊接方法中可以使得焊剂带在输送过程中提供较好的韧性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置，其特征是，包括支撑框架（2）、输送机构、固定机构、制备机构及驱动机构，所述制备机构包括外周部设有螺纹槽（35）的模具筒（1）；

所述输送机构用于输送两列焊剂片（7）至螺纹槽（35）内；其中，所述焊剂片（7）的一侧为平面，另一侧设有弧形凸起；所述输送机构输送的两列焊剂片（7）的弧形凸起相背；

所述模具筒（1）用于制备焊剂带雏形，所述焊剂带雏形包括两列弧形凸起相对的焊剂片（7），其中，两列弧形凸起相对的焊剂片（7）分别位于相邻的两个螺纹槽（35）内；

所述固定机构用于固定制备机构于支撑框架（2）上，所述驱动机构用于驱动模具筒（1）转动；

所述制备机构还包括限位管压轮（18），所述限位管压轮（18）抵接于螺纹槽（35）上，用于将限位管（17）压入螺纹槽（35）内的两列焊剂片（7）之间。

2.根据权利要求1所述的送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置，其特征是，所述输送机构包括振动筛（8）和导入槽（6）；

所述导入槽（6）的一端连接振动筛（8）的输送端，另一端连接螺纹槽（35）；

所述导入槽（6）内设有隔板，使得导入槽（6）内被分为两个凹槽；

所述振动筛（8）用于输出两列弧形凸起相背的焊剂片（7），分别通过导入槽（6）内的两凹槽输送至螺纹槽（35）上。

3.根据权利要求2所述的送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置，其特征是，所述导入槽（6）远离振动筛（8）的端部设置为与螺纹槽（35）相配合的弧形结构。

4.根据权利要求1所述的送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置，其特征是，所述固定机构包括第一固定套筒（3）、第二固定套筒（34）、第一法兰盘（27）、第二法兰盘（33）与第一轴承座（4）；

所述模具筒（1）的两侧分别设有第一固定套筒（3）和第二固定套筒（34），所述第一固定套筒（3）连接模具筒（1）一端的第一法兰盘（27），所述第二固定套筒（34）连接模具筒（1）另一端的第二法兰盘（33）；

所述第一固定套筒（3）和第二固定套筒（34）分别通过第一轴承座（4）连接支撑框架（2）。

5.根据权利要求4所述的送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置，其特征是，所述固定机构还包括加力板（26）、拉力杆（9）和加力螺栓（5）；

所述模具筒（1）内设置加力板（26）和拉力杆（9），所述拉力杆（9）的一端连接加力板（26），另一端连接第二法兰盘（33）；

所述加力螺栓（5）贯穿第一固定套筒（3）抵接加力板（26）。

6.根据权利要求4所述的送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置，其特征是，所述驱动机构包括从动轮（10）、凸缘轴（11）、同步带（12）、同步轮（13）和驱动电机（14）；

所述凸缘轴（11）贯穿第二固定套筒（34）连接从动轮（10），所述同步轮（13）安装于驱动电机（14）的输出轴上，所述同步带（12）沿从动轮（10）和同步轮（13）进行转动。

7.根据权利要求6所述的送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置，其特征是，所述驱动机构还包括导向块（16），所述导向块（16）设置于模具筒（1）的下方，所述导向块（16）上端的凸起配合连接模具筒（1）周部的螺纹槽（35）。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的送进式超窄间隙焊接的焊剂带制备装置的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

输送机构输送两列弧形凸起相背的焊剂片（7）至制备机构，经由所述制备机构得到焊剂带雏形；

对所述焊剂带雏形进行胶粘弹簧和烘干处理，得到成品焊剂带；

所述焊剂带雏形包括两列弧形凸起相对的焊剂片（7），两列弧形凸起相对的焊剂片（7）分别位于相邻的两个螺纹槽（35）内；

所述成品焊剂带包括弹簧（30）和两列弧形凸起相对的焊剂片（7），其中，两列弧形凸起相对的焊剂片（7）之间的弧形凸起形成一个弧形结构，所述弹簧（30）胶接于所述弧形结构内。