CN105499868B - 一种阴极线焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阴极线加工设备领域，一种阴极线焊接设备，包括机架，以及设置在机架上的送料总成和焊接总成；所述焊接总成设置在送料总成的送料线上，焊接总成的上游设置有内夹紧装置，焊接总成的下游设置有外夹紧装置；所述送料总成包括设置在机架上的滑轨，以及滑动设置在滑轨上的给料装置，给料装置、内夹紧装置和外夹紧装置处于同一中轴线上；所述焊接总成包括六组焊接组件；六组焊接组件沿中轴线为中心周向阵列设置，且六组焊接组件沿中轴线的轴向呈螺旋形排布，径向相对的两组焊接组件的焊接端部之间轴向距离为待焊接阴极线的半个焊接周期的轴向长度。该阴极线焊接专机采用半自动化生产工艺，实现自动送料、焊接，能快速高效的生产阴极线。

Description

一种阴极线焊接设备

技术领域

本发明涉及阴极线加工设备领域，尤其涉及一种用于自动化生产螺旋六边形针刺阴极线的阴极线焊接设备。

背景技术

根据国务院“节能减排十二五规划”，要推进电力行业脱硫脱硝及大气中细颗粒污染物（PM2.5）的治理，加大工业烟粉尘污染物防治力度。湿式静电除尘器在这一背景条件下，作为烟粉尘污染物处理设备，从国外引进，在国内逐步推广和应用。针刺阴极线是湿式静电除尘器中的一种重要组成部分，产品制作要求复杂，材质要求较高，为316L、2205和TA2合金等。

针刺阴极线在湿式静电除尘器这种特殊的工况条件下，要确保直线度、保证焊透，其需求量大，必须有很高的生产效率。针刺阴极线的加工原材料为焊管和焊针，国内类似的的产品加工技术，一般采用储能式碰焊、螺柱焊，或铆接，但都不能充分满足实际生产的需要。在这一背景下，设计一种应用于螺旋六边形针刺阴极线的高效高标准生产的设备，迫在眉睫。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种阴极线焊接设备，该阴极线焊接专机采用半自动化生产工艺，实现自动送料、焊接，能快速高效的生产阴极线。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种阴极线焊接设备，包括机架，以及设置在机架上的送料总成和焊接总成；其特征在于：所述焊接总成设置在送料总成的送料线上，焊接总成的上游设置有内夹紧装置，焊接总成的下游设置有外夹紧装置；所述送料总成包括设置在机架上的滑轨，以及滑动设置在滑轨上的给料装置，给料装置、内夹紧装置和外夹紧装置处于同一中轴线上；所述焊接总成包括六组焊接组件；六组焊接组件沿中轴线为中心周向阵列设置，且六组焊接组件沿中轴线的轴向呈螺旋形排布，径向相对的两组焊接组件的焊接端部之间轴向距离为待焊接阴极线的半个焊接周期的轴向长度。

作为优选，所述焊接组件包括输出气缸，以及设置在输出气缸的输出端上的焊枪，所述每组焊接组件的输出气缸驱动焊枪沿其环形中心处径向移动，焊枪上连接有水冷***。

作为优选，所述机架包括用于定位焊接总成的机箱，内夹紧装置设置在机箱内部，内夹紧装置和焊接总成分别处于机箱同一侧壁的内外两壁面上；所述内夹紧装置包括内夹紧模具，以及控制内夹紧模具开合的内夹紧气缸；内夹紧模具包括固定设置的内模具底座，以及设置在内夹紧气缸输出端上的内模具活动块；内夹紧气缸驱动内模具活动块相对内模具底座活动。上述结构中，所述机箱主要用于定位焊接总成，而将内夹紧装置设置在机箱内部是为了尽可能缩短内夹紧装置与外夹紧装置之间的轴向距离，从而保证内夹紧装置和外夹紧装置之间的焊接部位的夹装稳定性。

作为优选，所述外夹紧装置包括外夹紧模具，以及控制外夹紧模具开合的外夹紧气缸；外夹紧模具包括固定设置的外模具底座，以及设置在外夹紧气缸输出端上的外模具活动块；外夹紧气缸驱动外模具活动块相对外模具底座活动。

作为优选，所述外模具底座和外模具活动块之间构成用于固定阴极线的定位孔，定位孔包括用于焊管穿过的轴孔，以及用于焊针穿过的六个焊针孔，六个焊针孔沿轴孔为中心周向规则向外发散设置。

作为优选，所述机箱一侧设置有控制柜，控制柜与机箱呈“L”形结构排布；所述控制柜内部设有控制送料总成和焊接总成的控制器，以及与焊接总成相连接的中频焊接电源；中频焊接电源包括交流输入电源，以及把交流转变为直流提供使用的中频焊接变压器和中频逆变器。

本发明采用上述技术方案，该阴极线焊接设备采用半自动化生产工艺，实现自动送料、焊接，能快速高效的生产阴极线。设备运行时，焊接总成中的六组焊接组件分为三对，两组径向相对的焊接组件为一对，三对焊接组件分别依次实施两两对冲，保证焊管直线度。通过六组焊接组件可实现六边针刺阴极线的生产，并且由于六组焊接组件沿中轴线的轴向呈螺旋形排布，因此所生产的六边针刺阴极线呈现螺旋形，需要说明的是上述六组焊接组件形成周期性焊接，即所焊接的六根焊针形成一个焊接周期，径向相对的两组焊接组件所焊接的焊针之间的轴向距离为半个焊接周期所对应的轴向长度。而所生产的六边螺旋形针刺阴极线是利用高压静电原理，使烟气中的粉尘荷电并吸附于极板达到净化烟气的一种装置，阴极线具有将电荷均匀分布到周围的空间内，使粉尘带荷电的特点，整体机械强度大、不断线、不掉线，牢固可靠；具有放电效果均匀，电流密度分布均匀、平均电场强度高的效果，对于含尘浓度高、粉尘粒径细及高比电阻粉尘，有更高的适应性；对烟气中粉尘及雾滴的荷电效果增强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的焊接总成平面示意图。

图3为本发明的焊接部位结构解析图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施方案作进一步详细的说明。

如图1~图3所示的一种阴极线焊接设备，包括机架1，以及设置在机架1上的送料总成和焊接总成。所述机架1包括用于定位焊接总成的机箱11，焊接总成设置在送料线上的机箱11外侧面上，焊接总成下游还设有成品过料槽12，该过料槽可用于放置焊接完成后的成品阴极线。所述机箱11一侧设置有控制柜13，控制柜13与机箱11呈“L”形结构排布；所述控制柜13内部设有控制送料总成和焊接总成的控制器，以及与焊接总成相连接的中频焊接电源；中频焊接电源包括交流输入电源，以及把交流转变为直流提供使用的中频焊接变压器和中频逆变器。实际产业中可采用如下设备及特点：

中频焊接变压器：采用进口优质铁芯，变压器体积小重量轻，焊压器频率为1000Hz且变压器整流二极管采用德国进口二极管整流，质量稳定可靠，把交流转变为直流提供焊接使用，能量损失小，可以节省更多的能源，降低焊接成本；

中频逆变器：引进德国先进的技术结合多年的焊接经验，由本公司加拿大工程师开发而成，其主要逆变器件如IGBT，SCR及驱动模块全部采用德国进口元件确保其质量的可靠和稳定性；

控制器：采用微型计算机控制，故能获得精确之控制量，采用全中文显示且带有工作常用参数设定，方便操作者使用。

整机焊接电源采用中频逆变直流焊接电，JTF-MF110+PLC微电脑控制器，中文液晶显示，要求操作简便直观，性能优越，焊接质量稳定，调节精度高，焊接参数最小调节单位为ms级。具有功率因数自动校正，变压器过热保护，电流自动控制和检测，在焊接前会先行检测输入电压，频率等多项数据，以确保焊机在正常状态下运行及确保焊接质量。

所述焊接总成包括六组焊接组件；每组焊接组件包括输出气缸21，以及设置在输出气缸21的输出端上的焊枪22，每组焊接组件的输出气缸21驱动焊枪22沿其环形中心处径向移动，焊枪22上连接有水冷***，其中输出气缸21用于驱动焊枪22移动，水冷***用于对焊枪22的焊接点进行降温冷却。所述六组焊接组件沿中轴线为中心周向阵列设置，且六组焊接组件沿中轴线的轴向呈螺旋形排布，径向相对的两组焊接组件的焊接端部之间轴向距离为待焊接阴极线的半个焊接周期的轴向长度。采用上述结构，该焊接总成的六组焊接组件可实现六边针刺阴极线的生产，并且由于六组焊接组件沿中轴线的轴向呈螺旋形排布，因此所生产的六边针刺阴极线呈现螺旋形，需要说明的是上述六组焊接组件形成周期性焊接，即所焊接的六根焊针形成一个焊接周期，径向相对的两组焊接组件所焊接的焊针之间的轴向距离为半个焊接周期所对应的轴向长度。上述焊接总成所生产的六边螺旋形针刺阴极线是利用高压静电原理，使烟气中的粉尘荷电并吸附于极板达到净化烟气的一种装置，阴极线具有将电荷均匀分布到周围的空间内，使粉尘带荷电的特点，整体机械强度大、不断线、不掉线，牢固可靠；具有放电效果均匀，电流密度分布均匀、平均电场强度高的效果，对于含尘浓度高、粉尘粒径细及高比电阻粉尘，有更高的适应性；对烟气中粉尘及雾滴的荷电效果增强。

所述焊接总成的上游设置有内夹紧装置，焊接总成的下游设置有外夹紧装置；其中，外夹紧装置包括外夹紧模具，以及控制外夹紧模具开合的外夹紧气缸31；外夹紧模具包括固定设置的外模具底座32，以及设置在外夹紧气缸31输出端上的外模具活动块33；外夹紧气缸31驱动外模具活动块33相对外模具底座32活动；外模具底座32和外模具活动块33之间构成用于固定阴极线的定位孔，定位孔包括用于焊管穿过的轴孔，以及用于焊针穿过的六个焊针孔，六个焊针孔沿轴孔为中心周向规则向外发散设置。

所述内夹紧装置设置在机箱11内部，内夹紧装置和焊接总成分别处于机箱11同一侧壁的内外两壁面上；所述内夹紧装置包括内夹紧模具，以及控制内夹紧模具开合的内夹紧气缸41；内夹紧模具包括固定设置的内模具底座42，以及设置在内夹紧气缸41输出端上的内模具活动块43；内夹紧气缸41驱动内模具活动块43相对内模具底座42活动。上述结构中，将内夹紧装置设置在机箱11内部是为了尽可能缩短内夹紧装置与外夹紧装置之间的轴向距离，从而保证内夹紧装置和外夹紧装置之间的焊接部位的夹装稳定性。

所述送料总成包括设置在机架1上的滑轨14，以及滑动设置在滑轨上的给料装置15，给料装置15、内夹紧装置和外夹紧装置处于同一中轴线上；所述给料装置15包括移动副，以及驱动移动副在滑轨上移动的驱动电机，以及设置在移动副上的夹紧副。所述滑轨上还设置有若干组用于托举焊管的托举组件16，托举组件包括处于滑轨下方的升降气缸，以及设置在升降气缸上的托架，以及设置在托架上的滑轮；该结构中，设备运行前，需要人工装管和装针；装针是将焊针由人工装填至焊接总成上，装管是工人将焊管安装在设备上，焊管一端由内夹紧装置夹紧，另一边由给料装置15固定，焊管的中部架设在托举组件的滑轮上，通过滑轮对焊管中部的托举，可确保焊管直线度。在设备运行时，设备中的给料装置15带动焊管向焊接总成处移动，焊接总成将焊针焊接到焊管上，在给料装置15移动过程中，滑轨上的滑轮由升降气缸驱动对应逐个下移，从而不妨碍焊管的轴向移动；因此，该阴极线焊接设备通过特有托举组件的设置可实现焊管轴向移动时的直线度保证，提升阴极线的生产质量。

上述结构的阴极线焊接设备的生产工艺如下：

1.开机前准备工作，包括人工装管和装针；装针是将焊针由人工装填至焊接总成上，装管是工人将焊管安装在设备上，焊管一端由内夹紧装置夹紧，另一边由给料装置15固定，焊管的中部架设在托举组件的滑轮上；

2.管焊的夹装与移动，给料装置15带动焊管向焊接总成处步进式移动，每一次移动距离为焊接周期所对应的一个节距。移动过程中，给料装置15中的夹紧副始终对焊管首端进行固定并通过移动副在滑轨上移动，滑轨上的滑轮由升降气缸驱动下移，从而不妨碍焊管的轴向移动，而内夹紧装置和外夹紧装置则不对焊管进行定位，焊接总成不工作；在移动一个节距后，给料装置15停止移动，内夹紧装置和外夹紧装置对焊管进行定位；

3.焊接，在焊接工位时焊接总成工作，焊接总成中的六组焊接组件分为三对，两根径向相对的焊接组件为一对，三对焊接组件分别依次实施两两对冲，保证焊管直线度；

4.周期性重复上述步骤2和3，直至将一整根焊管加工成阴极线。

上述结构的阴极线焊接设备的优点在于：

1.生产效率高，24小时可焊接3万根阴极针；

2.质量稳定，焊接变形量小，焊透性高，产品直线度好；

3.材料适应性广，适用于多种材料；

4.对推动环保设备湿式静电除尘器的技术工艺，作用大，有利于国内环保业的发展；

5.符合国家政策，实现半自动化、环保业的推进。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元，单数不排除复数。***权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (4)

1.一种阴极线焊接设备，包括机架，以及设置在机架上的送料总成和焊接总成；其特征在于：所述焊接总成设置在送料总成的送料线上，焊接总成的上游设置有内夹紧装置，焊接总成的下游设置有外夹紧装置；所述送料总成包括设置在机架上的滑轨，以及滑动设置在滑轨上的给料装置，给料装置、内夹紧装置和外夹紧装置处于同一中轴线上；所述焊接总成包括六组焊接组件；六组焊接组件沿中轴线为中心周向阵列设置，且六组焊接组件沿中轴线的轴向呈螺旋形排布，径向相对的两组焊接组件的焊接端部之间距离为待焊接阴极线的半个焊接周期长度；

所述机架包括用于定位焊接总成的机箱，内夹紧装置设置在机箱内部，内夹紧装置和焊接总成分别处于机箱同一侧壁的内外两壁面上；所述内夹紧装置包括内夹紧模具，以及控制内夹紧模具开合的内夹紧气缸；内夹紧模具包括固定设置的内模具底座，以及设置在内夹紧气缸输出端上的内模具活动块；内夹紧气缸驱动内模具活动块相对内模具底座活动；

所述焊接组件包括输出气缸，以及设置在输出气缸的输出端上的焊枪，所述每组焊接组件的输出气缸驱动焊枪沿其环形中心处径向移动，焊枪上连接有水冷***。

2.根据权利要求1所述的一种阴极线焊接设备，其特征在于：所述外夹紧装置包括外夹紧模具，以及控制外夹紧模具开合的外夹紧气缸；外夹紧模具包括固定设置的外模具底座，以及设置在外夹紧气缸输出端上的外模具活动块；外夹紧气缸驱动外模具活动块相对外模具底座活动。

3.根据权利要求2所述的一种阴极线焊接设备，其特征在于：所述外模具底座和外模具活动块之间构成用于固定阴极线的定位孔，定位孔包括用于焊管穿过的轴孔，以及用于焊针穿过的六个焊针孔，六个焊针孔沿轴孔为中心周向规则向外发散设置。

4.根据权利要求1所述的一种阴极线焊接设备，其特征在于：所述机箱一侧设置有控制柜，控制柜与机箱呈“L”形结构排布；所述控制柜内部设有控制送料总成和焊接总成的控制器，以及与焊接总成相连接的中频焊接电源；中频焊接电源包括交流输入电源，以及把交流转变为直流提供使用的中频焊接变压器和中频逆变器。