專(zhuān)利名稱(chēng)：雙焊槍焊接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開(kāi)的主題涉及焊接系統(tǒng)。具體而言，本文公開(kāi)的主題涉及構(gòu)造成焊接沿著焊縫具有吹掃孔的被密封構(gòu)件(例如壓力容器、渦輪轉(zhuǎn)子鑄件等等)的焊接系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用于焊接被密封構(gòu)件的傳統(tǒng)焊接系統(tǒng)包括雙焊槍系統(tǒng)，其中，焊槍與彼此相對(duì)地位于公共軸線上。被密封構(gòu)件包括沿著被密封構(gòu)件的焊縫而布置的吹掃孔。在被密封構(gòu)件旋轉(zhuǎn)且焊槍開(kāi)始焊接構(gòu)件時(shí)，未焊接的吹掃孔會(huì)協(xié)助最大程度地減小被密封腔體和外部之間的壓差。正好在最后的吹掃孔被焊槍焊接之前，來(lái)自焊槍的熱會(huì)導(dǎo)致在被密封構(gòu)件的腔體內(nèi)溫度升高，并且從而提高腔體內(nèi)的壓力。壓力在腔體內(nèi)的這個(gè)提高可導(dǎo)致無(wú)法接受的焊接形態(tài)，或者甚至在焊接最后的吹掃孔以及密封腔體時(shí)，導(dǎo)致根部有焊接破裂(即，焊接根部爆裂、焊接根部?jī)?nèi)陷等等)。為了避免被密封構(gòu)件有無(wú)法接受的焊接形態(tài)或焊接破裂，有時(shí)將膛孔或永久的釋壓孔結(jié)合到被密封構(gòu)件中。但是，使用永久的釋壓孔會(huì)使被密封構(gòu)件產(chǎn)生新的問(wèn)題，包括在系統(tǒng)(即，蒸汽輪機(jī)能量系統(tǒng)等等)內(nèi)利用構(gòu)件時(shí)，在永久的釋壓孔周?chē)懈叩膽?yīng)力狀態(tài)。被密封構(gòu)件的永久的釋放孔也可用作應(yīng)力集中器，并且增加開(kāi)裂或機(jī)械失效的風(fēng)險(xiǎn)，這可能需要對(duì)被密封構(gòu)件進(jìn)行昂貴的修理和/或全部更換。另外，永久釋壓孔可能需要持續(xù)的檢查，這對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)可能代價(jià)高且不方便。使用單焊槍焊接系統(tǒng)可顯著地減少在焊接期間對(duì)構(gòu)件添加的熱，并且從而在焊接最后的吹掃孔時(shí)降低腔體內(nèi)的壓力。這種方法可降低無(wú)法接受的焊接凹陷或焊接吹破的可能性。但是，單焊槍焊接系統(tǒng)會(huì)增加完成被密封構(gòu)件的恰當(dāng)焊接所需的時(shí)間量。另外，單焊槍會(huì)沿著焊縫產(chǎn)生不均勻的熱分布。焊縫的這個(gè)不均勻的熱分布可在焊縫中產(chǎn)生角扭曲，阻止被密封構(gòu)件有均勻的圓柱形，以及因此可導(dǎo)致被密封構(gòu)件不適于用于需要嚴(yán)格的圓柱形均勻性的系統(tǒng)(即，蒸汽輪機(jī)能量系統(tǒng)等等)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面提供一種焊接系統(tǒng)，包括焊槍對(duì)，其定位成非相對(duì)布置，以在它們之間焊接基本圓形的構(gòu)件；以及用于使基本圓形的構(gòu)件和焊槍對(duì)相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)的器件，其允許通過(guò)焊槍對(duì)焊接基本圓形的構(gòu)件。本發(fā)明的第二方面提供一種焊接系統(tǒng)，包括焊槍對(duì)，其定位成非相對(duì)布置，以在它們之間焊接基本圓形的構(gòu)件；以及用于使基本圓形的構(gòu)件和焊槍對(duì)相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)的器件，其允許通過(guò)焊槍對(duì)焊接基本圓形的構(gòu)件；聯(lián)接到焊槍對(duì)上的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)構(gòu)造成在焊接基本圓形的構(gòu)件期間控制焊槍對(duì)中的各個(gè)的點(diǎn)燃。本發(fā)明的第三方面提供一種焊接工作臺(tái)，包括用于可旋轉(zhuǎn)地定位待焊接的基本圓形的構(gòu)件的支承件；以及用于焊接基本圓形的構(gòu)件的焊接系統(tǒng)，該焊接系統(tǒng)包括圍繞基本圓形的構(gòu)件以非直接相對(duì)的布置而定位的焊槍對(duì)。
本發(fā)明的示例性方面設(shè)計(jì)成解決本文描述的問(wèn)題和/或其它未論述的問(wèn)題。


根據(jù)結(jié)合附圖得到的本發(fā)明的各方面的以下詳細(xì)描述，將更容易地理解本發(fā)明的這些其它特征，附圖描繪了本發(fā)明的各種實(shí)施例，其中
圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的焊接系統(tǒng)的水平俯視透視圖。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的焊接系統(tǒng)的、通過(guò)線A-A的圖I的橫截面圖。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的焊接系統(tǒng)的正視圖。圖4-6顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、在各焊接階段中的焊接系統(tǒng)的豎直橫截面圖。圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的焊接系統(tǒng)的備選實(shí)施例的水平俯視透視圖。圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括焊接系統(tǒng)的焊接工作臺(tái)的三維透視圖。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括焊接系統(tǒng)的焊接工作臺(tái)的備選實(shí)施例的三維透視圖。注意到，本發(fā)明的圖不必按比例繪制。圖意圖描繪本發(fā)明的僅典型的方面，并且因此不應(yīng)認(rèn)為是限制本發(fā)明的范圍。在圖中，相同標(biāo)號(hào)在各圖之間表示相同元件。部件列表
100 焊接系統(tǒng) 102 焊槍對(duì)(前)
104 被密封構(gòu)件(基本圓形的構(gòu)件)
104A 頂部部分 104B 底部部分 106 壁(被密封構(gòu)件)
108 腔體
110 而部
112焊縫
114外表面(被密封構(gòu)件)
116Α前焊槍軸線
116Β后焊槍軸線
118可調(diào)節(jié)式固定架
120前焊槍
122后焊槍
123額外的焊槍
124周邊(被密封構(gòu)件)
126可旋轉(zhuǎn)式支承件
128傳動(dòng)軸
130馬達(dá)
132控制系統(tǒng)
134第一吹掃孔136第二吹掃孔
138第三吹掃孔
140第四吹掃孔
142前焊槍點(diǎn)燃點(diǎn) 144 后焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)
146第 一長(zhǎng)度
148第二長(zhǎng)度
150攝像機(jī)系統(tǒng)
152可旋轉(zhuǎn)式軌道系統(tǒng) 154 軌道連接桿
200加工工作臺(tái)
202表面 204 凹部。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)一種焊接系統(tǒng)，其包括焊槍對(duì)，其定位成非相對(duì)布置，以在它們之間焊接基本圓形的構(gòu)件；以及用于使基本圓形的構(gòu)件和焊槍對(duì)相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)的器件，其允許通過(guò)焊槍對(duì)焊接基本圓形的構(gòu)件。轉(zhuǎn)到附圖，圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的焊接系統(tǒng)100的水平俯視透視圖。焊接系統(tǒng)100包括焊槍對(duì)102，焊槍對(duì)102構(gòu)造成焊接定位在它們之間的基本圓形的(例如圓柱形)被密封構(gòu)件104。在實(shí)例實(shí)施例中，如在圖I中最佳地顯示的那樣，焊槍對(duì)102可構(gòu)造成ARC焊接焊槍。但是，要理解的是，本發(fā)明的教導(dǎo)不限于這個(gè)具體類(lèi)型的焊接焊槍。如在圖I和圖2中顯示的那樣，圖2是圖I的沿著線A-A的橫截面圖，基本圓形的被密封構(gòu)件104構(gòu)造成基本被密封的管子。更具體而言，基本圓形的被密封構(gòu)件104可由基本聯(lián)接到分開(kāi)的和/或不同的底部部分104B上的頂部部分104A形成，使得基本圓形的被密封構(gòu)件104限定在流體方面連續(xù)的空間(例如腔體108)?；緢A形的被密封構(gòu)件104包括包圍被密封構(gòu)件104的腔體108的基本圓形的壁106，以及兩個(gè)端部110。被密封構(gòu)件104還可包括基本位于被密封構(gòu)件104的外表面114上的焊縫112。在實(shí)例實(shí)施例中，如在圖2中最佳地顯示的那樣，焊縫112可構(gòu)造成基本圍繞被密封構(gòu)件104的外表面114而延伸，并且可基本延伸通過(guò)被密封構(gòu)件104的壁106。被密封構(gòu)件104可以任何可焊接的材料構(gòu)造，例如不銹鋼、非鐵質(zhì)金屬、合金或任何其它現(xiàn)在已知或在今后開(kāi)發(fā)的材料或材料的組合。更具體而言，被密封構(gòu)件104可以單種可焊接的材料構(gòu)造，使得頂部構(gòu)件103A和底部構(gòu)件103B以相同的可焊接的材料構(gòu)造。在備選實(shí)施例中，被密封構(gòu)件可以可焊接的材料的不同組合構(gòu)造，使得頂部構(gòu)件103A和底部構(gòu)件103B可以截然不同的可焊接的材料構(gòu)造。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖I中最佳地顯示的那樣，焊槍對(duì)102可在用于焊接被密封構(gòu)件104的外表面114附近定位成非相對(duì)布置，如焊槍對(duì)102的不同的軸線116A、116B所顯示的那樣。更具體而言，如在圖I中顯示的那樣，焊槍對(duì)102可定位在不同的軸線116A、116B上，使得不同的軸線116A、116B與被密封構(gòu)件104的中心C相交。如在圖I中顯示的那樣，除了大約O度之外，焊槍對(duì)102的不同的軸線116A、116B可分開(kāi)角度α。更具體而言，焊槍對(duì)102的不同的軸線116A、116B可分開(kāi)角度α，使得角度α可基本介于5度和85度之間?？苫诒幻芊鈽?gòu)件104的直徑來(lái)預(yù)先確定不同的軸線116Α、116Β的分開(kāi)(例如角度α )。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖3中顯示的那樣，焊槍對(duì)102可基本聯(lián)接到可調(diào)節(jié)式固定架118上。可調(diào)節(jié)式固定架118可改變焊槍對(duì)102的高度，并且可在焊接被密封構(gòu)件104時(shí)使焊槍對(duì)102保持基本固定。也可在橫向上調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)式固定架118，如在圖I中顯示的那樣，使得焊槍對(duì)102也可定位成基本鄰近被密封構(gòu)件104的外表面114。焊槍對(duì)102可定位成基本以一定距離鄰近外表面114，這取決于被密封構(gòu)件104的物理屬性(例如，材料組成、大小、焊接的深度等等)和用作焊槍對(duì)102的焊接焊槍的類(lèi)型?；氐綀D1，焊槍對(duì)102包括前焊槍120和后焊槍122。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖I中最佳地顯示的那樣，后焊槍122可定位成相對(duì)于被密封構(gòu)件104的周邊124與前焊槍120有小于大約180度的角距離。更具體而言，后焊槍122可定位成相對(duì)于被密封構(gòu)件104的周邊124與前焊槍120有介于大約95度和大約175度之間的距離。如在圖I中顯示的那樣，焊槍對(duì)102可與彼此基本共面。更具體而言，焊槍對(duì)102可被可調(diào)節(jié)式固定架118 (圖3)定位成與彼此基本共面，并且可與被密封構(gòu)件104的焊縫112基本共面。如在圖I和圖3中顯示的那樣，焊接系統(tǒng)100也可包括用于旋轉(zhuǎn)被密封構(gòu)件104的器件。更具體而言，如在圖3中最佳地顯示的那樣，可旋轉(zhuǎn)式支承件126構(gòu)造成基本接收被密封構(gòu)件104，以及基本旋轉(zhuǎn)被密封構(gòu)件104。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖3中顯示的那樣，可旋轉(zhuǎn)式支承件126以及因此被密封構(gòu)件104可基本被馬達(dá)130的傳動(dòng)軸128旋轉(zhuǎn)。在該實(shí)例實(shí)施例中，馬達(dá)130的傳動(dòng)軸128可通過(guò)錐齒輪組(未顯示)而聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)式支承件126上，使得馬達(dá)130旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸128，并且傳動(dòng)軸128為可旋轉(zhuǎn)式支承件126提供用以旋轉(zhuǎn)被密封構(gòu)件104的手段。但是，要理解的是，本發(fā)明的教導(dǎo)不限于可旋轉(zhuǎn)式支承件126、傳動(dòng)軸128和馬達(dá)130的這個(gè)具體布置。傳動(dòng)軸128和馬達(dá)130也可構(gòu)造成任何其它類(lèi)型的可旋轉(zhuǎn)式主動(dòng)力系統(tǒng)，例如內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、馬達(dá)齒輪箱變速裝置、馬達(dá)持續(xù)可變變速裝置(CVT)、渦輪系統(tǒng)，或任何其它已知的或今后開(kāi)發(fā)的、用于旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)式平臺(tái)126和被密封構(gòu)件104的系統(tǒng)。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖3中顯示的那樣，控制系統(tǒng)132可聯(lián)接到馬達(dá)130上，使得控制系統(tǒng)132可構(gòu)造成控制通往馬達(dá)130的動(dòng)力。在該實(shí)例實(shí)施例中，控制系統(tǒng)132也可構(gòu)造成控制馬達(dá)130的速度，并且因而，可控制支承件126和其上的被密封構(gòu)件104的旋轉(zhuǎn)的速度?？刂葡到y(tǒng)132可構(gòu)造成用于控制馬達(dá)130的用戶(hù)交互式或自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?；氐綀D1，焊接系統(tǒng)100也可包括聯(lián)接到前焊槍120和后焊槍122上的控制系統(tǒng)132?？刂葡到y(tǒng)132可包括用于協(xié)助沿著焊縫112焊接被密封構(gòu)件104的單獨(dú)的焊槍傳感器(未顯示)。在實(shí)例實(shí)施例中，如在圖I中顯示的那樣，控制系統(tǒng)132可聯(lián)接到前焊槍120和/或后焊槍122上，并且可構(gòu)造成在焊接被密封構(gòu)件104時(shí)控制前焊槍120和/或后焊槍122的點(diǎn)燃。在備選實(shí)施例中，控制系統(tǒng)132可構(gòu)造成任何已知的形式，例如，位置傳感器系統(tǒng)、定時(shí)器系統(tǒng)或用以控制前焊槍120和后焊槍122的點(diǎn)燃的其它系統(tǒng)，這待在下面更加詳細(xì)地論述。
圖4-6顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的焊接系統(tǒng)100的、沿著焊縫112的豎直的橫截面圖。在實(shí)例實(shí)施例中，如在圖4中顯示的那樣，被密封構(gòu)件104可進(jìn)一步包括至少一個(gè)吹掃孔134、136、138、140。在焊槍對(duì)102焊接被密封構(gòu)件104時(shí)，吹掃孔134、136、138、140可在被密封構(gòu)件104的腔體108和外表面114之間提供壓力平衡。吹掃孔134、136、138、140也可為腔體108提供用于焊槍對(duì)102的惰性保護(hù)氣體，以沿著被密封構(gòu)件104的焊縫112最大程度地減少焊縫的氧化。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖4中最佳地顯示的那樣，吹掃孔134、136、138、140可基本在被密封構(gòu)件104的外表面114周?chē)挥诤缚p112上，并且可設(shè)置成基本通過(guò)被密封構(gòu)件104的壁106。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖4中顯示的那樣，第一吹掃孔134可定位成相對(duì)于箭頭所指示的被密封構(gòu)件104的旋轉(zhuǎn)方向而相對(duì)于前焊槍120基本有所偏移。另外，第二吹掃孔136可定位成相對(duì)于箭頭所指示的被密封構(gòu)件104的旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)于后焊槍122基本有所偏移。第三吹掃孔138和第四吹掃孔140也可定位成在被密封構(gòu)件104上與彼此基本相對(duì)，并且可基本定位在前焊槍120和后焊槍122之間。第一吹掃孔134和第二吹掃孔136可相對(duì)于前焊槍120和后焊槍122基本偏移角度β。第一
吹掃孔134和第二吹掃孔136分別可相對(duì)于前焊槍120和后焊槍122偏移的角度β可取決于被密封構(gòu)件104的物理屬性(例如材料組成、大小、焊接的深度等等)。參照?qǐng)D4-6，以及本文描述的焊接組件100的實(shí)施例，現(xiàn)在將論述一種用于焊接組件100來(lái)焊接被密封構(gòu)件104的方法。要理解的是，可參照“根部焊道”焊接工藝來(lái)在本文中描述本發(fā)明的各方面，“根部焊道”焊接工藝可包括最初結(jié)合相應(yīng)的被密封構(gòu)件104的頂部部分104Α和底部部分104Β的焊接焊道。在后面的“填充焊道”焊接工藝之前，執(zhí)行這個(gè)根部焊道焊接工藝，“填充焊道”焊接工藝可包括用于填充焊縫112中的任何剩余空間的多個(gè)焊接焊道。但是，本發(fā)明的各方面也可應(yīng)用于這些后面的填充焊接工藝。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖4中顯示的那樣，被密封構(gòu)件104可如上面描述的那樣定位在前焊槍120和后焊槍122之間，并且控制系統(tǒng)132可構(gòu)造成允許同時(shí)點(diǎn)燃前焊槍120和后焊槍122。如在圖4中顯示的那樣，控制系統(tǒng)132點(diǎn)燃前焊槍120可在被密封構(gòu)件104的外表面114上形成前焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)142。類(lèi)似地，控制系統(tǒng)132點(diǎn)燃后焊槍122可在被密封構(gòu)件104的外表面114上形成后焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)144。然后可旋轉(zhuǎn)式支承件126可沿圖4-6中的箭頭所指示的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)被密封構(gòu)件104，其中前焊槍120和后焊槍122可沿著焊縫112焊接被密封構(gòu)件104。可旋轉(zhuǎn)式支承件126可按預(yù)先確定的速度來(lái)旋轉(zhuǎn)被密封構(gòu)件104，其中預(yù)先確定的速度以被密封構(gòu)件104的物理屬性(即，材料組成、大小、焊接的深度等等)、用于焊槍對(duì)102的焊接焊槍的類(lèi)型，以及焊槍對(duì)102與被密封構(gòu)件104的外表面114的距離D中的至少一個(gè)為基礎(chǔ)。要理解的是，本文描述的構(gòu)造不嚴(yán)格地限于雙焊槍焊接系統(tǒng)。例如，在備選實(shí)施例中，如在圖4中顯示的那樣，本文描述的焊接系統(tǒng)100也可包括單個(gè)額外的焊槍123，或多個(gè)額外的焊槍123 (例如兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)等等)。要理解的是，包括額外的焊槍(一個(gè)或多個(gè))123的焊接系統(tǒng)(例如焊接系統(tǒng)100)可構(gòu)造成以與參照本文的其它圖所描述的基本類(lèi)似的方式起作用。具體而言，要理解的是，采用三個(gè)或更多個(gè)焊槍的焊接系統(tǒng)(例如焊接系統(tǒng)100)可包括具有非相對(duì)布置的至少一個(gè)焊槍對(duì)(例如前焊槍120和后焊槍122)，使得根部焊道焊接與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比可得到改進(jìn)。在實(shí)例實(shí)施例中，如在圖5中最佳地顯示的那樣，可旋轉(zhuǎn)式支承件126基本可旋轉(zhuǎn)被密封構(gòu)件104，以及因此，基本可沿著焊縫112焊接可旋轉(zhuǎn)被密封構(gòu)件104。更具體而言，被密封構(gòu)件104可被前焊槍120焊接第一長(zhǎng)度146。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖5中顯示的那樣，第一長(zhǎng)度146可基本在前焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)142處開(kāi)始，并且可基本在后焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)144處結(jié)束。在該實(shí)例實(shí)施例中，前焊槍120可焊接在后焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)144上或“聯(lián)結(jié)”后焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)144，并且在聯(lián)結(jié)后焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)144之后可被控制系統(tǒng)132熄滅。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖5中顯示的那樣，控制系統(tǒng)132可構(gòu)造成點(diǎn)燃前焊槍120達(dá)預(yù)先確定的時(shí)間，其中控制系統(tǒng)132允許前焊槍120正好在熄滅之前聯(lián)結(jié)后焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)144。預(yù)先確定的時(shí)間可以被密封構(gòu)件104的物理屬性(即，材料組成、大小、焊接的深度等等)、用于焊槍對(duì)102的焊接焊槍的類(lèi)型、可旋轉(zhuǎn) 式支承件126的預(yù)先確定的旋轉(zhuǎn)速度，以及焊槍對(duì)102與被密封構(gòu)件104的外表面114的距離D中的至少一個(gè)為基礎(chǔ)。在備選實(shí)施例中，控制系統(tǒng)132可包括測(cè)距儀，使得在被密封構(gòu)件104被可旋轉(zhuǎn)式支承件126旋轉(zhuǎn)預(yù)先確定的距離，以及后焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)144被前焊槍120聯(lián)結(jié)之后，控制系統(tǒng)132使前焊槍120熄滅。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖5和6中顯示的那樣，在控制系統(tǒng)132使前焊槍120熄滅之后，后焊槍122可繼續(xù)焊接被密封構(gòu)件104。更具體而言，如在圖6中最佳地顯示的那樣，后焊槍122可焊接被密封構(gòu)件104達(dá)第二長(zhǎng)度148，第二長(zhǎng)度148可包括第一吹掃孔134。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖6中顯示的那樣，第二長(zhǎng)度148可比第一長(zhǎng)度146更長(zhǎng)。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖6中顯示的那樣，第二長(zhǎng)度148可基本在后焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)144處開(kāi)始，并且可基本在前焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)142處結(jié)束。類(lèi)似地，如本文以及參照?qǐng)D5和前焊槍120所描述的那樣，控制系統(tǒng)132可構(gòu)造成點(diǎn)燃后焊槍122達(dá)預(yù)先確定的時(shí)間，其中控制系統(tǒng)132允許后焊槍122正好在熄滅后焊槍122之前聯(lián)結(jié)前焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)142。如在圖6中顯示的那樣，控制系統(tǒng)132可在聯(lián)結(jié)前焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)142之后關(guān)閉后焊槍122，并且可基本沿著焊縫112焊接被密封構(gòu)件104。在后焊槍122聯(lián)結(jié)前焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)142之后，可關(guān)閉馬達(dá)130，或者可使馬達(dá)130處于預(yù)先確定的斜坡降速序列中，使得被密封構(gòu)件104和可旋轉(zhuǎn)式支承件126可基本固定。在備選實(shí)施例中，控制系統(tǒng)132可包括測(cè)距儀，借此在被密封構(gòu)件104旋轉(zhuǎn)預(yù)先確定的距離，以及前焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)142已被聯(lián)結(jié)之后，控制系統(tǒng)132使后焊槍122熄滅。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖4-6中顯示的那樣，前焊槍120和/或后焊槍122也可包括例如基本聯(lián)接到前焊槍120和/或后焊槍122的基部處的攝像機(jī)系統(tǒng)150。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖4-6中顯示的那樣，攝像機(jī)系統(tǒng)150可與控制系統(tǒng)132成一體，使得攝像機(jī)系統(tǒng)150可為用戶(hù)提供前焊槍120和/或后焊槍122分別焊接被密封構(gòu)件104的視覺(jué)圖。更具體而言，攝像機(jī)系統(tǒng)150可允許用戶(hù)觀察前焊槍120和/或后焊槍122的焊接，以確定焊接是否滿(mǎn)足焊接的標(biāo)準(zhǔn)(即，質(zhì)量控制)，或者確定前焊槍120和/或后焊槍122相對(duì)于被密封構(gòu)件104的位置。操作者可使用來(lái)自攝像機(jī)系統(tǒng)150的信息來(lái)在上面提到的兩個(gè)聯(lián)結(jié)點(diǎn)處手動(dòng)地實(shí)施焊槍熄滅序列。攝像機(jī)系統(tǒng)150可與控制系統(tǒng)132成一體，借此攝像機(jī)系統(tǒng)150可在控制系統(tǒng)132所包括的輸出裝置(未顯示)上顯示被密封構(gòu)件104的焊接的圖像。在備選實(shí)施例中，攝像機(jī)系統(tǒng)150可設(shè)有單獨(dú)的輸出裝置，以對(duì)用戶(hù)顯示被密封構(gòu)件104的焊接的圖像。攝像機(jī)系統(tǒng)150所提供的視覺(jué)圖可包括(但可不限于)靜態(tài)圖像、可基于預(yù)先確定的增量來(lái)更新的多個(gè)靜態(tài)圖像、被密封構(gòu)件104的焊接的實(shí)時(shí)活動(dòng)饋送、熱圖像或?qū)崟r(shí)饋送、紅外線圖像或?qū)崟r(shí)饋送和任何其它現(xiàn)在已知的或今后開(kāi)發(fā)的、用于提供被密封構(gòu)件104的焊接的視覺(jué)圖的器件。在該實(shí)例實(shí)施例中，在焊接第一吹掃孔134之前熄滅前焊槍120以及熄滅后焊槍122允許對(duì)焊縫的熱輸入以及因而允許腔體108內(nèi)的溫度和壓力增加保持基本較低。更具體而言，如本文描述和在圖1-6中所參照的那樣，在后焊槍122焊接第一吹掃孔134時(shí)，焊接系統(tǒng)100可在被密封構(gòu)件104的腔體108和外部之間顯著地保持低的壓差。在實(shí)踐所描述的焊接系統(tǒng)100的一些實(shí)施例時(shí)可實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)在于，在后焊槍122密封第一吹掃孔134期間，在被密封構(gòu)件104的腔體108中的減少的熱輸入和減少的壓力積聚會(huì)最大程度地減小前焊槍120和后焊槍122所產(chǎn)生的焊接的負(fù)面影響(即，吹破、焊接凹陷等等)。在備選實(shí)施例中，如在圖7中顯示的那樣，焊槍對(duì)102可聯(lián)接到軌道系統(tǒng)152上，使得焊槍對(duì)102可通過(guò)圍繞被密封構(gòu)件104旋轉(zhuǎn)來(lái)焊接固定的被密封構(gòu)件104。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖7中顯示的那樣，焊槍對(duì)102可基本通過(guò)軌道連接桿154來(lái)聯(lián)接到軌道
系統(tǒng)152上。軌道連接桿154可在一端上聯(lián)接到焊槍對(duì)102上，并且可提供基本在軌道系統(tǒng)152內(nèi)延伸的相對(duì)的端部。軌道連接桿154也可包括用于在軌道系統(tǒng)152內(nèi)旋轉(zhuǎn)焊槍對(duì)102的任何器件，包括(但不限于)馬達(dá)和滾子系統(tǒng)、可動(dòng)的鏈系統(tǒng)、齒輪系統(tǒng)，以及任何其它現(xiàn)在已知或今后開(kāi)發(fā)的、用于圍繞軌道系統(tǒng)152來(lái)旋轉(zhuǎn)焊槍對(duì)102的系統(tǒng)。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖7中顯示的那樣，軌道系統(tǒng)152可為基本固定的，并且軌道連接桿154可在焊接被密封構(gòu)件104時(shí)在軌道系統(tǒng)152內(nèi)旋轉(zhuǎn)焊槍對(duì)102。軌道連接桿154可在軌道系統(tǒng)152內(nèi)以預(yù)先確定的速度旋轉(zhuǎn)焊槍對(duì)102。如參照?qǐng)D4-6所描述的那樣，以類(lèi)似的方式來(lái)確定這種預(yù)先確定的速度。如在圖7中顯示的那樣，控制系統(tǒng)132也可基本聯(lián)接到軌道系統(tǒng)152和焊槍對(duì)102上，使得控制系統(tǒng)132可構(gòu)造成在焊接被密封構(gòu)件104時(shí)，在軌道系統(tǒng)152內(nèi)旋轉(zhuǎn)焊槍對(duì)102。更具體而言，控制系統(tǒng)132可構(gòu)造成如本文描述的那樣點(diǎn)燃焊槍對(duì)102，并且控制系統(tǒng)132可構(gòu)造成通過(guò)啟動(dòng)例如馬達(dá)系統(tǒng)(未顯示)來(lái)旋轉(zhuǎn)焊槍對(duì)102，馬達(dá)系統(tǒng)聯(lián)接到軌道連接桿154和焊槍對(duì)102上，并且構(gòu)造成在軌道系統(tǒng)152內(nèi)驅(qū)動(dòng)軌道連接桿154和焊槍對(duì)102。在備選實(shí)施例中，軌道連接桿154可基本固定到軌道系統(tǒng)152上。在該備選實(shí)施例中，軌道系統(tǒng)152可構(gòu)造成在焊槍對(duì)102焊接固定被密封構(gòu)件104時(shí)旋轉(zhuǎn)。更具體而言，焊槍對(duì)102和軌道連接桿154可在一位置處固定在軌道系統(tǒng)152上，這取決于被密封構(gòu)件104的物理屬性(例如，材料組成、大小、焊接的深度等等)和用于焊槍對(duì)102的焊接焊槍的類(lèi)型中的至少一個(gè)。被密封構(gòu)件104被焊槍對(duì)102焊接，使得軌道系統(tǒng)152基本圍繞被密封構(gòu)件104以預(yù)先確定的速度旋轉(zhuǎn)。以與參照?qǐng)D4-6所描述的類(lèi)似的方式來(lái)確定這種預(yù)先確定的速度。在備選實(shí)施例中，可從焊接系統(tǒng)100中排除控制系統(tǒng)132。更具體而言，在該備選實(shí)施例中，在焊接被密封構(gòu)件104時(shí)，用戶(hù)可分別監(jiān)測(cè)和手動(dòng)地點(diǎn)燃前焊槍120和后焊槍122。在該備選實(shí)施例中，用戶(hù)可利用攝像機(jī)系統(tǒng)150來(lái)提供被密封構(gòu)件104在焊接期間的位置的圖像。通過(guò)允許用戶(hù)看到前焊槍120聯(lián)結(jié)后焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)144以及后焊槍122聯(lián)結(jié)前焊槍點(diǎn)燃點(diǎn)142，攝像機(jī)系統(tǒng)150可分別為用戶(hù)分別提供確定是否熄滅前焊槍120和后焊槍122和何時(shí)熄滅前焊槍120和后焊槍122的能力。在另一個(gè)實(shí)施例中，用戶(hù)可排除使用控制系統(tǒng)132和攝像機(jī)系統(tǒng)150兩者，使得用戶(hù)可借助于個(gè)人的視力來(lái)點(diǎn)燃、熄滅和檢查焊接。
圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、包括焊接系統(tǒng)100的焊接工作臺(tái)200的三維透視圖。如所顯示的那樣，焊接系統(tǒng)100的許多構(gòu)件(例如被密封構(gòu)件104、焊縫112、外表面114、前焊槍120、第一吹掃孔124等等)可基本類(lèi)似于參照?qǐng)D1-6所顯示和描述的那些。要理解的是，這些類(lèi)似地編號(hào)的構(gòu)件可以與在本文中參照其它圖所描述的基本類(lèi)似的方式起作用。為了清楚，已經(jīng)省略了這些元件的多余的說(shuō)明。 在實(shí)例實(shí)施例中，如在圖8中最佳地顯示的那樣，焊接工作臺(tái)200包括用于可旋轉(zhuǎn)地定位待由焊接系統(tǒng)100焊接的被密封構(gòu)件104的可旋轉(zhuǎn)式支承件126。在該實(shí)例實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)100可設(shè)置在用于焊接被密封構(gòu)件104的表面202上。更具體而言，如在圖8中顯示的那樣，焊槍對(duì)102可圍繞被密封構(gòu)件104而定位成非直接相對(duì)的布置，并且可旋轉(zhuǎn)式支承件126可聯(lián)接到表面202上，并且可構(gòu)造成基本在被密封構(gòu)件104被焊槍對(duì)102焊接之前接收被密封構(gòu)件104。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖8中顯示的那樣，前焊槍120和后焊槍122 (未顯示)可如參照?qǐng)D1-3所描述的那樣基本聯(lián)接到可調(diào)節(jié)式桿118上，并且可調(diào)·節(jié)式桿118可聯(lián)接到表面202上?？烧{(diào)節(jié)式桿118可定位前焊槍120和后焊槍122，使得前焊槍120和后焊槍122可定位成基本鄰近被密封構(gòu)件104的焊縫112且與焊縫112共面。在該實(shí)例實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)式支承件126構(gòu)造成如參照?qǐng)D1-6所描述的那樣基本接收被密封構(gòu)件104，并且基本沿箭頭所指示的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)被密封構(gòu)件104?？砂磪⒄?qǐng)D1-6所顯示和描述的那個(gè)的類(lèi)似的方式和方法來(lái)基本定位和基本焊接被密封構(gòu)件104。為了清楚，已經(jīng)省略了焊接方式的多余的說(shuō)明。在備選實(shí)施例中，如在圖9中最佳地顯示的那樣，焊接工作臺(tái)200可包括在表面202中的凹部204。如在圖9中顯示的那樣，基本位于凹部204內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)式平臺(tái)126基本將被密封構(gòu)件104接收在凹部204內(nèi)，并且沿箭頭所指示的旋轉(zhuǎn)方向基本旋轉(zhuǎn)被密封構(gòu)件
104。如在圖9中顯示的那樣，可提供凹部204，以基本接收基本大的或基本長(zhǎng)的被密封構(gòu)件104，使得被密封構(gòu)件104可基本包含在凹部204內(nèi)?？砂磪⒄?qǐng)D1-6所顯示和描述的那個(gè)的類(lèi)似的方式和方法來(lái)基本定位和基本焊接被密封構(gòu)件104。為了清楚，已經(jīng)省略了焊接方式的多余的說(shuō)明。在另一個(gè)備選實(shí)施例中，凹部204在深度上可為基本可調(diào)的。在該另一個(gè)備選實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)凹部204，使得被密封構(gòu)件104可由可旋轉(zhuǎn)式支承件126接收，并且通過(guò)調(diào)節(jié)凹部204的深度，被密封構(gòu)件104的焊縫112可基本定位在前焊槍120和后焊槍122附近。參照?qǐng)D8和9，焊接工作臺(tái)200也可包括參照?qǐng)D4_6類(lèi)似地描述和顯示的控制系統(tǒng)132。在該實(shí)例實(shí)施例中，如在圖8和圖9中顯示的那樣，控制系統(tǒng)132可聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)式支承件126、前焊槍120和后焊槍122上。如參照?qǐng)D4_6類(lèi)似地描述和顯示的那樣，控制系統(tǒng)132可構(gòu)造成控制前焊槍120和后焊槍122的點(diǎn)燃。為了清楚，已經(jīng)省略了焊接方式的多余的說(shuō)明。在備選實(shí)施例中，控制系統(tǒng)132也可聯(lián)接到可旋轉(zhuǎn)式支承件126上，并且可構(gòu)造成控制被密封構(gòu)件104的旋轉(zhuǎn)。在另一個(gè)備選實(shí)施例中，控制系統(tǒng)132可構(gòu)造成通過(guò)氣動(dòng)升降機(jī)、液壓千斤頂或任何其它現(xiàn)在已知或今后開(kāi)發(fā)的、用于抬起基本大的或基本長(zhǎng)的被密封構(gòu)件104的設(shè)備來(lái)控制凹部204的深度。如在圖8和圖9中顯示的那樣，實(shí)例實(shí)施例的焊接系統(tǒng)100也可包括攝像機(jī)系統(tǒng)150 (圖4-6)。如參照?qǐng)D4-6類(lèi)似地論述和顯示的那樣，攝像機(jī)系統(tǒng)150可聯(lián)接到前焊槍120和/或后焊槍122上，并且可為用戶(hù)提供前焊槍120和/或后焊槍122分別焊接被密封構(gòu)件104的視覺(jué)檢查。攝像機(jī)系統(tǒng)150可與控制系統(tǒng)132成一體，或者如參照本文的其它圖類(lèi)似地論述和顯示的那樣，攝像機(jī)系統(tǒng)150可作為單獨(dú)的系統(tǒng)而豎立。為了清楚，已經(jīng)省略了這些元件的多余說(shuō)明。本文使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述特定的實(shí)施例，并且不意圖限制本發(fā)明。如本文所用，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”意圖也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確的說(shuō)明。將進(jìn)一步理解，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)，用語(yǔ)“包括”和/或“包含”規(guī)定存在所陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或構(gòu)件，但是不排除存在或增加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、構(gòu) 件和/或其組合。所附權(quán)利要求中的所有器件或步驟加功能要素的對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)、材料、動(dòng)作和等效物意圖包括用于如特別地聲明的那樣與其它聲明的要素結(jié)合起來(lái)執(zhí)行功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或動(dòng)作。為了說(shuō)明和描述的目的，已經(jīng)提供了本發(fā)明的描述，但是本發(fā)明的描述不意圖為窮盡性的，或者不限于公開(kāi)的形式的發(fā)明。許多改良和變型對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的，而不偏離本發(fā)明的范圍和精神。選擇和描述實(shí)施例，以便最佳地闡明本發(fā)明和實(shí)際應(yīng)用的原理，以及使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的具有適合于構(gòu)想的特定用途的各種改良的各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種焊接系統(tǒng)(100)，包括 焊槍對(duì)(102)，其定位成非相對(duì)布置，以在它們之間焊接基本圓形的構(gòu)件(104);以及 用于使所述基本圓形的構(gòu)件(104)和所述焊槍對(duì)(102)相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)的器件，其允許通過(guò)所述焊槍對(duì)(102)焊接所述基本圓形的構(gòu)件(104)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊接系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述焊槍對(duì)(102)彼此基本共面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊接系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述焊槍對(duì)(102)包括前焊槍(120)和后焊槍(122)，所述后焊槍(122)相對(duì)于所述基本圓形的構(gòu)件(104)的周邊(124)落后所述前焊槍(120)小于大約180度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焊接系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述后焊槍(122)相對(duì)于所述基本圓形的構(gòu)件(104)的所述周邊(124)落后所述前焊槍(120)基本在大約95度和大約175度之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊接系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述焊接系統(tǒng)(100)進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述焊槍對(duì)(102)中的至少一個(gè)上的攝像機(jī)系統(tǒng)(150)，其中，在焊接所述基本圓形的構(gòu)件(104)時(shí)，所述攝像機(jī)系統(tǒng)(150)為所述焊槍對(duì)(102)中的所述至少一個(gè)的焊接提供視覺(jué)圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊接系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述焊接系統(tǒng)(100)進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述焊槍對(duì)(102)上的控制系統(tǒng)(132)，所述控制系統(tǒng)(132)構(gòu)造成在焊接所述基本圓形的構(gòu)件(104)期間控制所述焊槍對(duì)(102)中的各個(gè)的點(diǎn)燃。
7.一種焊接系統(tǒng)(100)，包括 焊槍對(duì)(102)，其定位成非相對(duì)布置，以在它們之間焊接基本圓形的構(gòu)件(104)； 用于使所述基本圓形的構(gòu)件(104)和所述焊槍對(duì)(102)相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)的器件，其允許通過(guò)所述焊槍對(duì)(102)焊接所述基本圓形的構(gòu)件(104);以及 聯(lián)接到所述焊槍對(duì)(102)上的控制系統(tǒng)(132)，所述控制系統(tǒng)(132)構(gòu)造成在焊接所述基本圓形的構(gòu)件(104)期間控制所述焊槍對(duì)(102)中的各個(gè)的點(diǎn)燃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的焊接系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述焊槍對(duì)(102)包括前焊槍(120)和后焊槍(122)，所述后焊槍(122)相對(duì)于所述基本圓形的構(gòu)件(104)的周邊(124)落后所述前焊槍(120)小于大約180度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的焊接系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(132)構(gòu)造成允許同時(shí)點(diǎn)燃所述前焊槍(120)和所述后焊槍(122)，以及允許所述前焊槍(120)焊接所述基本圓形的構(gòu)件(104)的第一長(zhǎng)度(146)，并且在所述后焊槍(122)焊接所述基本圓形的構(gòu)件(104)的第二長(zhǎng)度(148)之前熄滅所述前焊槍(120)，其中，所述基本圓形的構(gòu)件(104)的所述第二長(zhǎng)度(148)大于所述基本圓形的構(gòu)件(104)的所述第一長(zhǎng)度(146)。
10.一種工作臺(tái)，包括 用于可旋轉(zhuǎn)地定位待焊接的基本圓形的構(gòu)件(104)的支承件(126);以及 用于焊接所述基本圓形的構(gòu)件(104)的焊接系統(tǒng)(100)，所述焊接系統(tǒng)(100)包括 圍繞所述基本圓形的構(gòu)件(104)以非直接相對(duì)的布置而定位的焊槍對(duì)(102)。
全文摘要
本發(fā)明涉及雙焊槍焊接系統(tǒng)。公開(kāi)一種雙焊槍焊接系統(tǒng)(100)。在一個(gè)實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)(100)包括焊槍對(duì)(102)，其定位成非相對(duì)布置，以在它們之間焊接基本圓形的構(gòu)件(104)；以及用于使基本圓形的構(gòu)件(104)和焊槍對(duì)(102)相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)的器件，其允許通過(guò)焊槍對(duì)(102)焊接基本圓形的構(gòu)件(104)。
文檔編號(hào)B23K37/02GK102873484SQ201210238639
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者S.L.布雷滕巴赫, W.E.巴布科克, J.T.薩爾金, A.西爾維亞, A.B.維特尼 申請(qǐng)人:通用電氣公司