本发明提供了一种带压力平衡功能的小径管挤压焊封执行装置。所述装置中的两夹紧头和两电极头通过紧固螺母分别固定在与气缸固连的绝缘板支撑的四个快换座上并由四个气缸分别驱动，两夹紧头分别与两密封腔体连成一体，当两密封腔体合拢后形成密封腔，小径管的挤压焊封就是在密封腔内实现，密封腔由带安全结构的夹钳夹紧，密封腔的密封采用高压密封腔、整体式橡胶密封垫和局部聚四氟乙烯密封垫相结合的密封方式，两导电软铜带保证了两电极头运动要求，高压气路系统向密封腔内供气，保证焊接时小径管内外压力平衡。
1.一种带压力平衡功能的小径管挤压焊封执行装置，其特征在于：所述装置包括气
缸支撑框体（1）、气缸Ⅰ（2）、电极头Ⅰ（3）、夹紧头Ⅰ（4）、气缸Ⅱ（5）、密封腔（6）、紧固螺母（7）、快换座（8）、绝缘板（9）、气缸Ⅲ（10）、导电软铜带Ⅰ（11）、带锁紧机构夹钳（12）、电极头Ⅱ（13）、夹紧头Ⅱ（14）、气缸Ⅳ（15）、气路连接接头（16）、高压气路系统（17）、导电软铜带Ⅱ（18）；其连接关系是，所述的电极头Ⅰ（3）、电极头Ⅱ（13）、夹紧头Ⅰ（4）、夹紧头Ⅱ（14）通过紧固螺母（7）、快换座（8）、绝缘板（9）分别固定在气缸Ⅰ（2）、气缸Ⅲ（10）、气缸Ⅱ（5）、气缸Ⅳ（15）上并由其驱动，四个气缸分别固定在气缸支撑框体（1）的四个侧板上；导电软铜带Ⅰ（11）、导电软铜带Ⅱ（18）的一端分别固定在气缸Ⅲ（10）、气缸Ⅰ（2）上的快换座（8）上，另一端分别与电源的两极相连；
所述的密封腔（6）包括密封腔体Ⅰ（19）、橡胶密封垫（20）、聚四氟乙烯密封垫（21）、密封腔体Ⅱ（22）、法兰（23）、紧定螺钉（24）、定位销（25）、高压密封圈（26）；所述密封腔体Ⅱ（22）通过固连在其上的法兰（23）上的紧定螺钉（24）与夹紧头Ⅰ（4）连成一体，夹紧头Ⅰ（4）通过紧固螺母（7）、快换座（8）、绝缘板（9）与气缸Ⅱ（5）相连并由其驱动；定位销（25）与密封腔体Ⅰ（19）过盈配合，与密封腔体Ⅱ（22）间隙配合；
所述的带锁紧机构夹钳（12）包括夹钳座Ⅰ（27）、夹钳座Ⅱ（28）、销轴Ⅰ（29）、销轴Ⅱ（30）、夹钳把手（31）、弹簧（32）、防松轴（33）、防松把手（34）、调节螺母（35）、U形夹紧轴（36）；所述夹钳座Ⅰ（27）、夹钳座Ⅱ（28）分别固定在密封腔体Ⅱ（2）、封腔体Ⅰ（19）的两边侧壁上，夹钳把手（31）通过销轴Ⅰ（29）连接在夹钳座Ⅱ（28）上，U形夹紧轴（36）与夹钳把手（31）上的销轴Ⅱ（30）相连，并由调节螺母（35）调节并把紧，防松轴（33）安装在夹钳把手（31）上，夹钳把手（31）上的防松把手（34）驱动防松轴（33）轴线伸缩，弹簧（32）用于实现防松轴（33）的回缩。
2.根据权利要求1所述的带压力平衡功能的小径管挤压焊封执行装置，其特征在于：
所述的高压气路系统（17）包括高压气瓶（37）、带压力表减压阀（38）、安全阀（39）、三通接头Ⅰ（40）、阀门Ⅰ（41）、三通接头Ⅱ（42）、阀门Ⅱ（43）、三通接头Ⅲ（44）、阀门Ⅲ（45）、高压软管（46）、阀门Ⅳ（47）、三通接头Ⅳ（48）、压力表（49）；高压气路系统（17）的高压气瓶（37）、带压力表减压阀（38）、四个三通接头、四个阀门之间均通过钢管相连并由螺纹紧固，安全阀（39）和压力表（49）通过螺纹固定在三通接头上，打开阀门Ⅰ（41）和阀门Ⅳ（47），同时关闭阀门Ⅱ（43），可以向小径管工件供气；打开阀门Ⅰ（41）和阀门Ⅱ（43），同时关闭阀门Ⅲ（45）和阀门Ⅳ（47），可以向密封腔（6）内供气。
3.根据权利要求2所述的带压力平衡功能的小径管挤压焊封执行装置，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的带压力平衡功能的小径管挤压焊封执行装置，其特征在于：
所述的与电极头Ⅰ（3）、电极头Ⅱ（13）接触的聚四氟乙烯密封垫（21）镶嵌在橡胶密封垫（20）内。
一种带压力平衡功能的小径管挤压焊封执行装置
技术领域
[0001] 本发明属于焊接领域，具体涉及一种带压力平衡功能的小径管挤压焊封执行装置。本发明能够实现管内充压小径管的挤压焊封。
背景技术
[0002] 在常压环境下挤压焊封管内充压小径管的过程中，由于电极放电而使小径管焊接点熔融软化，此时导管因材料强度降低可能承受不了小径管内外的压力差而爆裂，对操作者造成伤害。目前未见管内充压小径管挤压焊封的报道。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种带压力平衡功能的小径管挤压焊封执行装置。本发明的特点是通过建立密封腔，使管内充压小径管挤压焊封时小径管内外压力达到平衡，为安全操作提供保障。
[0004] 为了避免此类事件的发生，本发明建立一个可充压力气体的密封腔，管内充压小径管的挤压焊封就在此带压密封腔内进行，由于小径管内外气体压力达到了平衡，焊接点熔融软化的材料不会受到额外的气压而爆裂，操作者可以安心工作。
[0005] 本发明的带压力平衡功能的小径管挤压焊封执行装置包括气缸支撑框体，气缸Ⅰ，气缸Ⅱ，气缸Ⅲ，气缸Ⅳ，密封腔，夹紧头Ⅰ，夹紧头Ⅱ，电极头Ⅰ，电极头Ⅱ，快换座，绝缘板，带锁紧机构夹钳，导电软铜带Ⅰ，导电软铜带Ⅱ，高压气路系统等；密封腔包括密封腔体Ⅰ，密封腔体Ⅱ，定位销，橡胶密封垫，聚四氟乙烯密封垫，法兰，高压密封圈，紧定螺钉；带锁紧机构夹钳包括夹钳座Ⅰ，夹钳座Ⅱ，销轴Ⅰ，销轴Ⅱ，夹钳把手，弹簧，防松轴，防松把手，调节螺母，U形夹紧轴；高压气路系统包括高压气瓶，带压力表减压阀，安全阀，三通接头Ⅰ，三通接头Ⅱ，三通接头Ⅲ，三通接头Ⅳ，阀门Ⅰ，阀门Ⅱ，阀门Ⅲ，阀门Ⅳ，高压软管，压力表。所述的夹紧头Ⅰ、夹紧头Ⅱ、电极头Ⅰ、电极头Ⅱ通过紧固螺母分别固定在四个快换座上，四个快换座与四个分别固定在气缸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ上的绝缘板固连，这样焊封时电流不会传到气缸上，保证了工作时的安全；高压密封圈通过法兰安置在密封腔体Ⅱ内的密封槽内，夹紧头Ⅰ穿过高压密封圈并与之配合，法兰上的紧定螺钉和夹紧头Ⅰ上的扁槽保证了密封腔体Ⅱ和夹紧头Ⅰ轴向的相对运动，并可使夹紧头Ⅰ和密封腔体Ⅱ连成一体，整个密封腔体Ⅱ由夹紧头Ⅰ支撑。密封腔体Ⅰ的结构与密封腔体Ⅱ一样，只是密封腔体Ⅰ上接有高压气路，能实现工作时密封腔内气体的充放。密封腔的密封主要是夹紧头Ⅰ、夹紧头Ⅱ、电极头Ⅰ、电极头Ⅱ、管内充压小径管及密封腔体Ⅰ和密封腔体Ⅱ之间的密封。夹紧头Ⅰ和夹紧头Ⅱ用高压密封圈来密封；电极头Ⅰ和电极头Ⅱ为动密封，用聚四氟乙烯密封垫镶嵌在整体式橡胶密封垫内实现，橡胶具有良好的伸缩性，而聚四氟乙烯润滑性很好，适宜电极头的轴向运动；管内充压小径管和密封腔体Ⅰ、Ⅱ之间的密封采用整体式橡胶垫来实现。
夹钳座Ⅰ固定在密封腔体Ⅱ两侧面上，夹钳座Ⅱ固定在密封腔体Ⅰ两侧面上，夹钳把手通过销轴Ⅰ铰链在夹钳座Ⅱ上，U形夹紧轴通过销轴Ⅱ和调节螺母铰链在夹钳把手上，通过调节调节螺母位置还能调整U形夹紧轴的夹紧力。当密封腔体Ⅰ、密封腔体Ⅱ合拢后，调整夹钳把手的位置，使U形夹紧轴搭接在夹钳座Ⅱ上，当往下旋转夹紧把手到竖直位置后，密封腔体Ⅰ、Ⅱ紧固形成密封腔，防松把手把防松轴提起插入夹钳座Ⅰ的扁槽内，夹钳把手被固定，从而起到夹钳防松的作用。
附图说明
[0006] 图1为本发明的带压力平衡功能的小径管挤压焊封执行装置结构示意图；
[0007] 图2为本发明中的带压密封腔主剖结构示意图；
[0008] 图3为本发明中的带压密封腔左剖结构示意图；
[0009] 图4为本发明中的高压气路结构示意图；
[0010] 图中，1.气缸支撑框体 2.气缸Ⅰ 3.电极头Ⅰ 4.夹紧头Ⅰ5.气缸Ⅱ 6.密封腔 7.紧固螺母 8.快换座 9.绝缘板 10.气缸Ⅲ 11.导电软铜带Ⅰ 12.带锁紧机构夹钳 13.电极头Ⅱ 14.夹紧头Ⅱ 15.气缸Ⅳ 16.气路连接接头 17.高压气路系统 18.导电软通带Ⅱ 19.密封腔体Ⅰ 20.橡胶密封垫 21.聚四氟乙烯密封垫 22.密封腔体Ⅱ 23.法兰 24.紧定螺钉 25.定位销 26.高压密封圈 27.夹钳座Ⅰ 28.夹钳座Ⅱ 29.销轴Ⅰ 30.销轴Ⅱ 31.夹钳把手 32.弹簧 33.防松轴 34.防松把手 35.调节螺母 36.U形夹紧轴 37.高压气瓶 38.带压力表减压阀 39.安全阀 40.三通接头Ⅰ 41.阀门Ⅰ
42.三通接头Ⅱ 43.阀门Ⅱ 44.三通接头Ⅲ 45.阀门Ⅲ 46.高压软管
47.阀门Ⅳ 48.三通接头Ⅳ 49.压力表。
具体实施方式
[0011] 如图中1所示，本发明是一种带压力平衡功能的小径管挤压焊封执行装置，包括气缸支撑框体1、气缸Ⅰ2、电极头Ⅰ3、夹紧头Ⅰ4、气缸Ⅱ5、密封腔6、紧固螺母7、快换座8、绝缘板9、气缸Ⅲ10、导电软铜带Ⅰ11、带锁紧机构夹钳12、电极头Ⅱ13、夹紧头Ⅱ14、气缸Ⅳ15、气路连接接头16、高压气路系统17、导电软铜带Ⅰ11、导电软铜带Ⅱ18；所述的电极头Ⅰ3、电极头Ⅱ13、夹紧头Ⅰ4、夹紧头Ⅱ14通过紧固螺母7、快换座8、绝缘板9分别固定在气缸Ⅰ2、气缸Ⅲ10、气缸Ⅱ5、气缸Ⅳ15上并由其驱动，四个气缸分别固定在气缸支撑框体1的四个侧板上，四个绝缘板9使挤压焊封区域与四个气缸绝缘，使操作者的安全性得到了保证；导电软铜带Ⅰ11和导电软铜带Ⅱ18一端固定在气缸Ⅲ10和气缸Ⅰ2上，另一端与电源的两极相连；高压气路系统17通过气路连接接头16与密封腔6相连。
[0012] 如图中2所示，所述密封腔6包括密封腔体Ⅰ19，橡胶密封垫20，聚四氟乙烯密封垫21，密封腔体Ⅱ22，法兰23，紧定螺钉24，定位销25，高压密封圈26；密封腔6由密封腔体Ⅰ19和密封腔体Ⅱ22合拢后形成，密封腔体Ⅱ22通过固连在其上的法兰23上的紧定螺钉24与夹紧头Ⅰ4连成一体，夹紧头Ⅰ4通过紧固螺母7、快换座8、绝缘板9与气缸Ⅱ5相连并由其驱动，同理密封腔体Ⅰ19与夹紧头Ⅱ14连成一体，夹紧头Ⅱ14通过紧固螺母7、快换座8、绝缘板9与气缸Ⅳ15相连并由其驱动；定位销25与密封腔体Ⅰ19过盈配合，与密封腔体Ⅱ22间隙配合；密封腔体Ⅰ19和密封腔体Ⅱ22的结合面上分别粘贴了整体式橡胶密封垫20，在电极头Ⅰ3和电极头Ⅱ13的动密封处的橡胶密封垫20上局部镶嵌了聚四氟乙烯密封垫21。
[0013] 如图中3所示，所述带锁紧机构夹钳12包括夹钳座Ⅰ27，夹钳座Ⅱ28，销轴Ⅰ29，销轴Ⅱ30，夹钳把手31，弹簧32，防松轴33，防松把手34，调节螺母35，U形夹紧轴36；夹钳座Ⅰ27和夹钳座Ⅱ28分别固定在密封腔体Ⅱ2和封腔体Ⅰ19的两边侧壁上，夹钳把手31通过销轴Ⅰ29连接在夹钳座Ⅱ28上，U形夹紧轴36与夹钳把手31上的销轴Ⅱ30相连，并由调节螺母35调节并把紧，防松轴33安装在夹钳把手31上，夹钳把手31上的防松把手34可以驱动防松轴33轴线伸缩，防松轴33的回缩由弹簧32来实现。
[0014] 如图中4所示，所述高压气路系统17包括高压气瓶37，带压力表减压阀38，安全阀39，三通接头Ⅰ40，阀门Ⅰ41，三通接头Ⅱ42，阀门Ⅱ43，三通接头Ⅲ44，阀门Ⅲ45，高压软管46，阀门Ⅳ47，三通接头Ⅳ48，压力表49；高压气路系统17的高压气瓶37、带压力表减压阀38、四个三通接头、四个阀门之间均通过钢管相连并由螺纹或卡套螺纹紧固，安全阀39和压力表49通过螺纹固定在三通接头上，打开阀门Ⅰ41和阀门Ⅳ47，同时关闭阀门Ⅱ43，可以向小径管工件供气；打开阀门Ⅰ41和阀门Ⅱ43，同时关闭阀门Ⅲ45和阀门Ⅳ47，可以向密封腔6内供气。
[0015] 本发明的一种带压力平衡功能的小径管挤压焊封执行装置的工作状态是这样的：非工作状态时，密封腔体Ⅰ19和密封腔体Ⅱ22分开，电极头Ⅰ3和电极头Ⅱ13分开；工作时，先把管内充压小径管工件放置在焊接位置，接着气缸Ⅱ5和气缸Ⅳ15分别驱动夹紧头Ⅰ4和夹紧头Ⅱ14及其密封腔体Ⅰ19和密封腔体Ⅱ22运动，直到夹紧头Ⅰ4和夹紧头Ⅱ14夹紧管内充压小径管工件止，密封腔体Ⅰ19和密封腔体Ⅱ22通过定位销25保证相互位置关系；转动夹钳把手31使U形夹紧轴36钩住夹钳座Ⅰ27，夹钳把手31旋转到位后，把密封腔体Ⅰ19和密封腔体Ⅱ22之间的橡胶密封垫20和聚四氟乙烯密封垫21压紧而实现了密封腔6的密封，之后旋转防松把手34使防松轴33伸入夹钳座Ⅱ28的凹槽中，使夹钳把手31在带压工作时不能转动，保证了安全；调节好带压力表减压阀38和安全阀39，关闭阀门Ⅲ45和阀门Ⅳ47，打开阀门Ⅰ41和阀门Ⅱ43，之后打开高压气瓶37向密封腔6供应高压保护气体；当管内充压小径管内外压力达到平衡后，气缸Ⅰ2和气缸Ⅲ10分别驱动电极头Ⅰ3和电极头Ⅱ13向前运动并压住管内充压小径管，电极头通电，管内充压小径管电极头Ⅰ3和电极头Ⅱ13之间的焊接区材料高温软化，电极头Ⅰ3和电极头Ⅱ13受恒力作用压缩管内充压小径管，管内充压小径管变形后管壁材料熔融成一体，从而达到管内充压小径管焊封的目的，之后电极头Ⅰ3和电极头Ⅱ13断电并回位；管内充压小径管挤压焊封完成后，关闭高压气瓶37或阀门Ⅰ41，打开阀门Ⅲ45，放掉密封腔6及管路中的高压气体使其压强与大气压平衡；放开防松轴33，旋转夹钳把手31，使U形夹紧轴36与夹钳座Ⅰ27脱开，气缸Ⅱ5和气缸Ⅳ15分别带动夹紧头Ⅰ4和夹紧头Ⅱ14及其密封腔体Ⅱ22和密封腔体Ⅰ19回到初始位置，完成一个焊接过程。
