[發明專利]一種基于液體保護的水下濕法焊接裝置及方法

在審

• 申請號: 202010322694.6
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN113523494A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 張欣;郭寧;徐昌盛;陳昊;付云龍;成奇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B23K9/00
• 分類號: B23K9/00;B23K9/29;B23K9/32
• 代理公司: 威海恒譽潤達專利代理事務所(普通合伙) 37260
• 代理人: 馬明月

本發明提供一種基于液體保護的水下濕法焊接裝置及方法，其裝置包括自動焊接機構，所述自動焊接機構包括水下焊槍，水下焊槍滑動連接于焊槍移動平臺上；自動焊接機構的運動前方設有保護液體輸入機構，所述自動焊接機構和保護液體輸入機構的周向還設有保護液體控制機構，待焊接區域處于所述保護液體控制機構所圍設的區域范圍內，保護液體控制機構的頂端通過連接側板與焊槍移動平臺固定連接。其方法是將待焊接區域附近的水排并置換為保護液，使焊接在保護液環境中進行，該方法經濟實用，可有效減少焊接接頭冷裂紋及電弧氣囊迅速長大破裂對熔池擾動的影響，提高了焊接過程的穩定性及焊縫質量，該裝置和方法可廣泛應用于水下濕法焊接技術領域。

技術領域

本發明屬于水下濕法焊接技術領域，具體地說是涉及一種基于液體保護的水下濕法焊接裝置及方法。

背景技術

自保護藥芯焊絲水下濕法焊接技術，具有操作方便、效率高、成本低和質量高等諸多優點，是水下自動化和智能化焊接的重要發展方向之一。但是，在焊接過程中，由于在水中冷卻速度較快，焊接接頭處容易產生冷裂紋，冷裂紋的存在嚴重影響了焊接接頭的韌性，降低構件的使用安全性，使得構件在遠低于強度極限的條件下發生斷裂。此外，電弧的高溫使得其周圍的大量水分急速汽化，產生大量電弧氣囊，這些電弧氣囊的在短時間內急速形成和長大，然后破裂。電弧氣囊的迅速長大和破裂加劇了熔池上方水的流動，這對于熔池存在著巨大的沖擊作用。不僅增加了焊接飛濺，也造成了表層熔渣的損失，削弱了熔渣的保護作用，降低焊縫質量，并且使得焊縫表面高低不平，布滿凹坑，嚴重降低了焊縫成型。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的問題，提出了一種基于液體保護的水下濕法焊接裝置及方法，該裝置及方法簡單易行，保護液價格經濟，可有效減少焊接接頭冷裂紋及電弧氣囊迅速長大破裂對熔滴過渡、熔池擾動的影響，且提高了焊接過程的穩定性及焊縫質量。

為此，先提供一種基于液體保護的水下濕法焊接裝置，包括自動焊接機構，所述自動焊接機構包括水下焊槍，水下焊槍滑動連接于焊槍移動平臺上，其特征在于，所述自動焊接機構的運動前方設有保護液體輸入機構，所述自動焊接機構和保護液體輸入機構的周向還設有保護液體控制機構，待焊接區域處于所述保護液體控制機構所圍設的區域范圍內，所述保護液體控制機構的頂端通過連接側板與焊槍移動平臺固定連接。

優選的，保護液體輸入機構包括依次連接的儲液箱、輸液管和輸液槍，所述輸液管上還設有壓力泵，所述輸液槍滑動連接于焊槍移動平臺上。

優選的，保護液體控制機構包括周向側板，所述周向側板的高度大于300mm，所述周向側板圍設的區域內且輸液槍的周向設有上蓋板，上蓋板不覆蓋水下焊槍的正上方。

優選的，保護液體控制機構的材質為鋁合金。

優選的，儲液箱內的保護液的密度及粘度均大于水，熱導率低于水，不具有可燃性，且化學性質穩定對人體無毒害，對環境無污染。

優選的，輸液槍的前端為倒漏斗形。

優選的，儲液箱內的保護液為丙三醇、丁三醇中的一種或多種組合。

此外，又提供一種基于液體保護的水下濕法焊接方法，步驟如下：

步驟一：根據焊絲和焊接工件要求選用合適的保護液，通常情況下使用純凈的丙三醇；

步驟二：調整保護液體控制機構，使待焊接區域處于保護液體控制機構圍設的范圍內；

步驟三：打開保護液體輸入機構，向保護液體控制機構圍設的范圍內通入保護液，將待焊接區域附近的水排開并置換成保護液；

步驟四：調整水下焊槍至待焊接區域的起始位置，再調節保護液體輸入機構的輸液槍處于水下焊槍焊接運動方向的前端，根據焊接速度調節保護液體輸入機構的保護液輸送率，使焊接始終置于高純度的保護液環境內。