一种法兰接头内气保护焊接方法及焊接设备

技术领域

本发明涉及法兰接头制备技术领域，具体公开了一种法兰接头内气保护焊接方法及焊接设备。

背景技术

法兰接头是一种由法兰盘和管道焊接构成的管道连接件，在现有法兰接头焊接过程中为了避免焊接处在高温焊接过程中发生氧化，需要采用惰性气体进行保护，在焊接过程中利用氩气、氮气等惰性压缩气体先将焊接处的空气驱赶干净，然后使其在无氧环境下进行焊接。

例如申请号为2015209856135的实用新型专利就公开了一种法兰盘焊接装置，包括法兰母材、法兰盘焊缝、电动传动装置、气体保护焊机的焊枪和伸缩调节支架，在法兰母材和电动传动装置之间是法兰盘所需焊接的焊缝，在电动传动装置上安置有法兰母材，在法兰母材的右侧设置有气体保护焊机的焊枪，在伸缩调节支架上固定有气体保护焊机的焊枪。该法兰盘焊接装置在焊接过程中，将法兰盘与管道对接后利用焊枪上的气体喷头将保护气体喷出，通过该保护气体的作用有效驱赶了焊接过程中周围的空气，一定程度上保证了焊接效果，但是仍存在一些不足。其一，在法兰盘与管道转动焊接过程中需要全程喷出保护气体来驱赶焊接处周围的空气，导致保护气体消耗量较大；其二，在法兰盘与管道焊接过程中，其焊接过程中的热量会传递至焊缝下端的法兰盘与管道上，而焊缝下端的两者缝隙中仍存在一定的空气，这导致了焊接缝隙下端存在焊接氧化的情况，其不仅造成了焊接后焊缝下端出现一层黑圈，影响外管质量，而且对两者焊接的稳定性存在一定影响。因此，针对现有法兰盘焊接装置的上述不足，本申请提出了一种能够有效解决上述技术问题的法兰接头内气保护焊接方法及焊接设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种法兰接头内气保护焊接方法及焊接设备，以解决现有法兰接头采用惰性气体外喷时保护焊接方式对法兰接头进行焊接时存在的不足。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种法兰接头内气保护焊接方法，包括如下步骤：

1）在法兰盘上加工出阶梯孔，并使得管道与法兰盘上阶梯孔的上端之间实现间隙配合；

2）将法兰盘上阶梯孔的下端密封安装在定位盘上，然后将管道的上端密封设置；

3）从定位盘上的气孔中向法兰盘与管道的内腔中充入惰性气体，并使得惰性气体从管道与阶梯孔插接处的环隙中流出；

4）驱动定位盘使得法兰盘、管道同步旋转，然后在旋转过程中对法兰盘与管道的连接处进行焊接即可。

本发明还公开了一种法兰接头内气保护焊接设备，包括机箱、气罐和焊枪，所述机箱的上端转动设置有三角卡盘，且机箱上设置有实现三角卡盘旋转的驱动单元，所述三角卡盘的上端夹持有对法兰接管中法兰盘阶梯孔下端密封插接的定位盘，所述定位盘上开设有气孔，所述气孔的下端连接有与气罐相连接的管道组件，位于所述定位盘的正上方设置有对法兰接头中管道上端进行密封的管口密封盖，所述焊枪通过安装架固定在朝向法兰接管中法兰盘与管道的插接处设置。

作为上述方案的具体设置，所述三角卡盘转动连接在机箱上表面的轴承中，所述驱动单元包括设置在机箱上的驱动电机，所述驱动电机的电机轴上以及三角卡盘的下端均连接有传动轮，两个所述传动轮之间连接有传动件。

作为上述方案的具体设置，所述传动轮为带轮或者链轮其中的一种，所述传动件为传动带或传动链其中的一种。

作为上述方案的具体设置，所述管道组件包括连接在气孔下端的垂直气管，所述气罐上连接有伸入机箱中的输气管，所述输气管的端部设置有与垂直气管密封转动连接的连接件。

作为上述方案的具体设置，所述气罐的上端连接有气体流量调节阀，所述输气管与气体流量调节阀的出气端相连接，所述输气管上设置有电磁阀。

作为上述方案的具体设置，所述固定架包括设置在机箱上表面的第一立杆，所述第一立杆上设置有枪头固定套，所述焊枪固定在枪头固定套中。

作为上述方案的具体设置，所述机箱的上表面设置有第二立杆，所述第二立杆的上端设置有顶板，所述顶板的上端插设有提拉杆，所述管口密封盖与提拉杆的下端相连接。

作为上述方案的进一步设置，所述机箱的上表面一端设置有滑轨，所述滑轨上滑动连接有滑块，所述滑块的上端连接有挡板，所述挡板上设置有用于护眼的黑玻璃。

本发明公开的法兰接头内气保护焊接方法及焊接设备，先通过在法兰盘上加工出与管道间隙配合的阶梯孔，然后在使用焊接设备在对法兰盘与管道的间隙配合插接处进行焊接的过程中，内部的惰性气体能够从两者间隙配合的环隙中不断向外流出，流出的惰性气体能够将周围的空气赶走，因此使得在焊接过程中不与空气中的氧气相接触，从而有效保证了法兰盘与管道的焊接质量。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明公开的法兰接头利用特殊设计的焊接设备在对法兰盘与管道进行焊接过程中，一方面使得管道与法兰盘之间进行间隙配合，二方面将惰性气体从内部充入，使得惰性气体从两者配合的环隙中不断流出，从而使得两者待焊接的位置处均充满惰性气体，在焊接时有效避免了空气中氧气对焊接过程中带来的氧化作用，从而极大提高了两者的焊接效果，提高了产品质量。

本发明中的焊接设备采用了惰性气体从内往外溢出的方式，在焊接过程中只需要使用小部分惰性气体将法兰接头内腔中充满惰性气体，然后再注入少量惰性气体使其外流即可满足无氧焊接环境，其有效降低了法兰接头焊接过程中的惰性气体的使用量，降低了法兰接头焊接加工的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中焊接设备的正面立体结构示意图；

图2为本发明中焊接设备的背面立体结构示意图；

图3为本发明中焊接设备的内部立体结构示意图；

图4为本发明中三角卡盘、定位盘的立体装配结构示意图；

图5为本发明中法兰盘与管道的配合结构示意图；

图6为本发明中法兰盘、管道在焊接过程中的内部平面结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~6，并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

实施例1公开了一种法兰接头内气保护焊接设备，参考附图1、附图2和附图3，该焊接设备的主体包括机箱1、气罐2和焊枪3，在机箱1的上表面设置有轴承，在轴承中转动连接有设置在机箱1上表面的三角卡盘4。同时，在三角卡盘4伸入机箱1内腔的下端焊接有第一带轮5，然后在机箱1的内壁上固定安装有驱动电机6，驱动电机6的电机轴上设置有第二带轮601，然后在第一带轮5和第二带轮601之间设置有传动带7，通过上述传动带7的作用能实现三角卡盘4在轴承中低速旋转。当然，本实施例中的第一带轮5、第二带轮601也可由链轮提到，传动带7则可由链条替代。

参考附图3和附图4，在三角卡盘4的圆心处沿中轴线方向开设有贯穿设置的通孔401，然后在三角卡盘4上端的三个卡爪之间固定设置有定位盘17，该定位盘17呈阶梯状设置。在定位盘17上沿其轴线方向开设有气孔501，在气孔171的下端连接有垂直气管172，并将垂直气管172的下端穿过通孔401伸入到机箱1的内部设置。气罐2通过安装架固定在机箱1的侧面，其气罐2中储存有压缩的惰性气体，例如氩气或氮气等均可。在气罐2的上端连接有气体流量调节阀201，并在气体流量调节阀201的出气端连接有输气管202，然后在输气管202的端部连接有与垂直气管172下端密封转动连接的连接件203，使得气罐2中的惰性气体能够从沿输气管202进入到垂直气管172中，然后沿垂直气管172从定位盘17上的气孔171中排出，并且为了实现对惰性气体排放过程的控制，还在输气管202上设置有电磁阀204。

参考附图5和附图6，本实施例中的法兰接头由法兰盘100和管道200焊接而成，在法兰盘100上同心开设有阶梯孔101，并且阶梯孔101的上端孔径大于下端孔径设置。同时管道200的下端与阶梯孔101的上端间隙配合，而阶梯孔101的下端孔径与定位盘17的上端外径相等设置，并且为了方便法兰盘100与定位盘17进行定位连接，还将定位盘17的上端倒角设计。

参考附图1、附图2和附图3，在三角卡盘4旁侧的机箱1上表面固定设置有第一立杆7，在第一立杆7上安装有枪头固定套8，然后将焊枪3设置在枪头固定套8中，并使得焊枪3的下端部朝着法兰盘100和管道200的插设配合处设置。同时，还在焊枪3的上端连接有焊枪电线，并将焊枪电线与焊机（图中未画出）相连接。在机箱1上表面还固定设置有第二立杆9，并在第二立杆9的顶端连接有顶板10，在顶板10中插设有位于定位盘17正上方的提拉杆11，在提拉杆11的下端连接有管口密封盖12，该管口密封盖12能够与管道200的上端开口相配合，并且为了保证对管道200上端开口的密封效果，该管口密封盖12的下端还设置有一层橡胶密封层。

最后，本实施例在机箱1的上表面设置有控制开关13，该控制开关13能够控制驱动电机6、电磁阀204以及焊枪3的启停。另外，还在机箱1的上表面一端固定有滑轨14，滑轨14的两端均设置有限位端块141，然后在滑轨14上滑动设置有滑块15，并在滑块15的上端连接有挡板16，然后在挡板16上设置有用于护眼的黑玻璃161。

实施例2

实施例2公开了一种法兰接头内气保护焊接方法，该焊接方法是基于实施例1中的所公开的焊接设备得以进行的，其主要如下步骤：

S1：利用车床将法兰盘100上的直通孔加工上宽下窄的成阶梯孔101，并且保证法兰盘100上阶梯孔的上端孔径要大于管道200的下端外径设计，使得两者插接处呈间隙配合。

S2：选用与法兰盘100上阶梯孔101下端相适配的定位盘17，并使用三角卡盘4将定位盘17夹持固定，接着将插接好的法兰盘100与管道200一起装入定位盘17上，并使用管口密封盖12将管道200的上端开口密封。

S3：按下控制开关13，先打开电磁阀204将气罐2中的惰性气体送入法兰盘100与管道200的内腔中，当法兰盘100与管道200内腔中充满惰性气体后，惰性气体会沿着法兰盘100与管道200的插接环隙向外流出。

S4：启动驱动电机6和焊枪3，在驱动电机6的作用下定位盘17上的法兰盘100与管道200会绕中轴线缓慢旋转，然后在旋转过程中利用焊枪3对法兰盘100与管道200的插接处进行焊接即可。

本实施例2中法兰接头的焊接方法，先通过在法兰盘100上加工出与管道200间隙配合的阶梯孔，然后在使用实施例1中所公开的焊接设备在对法兰盘100与管道200的间隙配合插接处进行焊接的过程中，内部的惰性气体能够从两者间隙配合的环隙中不断向外流出，流出的惰性气体能够将周围的空气赶走，因此使得在焊接过程中不与空气中的氧气相接触，从而有效保证了法兰盘100与管道200的焊接质量。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。