專利名稱：用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接方法及焊接裝置，具體地，涉及一種用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法及裝置。
背景技術(shù)：
旋挖鉆機(jī)的旋挖鉆桿通常包括可伸縮的多節(jié)鉆桿管體，多節(jié)鉆桿管體周向通過鍵聯(lián)接，以逐節(jié)傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩。更具體地說，鉆桿管體的外周面上設(shè)置有沿軸向延伸的外鍵， 鉆桿管體的內(nèi)周面上設(shè)置有與外鍵相嚙合的內(nèi)鍵。外鍵通常在鉆桿管體的整個長度上延伸，而內(nèi)鍵則可以僅在鉆桿管體的部分長度上延伸。內(nèi)鍵的長度較短，因此可以通過一體鍛造、焊接等方式設(shè)置在鉆桿管體的內(nèi)周面上。對于長度較長的鉆桿，鉆桿管體的長度也較長，例如可以達(dá)到十幾米或更長，因此鑒于成本和可操作性等原因，外鍵通常通過焊接的方式設(shè)置在鉆桿管體的外周面上。由于鉆桿管體的長度較長，因此鉆桿管體與外鍵之間的焊縫長度也很長。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用人工焊接的方式將外鍵焊接到鉆桿管體的外周面上。
旋挖鉆的鉆桿管體和外鍵屬于不同材質(zhì)的高強(qiáng)鋼。鉆桿管體材料通常為中碳調(diào)質(zhì)鋼，例如27SiMn，外鍵材料通常為低碳調(diào)質(zhì)鋼，例如20CrMnTi。這兩類鋼都容易在焊接過程中因局部溫度的劇烈變化而發(fā)生變形從而導(dǎo)致冷裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了焊接質(zhì)量，而且由不同材質(zhì)構(gòu)成的鉆桿管體和外鍵的變形程度不同也會使得冷裂現(xiàn)象更加惡化。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠防止冷裂的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法及裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法，其中，該方法包括預(yù)熱步驟預(yù)先對所述鉆桿管體和外鍵之間的焊接區(qū)進(jìn)行加熱；焊接步驟焊接所述鉆桿管體和外鍵之間的焊接區(qū)以形成焊縫；以及后熱步驟在所述焊接步驟之后再對鉆桿管體和外鍵之間形成的焊縫進(jìn)行加熱。
優(yōu)選地，在所述預(yù)熱步驟和/所述后熱步驟中，采用中頻感應(yīng)加熱器進(jìn)行加熱。
優(yōu)選地，在所述預(yù)熱步驟中，將所述焊接區(qū)加熱至150°C至220°C。
優(yōu)選地，在所述后熱步驟中，將所述焊縫加熱至200°C至280°C。
優(yōu)選地，該方法包括打底焊階段和填充焊階段，該打底焊階段和填充焊階段均包括所述預(yù)熱步驟、焊接步驟和后熱步驟。
優(yōu)選地，沿所述鉆桿管體的周向布置有多條所述焊接區(qū)，每條焊接區(qū)沿所述鉆桿管體的軸向延伸，在所述焊接步驟中，同步地對多條所述焊接區(qū)進(jìn)行焊接。
優(yōu)選地，在同步焊接的多條所述焊接區(qū)中，相鄰兩條焊接區(qū)之間沿所述鉆桿管體的周向間隔30°至180°。
另一方面，本發(fā)明還提供了一種用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，其中，該裝置包括預(yù)熱單元，該預(yù)熱單元用于預(yù)先對所述鉆桿管體和外鍵之間的焊接區(qū)進(jìn)行加熱；焊接單元，該焊接單元用于焊接所述鉆桿管體和外鍵之間的焊接區(qū)以形成焊縫；以及后熱單元，該后熱單元用于在焊接后再對所述鉆桿管體和外鍵之間形成的焊縫進(jìn)行加熱。
優(yōu)選地，所述預(yù)熱單元和/或所述后熱單元包括中頻感應(yīng)加熱器。
優(yōu)選地，該裝置還包括保持單元，該保持單元包括用于保持所述鉆桿管體的保持機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選地，所述保持單元還包括驅(qū)動所述旋挖鉆用鉆桿管體圍繞軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選地，所述保持機(jī)構(gòu)包括分別設(shè)置在所述鉆桿管體的兩端的兩個卡盤，所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動所述卡盤轉(zhuǎn)動的電機(jī)。
優(yōu)選地，所述焊接單元包括能夠平行于所述鉆桿管體的軸向移動的焊接機(jī)械手。
優(yōu)選地，所述焊接單元包括兩個所述焊接機(jī)械手，該兩個焊接機(jī)械手同步移動并且分別設(shè)置在所述鉆桿管體的兩側(cè)。
優(yōu)選地，所述兩個焊接機(jī)械手分別固定在兩個同步移動的傳送履帶上，該傳送履帶平行于所述鉆桿管體的軸向延伸。
優(yōu)選地，所述預(yù)熱單元和所述后熱單元分別設(shè)置在所述焊接機(jī)械手的上游和下游，并且能夠平行于所述鉆桿管體的軸向移動。
優(yōu)選地，該裝置還包括導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌設(shè)置在所述鉆桿管體上方并且平行于所述鉆桿管體的軸向延伸，所述預(yù)熱單元包括第一加熱箱，所述后熱單元包括第二加熱箱，所述第一加熱箱和第二加熱箱可沿所述導(dǎo)軌滑動地懸掛在所述導(dǎo)軌上。
通過上述技術(shù)方案，通過在焊接之前的預(yù)熱步驟和焊接之后的后熱步驟，能夠有效地降低鉆桿管體和外鍵在焊接過程中的局部溫度變化，從而能夠有效地避免鉆桿管體和外鍵在焊接過程中發(fā)生冷裂現(xiàn)象。此外，通過預(yù)熱步驟和后熱步驟還能夠有效地消除焊接后鉆桿管體和外鍵的焊接應(yīng)力和焊接變形。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細(xì)說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中
圖1是待焊接的焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的截面示意圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3是如圖2所示的裝置的側(cè)向示意圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法流程圖；。
附圖標(biāo)記說明
11 鉆桿管體；12 外鍵；
13 焊接區(qū)；2 焊接單元；
21 焊接機(jī)械手；22 傳送履帶；5
3
4
5
6
8預(yù)熱單元后熱單元保持單元導(dǎo)軌；31 第一加熱箱； 41 第二加熱箱；盤’ ^ m 卡克懸S 7 9焊接平臺具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
如圖1所示的是待焊接的焊接旋挖鉆用鉆桿管體11和外鍵12的截面示意圖。如上文所述，外鍵12通常在鉆桿管體11的整個長度上延伸。沿鉆桿管體11的外周方向可以布置有一個或多個外鍵12，如圖1所示為三個。每個外鍵12與鉆桿管體11之間可以設(shè)置有兩條焊接區(qū)13 (如圖1所示)，當(dāng)然也可以僅設(shè)置有一條焊接區(qū)13。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式提供了一種用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法，該方法包括預(yù)熱步驟預(yù)先對所述鉆桿管體11和外鍵12之間的焊接區(qū)13進(jìn)行加熱； 焊接步驟焊接所述鉆桿管體11和外鍵12之間的焊接區(qū)13以形成焊縫；以及后熱步驟 在所述焊接步驟之后再對鉆桿管體11和外鍵12之間形成的焊縫進(jìn)行加熱。
通過上述技術(shù)方案，通過在焊接之前的預(yù)熱步驟和焊接之后的后熱步驟，能夠有效地降低鉆桿管體11和外鍵12在焊接過程中的局部溫度變化，從而能夠有效地避免鉆桿管體11和外鍵12在焊接過程中發(fā)生冷裂現(xiàn)象。此外，通過預(yù)熱步驟和后熱步驟還能夠有效地消除焊接后鉆桿管體11和外鍵12的焊接應(yīng)力和焊接變形，從而進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量。
在上述預(yù)熱步驟和/所述后熱步驟中，可以采用各種適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱，例如電加熱方式，優(yōu)選地采用中頻感應(yīng)加熱器進(jìn)行加熱，該加熱方式加熱方便且易于精確地控制加熱溫度。
預(yù)熱步驟和后熱步驟中的加熱溫度可以根據(jù)實際情況進(jìn)行控制，例如根據(jù)鉆桿管體11和外鍵12的實際材料進(jìn)行選擇，以能夠最大程度低避免鉆桿管體11和外鍵12發(fā)生冷裂為宜。例如，在預(yù)熱步驟中，可以將焊接區(qū)13加熱至150°C至220°C。在后熱步驟中， 可以將焊縫加熱至200°C至280°C。
根據(jù)實際加工情況，可以以一個或多個階段來完成焊接區(qū)13的焊接。由于鉆桿管體11和外鍵12的焊縫高度較高，因此優(yōu)選地上述焊接方法可以包括打底焊階段和填充焊階段，該打底焊階段和填充焊階段均包括上述預(yù)熱步驟、焊接步驟和后熱步驟。
如上文所述，沿所述鉆桿管體11的周向可以布置有多條所述焊接區(qū)13，每條焊接區(qū)13沿所述鉆桿管體11的軸向延伸。在這種情況下，優(yōu)選地，在所述焊接步驟中，同步地對多條所述焊接區(qū)13進(jìn)行焊接。這可以提高焊接效率。此外，如果一次僅焊接一條焊接區(qū) 13，即僅沿一條直線進(jìn)行焊接，焊接應(yīng)力沿一條直線分布，鉆桿管體11和焊接的外鍵12容易在焊接過程中出現(xiàn)變形，導(dǎo)致焊接后的鉆桿管體11和焊接的外鍵12彎曲，降低鉆桿管體 11的直線度。因此，通過同步地焊接沿鉆桿管體11的周向分布的多條焊接區(qū)13，焊接過程中產(chǎn)生的焊接應(yīng)力可以相互抵消，從而減少鉆桿管體11和焊接的外鍵12的變形，提高鉆桿管體11的直線度。優(yōu)選地，在同步焊接的多條所述焊接區(qū)13中，相鄰兩條焊接區(qū)13之間沿所述鉆桿管體11的周向間隔30°至180，從而可以進(jìn)行對稱焊接，能夠更有效地抵消焊接應(yīng)力。
另一方面，如圖2和圖3所示，本發(fā)明還提供了一種用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，該裝置包括預(yù)熱單元3，該預(yù)熱單元3用于預(yù)先對所述鉆桿管體11和外鍵12 之間的焊接區(qū)13進(jìn)行加熱；焊接單元2，該焊接單元用于焊接所述鉆桿管體11和外鍵12之間的焊接區(qū)13以形成焊縫；以及后熱單元4，該后熱單元4用于在焊接后再對所述鉆桿管體11和外鍵12之間形成的焊縫進(jìn)行加熱。
通過上述技術(shù)方案，通過在預(yù)熱單元3和后熱單元4進(jìn)行預(yù)熱和后加熱處理，能夠有效地降低鉆桿管體11和外鍵12在焊接過程中的局部溫度變化，從而能夠有效地避免鉆桿管體11和外鍵12在焊接過程中發(fā)生冷裂現(xiàn)象。此外，通過預(yù)熱單元3和后熱單元4進(jìn)行預(yù)熱和后加熱處理，還能夠有效地消除焊接后鉆桿管體11和外鍵12的焊接應(yīng)力和焊接變形，從而進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量。
上述預(yù)熱單元3和/所述后熱單元可以采用各種適當(dāng)?shù)募訜嵩O(shè)備進(jìn)行加熱，例如電加熱設(shè)備，優(yōu)選地可以采用中頻感應(yīng)加熱器，其加熱方便且易于精確地控制加熱溫度。
在焊接過程中，需要將待焊接的鉆桿管體11保持住，因此優(yōu)選地，如圖2所示，上述焊接裝置還包括保持單元5，該保持單元5包括用于保持所述鉆桿管體11的保持機(jī)構(gòu)。更優(yōu)選地，所述保持單元5還包括驅(qū)動所述旋挖鉆用鉆桿管體11圍繞軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)。 從而當(dāng)沿所述鉆桿管體11的周向布置有多條所述焊接區(qū)13，需要分多次焊接時，可以通過轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)使鉆桿管體11轉(zhuǎn)動至不同的位置，使得要焊接的焊接區(qū)13對準(zhǔn)焊接單元2，以便進(jìn)行焊接。上述保持機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)可以采用各種適當(dāng)?shù)木唧w結(jié)構(gòu)形式，作為一種優(yōu)選地實施方式，如圖2所示，所述保持機(jī)構(gòu)可以包括分別設(shè)置在所述鉆桿管體11的兩端的兩個卡盤51，所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動所述卡盤51轉(zhuǎn)動的電機(jī)(圖中未顯示)。通過卡盤51上設(shè)置的可抓持/松開的卡爪(圖中未顯示)抓持住鉆桿管體11的兩端來保持鉆桿管體11 處于適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｍㄟ^電機(jī)直接或間接地驅(qū)動卡盤51轉(zhuǎn)動，從而可以使得鉆桿管體11轉(zhuǎn)動至下一適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 如圖2所示，所述卡盤51可以通過支架7固定在焊接平臺8上。
焊接單元2可以采用各種適當(dāng)?shù)淖詣雍附友b置來操作焊接過程。優(yōu)選地，如圖2 所示，所述焊接單元2包括能夠平行于所述鉆桿管體11的軸向移動的焊接機(jī)械手21。從而通過平行于所述鉆桿管體11的軸向移動的焊接機(jī)械手21可以連續(xù)地進(jìn)行焊接操作。焊接機(jī)械手21為一種公知的自動焊接裝置，能夠自動追蹤焊接區(qū)13，其具體結(jié)構(gòu)在此不再贅述。
如上文的焊接方法所述，優(yōu)選地，在焊接步驟中，同步地對多條焊接區(qū)13進(jìn)行焊接。為了實現(xiàn)該目的，可以設(shè)置多個同步動作的焊接機(jī)械手21。例如優(yōu)選地，如圖3所示， 所述焊接單元2包括兩個所述焊接機(jī)械手21，該兩個焊接機(jī)械手21同步移動并且分別設(shè)置在所述鉆桿管體11的兩側(cè)。從而兩個焊接機(jī)械手21可以同步地對稱地焊接兩條焊接區(qū) 13。
兩個焊接機(jī)械手21的同步移動可以通過各種適當(dāng)?shù)姆绞絹韺崿F(xiàn)，優(yōu)選地，如圖2 和圖3所示，所述兩個焊接機(jī)械手21分別固定在兩個同步移動的傳送履帶22上，該傳送履帶22平行于所述鉆桿管體11的軸向延伸。從而可以通過傳送履帶22方便地帶動兩個焊接機(jī)械手21同步移動。
為了便于實現(xiàn)上述用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置的連續(xù)化操作，優(yōu)選地，如圖2所示，所述預(yù)熱單元3和所述后熱單元4分別設(shè)置在所述焊接機(jī)械手21的上游和下游，并且能夠平行于所述鉆桿管體11的軸向移動。從而，焊接區(qū)域通過預(yù)熱單元3預(yù)熱至所需溫度后，連續(xù)地由焊接機(jī)械手21進(jìn)行焊接，然后連續(xù)地由后熱單元4進(jìn)行后加熱處理，以便實現(xiàn)連續(xù)化操作，提高了工作效率。
預(yù)熱單元3和后熱單元4的移動可以采用各種適當(dāng)?shù)姆绞絹韺崿F(xiàn)，優(yōu)選地，如圖2 所示，所述用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置還包括導(dǎo)軌6，該導(dǎo)軌6設(shè)置在所述鉆桿管體11上方并且平行于所述鉆桿管體11的軸向延伸，所述預(yù)熱單元3包括第一加熱箱 31,所述后熱單元4包括第二加熱箱41，所述第一加熱箱31和第二加熱箱41可沿所述導(dǎo)軌 6滑動地懸掛在所述導(dǎo)軌6上。工作時，待焊接的鉆桿管體11以及長槽12穿過第一加熱箱 31和第二加熱箱41的加熱空間，焊接機(jī)械手21設(shè)置在第一加熱箱31和第二加熱箱41之間，從而進(jìn)行連續(xù)化的焊接操作，更具體的操作過程將在下文進(jìn)行說明。第一加熱箱31和第二加熱箱41內(nèi)形成加熱空間，通過內(nèi)置的加熱設(shè)備(例如上文所述的中頻感應(yīng)加熱器) 進(jìn)行加熱，其具體形狀可以根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)置。如圖2所示，第一加熱箱31和第二加熱箱41可以分別通過懸架9懸掛在導(dǎo)軌6上，懸架9的一端可以固定在第一加熱箱31或第二加熱箱41上，另一端則例如可以通過導(dǎo)輪設(shè)置在導(dǎo)軌6上，從而便于第一加熱箱31和第二加熱箱41的移動。
下面將以如圖4所示的一種具體的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法為例，并更詳細(xì)地說明如上文所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置的其中一種具體的操作過程。該操作過程僅是一種具體示例，本發(fā)明保護(hù)的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置和方法并不限于該示例。
步驟1、在鉆桿管體11上三等分?jǐn)[搭外鍵12并點焊固定。點焊規(guī)范二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，保護(hù)氣體Ar80% +C0220% ；焊絲直徑Φ 1. 2 ；焊接電流I = 130-140Α ；焊接電壓U = 26-27V ；焊接氣體流量Q = 20-25L/min。每個點焊點之后可以用小錘敲擊外鍵12， 使外鍵12與鉆桿管體11之間的間隙趨近最小。點焊之后對焊點進(jìn)行打磨、去渣處理，以防止隨后的焊接過程中夾渣。
步驟2、將點焊固定后的鉆桿管體11和外鍵12的焊合件(下面簡稱焊合件)吊裝到焊接平臺8上，并用保持單元5的卡盤51保持牢固。
步驟3、通過電機(jī)使卡盤51周向旋轉(zhuǎn)，使焊合件上的如圖1所示的①號焊接區(qū)13 旋轉(zhuǎn)到對準(zhǔn)焊接機(jī)械手21的位置。卡盤51周向鎖緊。使預(yù)熱單元3的第一加熱箱31自焊合件的A端向B端對焊接區(qū)13預(yù)熱。具體地，第一加熱箱31的移動速度為50cm/min ； 并使得第一加熱箱31的C端出口處的溫度為150°C -220°C。
步驟4、約20分鐘后，A端外鍵12處焊接區(qū)自第一加熱箱31的C端(如圖2所示) 露出。調(diào)整兩個同步焊接機(jī)械手21的焊槍口的位置，使其處于如圖3所示的平焊位置。對如圖1所示的①號焊接區(qū)13進(jìn)行3mm打底焊。打底焊規(guī)范二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，保護(hù)氣體Ar80% +C0220 % ；焊絲直徑Φ 1. 2 ；焊接電流I = 130-140Α ；焊接電壓U = 26-27V ； 焊接氣體流量Q = 20-25L/min ；焊接機(jī)械手移動速度V = 50cm/min。
步驟5、操作后熱單元的4的第二加熱箱41，使其對完成的①號焊接區(qū)13形成的8焊縫進(jìn)行后加熱處理。具體地，第二加熱箱41的移動速度為50cm/min ；并使得第二加熱箱 41的E端出口處(如圖2所示)的溫度為200-280°C。
步驟6、同步驟3、4、5，依次完成如圖1所示的②、③號焊接區(qū)的3mm打底焊。對①、 ②、③號焊接區(qū)形成的焊縫清理焊渣，以防止后續(xù)填充焊的過程中夾渣。
步驟7、同步驟3完成焊合件和預(yù)熱單元3的調(diào)試。具體地第一加熱箱31的移動速度為30cm/min;并使得第一加熱箱31的C端出口處的溫度為170-230°C。參照步驟4 對如圖1所示的①號焊接區(qū)13進(jìn)行填充焊。填充焊規(guī)范二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，保護(hù)氣體 Ar80% +C0220% ；焊絲直徑φ 1. 2 ；焊接電流I = 280-300Α ；焊接電壓U = 30-33V ；焊接氣體流量Q = 20-25L/min ；焊接機(jī)械手移動速度V = 30cm/min。參照步驟5對如圖1所示的①號焊接區(qū)形成的焊縫進(jìn)行后加熱處理，第二加熱箱41的移動速度為30cm/min。
步驟8、同步驟7依次完成如圖1所示的②、③號焊接區(qū)的填充焊。
步驟9、檢查焊接接頭質(zhì)量，對有裂紋、未焊透、未融合或者夾渣缺陷者，進(jìn)行清除重焊。
以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法，其特征在于，該方法包括預(yù)熱步驟預(yù)先對所述鉆桿管體(11)和外鍵(1 之間的焊接區(qū)(1 進(jìn)行加熱；焊接步驟焊接所述鉆桿管體(11)和外鍵(1 之間的焊接區(qū)(1 以形成焊縫；以及后熱步驟在所述焊接步驟之后再對鉆桿管體(11)和外鍵(1 之間形成的焊縫進(jìn)行加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法，其特征在于，在所述預(yù)熱步驟和/所述后熱步驟中，采用中頻感應(yīng)加熱器進(jìn)行加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法，其特征在于， 在所述預(yù)熱步驟中，將所述焊接區(qū)(1 加熱至150°C至220°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法，其特征在于， 在所述后熱步驟中，將所述焊縫加熱至20(TC至280°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法，其特征在于，該方法包括打底焊階段和填充焊階段，該打底焊階段和填充焊階段均包括所述預(yù)熱步驟、焊接步驟和后熱步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法，其特征在于，沿所述鉆桿管體(11)的周向布置有多條所述焊接區(qū)(13)，每條焊接區(qū)(1 沿所述鉆桿管體 (11)的軸向延伸，在所述焊接步驟中，同步地對多條所述焊接區(qū)(1 進(jìn)行焊接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法，其特征在于，在同步焊接的多條所述焊接區(qū)(1 中，相鄰兩條焊接區(qū)(1 之間沿所述鉆桿管體(11)的周向間隔30°至180°。
8.一種用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，其特征在于，該裝置包括預(yù)熱單元(3)，該預(yù)熱單元C3)用于預(yù)先對所述鉆桿管體(11)和外鍵(1 之間的焊接區(qū)(13)進(jìn)行加熱；焊接單元O)，該焊接單元( 用于焊接所述鉆桿管體(11)和外鍵(1 之間的焊接區(qū) (13)以形成焊縫；以及后熱單元，該后熱單元(4)用于在焊接后再對所述鉆桿管體(11)和外鍵(1 之間形成的焊縫進(jìn)行加熱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，其特征在于，所述預(yù)熱單元C3)和/或所述后熱單元(4)包括中頻感應(yīng)加熱器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，其特征在于，該裝置還包括保持單元(5)，該保持單元( 包括用于保持所述鉆桿管體(11)的保持機(jī)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，其特征在于， 所述保持單元( 還包括驅(qū)動所述旋挖鉆用鉆桿管體(11)圍繞軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，其特征在于， 所述保持機(jī)構(gòu)包括分別設(shè)置在所述鉆桿管體(11)的兩端的兩個卡盤(51)，所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動所述卡盤(51)轉(zhuǎn)動的電機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，其特征在于， 所述焊接單元⑵包括能夠平行于所述鉆桿管體(11)的軸向移動的焊接機(jī)械手01)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，其特征在于，所述焊接單元( 包括兩個所述焊接機(jī)械手(21)，該兩個焊接機(jī)械手同步移動并且分別設(shè)置在所述鉆桿管體(11)的兩側(cè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，其特征在于， 所述兩個焊接機(jī)械手分別固定在兩個同步移動的傳送履帶0 上，該傳送履帶02) 平行于所述鉆桿管體(11)的軸向延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任意一項所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，其特征在于，所述預(yù)熱單元C3)和所述后熱單元(4)分別設(shè)置在所述焊接機(jī)械手的上游和下游，并且能夠平行于所述鉆桿管體(11)的軸向移動。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，其特征在于， 該裝置還包括導(dǎo)軌(6)，該導(dǎo)軌(6)設(shè)置在所述鉆桿管體(11)上方并且平行于所述鉆桿管體(11)的軸向延伸，所述預(yù)熱單元(3)包括第一加熱箱(31)，所述后熱單元(4)包括第二加熱箱(41)，所述第一加熱箱(31)和第二加熱箱Gl)可沿所述導(dǎo)軌(6)滑動地懸掛在所述導(dǎo)軌(6)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的方法，其中，該方法包括預(yù)熱步驟預(yù)先對鉆桿管體(11)和外鍵(12)之間的焊接區(qū)(13)進(jìn)行加熱；焊接步驟焊接鉆桿管體(11)和外鍵(12)之間的焊接區(qū)(13)以形成焊縫；以及后熱步驟在焊接步驟之后再對鉆桿管體(11)和外鍵(12)之間形成的焊縫進(jìn)行加熱。還公開了一種用于焊接旋挖鉆用鉆桿管體和外鍵的裝置，該裝置包括預(yù)熱單元(3)；焊接單元(2)；以及后熱單元(4)。通過上述技術(shù)方案，能夠有效地避免鉆桿管體和外鍵在焊接過程中發(fā)生冷裂現(xiàn)象。此外，通過預(yù)熱步驟和后熱步驟還能夠有效地消除焊接后鉆桿管體和外鍵的焊接應(yīng)力和焊接變形。
文檔編號B23K37/02GK102500966SQ20111034658
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者周靖, 孔丹丹, 楊濤, 王亞偉, 蘆軍, 薛順 申請人:上海中聯(lián)重科樁工機(jī)械有限公司, 中聯(lián)重科股份有限公司