[0001] 本发明属于管道焊接技术领域，具体是指一种石化用大截面尺寸用管道焊接装置及焊接方法。

[0002] 大尺寸石化管道在安装时由多节管道拼焊制成，焊接质量的高低对石化管道的运行产生重要影响。

[0003] 首先，在大尺寸管道焊接前，需要对焊接坡口处打磨清理，以保证焊缝处的清洁度，防止焊缝缺陷的出现。

[0004] 其次，大尺寸管道焊接时，需要进行多道焊缝填充，以提升焊缝的质量和强度。在焊接时，需要先进行首道焊缝打底，再在首道焊缝上多次盖面焊接，以提高焊缝质量，而且每道焊缝焊接前还要将上一层焊缝的药皮敲除，以防止本次焊缝出现夹渣缺陷。

[0005] 然而，大尺寸管道焊接时，焊接人员无法沿着管道表面移动，而管道在现场焊接时又无法转动，焊接操作难度极大；同时，清理坡口和清理药皮的路径也远超普通管道，极大地增加了焊接人员的工作强度。

[0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0027] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0028] 如图1所示，本发明提供了一种石化用大截面尺寸用管道焊接装置，包括定位台1，定位台1在现场作业时起到支撑定位的作用。

[0029] 定位台1上安装有环绕行走机构2，环绕行走机构2侧壁设有定心支撑机构3，环绕行走机构2能够相对定心支撑机构3转动，以实现环绕管道焊接的效果。

[0030] 环绕行走机构2远离定心支撑机构3的一侧设有坡口打磨机构4。

[0031] 环绕行走机构2侧壁靠近坡口打磨机构4的后方通过支撑板二24连接有焊接机5，焊接机5的作业高度和作业半径能够自动调节；定心支撑机构3被固定在管道外侧壁上，管
道对定心支撑机构3起到支撑作用，定心支撑机构3又能够定位管道的中心，从而使环绕行
走机构2能够带动坡口打磨机构4和焊接机5绕管道中心转动，对管道的坡口打磨、焊接、除药皮以及盖面焊接。

[0032] 如图1和图2所示，环绕行走机构2包括行走电机6、主动轮7和从动轮8，行走电机6设于定位台1上，主动轮7设于行走电机6的输出端，从动轮8啮合与主动轮7上。

[0033] 为了便于对管道中心定位，以便后续的环绕焊接，定心支撑机构3包括定心盘9和定心杆10，定心盘9环绕于管道外壁上，定心杆10多组螺纹贯穿于定心盘9上，定心杆10最少三组，以便定位管道圆心。

[0034] 从动轮8转动于定心盘9侧壁上。

[0035] 定心杆10上设有刻度，以便使每组定心杆10的旋拧深度相同，从而对管道中心定位。

[0036] 如图3所示，坡口打磨机构4包括打磨电机12、伸缩杆15和磨片16，打磨电机12通过支撑板一11固定在从动轮8侧壁上，伸缩杆15通过齿轮组与打磨电机12的输出端连接，伸缩杆15跟随打磨电机12转动，从而对管道坡口处打磨，或者对多层焊缝表面的药皮打磨，伸缩杆15能够伸缩固定，以便适应多层焊道时的不同外径，磨片16多组铰接于伸缩杆15的底端，磨片16能够对不同角度的坡口打磨。

[0037] 齿轮组包括锥齿轮一13和锥齿轮二14，锥齿轮一13设于打磨电机12的输出端，锥齿轮二14设于伸缩杆15的顶端，锥齿轮一13和锥齿轮二14啮合连接。

[0038] 如图4和图5所示，磨片16与伸缩杆15之间连接有弹簧17，伸缩杆15底端阵列设有斜槽口18，斜槽口18中设有定位销19，磨片16铰接于定位销19中，磨片16在弹簧17的作用下能够自动向外侧顶出，从而使磨片16与坡口贴合，以便对不同坡度和宽度的坡口打磨处理。

[0039] 如图6和图7所示，从动轮8由两个相互对称的半齿圈20拼接组成。

[0040] 定心盘9由两个相互对称的开口盘21拼接组成，开口盘21靠近从动轮8的一侧设有凸台25，半齿圈20转动设于凸台25上，凸台25外侧设有轴肩（未在附图中示出），以防止半齿圈20脱落，开口盘21上阵列设有升降孔26，开口盘21的端部设有连接法兰27；
两侧对称的开口盘21通过连接法兰27固定，定心杆10螺纹连接于升降孔26中，定
心杆10底部设有带槽压板23，通过旋转定心杆10，使定心杆10底部的带槽压板23压紧在管
道上，并保持每个定心杆10上刻度的数值一致，从而完成对管道中心的定位。

[0041] 半齿圈20上前后设有两组定位槽22，支撑板一11和支撑板二24分别设于两组定位槽22中。

[0042] 具体工作原理如下：将两半开口盘21扣合在管道上，然后通过连接法兰27将两个卡扣盘固定连接，此
时卡扣盘的开口端向下，上端与管道壁贴合。

[0043] 根据管道的已知管径旋拧定心杆10，使定心杆10末端的带槽压板23贴合在管道上，主意调整各个方向上定心杆10的旋拧深度，使每个方向上定心杆10的刻度相同，且其刻度值与管道直径适配。

[0044] 将两组半齿圈20卡合在开口盘21的凸台25上，两组半齿圈20通过螺栓拼接固定成从动轮8，使其能够整体绕凸台25转动，且从动轮8转动时会被凸台25上的轴肩限定位置，防止从动轮8脱落。

[0045] 将支撑板一11安装在从动轮8的定位槽22中，将支撑板二24安装在从动轮8上的另一个定位槽22中，再将坡口打磨机构4的各个零部件一一固定在支撑板一11上，同时将焊接机5固定在支撑板二24上。

[0046] 然后调整伸缩杆15的伸缩长度，使伸缩杆15底部的磨片16与待焊接处的坡口的高度适配，磨片16在弹簧17的弹力作用下始终与坡口保持贴合，然后调整焊接机5的水平位置和作业高度，使焊接位置与坡口位置适配。

[0047] 调整定位台1的位置，并使行走电机6上的主动轮7与从动轮8啮合。

[0048] 调整完成后，启动行走电机6和打磨电机12，打磨电机12通过齿轮组驱动伸缩杆15底部的磨片16转动，磨片16循环转动时对坡口表面打磨，去除坡口处的油污、氧化皮等杂
质，降低焊接异常的风险。

[0049] 行走电机6通过主动轮7驱动从动轮8转动，从动轮8带动坡口打磨机构4和焊接机5沿着管道焊接坡口循环转动，坡口打磨机构4在前方对坡口打磨处理，焊接机5在后方对刚
打磨处理完的坡口进行焊接。

[0050] 在第一圈焊道焊接完成后，按焊接要求冷却一定的时间，同时向上调整伸缩杆15，使磨片16与第一层焊道的高度相适配，以便在盖焊时清理第一层焊道的药皮，防止再次焊接时出现夹渣异常。

[0051] 后续多道焊接重复上述步骤即可。

[0052] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0053] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型。

[0054] 以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术
人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相
似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。