附图1为细薄壁管平衡焊接装置的结构示意图；

附图2为附图1中A部放大图；

附图3为细薄壁管平衡焊接装置中尾座压紧机构的结构示意图；

附图标记为：1、主轴箱，2、固定机构，3、保护套管，4、泄压堵头，5、第一细薄壁管，6、焊枪，7、第二细薄壁管，8、尾座压紧机构，81、旋转固定头，82、尾座，83、衬套，84、密封圈，85、台阶圆筒，86、弹簧，87、尾座垫，88、密封套，89、轴承，810、气缸，811、气缸固定座，9、保护气体，10、保护气管，11、电磁阀。

1.一种细薄壁管平衡焊接装置，其特征在于：包括脉冲信号发生器和真空箱，所述的真空箱内设有主轴箱（1）、固定机构（2）、第一细薄壁管（5）、第二细薄壁管（7）、尾座压紧机构（8）和保护气管（10），所述的主轴箱（1）输出轴与固定机构（2）连接，固定机构（2）用于固定保护套管（3），保护套管（3）与第一细薄壁管（5）连接，所述的尾座压紧机构（8）的一端与第二细薄壁管（7）滑动连接，第二细薄壁管（7）可在尾座压紧机构（8）上左右滑动，第二细薄壁管（7）上方设有焊枪（6），焊枪（6）倾斜设置，尾座压紧机构（8）的另一端与保护气管（10）连接，保护气管（10）内充有保护气体（9），保护气管（10）上设有控制气速和/或气量的电磁阀（11），所述的主轴箱（1）和焊枪（6）分别与脉冲信号发生器电连接。

2.根据权利要求1所述的细薄壁管平衡焊接装置，其特征在于：所述的尾座压紧机构（8）包括尾座（82）和气缸（810），所述的尾座（82）底部与气缸（810）连接，气缸（810）设于气缸固定座（811）上，所述的尾座（82）内部中空，尾座（82）内设有台阶圆筒（85），台阶圆筒（85）与尾座（82）滑动连接，台阶圆筒（85）的外圆周台阶与尾座（82）之间设有弹簧（86），台阶圆筒（85）的内圆周台阶处设有旋转固定头（81），旋转固定头（81）与台阶圆筒（85）的内圆周台阶之间的两端部均设有轴承（89），两轴承（89）之间设有衬套（83），旋转固定头（81）的里端伸出内圆周台阶一定距离，旋转固定头（81）的外端部与第二细薄壁管（7）按压式连接。

3.根据权利要求2所述的细薄壁管平衡焊接装置，其特征在于：所述的尾座（82）内设有弹簧（86）的一端部设有尾座垫（87）和密封套（88），所述的密封套（88）与保护气管（10）密封连接。

4.根据权利要求3所述的细薄壁管平衡焊接装置，其特征在于：所述的旋转固定头（81）的里端与台阶圆筒（85）内壁之间设有密封圈（84）。

5.根据权利要求4所述的细薄壁管平衡焊接装置，其特征在于：所述的固定机构（2）为三爪卡盘。

6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的细薄壁管平衡焊接装置，其特征在于：所述的第一细薄壁管（5）与保护套管（3）连接的一端设有泄压堵头（4）。

7.根据权利要求6所述的细薄壁管平衡焊接装置，其特征在于：所述的保护气体（9）为惰性气体。

8.一种使用权利要求1～7任一项所述的细薄壁管平衡焊接装置进行焊接的焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一．对齐第一细薄壁管（5）和第二细薄壁管（7）并压紧，首先将第一细薄壁管（5）和第二细薄壁管（7）分别固定在三爪卡盘（2）和旋转固定头（81）上，通过气缸（810）调整第二细薄壁管（7）的高度与第一细薄壁管（5）的高度一致，然后通过移动旋转固定头（81）使第二细薄壁管（7）与第一细薄壁管（5）压紧；

第二．向管内充保护气体（9），通过保护气管（10）向第一细薄壁管（5）和第二细薄壁管（7）内进行充保护气体（9），由电磁阀（11）控制保护气体（9）的速度和气量，当管内管外压力保持平衡后，停止充气；

第三．调整焊枪（6）的位置，使其焊枪头位于第一细薄壁管（5）和第二细薄壁管（7）连接处；

第四．启动主轴箱（1），由主轴箱（1）驱动第一细薄壁管（5）进行旋转，由第一细薄壁管（5）带动第二细薄壁管（7）进行同步旋转；

第五．调整脉冲进行焊接，调整焊枪的焊接脉冲使其与主轴的旋转脉冲达到同步，开始焊接，焊接1.25圈后进行收弧，完成焊接，关闭电源。

2014年前，中国国内的专用焊接装置一般都是针对大厚壁管的焊接，主要包括真空箱，焊接操作在真空箱内进行，由于大厚壁管壁厚，采用焊枪进行焊接即可完成。然而，此类焊接装置对于细薄壁管的焊接则不适用，由于细薄壁管壁薄，焊枪焊接过程中管内外压力不平衡，容易造成焊弧压力、凹坑或焊穿等缺陷，严重影响焊接的焊弧外观和焊弧质量。

一种细薄壁管平衡焊接装置及焊接方法专利目的

《一种细薄壁管平衡焊接装置及焊接方法》的目的是提供一种管内外压力平衡、密封性能好、焊弧表面光滑平整、焊弧稳定和焊弧纹路均匀美观的细薄壁管平衡焊接装置及焊接方法。

一种细薄壁管平衡焊接装置及焊接方法技术方案

《一种细薄壁管平衡焊接装置及焊接方法》可以通过以下技术方案来实现：一种细薄壁管平衡焊接装置，包括脉冲信号发生器和真空箱，所述的真空箱内设有主轴箱、固定机构、第一细薄壁管、第二细薄壁管、尾座压紧机构和保护气管，所述的主轴箱输出轴与固定机构连接，固定机构用于固定保护套管，保护套管与第一细薄壁管连接，所述的尾座压紧机构的一端与第二细薄壁管滑动连接，第二细薄壁管可在尾座压紧机构上左右滑动，尾座压紧机构的另一端与保护气管连接，保护气管内充有保护气体，保护气管上设有控制气速和/或气量的电磁阀，所述的主轴箱和焊枪分别与脉冲信号发生器电连接。

该发明细壁管平衡焊接装置中保护气管以及保护气管内充有保护气体的方案设计，在保护气管内充设保护气体，使其与保护气管外真空箱的气压保持平衡，从而达到要焊接的细薄壁管管内外压力的平衡，有效确保焊接质量，使焊接焊弧稳定，焊弧外表面平整光滑，焊接质量高；脉冲信号发生器的设置，主轴箱和焊枪分别与脉冲信号发生器连接，并由脉冲信号发生器控制焊枪的焊接脉冲频率与主轴箱内的伺服电机旋转脉冲频率达到同步，使焊弧表面纹路均匀美观；尾座压紧机构的设置，使第二细薄壁管可在其上进行左右移动，安装第二细薄壁管时，首先通过外力将第二细薄壁管按入尾座压紧机构，并调整尾座压紧机构的高度使第二细薄壁管的高度与第一细薄壁管的高度一致，然后释放外力，尾座压紧机构即会在自身的作用力下将第二细薄壁管向外推移，直至压紧第一细薄壁管，使第二细薄壁管可由第一细薄壁管带动实现同步旋转，提升焊接的均匀度和焊接质量。

进一步地，所述的尾座压紧机构包括尾座和气缸，所述的尾座底部与气缸连接，气缸设于气缸固定座上，所述的尾座内部中空，尾座内设有台阶圆筒，台阶圆筒与尾座滑动连接，台阶圆筒的外圆周台阶与尾座之间设有弹簧，台阶圆筒的内圆周台阶处设有旋转固定头，旋转固定头与台阶圆筒的内圆周台阶之间的两端部均设有轴承，两轴承之间设有衬套，旋转固定头的里端伸出内圆周台阶一定距离，旋转固定头的外端部与第二细薄壁管按压式连接。台阶圆筒的外圆周台阶与尾座之间弹簧的设置，使第二细薄壁管在弹簧的作用下向外移动直至压紧第一细薄壁管，进而实现第二细薄壁管由第一细薄壁管带动进行同步旋转，有效提升焊接的均匀度和焊接质量。

进一步地，所述的尾座内设有弹簧的一端部设有尾座垫和密封套，所述的密封套与保护气管密封连接，尾座垫和密封套的设置，有效确保保护气管与尾座之间的密封，密封性能好。进一步地，所述的旋转固定头的里端与台阶圆筒内壁之间设有密封圈，密封圈的设置，有效确保旋转固定头与台阶圆筒之间的密封。

进一步地，所述的固定机构为三爪卡盘，也可以为其它具有旋转固定功能的旋转固定台。进一步地，所述的第一细薄壁管与保护套管连接的一端设有泄压堵头，泄压堵头的设置，用于在保护气管内压力超出预定压力值时，进行泄压。进一步地，所述的保护气体为惰性气体。

一种使用上述细薄壁管平衡焊接装置进行焊接的焊接方法，包括如下步骤：

第一．对齐第一细薄壁管和第二细薄壁管并压紧，首先将第一细薄壁管和第二细薄壁管分别固定在三爪卡盘和旋转固定头上，通过气缸调整第二细薄壁管的高度与第一细薄壁管的高度一致，然后通过移动旋转固定头使第二细薄壁管与第一细薄壁管压紧；

第二．向管内充保护气体，通过保护气管向第一细薄壁管和第二细薄壁管内进行充保护气体，由电磁阀控制保护气体的速度和气量，当管内管外压力保持平衡后，停止充气；

第三．调整焊枪的位置，使其焊枪头位于第一细薄壁管和第二细薄壁管连接处；

第四．启动主轴箱，由主轴箱驱动第一细薄壁管进行旋转，由第一细薄壁管带动第二细薄壁管进行同步旋转；

第五．调整脉冲进行焊接，调整焊枪的焊接脉冲使其与主轴的旋转脉冲达到同步，开始焊接，焊接1.25圈后进行收弧，收弧尾部为尖的，完成焊接，关闭电源。

一种细薄壁管平衡焊接装置及焊接方法有益效果

《一种细薄壁管平衡焊接装置及焊接方法》的有益效果：

第一、保护气管以及保护气管内充有保护气体的方案设计，在保护气管内充设保护气体，通过电磁阀控制并调整管内保护气体使其与保护气管外真空箱的气压保持平衡，从而达到要焊接的细薄壁管管内外压力的平衡，有效确保焊接质量，使焊接焊弧稳定，焊弧外表面平整光滑，在充足的惰性气体的保护下不会产生气孔、凹陷等缺陷，焊接质量高；

第二、脉冲信号发生器的设置，主轴箱和焊枪分别与脉冲信号发生器连接，并由脉冲信号发生器控制焊枪的焊接脉冲频率与主轴箱内的伺服电机旋转脉冲频率达到同步，使焊弧表面纹路均匀美观，有效保证焊缝覆盖完全；

第三、尾座压紧机构的设置，使第二细薄壁管可在其上进行左右移动，安装第二细薄壁管时，首先通过外力将第二细薄壁管按入尾座压紧机构，并调整尾座压紧机构的高度使第二细薄壁管的高度与第一细薄壁管的高度一致，然后释放外力，尾座压紧机构即会在自身的作用力下将第二细薄壁管向外推移，直至压紧第一细薄壁管，使第二细薄壁管可由第一细薄壁管带动实现同步旋转，提升焊接的均匀度和焊接质量。

如图1至图3所示，一种细薄壁管平衡焊接装置，包括脉冲信号发生器和真空箱，所述的真空箱内设有主轴箱1、三爪卡盘2、第一细薄壁管5、第二细薄壁管7、尾座压紧机构8和保护气管10，所述的主轴箱1输出轴与三爪卡盘2连接，三爪卡盘2用于固定保护套管3，保护套管3与第一细薄壁管5连接，第一细薄壁管5与保护套管3连接的一端设有泄压堵头4，所述的尾座压紧机构8的一端与第二细薄壁管7滑动连接，第二细薄壁管7可在尾座压紧机构8上左右滑动，第二细薄壁管7上方设有焊枪6，焊枪6倾斜设置，尾座压紧机构8的另一端与保护气管10连接，保护气管10内充有惰性保护气体9，保护气管10上设有控制气速和/或气量的电磁阀11，所述的主轴箱1和焊枪6分别与脉冲信号发生器电连接。所述的尾座压紧机构8包括尾座82和气缸810，所述的尾座82底部与气缸810连接，气缸810设于气缸固定座811上，所述的尾座82内部中空，尾座82内设有台阶圆筒85，台阶圆筒85与尾座82滑动连接，台阶圆筒85的外圆周台阶与尾座82之间设有弹簧86，台阶圆筒85的内圆周台阶处设有旋转固定头81，旋转固定头81与台阶圆筒85的内圆周台阶之间的两端部均设有轴承89，两轴承89之间设有衬套83，旋转固定头81的里端伸出内圆周台阶一定距离，旋转固定头81的外端部与第二细薄壁管7按压式连接。所述的尾座82内设有弹簧86的一端部设有尾座垫87和密封套88，所述的密封套88与保护气管10密封连接。所述的旋转固定头81的里端与台阶圆筒85内壁之间设有密封圈84。

如图1至图3所示，一种使用上述细薄壁管平衡焊接装置进行焊接的焊接方法，包括如下步骤：

第一．对齐第一细薄壁管5和第二细薄壁管7并压紧，首先将第一细薄壁管5和第二细薄壁管7分别固定在三爪卡盘2和旋转固定头81上，通过气缸810调整第二细薄壁管7的高度与第一细薄壁管5的高度一致，然后通过移动旋转固定头81使第二细薄壁管7与第一细薄壁管5压紧；

第二．向管内充保护气体9，通过保护气管10向第一细薄壁管5和第二细薄壁管7内进行充保护气体9，由电磁阀11控制保护气体9的速度和气量，当管内管外压力保持平衡后，停止充气；

第三．调整焊枪6的位置，使其焊枪头位于第一细薄壁管5和第二细薄壁管7连接处；

第四．启动主轴箱1，由主轴箱1驱动第一细薄壁管5进行旋转，由第一细薄壁管5带动第二细薄壁管7进行同步旋转；

第五．调整脉冲进行焊接，调整焊枪的焊接脉冲使其与主轴的旋转脉冲达到同步，开始焊接，焊接1.25圈后进行收弧，完成焊接，关闭电源。

2021年11月，《一种细薄壁管平衡焊接装置及焊接方法》获得第八届广东专利奖优秀奖。

一种厚板单面焊接方法专利目的

该发明的目的在于提供一种厚板单面焊接方法，以解决传统焊接工艺中的焊接效率低、质量差的问题。

一种厚板单面焊接方法技术方案

《一种厚板单面焊接方法》包括以下步骤：

S100、在两块钢板的对接处开设单面“Y”型坡口，所述“Y”型坡口包括依次设置的第一坡口和第二坡口，所述第一坡口靠近所述“Y”型坡口的正面，所述第二坡口靠近所述“Y”型坡口的背面，所述第一坡口的坡口角度大于所述第二坡口的坡口角度；

S200、在所述单面“Y”型坡口的背面铺设焊剂后，采用多丝埋弧焊在所述“Y”型坡口处进行打底焊接；

S300、打底焊接成型后，采用埋弧焊进行填充盖面层。

一种厚板单面焊接方法有益效果

《一种厚板单面焊接方法》通过在两块钢板的对接处开设特殊结构的单面“Y”型坡口，该“Y”型坡口包括由坡口正面朝向坡口背面角度依次减小的第一坡口和第二坡口，第一坡口比第二坡口大，可以降低打底焊道的深宽比，减少打底焊接时的裂纹产生，第二坡口的小角度可以减少打底焊的填充量，铺设焊剂后采用多丝埋弧焊打底焊接，然后采用埋弧焊进行填充盖面层，整个焊接过程为单面焊接、双面成型，减少了钢板在焊接过程中的翻身作业，不依赖翻身起重设备，减少焊接过程中的配合时间，焊接速度快，焊接质量高。

2020年11月，《一种厚板单面焊接方法》获得第六届广东专利奖银奖。

SSAW螺旋埋弧焊管，埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种重要的焊接方法，其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。

中文名

SSAW螺旋埋弧焊管

名词类型

金属管

名词领域

工业

别名

SSAW焊接钢管

SSAW 螺旋埋弧焊管

制管标准执行<<螺旋缝埋弧焊钢管>> GB9711.1。

近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10%左右，且多年来一直变化不大。

当焊丝确定以后（通常取决于所焊的钢种），配套用的焊剂则成为关键材料，它直接影响焊缝金属的力学性能（特别是塑性及低温韧性）、抗裂性能、焊接缺陷发生率及焊接生产率等。焊丝与焊剂的配用重量比为焊丝：焊剂=1.1～1.6，视焊接接头类型、所用焊剂种类、焊接规范参数而定。与熔炼焊剂相比，烧结焊剂用量较为节省，约可少用20%左右。2100433B