复合管钻焊一体机和利用该钻焊一体机开孔焊接的工艺

摘要

本发明公开了一种复合管钻焊一体机和利用该钻焊一体机开孔焊接的工艺，所述钻焊一体机包括底部管件固定架和钻孔焊接一体组件，所述钻孔焊接一体组件包括基本座和底座，所述底座上依次设置有钻孔装置和焊接装置，所述焊接装置包括横向支撑架和设置在横向支撑架上的增接管夹持移动单元和加热模具移动单元，所述加热模具移动单元包括加热模具。本发明的钻焊一体机结构巧妙，可实现打孔焊接一体化，自动化程度高，生产速度快，且可实现在一根管件上连续精确间隔开孔并焊接增接管；也可满足不同孔径管道的打孔要求；焊接对位精确，尤其适用于孔网钢带聚乙烯复合管开孔并焊接。

说明书

技术领域

本发明属于管件加工领域，尤其涉及一种复合管钻焊一体机和利用该钻焊一体机开孔焊接的工艺，尤其适用于孔网钢带聚乙烯复合管现场开孔接增接管。

背景技术

目前，复合管件开孔接增接管时，通常是先用开孔钻在管道上开孔，然后后用热风焊枪、聚乙烯焊丝在断面上进行吹焊，但是这种工艺存在如下技术缺陷：（1）、聚乙烯焊丝受温度影响较大，在吹焊时容易离析出油，影响焊接效果；（2）、吹焊方法受人工影响较大，焊接出来的成品质量较差，经常有开裂脱落的状况。这种情况下，尤其不适用于通腐蚀性液体的孔网钢带聚乙烯复合管的开孔后的封口，因为若是封口质量不好，复合管内的孔网钢带层容易暴露，就容易受到到管内介质腐蚀，而且腐蚀后的钢带上的铁离子又容易污染管道内介质，介质也容易沿孔网钢带渗透而发生爆管。为此，人们希望找到一种针对复合管接增接管时焊接效果更好的装置。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种复合管钻焊一体机和利用该钻焊一体机开孔焊接的工艺。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

复合管钻焊一体机，包括底部管件固定架和架设在底部管件固定架上方、可沿底部管件固定架左右移动的钻孔焊接一体组件，所述钻孔焊接一体组件包括基本座和设置在基本座上方的可相对基本座前后移动的底座，所述底座上依次设置有钻孔装置和焊接装置，所述焊接装置包括横向支撑架和设置在横向支撑架上的增接管夹持移动单元和加热模具移动单元，所述增接管夹持移动单元包括增接管夹具和固定设置在横向支撑架上、可控制增接管夹具上下移动的第一驱动结构，所述加热模具移动单元包括通过设置在横向支撑架上的第二驱动结构驱动的水平移动板和设置在水平移动板下方的由设置在水平移动板上的第三驱动结构驱动的、可相对水平移动板上下移动的加热模具，所述加热模具包括支板和架设在支板上的一体成型的上模和下模，所述上模的结构与增接管的下端连接端相配合，所述下模的结构与管件的开孔端面结构相配合。

作为优选，所述底部管件固定架，包括底架和侧架，所述底架顶部一侧均匀排布有多个弧形抓手，另一侧连接侧架，所述弧形抓手通过销轴与第一气缸与底架连接，第一气缸驱动弧形抓手的开合，每个弧形抓手配合设置有一推板，推板通过丝杆设置在侧架上，丝杠上设置转动丝杆的转轮，底架上均匀设置有多个顶管板，顶管板位于底架中央，顶管板通过第二气缸连接在底架上。

更优地，所述弧形抓手、推板和顶管板表面附着有防滑橡胶垫。

作为优选，与下模配合地，设有一可放入管道开孔中的焊接内撑装置，所述焊接内撑装置，包括基座和设置在基座顶部的顶板，顶板与基座之间通过固定在基座上的第三气缸连接，顶板设置在第三气缸的活动端上，所述顶板为与管道开孔处内壁相适应的圆弧形结构，且在顶板的顶部中央设置有圆柱形的定位柱。

更优地，所述基座底部两侧对称设置有支撑板，所述支撑板为半圆形板块，所述支撑板的两边对称设有能与管道内壁相配合的滚轮。

更优地，所述顶板底部设置有多根导向杆，基座上设置通孔，导向杆穿过通孔。

更优地，与所述定位柱配合地，设有一能卡和到管道开孔上且能覆盖到定位柱上的上盖，所述上盖为圆柱形结构，上盖内顶部为圆锥形腔体。覆盖了上盖之后，定位柱与上盖的圆锥形内腔吻合，使定位柱保持在所开孔的中央。

作为优选，所述底部管件固定架的上方固定设有水平设置的相平行的一条齿条和两条第一直线导轨，所述钻孔焊接一体组件的基本座的下方，设有一由固定设置的基本座上的第七驱动结构驱动的可与底部管件固定架上的齿条相啮合的齿轮，所述钻孔焊接一体组件的基本座的下方，还固定设有与两条第一直线导轨配合的凹槽。更优地，所述第七驱动结构为电机驱动结构。

作为优选，所述基本座上固定一第六驱动结构，底板由第六驱动结构驱动，以实现相对于基本座前后移动，以满足不同直径管道的开孔焊接需要。更优地，所述第六驱动结构为丝杠驱动结构。

作为优选，在所述第一驱动结构的两侧、垂直贯穿所述横向支撑架，设有两根导杆，所述增接管夹具的上端与两根导杆的下端相连接，所述增接管夹具上还固定设置有第四驱动结构并由第四驱动结构控制所述增接管夹具的开合。

作为优选，所述横向支撑架上，与水平移动板之间，水平设有一能为水平移动板导向的第二直线导轨，所述水平移动板上固定设有能与第二直线导轨配合的凹槽。

作为优选，所述加热模具的支板上垂直设有第三直线导轨，所述水平移动板上，设有能与加热模具的支板上的第三直线导轨相配合的凹槽。

作为优选，所述钻孔装置包括一与底座连接的连接板和通过设置在连接板上的第五驱动结构驱动、可沿连接板上下移动的背板，所述背板上，固定设有打孔机构，所述打孔机构包括固定设置在背板上的电机和设置在电机下端、由电机驱动转动的钻头。

更优地，所述背板背部垂直设有第四直线导轨，所述连接板上，设有能与背板上的第四直线导轨相配合的凹槽。

更优地，所述第四、第五驱动结构均为气缸驱动装置或液压驱动装置。

本发明还公开了一种利用上述的钻焊一体机开孔焊接的生产工艺，依次包括如下步骤：

1）、用底部管件固定架固定管道；

2）、将钻孔焊接一体组件移动到管道需要开孔的位置；

3）、通过钻孔装置对管道开孔；

4）、增接管夹持移动单元上的夹具夹住增接管，钻孔焊接一体组件移动，让增接管的下端面与管道上的开孔端面保持垂直；

5）、调整加热模具移动单元上的加热模具位置，移动至增接管的正下方后继续移动直到下模贴在管件开孔端面上，待加热模具下行完毕后，控制增接管夹具向下进行移动，使得增接管底部与加热模具的上模紧贴，之后同时对增接管底部和管道开孔端面进行加热；

6）、满足加热时间后上提增接管、移开加热模具，然后通过增接管夹持移动单元将增接管迅速下压至开孔端面，并保持压力至冷却让增接管与开孔端面形成一个光滑的整体；

7）、松开并复位增接管夹具，完成增接管焊接。

8）、完成一个位置打孔焊接后，钻孔焊接一体组件继续相对底部管件固定架移动需要的距离，从而可根据需要连续在管道上打孔和焊接。

作为优选，在步骤3）完成开孔后，将焊接内撑装置从管道入口推入管道内的开孔处，所述焊接内撑装置包括基座和设置在基座顶部的顶板，顶板与基座之间通过固定在基座上的第三气缸连接，顶板设置在第三气缸的活动端上，所述顶板为与管道开孔处内壁相适应的圆弧形结构，且在顶板的顶部中央设置有圆柱形的定位柱，然后通过气缸顶起带定位柱的顶板，以便让顶板贴合住起开孔处的管道内表面且让定位柱从开孔处伸出；然后将能卡和到管道开孔上且能覆盖到定位柱上的上盖盖到从开孔处伸出的定位柱上，所述上盖为圆柱形结构，上盖内顶部为圆锥形腔体，覆盖了上盖之后，定位柱与上盖的圆锥形内腔吻合，使定位柱保持在所开孔的中央，即对定位柱的位置做了一个导向；完成定位柱导向后，取下上盖，为加热模具加热开孔端面做好准备，届时加热模具下移，定位柱插入到加热模具下模内，在顶板和定位柱的内衬作用下，让焊接后增接管与开孔端面的结合更加光滑，待步骤7）完成后，取出焊接内撑装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的复合管钻焊一体机结构巧妙，可实现打孔焊接一体化，自动化程度高，通过同时加热增接管底部焊接面和复合管开孔的端面并快速组合，可以保证连接处焊接严实，生产速度快且封口效果可靠，摆脱了以前过分依赖工人手工水平的问题；尤其是通过焊接内撑装置的使用，可以保证焊接时位置对位更精确，使其尤其适用于孔网钢带聚乙烯复合管开孔并焊接增接管，可避免孔网钢带暴露出来，保护钢带，避免受到管内介质腐蚀，保护管道内介质，避免受到铁离子污染，保护管道，防止介质沿钢带渗透，发生爆管；而且，通过钻孔焊接一体组件可沿底部固定架移动，可以实现在一根管件上连续精确间隔开孔并焊接增接管；通过底座可相对基本座前后移动，可满足不同孔径管道的打孔要求，灵活性好，实用性强，值得推广。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明的立体的结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为底部管件固定架的立体结构示意图；

图4为图3的侧视图；

图5为钻孔焊接一体组件的立体结构示意图；

图6为图5的侧视图；

图7为焊接装置的立体结构示意图；

图8为焊接装置的主视结构示意图；

图9为焊接内撑装置的主视结构示意图；

图10为焊接内撑装置的侧视结构示意图；

图11为带上盖的焊接内撑装置的主视结构示意图。

具体实施方式

如图1-11所示，复合管钻焊一体机，包括底部管件固定架10和架设在底部管件固定架10上方、可沿底部管件固定架10左右移动的钻孔焊接一体组件，所述钻孔焊接一体组件包括基本座1和设置在基本座1上方的可相对基本座1前后移动的底座2，所述底座2上依次设置有钻孔装置20和焊接装置30，所述焊接装置30包括横向支撑架31和设置在横向支撑架31上的增接管夹持移动单元32和加热模具移动单元33，所述增接管夹持移动单元32包括增接管夹具321和固定设置在横向支撑架31上、可控制增接管夹具321上下移动的第一驱动结构322，所述加热模具移动单元33包括通过设置在横向支撑架31上的第二驱动结构332驱动的水平移动板331和设置在水平移动板331下方的由设置在水平移动板331上的第三驱动结构334驱动的、可相对水平移动板331上下移动的加热模具333，所述加热模具333包括支板和架设在支板上一体成型的上模3331和下模3332，所述上模的结构与增接管40的下端连接端相配合，所述下模的结构与管件50的开孔端面结构相配合。

所述底部管件固定架10，包括底架11和侧架12，所述底架11顶部一侧均匀排布有多个弧形抓手13，另一侧连接侧架12，所述弧形抓手13通过销轴与第一气缸14与底架11连接，第一气缸14驱动弧形抓手13的开合，每个弧形抓手13配合设置有一推板15，推板15通过丝杆设置在侧架12上，丝杠上设置转动丝杆的转轮16，底架11上均匀设置有多个顶管板17，顶管板位于底架11中央，顶管板17通过第二气缸18连接在底架11上。

所述弧形抓手13、推板15和顶管板17表面附着有防滑橡胶垫。

与下模3332配合地，设有一可放入管道50开孔中的焊接内撑装置60，所述焊接内撑装置60，包括基座61和设置在基座61顶部的顶板62，顶板62与基座61之间通过固定在基座61上的第三气缸64连接，顶板62设置在第三气缸64的活动端上，所述顶板62为与管道50开孔处内壁相适应的圆弧形结构，且在顶板62的顶部中央设置有圆柱形的定位柱65。

所述基座61底部两侧对称设置有支撑板66，所述支撑板66为半圆形板块，所述支撑板66的两边对称设有能与管道50内壁相配合的滚轮63。

所述顶板62底部设置有多根导向杆68，基座61上设置通孔，导向杆68穿过通孔。

与所述定位柱65配合地，设有一能卡和到管道50开孔上且能覆盖到定位柱65上的上盖70，所述上盖70为圆柱形结构，位于其底部的端面能与开孔的端面相配合，上盖内顶部为圆锥形腔体。覆盖了上盖之后，定位柱与上盖的圆锥形内腔吻合，使定位柱保持在所开孔的中央，即对定位柱的位置做了一个导向。

所述底部管件固定架10的上方固定设有水平设置的相平行的一条齿条3和两条第一直线导轨4，所述钻孔焊接一体组件的基本座1的下方，设有一由固定设置的基本座1上的第七驱动结构8驱动的可与底部管件固定架10上的齿条3相啮合的齿轮5，所述钻孔焊接一体组件的基本座1的下方，还固定设有与两条第一直线导轨4配合凹槽6。所述第七驱动结构8为电机驱动结构。

所述基本座1上固定一第六驱动结构7，底板2由第六驱动结构7驱动，以实现相对于基本座1前后移动，以满足不同直径管道50的开孔焊接需要。

所述第六驱动结构7为丝杠驱动结构。

在所述第一驱动结构322的两侧、垂直贯穿所述横向支撑架31，设有两根导杆323，所述增接管夹具321的上端与两根导杆323的下端相连接，所述增接管夹具321上还固定设置有第四驱动结构324并由第四驱动结构324控制所述增接管夹具321的开合。

所述横向支撑架31上，与水平移动板331之间，水平设有一能为水平移动板331导向的第二直线导轨335，所述水平移动板331上固定设有能与第二直线导轨335配合的凹槽。

所述加热模具333的支板上垂直设有第三直线导轨336，所述水平移动板331上，设有能与加热模具333的支板上的第三直线导轨336相配合的凹槽。

所述钻孔装置20包括一与底座2连接的连接板21和通过设置在连接板21上的第五驱动结构驱动、可沿连接板21上下移动的背板22，所述背板22上，固定设有打孔机构24，所述打孔机构24包括固定设置在背板22上的电机和设置在电机下端、由电机驱动转动的钻头241。

所述背板22背部垂直设有第四直线导轨25，所述连接板21上，设有能与背板22上的第四直线导轨25相配合的凹槽。

所述第一、第二、第三、第四、第五驱动结构均为气缸驱动装置或液压驱动装置。

利用该钻焊一体机开孔焊接的工艺，依次包括如下步骤：

1）、底部管件固定架固定管道，

2）、钻孔焊接一体组件移动到管道需要开孔的位置，

3）、通过钻孔装置对管道开孔，

4）、将焊接内撑装置从管道入口推入管道内的开孔处，并通过气缸顶起带定位柱的顶板，以便让顶板贴合住起开孔处的管道内表面且让定位柱从开孔处伸出；

5）、然后将能卡和到管道开孔上且能覆盖到定位柱上的上盖盖到从开孔处伸出的定位柱上，所述上盖为圆柱形结构，上盖内顶部为圆锥形腔体，覆盖了上盖之后，定位柱与上盖的圆锥形内腔吻合，使定位柱保持在所开孔的中央，即对定位柱的位置做了一个导向；完成定位柱导向后，取下上盖，为后续加热模具的下模对孔面进行精确加热做准备；

6）、完成定位柱导向后，取下上盖；

7）、增接管夹持移动单元上的夹具夹住增接管，钻孔焊接一体组件移动，让增接管的下端面与管道上的开孔端面保持垂直；

8）、调整加热模具移动单元上的加热模具位置，移动至增接管的正下方后继续移动直到下模贴在管件开孔端面上，此时下模也正好套接在定位柱上，待加热模具下行完毕后，调整夹具向下进行移动，使得增接管底部与加热模具的上模紧贴，之后同时对增接管连接处和管道开孔端面进行加热；

9）、满足加热时间后上提增接管、移开加热模具，然后通过增接管夹持移动单元将增接管迅速下压至开孔端面，并保持压力至冷却，在焊接内撑装置的作用下让增接管与开孔端面形成一个光滑的整体；

10）、松开并复位增接管夹具，取出焊接内撑装置，完成增接管焊接。

11）、完成一个位置打孔焊接后，钻孔焊接一体组件继续相对管道底部固定架移动需要的距离，从而可根据需要连续在管道上打孔和焊接。

本发明的复合管钻焊一体机结构巧妙，可实现打孔焊接一体化，自动化程度高，通过同时加热增接管底部焊接面和复合管开孔的端面并快速组合，可以保证连接处焊接严实，生产速度快且封口效果可靠，摆脱了以前过分依赖工人手工水平的问题；尤其是通过焊接内撑装置的使用，可以保证焊接时位置对位更精确，使其尤其适用于孔网钢带聚乙烯复合管开孔并焊接增接管，可避免孔网钢带暴露出来，保护钢带，避免受到管内介质腐蚀，保护管道内介质，避免受到铁离子污染，保护管道，防止介质沿钢带渗透，发生爆管；而且，通过钻孔焊接一体组件可沿底部固定架移动，可以实现在一根管件上连续精确间隔开孔并焊接增接管；通过底座可相对基本座前后移动，可满足不同孔径管道的打孔要求，灵活性好，实用性强，值得推广。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。