CN117001228B - 一种具有快速定位功能的结构件焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，涉及焊接技术领域。本发明中的焊接头对准半球形结构件和管形结构件之间的环形对接缝，且焊接头的焊接角度可进行调节，磁锁紧机构转动设置于环缝焊接机构顶部，且其通过环缝焊接机构进行旋转控制，第一定位结构设置于管形结构件内部，且其用于实现对管形结构件的支撑定位，第二定位结构贴合在半球形结构件内部，且其用于实现对半球形结构件的支撑定位，第二定位结构与环缝焊接机构固定连接。本发明在同时实现对管形结构件和半球形结构件的定位后，调节焊接头使其对准环形焊接缝处，通过磁锁紧机构控制管形结构件和半球形结构件的同步缓慢旋转，由此完成整个对接环缝处的自动焊接作业。

Description

一种具有快速定位功能的结构件焊接设备

技术领域

本发明属于焊接技术领域，特别是涉及一种具有快速定位功能的结构件焊接设备。

背景技术

在航空航天领域中薄壁铝合金构件应用十分广泛，用于薄壁铝合金结构件焊接的夹具一般都是专用型的，即每种型号的薄壁铝合金构件需要配备单独的专用夹具，在航空航天材料生产过程中通常需要将管形结构件与球形结构件焊接在一起。

在对两个结构件进行焊接的过程中，往往采取人工调整定位元件的安装位置，使其与球形薄壁结构件或管形结构件的内表面接触实现定位，这种定位方式不仅造成两结构件之间的定位焊接效率较低，而且在焊接过程中容易造成管形结构件与球形结构件之间发生相对运动，进而降低管形结构件与球形结构件之间的焊接质量和焊接效率。为此，我们提供了一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，用以解决上述中的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，通过环缝焊接机构、磁锁紧机构、第一定位结构和第二定位结构的具体结构设计，解决了上述背景技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，包括环缝焊接机构，所述环缝焊接机构包括带有焊接头的环缝焊接系统，所述焊接头对准半球形结构件和管形结构件之间的环形对接缝，且所述焊接头的焊接角度可进行调节；磁锁紧机构，所述磁锁紧机构转动设置于所述环缝焊接机构顶部，且其通过环缝焊接机构进行旋转控制；第一定位结构，所述第一定位结构同轴心设置于所述管形结构件内部，且其用于实现对管形结构件的径向支撑定位；以及第二定位结构，所述第二定位结构贴合在半球形结构件内部，且其用于实现对半球形结构件的水平支撑定位，所述第二定位结构与所述环缝焊接机构固定连接。

其中，所述第一定位结构包括联动盘，所述联动盘周侧面均设有多个联动凹口；磁供应机构，所述磁供应机构包括可轴向移动的第一磁铁；以及第一定位机构，所述第一定位机构与所述第一磁铁一一对应设置，所述第一定位机构包括第二磁铁，当第一磁铁上移至第二磁铁处时，在第一磁铁对第二磁铁的磁排斥力下使得第一定位机构紧密贴合在管形结构件内壁上。

所述第二定位结构包括支撑机构，所述支撑机构与所述磁锁紧机构固定连接；第二定位机构，所述第二定位机构环向安装在所述支撑机构周侧；传动机构，所述传动机构环向设置在所述支撑机构内侧，且所述传动机构与所述第二定位机构一一对应设置，所述传动机构与所述支撑机构之间轴向滑动配合，所述传动机构与所述第二定位机构之间相啮合；以及动力机构，所述动力机构与所述支撑机构同轴心设置且两者转动连接，所述动力机构包括内环体，所述内环体底部均设有与传动机构一一对应的第三磁铁，所述第三磁铁与对应的传动机构磁性相吸。

当第三磁铁转动至传动机构正上方时，在第三磁铁对传动机构的磁吸力下，使得传动机构上移直至卡合到对应联动凹口中，此时第二定位机构紧密贴合在半球形结构件内壁上，第一定位结构和第二定位结构组合成一体结构实现半球形结构件和管形结构件的同步旋转。

本发明进一步设置为，所述环缝焊接机构包括环缝焊接台，所述环缝焊接台顶部安装有液压系统，所述液压系统的液压杆端部连接有移动焊接架，所述移动焊接架与环缝焊接台顶部的导向轨滑动配合；所述环缝焊接系统固定安装在移动焊接架外表面靠近顶部位置，所述移动焊接架内表面固定设置有弧形刮离件，所述弧形刮离件用于实现粘附在半球形结构件表面上焊渣的刮除，所述环缝焊接台底部固定安装有减速电机。

本发明进一步设置为，所述磁锁紧机构包括旋转基座，所述旋转基座转动设置于所述环缝焊接台顶部且与减速电机输出轴连接；所述旋转基座顶部分别设置有中心磁环和压力传感器，所述压力传感器设置于中心磁环内侧，所述旋转基座上方设置有与其同轴心的焊渣收集环，所述焊渣收集环与所述旋转基座之间通过L形板连接。

本发明进一步设置为，所述第一定位结构还包括支撑套管，所述支撑套管滑动设置于升降轴上，通过升降轴可带动支撑套管上下移动；所述联动盘同轴心固定设置在支撑套管上，所述支撑套管下端部固定设置有触发杆，所述触发杆周侧面靠近底部位置固定有锁紧磁盘，所述锁紧磁盘与所述中心磁环之间磁性相吸。

本发明进一步设置为，所述磁供应机构还包括固定设置在支撑套管周侧面的安装台和限位座，所述支撑套管周侧面滑动设置有配重环和移动磁环，所述配重环设置在限位座和安装台之间；所述支撑套管周侧面固定设置有位于移动磁环上方的磁发生盘，所述磁发生盘底部设置有与移动磁环磁性相吸的电磁铁；所述安装台周侧面转动设置有多个导绳辊，所述导绳辊设置于相邻两第一定位机构之间，所述移动磁环与配重环之间连接有穿过导绳辊的牵引绳；所述安装台周侧面设置有与第一定位机构一一对应的限位通道，所述配重环周侧面固定设置有与对应限位通道滑动配合的支撑架，所述第一磁铁固定设置在对应支撑架顶部。

本发明进一步设置为，所述第一定位机构还包括固定在安装台周侧面上的U形座，所述U形座内部滑动设置有磁移动板，所述第二磁铁设置于磁移动板表面上；所述磁移动板表面固定有与U形座滑动配合的径向轴，所述U形座内部设置有与磁移动板连接的弹性复位件，所述径向轴一端固定有轴向安装板，所述轴向安装板一侧对称设置有两与其滑动连接的弧形定位板，两所述弧形定位板之间设置有与轴向安装板转动连接的双螺杆，所述双螺杆与弧形定位板上的内螺纹管螺纹配合。

本发明进一步设置为，所述支撑机构包括用于支撑半球形结构件的球面台，所述球面台底部固定有与旋转基座固定连接的弧形固定架，所述弧形固定架内表面固定设置有延伸板。

本发明进一步设置为，所述传动机构包括传动齿板，所述传动齿板上端部固定设置有连接板，所述连接板顶部固定设置有与延伸板滑动配合的联动板，所述联动板与球面台表面的滑孔之间滑动配合，所述联动板表面固定设置有第四磁铁。

本发明进一步设置为，所述第二定位机构包括球面定位件，所述球面定位件内部设置有螺纹通道，所述球面定位件顶部固定设置有限位耳板；所述弧形固定架外表面固定设置有导向杆，所述导向杆与对应限位耳板之间滑动配合，所述导向杆下方设置有与弧形固定架转动连接的螺纹杆，所述螺纹杆与球面定位件上的螺纹通道螺纹配合，所述螺纹杆一端固定设置有与传动齿板啮合的定位齿轮。

本发明进一步设置为，所述动力机构还包括同轴心设置于内环体下方的外环体，所述内环体与弧形固定架内表面转动连接，所述外环体与弧形固定架外表面转动连接；所述旋转基座顶部通过电机座安装有动力电机，所述外环体上方设置有多个与其相啮合的皮带齿轮，所述动力电机输出轴与对应的皮带齿轮固定连接。

所述内环体上方设置有多个与其相啮合的联动齿轮，所述联动齿轮通过第一转轴连接有上皮带轮，所述第一转轴与对应弧形固定架之间转动连接；所述皮带齿轮和上皮带轮之间设置有一组导向轮，所述导向轮通过第二转轴与弧形固定架转动连接，所述皮带齿轮、导向轮和上皮带轮之间通过传动带连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置第一定位结构和第二定位结构，利用第一定位结构可实现对管形结构件的支撑定位，利用第二定位结构可实现对半球形结构件的支撑定位，随后在控制第一定位结构和第二定位结构联动后保持同步旋转，可带动对接完成后的管形结构件和半球形结构件的同步旋转，在整个焊接过程中不会发生管形结构件与半球形结构件之间的相对运动，进而大大提高对接环缝处的焊接质量。

本发明在同时实现对管形结构件和半球形结构件的支撑定位之后，调节焊接头使其对准环形焊接缝处，通过磁锁紧机构控制管形结构件和半球形结构件的同步缓慢旋转，由此完成整个对接环缝处的自动焊接作业，大大提高了对接环缝的焊接效率。

本发明在控制半球形结构件缓慢旋转实现焊接过程中，由于弧形刮离件始终是贴合在半球形结构件外表面上的，在半球形结构件与弧形刮离件之间的相对运动下，可将粘附在半球形结构件外表面上的焊渣刮落并掉入到焊渣收集环中，在有效避免焊接过程中焊渣粘附在半球形结构件上的同时，可实现焊接过程中焊渣的有效收集，避免后续因清理地面焊渣导致工作任务的增加。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种具有快速定位功能的结构件焊接设备的焊接状态图。

图2为本发明中环缝焊接机构的结构示意图。

图3为本发明中磁锁紧机构的结构示意图。

图4为图1的部分结构示意图。

图5为图4的内部结构示意图。

图6为本发明中第一定位结构的结构示意图。

图7为图6中A处的局部结构放大图。

图8为图6的结构俯视图。

图9为本发明中第一定位机构的结构示意图。

图10为图9另一角度的结构示意图。

图11为本发明中第二定位结构的结构示意图。

图12为图11的结构正视图。

图13为图11的部分结构示意图。

图14为图13的结构正视图。

图15为本发明中动力机构的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-环缝焊接机构、101-焊接头、102-环缝焊接台、103-液压杆、104-移动焊接架、105-导向轨、106-弧形刮离件、107-减速电机、2-半球形结构件、3-管形结构件、4-磁锁紧机构、401-旋转基座、402-中心磁环、403-焊渣收集环、404-L形板、5-第一定位结构、51-联动盘、52-联动凹口、53-磁供应机构、530-第一磁铁、531-安装台、532-配重环、533-移动磁环、534-磁发生盘、535-导绳辊、536-牵引绳、537-限位通道、538-支撑架、54-第一定位机构、540-第二磁铁、541-U形座、542-磁移动板、543-径向轴、544-弹性复位件、545-轴向安装板、546-弧形定位板、547-双螺杆、548-内螺纹管、55-支撑套管、56-触发杆、57-锁紧磁盘、6-第二定位结构、61-支撑机构、610-球面台、611-弧形固定架、612-延伸板、62-第二定位机构、620-球面定位件、621-导向杆、622-螺纹杆、623-定位齿轮、63-传动机构、630-传动齿板、631-连接板、632-联动板、633-第四磁铁、64-动力机构、640-内环体、641-外环体、642-动力电机、643-皮带齿轮、644-联动齿轮、645-上皮带轮、646-导向轮、647-传动带。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施例一

请参阅图1-15，本发明为一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，包括环缝焊接机构1、磁锁紧机构4、第一定位结构5以及第二定位结构6；环缝焊接机构1包括带有焊接头101的环缝焊接系统（可采用激光焊接或其他焊接方式），焊接头101对准半球形结构件2和管形结构件3之间的环形对接缝，且焊接头101的焊接角度可进行调节（在实现半球形结构件2和管形结构件3的完全对接之后，通过控制半球形结构件2和管形结构件3的同步缓慢旋转实现环形对接缝的激光焊接）；磁锁紧机构4转动设置于环缝焊接机构1顶部，且其通过环缝焊接机构1进行旋转控制；

第一定位结构5同轴心设置于管形结构件3内部，且其用于实现对管形结构件3的径向支撑定位，此时可通过第一定位结构5的旋转带着管形结构件3同步旋转；第二定位结构6贴合在半球形结构件2内部，且其用于实现对半球形结构件2的水平支撑定位，此时可通过第二定位结构6的旋转带着半球形结构件2的同步旋转，第二定位结构6与环缝焊接机构1固定连接；

其中，第一定位结构5包括联动盘51、磁供应机构53以及第一定位机构54；联动盘51周侧面均设有多个联动凹口52；磁供应机构53包括可轴向移动的第一磁铁530；第一定位机构54与第一磁铁530一一对应设置，第一定位机构54包括第二磁铁540，当第一磁铁530上移至第二磁铁540处时，在第一磁铁530对第二磁铁540的磁排斥力下使得第一定位机构54紧密贴合在管形结构件3内壁上；

第二定位结构6包括支撑机构61、第二定位机构62、传动机构63以及动力机构64；支撑机构61与磁锁紧机构4固定连接；第二定位机构62环向安装在支撑机构61周侧；传动机构63环向设置在支撑机构61内侧，且传动机构63与第二定位机构62一一对应设置，传动机构63与支撑机构61之间轴向滑动配合，传动机构63与第二定位机构62之间相啮合；

动力机构64与支撑机构61同轴心设置且两者转动连接，动力机构64包括内环体640，内环体640底部均设有与传动机构63一一对应的第三磁铁，第三磁铁与对应的传动机构63磁性相吸；

当第三磁铁转动至传动机构63正上方时，在第三磁铁对传动机构63的磁吸力下，使得传动机构63上移直至卡合到对应联动凹口52中，此时第二定位机构62紧密贴合在半球形结构件2内壁上，第一定位结构5和第二定位结构6组合成一体结构实现半球形结构件2和管形结构件3的同步旋转。

在本发明该实施例中，环缝焊接机构1包括环缝焊接台102，环缝焊接台102顶部安装有液压系统，液压系统的液压杆103端部连接有移动焊接架104，移动焊接架104与环缝焊接台102顶部的导向轨105滑动配合，通过液压系统可控制移动焊接架104与磁锁紧机构4之间的水平间距（即可调节移动焊接架104及其上的环缝焊接系统和半球形结构件2之间的间距）；

环缝焊接系统固定安装在移动焊接架104外表面靠近顶部位置，移动焊接架104内表面固定设置有弧形刮离件106，弧形刮离件106用于实现粘附在半球形结构件2表面上焊渣的刮除，可有效避免半球形结构件2表面上的焊渣冷却而紧密粘附在半球形结构件2上导致不便于清除，进而避免了因后续清理焊渣导致工作强度的增加，环缝焊接台102底部固定安装有减速电机107。

在本发明该实施例中，磁锁紧机构4包括旋转基座401，旋转基座401转动设置于环缝焊接台102顶部且与减速电机107输出轴连接，通过减速电机107可控制整个磁锁紧机构4的缓慢旋转，旋转速度可根据焊接需要进行调控，第一定位结构5的旋转是直接通过旋转基座401实现的，而第二定位结构6的旋转则是随着第一定位结构5一同旋转的；

旋转基座401顶部分别设置有中心磁环402和压力传感器，压力传感器设置于中心磁环402内侧，旋转基座401上方设置有与其同轴心的焊渣收集环403，焊渣收集环403与旋转基座401之间通过L形板404连接，通过弧形刮离件106将半球形结构件2表面粘附的焊渣刮落下来后，掉落至焊渣收集环403中进行收集，有效避免焊渣直接掉落地面导致工作量的增加。

在本发明该实施例中，第一定位结构5还包括支撑套管55，支撑套管55滑动设置于升降轴（该升降轴属于现有集中中常见的升降设备上的升降轴）上，通过升降轴可带动支撑套管55上下移动；

联动盘51同轴心固定设置在支撑套管55上，支撑套管55下端部固定设置有触发杆56，触发杆56周侧面靠近底部位置固定有锁紧磁盘57，锁紧磁盘57与中心磁环402之间磁性相吸，在通过第一定位结构5带着管形结构件3精准贴合到半球形结构件2的对接位置上后，在中心磁环402对锁紧磁盘57的磁吸力下，使得管形结构件3紧密贴合在半球形结构件2上，此时触发杆56下端部抵压在压力传感器上，该压力传感器将此压力信号传输至控制器中并由控制器控制动力机构64开始启动。

在本发明该实施例中，磁供应机构53还包括固定设置在支撑套管55周侧面的安装台531和限位座，支撑套管55周侧面滑动设置有配重环532和移动磁环533，配重环532设置在限位座和安装台531之间；

支撑套管55周侧面固定设置有位于移动磁环533上方的磁发生盘534，磁发生盘534底部设置有与移动磁环533磁性相吸的电磁铁；安装台531周侧面转动设置有多个导绳辊535，导绳辊535设置于相邻两第一定位机构54之间，移动磁环533与配重环532之间连接有穿过导绳辊535的牵引绳536；通过控制器控制电磁铁通电具磁之后，在电磁铁对移动磁环533产生的磁吸力下使得移动磁环533往上移动，在牵引绳536的牵引力下使得配重环532带着第一磁铁530一同上移，直至第一磁铁530移动到第二磁铁540对应位置处；

安装台531周侧面设置有与第一定位机构54一一对应的限位通道537，配重环532周侧面固定设置有与对应限位通道537滑动配合的支撑架538，第一磁铁530固定设置在对应支撑架538顶部；在配重环532上移的过程中，支撑架538沿着限位通道537上移至第一磁铁530和第二磁铁540相对应，而当电磁铁断电消磁之后，在配重环532自重下使其下移重新贴合到限位座上，而移动磁环533也同步向下移动复位直至其贴合到对应的限位盘上，在此过程中牵引绳536始终处于绷紧状态。

在本发明该实施例中，第一定位机构54还包括固定在安装台531周侧面上的U形座541，U形座541内部滑动设置有磁移动板542，第二磁铁540设置于磁移动板542表面上；

磁移动板542表面固定有与U形座541滑动配合的径向轴543，U形座541内部设置有与磁移动板542连接的弹性复位件544，径向轴543一端固定有轴向安装板545，轴向安装板545一侧对称设置有两与其滑动连接的弧形定位板546，两弧形定位板546之间设置有与轴向安装板545转动连接的双螺杆547，双螺杆547与弧形定位板546上的内螺纹管548螺纹配合；通过转动双螺杆547，在双螺杆547与其上下两内螺纹管548的螺纹配合下，可实现上下两弧形定位板546间距的调节，可满足对不同长度管形结构件3的支撑定位；当第一磁铁530上移运动至第二磁铁540处时，在第一磁铁530对第二磁铁540的磁排斥力作用下，驱使磁移动板542移动压缩弹性复位件544，此时弧形定位板546紧密贴合在管形结构件3内壁上，由此可使得管形结构件3随着第一定位机构54的旋转而转动。

具体实施例二

在具体实施例一的基础上，支撑机构61包括用于支撑半球形结构件2的球面台610，球面台610底部固定有与旋转基座401固定连接的弧形固定架611，弧形固定架611内表面固定设置有延伸板612；传动机构63包括传动齿板630，传动齿板630上端部固定设置有连接板631，连接板631顶部固定设置有与延伸板612滑动配合的联动板632，联动板632与球面台610表面的滑孔之间滑动配合，联动板632表面固定设置有第四磁铁633；

在通过第一定位结构5实现管形结构件3内侧的支撑定位之后，利用升降设备上的升降轴将第一定位结构5向下输送到半球形结构件2处，此时管形结构件3同轴心贴合到半球形结构件2上，由此完成管形结构件3与半球形结构件2之间的精准对接，随后通过内环体640的旋转使得第三磁铁转至第四磁铁633正上方，在第三磁铁对第四磁铁633的磁吸力作用驱使联动板632上移运动，当球面定位件620紧密贴合在半球形结构件2内壁时，联动板632上移并插入到联动盘51上的联动凹口52中，使得第一定位结构5与第二定位结构6组成一体式定位结构，由此在磁锁紧机构4旋转时可带动精准对接后管形结构件3与半球形结构件2的同步旋转，使得在焊接过程中不会导致管形结构件3与半球形结构件2之间的相对运动，进而提高环形焊接缝处的焊接质量。

在本发明该实施例中，第二定位机构62包括球面定位件620，球面定位件620内部设置有螺纹通道，球面定位件620顶部固定设置有限位耳板；弧形固定架611外表面固定设置有导向杆621，导向杆621与对应限位耳板之间滑动配合，导向杆621下方设置有与弧形固定架611转动连接的螺纹杆622，螺纹杆622与球面定位件620上的螺纹通道螺纹配合，螺纹杆622一端固定设置有与传动齿板630啮合的定位齿轮623；

在第三磁铁对第四磁铁633的磁吸力作用驱使联动板632上移运动时，通过传动齿板630的上移可带动定位齿轮623的旋转，进而在螺纹杆622与球面定位件620的配合下驱使球面定位件620紧密贴合在半球形结构件2内壁上，由此实现对半球形结构件2内壁的支撑定位，使得半球形结构件2始终随第二定位结构6同步旋转。

在本发明该实施例中，动力机构64还包括同轴心设置于内环体640下方的外环体641，内环体640与弧形固定架611内表面转动连接，外环体641与弧形固定架611外表面转动连接；旋转基座401顶部通过电机座安装有动力电机642，外环体641上方设置有多个与其相啮合的皮带齿轮643，动力电机642输出轴与对应的皮带齿轮643固定连接；

内环体640上方设置有多个与其相啮合的联动齿轮644，联动齿轮644通过第一转轴连接有上皮带轮645，第一转轴与对应弧形固定架611之间转动连接；皮带齿轮643和上皮带轮645之间设置有一组导向轮646，导向轮646通过第二转轴与弧形固定架611转动连接，皮带齿轮643、导向轮646和上皮带轮645之间通过传动带647连接；当触发杆56下端部抵压在压力传感器上，该压力传感器将此压力信号传输至控制器中并由控制器控制动力电机642开始启动，通过动力电机642控制皮带齿轮643的旋转，在传动带647的作用下可实现各个联动齿轮644的同步旋转，在联动齿轮644与内环体640的配合下可实现内环体640旋转一定角度，此时内环体640底部的第三磁铁刚好转至对应的第四磁铁633正上方。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，其特征在于，包括：

环缝焊接机构（1），所述环缝焊接机构（1）包括带有焊接头（101）的环缝焊接系统，所述焊接头（101）对准半球形结构件（2）和管形结构件（3）之间的环形对接缝，且所述焊接头（101）的焊接角度可进行调节；

磁锁紧机构（4），所述磁锁紧机构（4）转动设置于所述环缝焊接机构（1）顶部，且其通过环缝焊接机构（1）进行旋转控制；

第一定位结构（5），所述第一定位结构（5）同轴心设置于所述管形结构件（3）内部，且其用于实现对管形结构件（3）的径向支撑定位；以及

第二定位结构（6），所述第二定位结构（6）贴合在半球形结构件（2）内部，且其用于实现对半球形结构件（2）的水平支撑定位，所述第二定位结构（6）与所述环缝焊接机构（1）固定连接；

其中，所述第一定位结构（5）包括：

联动盘（51），所述联动盘（51）周侧面均设有多个联动凹口（52）；

磁供应机构（53），所述磁供应机构（53）包括可轴向移动的第一磁铁（530）；以及

第一定位机构（54），所述第一定位机构（54）与所述第一磁铁（530）一一对应设置，所述第一定位机构（54）包括第二磁铁（540），当第一磁铁（530）上移至第二磁铁（540）处时，在第一磁铁（530）对第二磁铁（540）的磁排斥力下使得第一定位机构（54）紧密贴合在管形结构件（3）内壁上；

所述第二定位结构（6）包括：

支撑机构（61），所述支撑机构（61）与所述磁锁紧机构（4）固定连接；

第二定位机构（62），所述第二定位机构（62）环向安装在所述支撑机构（61）周侧；

传动机构（63），所述传动机构（63）环向设置在所述支撑机构（61）内侧，且所述传动机构（63）与所述第二定位机构（62）一一对应设置，所述传动机构（63）与所述支撑机构（61）之间轴向滑动配合，所述传动机构（63）与所述第二定位机构（62）之间相啮合；以及

动力机构（64），所述动力机构（64）与所述支撑机构（61）同轴心设置且两者转动连接，所述动力机构（64）包括内环体（640），所述内环体（640）底部均设有与传动机构（63）一一对应的第三磁铁，所述第三磁铁与对应的传动机构（63）磁性相吸；

当第三磁铁转动至传动机构（63）正上方时，在第三磁铁对传动机构（63）的磁吸力下，使得传动机构（63）上移直至卡合到对应联动凹口（52）中，此时第二定位机构（62）紧密贴合在半球形结构件（2）内壁上，第一定位结构（5）和第二定位结构（6）组合成一体结构实现半球形结构件（2）和管形结构件（3）的同步旋转。

2.根据权利要求1所述的一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，其特征在于，所述环缝焊接机构（1）包括环缝焊接台（102），所述环缝焊接台（102）顶部安装有液压系统，所述液压系统的液压杆（103）端部连接有移动焊接架（104），所述移动焊接架（104）与环缝焊接台（102）顶部的导向轨（105）滑动配合；

所述环缝焊接系统固定安装在移动焊接架（104）外表面靠近顶部位置，所述移动焊接架（104）内表面固定设置有弧形刮离件（106），所述弧形刮离件（106）用于实现粘附在半球形结构件（2）表面上焊渣的刮除，所述环缝焊接台（102）底部固定安装有减速电机（107）。

3.根据权利要求2所述的一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，其特征在于，所述磁锁紧机构（4）包括旋转基座（401），所述旋转基座（401）转动设置于所述环缝焊接台（102）顶部且与减速电机（107）输出轴连接；

所述旋转基座（401）顶部分别设置有中心磁环（402）和压力传感器，所述压力传感器设置于中心磁环（402）内侧，所述旋转基座（401）上方设置有与其同轴心的焊渣收集环（403），所述焊渣收集环（403）与所述旋转基座（401）之间通过L形板（404）连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，其特征在于，所述第一定位结构（5）还包括支撑套管（55），所述支撑套管（55）滑动设置于升降轴上，通过升降轴可带动支撑套管（55）上下移动；

所述联动盘（51）同轴心固定设置在支撑套管（55）上，所述支撑套管（55）下端部固定设置有触发杆（56），所述触发杆（56）周侧面靠近底部位置固定有锁紧磁盘（57），所述锁紧磁盘（57）与所述中心磁环（402）之间磁性相吸。

5.根据权利要求4所述的一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，其特征在于，所述磁供应机构（53）还包括固定设置在支撑套管（55）周侧面的安装台（531）和限位座，所述支撑套管（55）周侧面滑动设置有配重环（532）和移动磁环（533），所述配重环（532）设置在限位座和安装台（531）之间；

所述支撑套管（55）周侧面固定设置有位于移动磁环（533）上方的磁发生盘（534），所述磁发生盘（534）底部设置有与移动磁环（533）磁性相吸的电磁铁；所述安装台（531）周侧面转动设置有多个导绳辊（535），所述导绳辊（535）设置于相邻两第一定位机构（54）之间，所述移动磁环（533）与配重环（532）之间连接有穿过导绳辊（535）的牵引绳（536）；

所述安装台（531）周侧面设置有与第一定位机构（54）一一对应的限位通道（537），所述配重环（532）周侧面固定设置有与对应限位通道（537）滑动配合的支撑架（538），所述第一磁铁（530）固定设置在对应支撑架（538）顶部。

6.根据权利要求5所述的一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，其特征在于，所述第一定位机构（54）还包括固定在安装台（531）周侧面上的U形座（541），所述U形座（541）内部滑动设置有磁移动板（542），所述第二磁铁（540）设置于磁移动板（542）表面上；

所述磁移动板（542）表面固定有与U形座（541）滑动配合的径向轴（543），所述U形座（541）内部设置有与磁移动板（542）连接的弹性复位件（544），所述径向轴（543）一端固定有轴向安装板（545），所述轴向安装板（545）一侧对称设置有两与其滑动连接的弧形定位板（546），两所述弧形定位板（546）之间设置有与轴向安装板（545）转动连接的双螺杆（547），所述双螺杆（547）与弧形定位板（546）上的内螺纹管（548）螺纹配合。

7.根据权利要求6所述的一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，其特征在于，所述支撑机构（61）包括用于支撑半球形结构件（2）的球面台（610），所述球面台（610）底部固定有与旋转基座（401）固定连接的弧形固定架（611），所述弧形固定架（611）内表面固定设置有延伸板（612）。

8.根据权利要求7所述的一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，其特征在于，所述传动机构（63）包括传动齿板（630），所述传动齿板（630）上端部固定设置有连接板（631），所述连接板（631）顶部固定设置有与延伸板（612）滑动配合的联动板（632），所述联动板（632）与球面台（610）表面的滑孔之间滑动配合，所述联动板（632）表面固定设置有第四磁铁（633）。

9.根据权利要求8所述的一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，其特征在于，所述第二定位机构（62）包括球面定位件（620），所述球面定位件（620）内部设置有螺纹通道，所述球面定位件（620）顶部固定设置有限位耳板；

所述弧形固定架（611）外表面固定设置有导向杆（621），所述导向杆（621）与对应限位耳板之间滑动配合，所述导向杆（621）下方设置有与弧形固定架（611）转动连接的螺纹杆（622），所述螺纹杆（622）与球面定位件（620）上的螺纹通道螺纹配合，所述螺纹杆（622）一端固定设置有与传动齿板（630）啮合的定位齿轮（623）。

10.根据权利要求9所述的一种具有快速定位功能的结构件焊接设备，其特征在于，所述动力机构（64）还包括同轴心设置于内环体（640）下方的外环体（641），所述内环体（640）与弧形固定架（611）内表面转动连接，所述外环体（641）与弧形固定架（611）外表面转动连接；

所述旋转基座（401）顶部通过电机座安装有动力电机（642），所述外环体（641）上方设置有多个与其相啮合的皮带齿轮（643），所述动力电机（642）输出轴与对应的皮带齿轮（643）固定连接；

所述内环体（640）上方设置有多个与其相啮合的联动齿轮（644），所述联动齿轮（644）通过第一转轴连接有上皮带轮（645），所述第一转轴与对应弧形固定架（611）之间转动连接；所述皮带齿轮（643）和上皮带轮（645）之间设置有一组导向轮（646），所述导向轮（646）通过第二转轴与弧形固定架（611）转动连接，所述皮带齿轮（643）、导向轮（646）和上皮带轮（645）之间通过传动带（647）连接。