一种等离子焊与钨极氩弧焊组合焊接装置
技术领域
本实用新型涉及焊接技术领域，具体涉及一种等离子焊与钨极氩弧焊组合焊接装置。
背景技术
钨极氩弧焊的工作原理是在氩气这种惰性气体的保护下，利用钨极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（也可不加填充焊丝），从而形成焊缝，这种焊接方法由于焊接时电弧稳定，其适应能力较强，几乎可以焊接所有金属材料，焊缝覆盖面大，常用于不锈钢，耐高温合金，铝、镁、钛及其合金，活泼金属（锆、钽、钼、铌等）和异种金属的焊接。等离子焊的工作原理是借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得高能量高密度的等离子弧进行焊接，与钨极氩弧焊相比，等离子弧要受到机械压缩、热收缩和磁收缩的作用，使得等离子弧的横截面较小，电流密度较大，电弧温度较高，具有指向性好、喷射力度大、熔透能力强的特点，能一次焊透较厚的金属，实际施焊中发现，等离子焊可在工件不开坡口的前提下，一次焊透8mm的不锈钢。
在自动焊接不锈钢，尤其是当不锈钢厚度超过8mm时，一般是用等离子焊打底，钨极氩弧焊盖面，这种情况下往往需移动工件分别使用两种焊接设备进行焊接，但若是工件体积和质量较大的话，单靠人工无法完成，还需叉车或行车等其它设备辅助才行，再加上两次焊机准备、气源准备、焊缝找正等一系列的焊前准备工作后，需耗费大量时间，工人的工作负担较重，工作效率较低。因此，研制开发一种操作简便，焊接效率高，焊缝质量好的等离子焊与钨极氩弧焊组合焊接装置是客观需要的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种操作简便，焊接效率高，焊缝质量好的等离子焊与钨极氩弧焊组合焊接装置。
本实用新型的目的是这样实现的，包括机架和放置在机架内的工件架，机架包括四根立柱，四根立柱呈矩形结构布置，每相邻两立柱之间的上端均连接有一根横杆，机架内的上部设置有横梁，横梁的长度方向平行于机架的长度方向，横梁的两端设置有升降滑块，立柱的内侧设置有滑道，滑道与升降滑块滑动连接，横杆的上方安装有升降电机，升降电机的输出轴上安装卷绳轮，卷绳轮上卷装有拉绳，拉绳的下端与升降滑块固定连接。
横梁上滑动安装有第一平移滑块和第二平移滑块，横梁一侧的上端依次设置有第一固定块和第一平移电机，下端设置依次有第二固定块和第二平移电机，横梁的上方设置有上螺杆，下方设置有下螺杆，上螺杆和下螺杆均与横梁平行布置，上螺杆的一端与升降滑块转动连接，另一端依次穿过第一平移滑块、第二平移滑块和第一固定块后与第一平移电机传动连接，其中第一平移滑块与上螺杆之间为螺纹连接，第二平移滑块、第一固定块与上螺杆之间为转动连接，下螺杆的一端与升降滑块转动连接，另一端依次穿过第一平移滑块、第二平移滑块和第二固定块后与第二平移电机传动连接，其中第二平移滑块与下螺杆之间为螺纹连接，第一平移滑块、第二固定块与下螺杆之间为转动连接。
第一平移滑块上安装有第一气缸，第一气缸的活塞杆竖直朝下穿过第一平移滑块后连接有等离子焊枪，等离子焊枪上设置有第一送丝管，第二平移滑块上安装有第二气缸，第二气缸的活塞杆竖直朝下穿过第二平移滑块后连接有氩弧焊枪，氩弧焊枪上设置有第二送丝管和气体保护罩。
进一步的，升降电机的数量为两个，分别位于两块升降滑块上方的横杆上。
进一步的，第一平移滑块和第二平移滑块的底部均设置有摄像头。
进一步的，横梁下方的机架上设置有筒体装夹机构，筒体装夹机构包括装夹电机和卡盘，装夹电机安装在机架上，卡盘安装在装夹电机的输出轴上。
进一步的，与卡盘相对一侧的机架上安装有筒体压紧机构，筒体压紧机构包括压紧气缸和圆板，压紧气缸的缸体固定在机架上，圆板安装在压紧气缸的活塞杆上，圆板的中心转动连接有圆轴，圆轴的端部连接有压盘。
进一步的，压盘的侧面上加工有环形凸台，圆板的侧面上加工有与环形凸台相配合的环槽。
进一步的，工件架包括矩形框架和设置在矩形框架顶部的栅板，栅板下方的矩形框架内设置有渣斗，渣斗出渣口的下方放置有渣槽。
进一步的，栅板上设置有多个板材装夹机构，板材装夹机构包括上圆板和下圆板，上圆板位于栅板的上方，下圆板位于栅板的下方，上圆板和下圆板之间设置有连接轴，连接轴位于栅板的空隙内，上圆板上设置有立杆，立杆的上端设置有横条，横条上螺接有紧固螺栓，紧固螺栓的下端设置有压板。
本实用新型在使用过程时，将工件摆放在工件架上，通过升降电机调整横梁的高度，再通过第一气缸和第二气缸微调等离子焊枪、氩弧焊枪与工件之间的距离，最后通过第一平移电机和第二平移电机将等离子焊枪或氩弧焊枪移动到焊缝位置，即可进行工件的焊接，在焊接过程中，等离子焊枪和氩弧焊枪可同时施焊，也可各自单独施焊，当同时施焊时，等离子焊在前进行打底，氩弧焊在后进行盖面，盖面时充分利用等离子焊时产生的热量进行预热，提高焊接质量，其次，两种焊接只需一次定位装夹操作，中间不需移动工件，可大幅提高焊接效率。综上所述，本实用新型将等离子焊与钨极氩弧焊相组合形成新的焊接装置，分别借助等离子焊穿透能力强和钨极氩弧焊自由电弧具有的良好覆盖能力，从而达到焊缝正、背面成型美观的效果，同时等离子焊枪和钨极氩弧焊枪可同时焊接，等离子焊后的焊接余热可以为后续的钨极氩弧焊提供能量，可大幅提高焊接速度和焊接效率。本实用新型具有操作简便，焊接效率高，焊缝质量好的优点，具有显著的经济价值和社会价值。
附图说明
图1为本实用新型的主视结构示意图；
图2为本实用新型的侧视结构示意图；
图3为本实用新型中筒体压紧机构的结构示意图；
图4为本实用新型中板材装夹机构的主视结构示意图；
图5为本实用新型中板材装夹机构的俯视结构示意图。
图中：1-立柱，2-横杆，3-横梁，4-升降滑块，5-滑道，6-升降电机，7-卷绳轮，8-拉绳，9-压板，10-第一平移滑块，11-第二平移滑块，12-第一固定块，13-第一平移电机，14-第二固定块，15-第二平移电机，16-上螺杆，17-下螺杆，18-第一气缸，19-等离子焊枪，20-第一送丝管，21-第二气缸，22-氩弧焊枪，23-第二送丝管，24-气体保护罩，25-摄像头，26-装夹电机，27-卡盘，28-压紧气缸，29-圆板，30-压盘，31-矩形框架，32-栅板，33-渣斗，34-渣槽，35-上圆板，36-下圆板，37-连接轴，38-立杆，39-横条，40-紧固螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
如图1～5所示，本实用新型包括机架和放置在机架内的工件架，机架包括四根立柱1，四根立柱1呈矩形结构布置，每相邻两立柱1之间的上端均连接有一根横杆2，机架内的上部设置有横梁3，横梁3的长度方向平行于机架的长度方向，横梁3的两端设置有升降滑块4，立柱1的内侧设置有滑道5，滑道5与升降滑块4滑动连接，横杆2的上方安装有升降电机6，升降电机6的输出轴上安装卷绳轮7，卷绳轮7上卷装有拉绳8，拉绳8的下端与升降滑块4固定连接。升降电机6运行时，带动卷绳轮7和拉绳8转动，拉绳8带动升降滑块4进行上升或下移，而升降滑块4则带动横梁3进行同步上升或下移。
横梁3上滑动安装有第一平移滑块10和第二平移滑块11，横梁3一侧的上端依次设置有第一固定块12和第一平移电机13，下端设置依次有第二固定块14和第二平移电机15，横梁3的上方设置有上螺杆16，下方设置有下螺杆17，上螺杆16和下螺杆17均与横梁3平行布置，上螺杆16的一端与升降滑块4转动连接，另一端依次穿过第一平移滑块10、第二平移滑块11和第一固定块12后与第一平移电机13传动连接，其中第一平移滑块10与上螺杆16之间为螺纹连接，第二平移滑块11、第一固定块12与上螺杆16之间为转动连接，下螺杆17的一端与升降滑块4转动连接，另一端依次穿过第一平移滑块10、第二平移滑块11和第二固定块14后与第二平移电机15传动连接，其中第二平移滑块11与下螺杆17之间为螺纹连接，第一平移滑块10、第二固定块14与下螺杆17之间为转动连接。使用时，第一平移电机13带动上螺杆16转动，上螺杆16则带动第一平移滑块10进行水平移动，从而带动等离子焊枪19进行移动，同理，第二平移电机15带动下螺杆17转动，下螺杆17则带动第二平移滑块11进行水平移动，从而带动氩弧焊枪22进行移动。
第一平移滑块10上安装有第一气缸18，第一气缸18的活塞杆竖直朝下穿过第一平移滑块10后连接有等离子焊枪19，等离子焊枪19上设置有第一送丝管20，第二平移滑块11上安装有第二气缸21，第二气缸21的活塞杆竖直朝下穿过第二平移滑块11后连接有氩弧焊枪22，氩弧焊枪22上设置有第二送丝管23和气体保护罩24，等离子焊枪19、第一送丝管20、氩弧焊枪22、第二送丝管23和气体保护罩24均为现有设备，可在市场上直接采购使用，本实用新型中第一气缸18和第二气缸21可对等离子焊枪19和氩弧焊枪22在高度上进行微调，以便适应焊缝焊接的需要。
本实用新型在使用过程时，将工件摆放在工件架上，通过升降电机6调整横梁3的高度，再通过第一气缸18和第二气缸21微调等离子焊枪19、氩弧焊枪22与工件之间的距离，最后通过第一平移电机13和第二平移电机15将等离子焊枪19或氩弧焊枪22移动到焊缝位置，即可进行工件的焊接，在焊接过程中，等离子焊枪19和氩弧焊枪22可同时施焊，也可各自单独施焊，当同时施焊时，等离子焊在前进行焊缝打底，氩弧焊在后进行焊缝盖面，盖面时充分利用等离子焊时产生的热量对焊缝进行预热，提高焊接质量，其次，两种焊接只需一次定位装夹操作，中间不需移动工件，可大幅提高焊接效率。综上所述，本实用新型将等离子焊与钨极氩弧焊相组合形成新的焊接装置，分别借助等离子焊穿透能力强和钨极氩弧焊自由电弧具有的良好覆盖能力，从而达到焊缝正、背面成型美观的效果，同时等离子焊枪和钨极氩弧焊枪可同时焊接，等离子焊后的焊接余热可以为后续的钨极氩弧焊提供能量，可大幅提高焊接速度和焊接效率。
优选的，升降电机6的数量为两个，分别位于两块升降滑块4上方的横杆2上，两个升降电机6同步上移或下降，可增加升降滑块4和横梁3在移动时的稳定性。
第一平移滑块10和第二平移滑块11的底部均设置有摄像头25。摄像头25可以实时对焊接的情况进行监控，有利于操作人员随时掌握焊接的过程，对突发情况及时处理。
为了方便筒体和筒形工件的焊接，横梁3下方的机架上设置有筒体装夹机构，筒体装夹机构包括装夹电机26和卡盘27，装夹电机26安装在机架上，卡盘27安装在装夹电机26的输出轴上。在焊接时，将筒体装夹在卡盘27上，随后开启装夹电机26，筒体就会随之转动，而通过对装夹电机26转速的调节，可以方便的对焊接速度进行调节。
与卡盘27相对一侧的机架上安装有筒体压紧机构，筒体压紧机构包括压紧气缸28和圆板29，压紧气缸28的缸体固定在机架上，圆板29安装在压紧气缸28的活塞杆上，圆板29的中心转动连接有圆轴，圆轴的端部连接有压盘30。筒体压紧机构的作用是彻底固定住筒体，尤其是筒体较长较大时，单靠卡盘27对筒体的固定作用可能在焊接过程中还不够稳定，可能会影响到焊接质量，筒体压紧机构的使用方法是；先将筒体的一端固定在卡盘27上，然后启动压紧气缸28，压紧气缸28带动圆板29和压盘20一同移动，直到压盘20的侧面紧紧贴在筒体的端部时关闭压紧气缸28即可。
为了提高压盘30的稳定性，压盘30的侧面上加工有环形凸台，圆板29的侧面上加工有与环形凸台相配合的环槽，压盘30在转动时，环形凸台在环槽内转动，不会出现晃动的情况。
工件架包括矩形框架31和设置在矩形框架31顶部的栅板32，栅板32下方的矩形框架31内设置有渣斗33，渣斗33出渣口的下方放置有渣槽34。在焊接时，将工件摆放在工件架上，焊接时产生的飞溅、焊渣等杂质则通过栅板32之间的空隙下落到渣斗33内，在从渣斗33的出渣口落到渣槽34内，这样的设置可使飞溅、焊渣等杂质统一收集，不会污染到现场的环境。
栅板32上设置有多个板材装夹机构，板材装夹机构包括上圆板35和下圆板36，上圆板35位于栅板32的上方，下圆板36位于栅板32的下方，上圆板35和下圆板36之间设置有连接轴37，连接轴37位于栅板32的空隙内，上圆板35上设置有立杆38，立杆38的上端设置有横条39，横条39上螺接有紧固螺栓40，紧固螺栓40的下端设置有压板9。在对板材进行焊接时，板材位于工件架上，为了保证板材在焊接过程中不会移动，影响焊接质量，使用板材装夹机构将板材固定住，板材装夹机构在使用时，将板材装夹机构移动到板材的边缘，然后转动横条29，使横条29位于板材的上方，然后旋拧紧固螺栓40，使压板9紧贴在板材表面并将板材固定住。
