[發(fā)明專利]一種回彈式方管焊接內(nèi)側(cè)氣體保護裝置

在審

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• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111761267A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 路揚;王佐森;張克;王強;張玉豐;宋佳權(quán);吳軍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈電集團（秦皇島）重型裝備有限公司
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K101/06
• 代理公司: 北京康思博達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;范國鋒

本發(fā)明提供了一種回彈式方管焊接內(nèi)側(cè)氣體保護裝置，該裝置包括氬氣保護罩(1)、輪軸組件(2)、導向輪組(3)和擺動輪組(4)，輪軸組件(2)位于氬氣保護罩(1)和導向輪組(3)之間，擺動輪組(4)安裝在輪軸組件(2)側(cè)邊，在擺動輪組(4)上連接彈力繩(5)。本發(fā)明所述回彈式焊接內(nèi)側(cè)氣體保護裝置可有效提高焊道位置焊接部位的氬氣濃度，避免氧氣與焊道接觸，用其進行保護的不銹鋼管焊接后內(nèi)側(cè)焊縫表面紋路平滑無氧化物，焊接質(zhì)量較高，且本發(fā)明所述氣體保護裝置操作簡單，僅由一人便可同時完成外側(cè)焊接和內(nèi)側(cè)氣體保護，焊接效率提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大型不銹鋼焊接方管的制造，特別涉及核電站核島設(shè)備余熱排出熱交換器中的大型不銹鋼方管外側(cè)焊接內(nèi)側(cè)氣體保護的裝置以及氣體保護方法。

背景技術(shù)

方管為一種常見的型材，廣泛應(yīng)用于廠房建設(shè)、高層建筑、橋梁建設(shè)和其他大型鋼結(jié)構(gòu)中。大型不銹鋼方管常用于條件苛刻、環(huán)境惡劣工況的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，例如核電站核島設(shè)備余熱排出熱交換器，常年浸泡在安全殼下的冷卻水中，設(shè)備管束支撐部分由規(guī)格為260mm×260mm的大型不銹鋼方管構(gòu)成，長度為2～4m，換熱管內(nèi)高速流動的介質(zhì)會對其產(chǎn)生高頻振動，方管的支承起到重要的作用。這種大型不銹鋼方管壁厚達20mm，軋制成型難度大，造價昂貴。

相比之下，由兩根規(guī)格相同的C形鋼對接焊接成形的不銹鋼方管更實惠，制造難度及成本大大降低。C形鋼對接焊縫焊接質(zhì)量要求高，焊后整條焊縫要進行嚴格的無損檢測。由于其結(jié)構(gòu)限制，焊接時僅能焊接外側(cè)，對于不銹鋼材質(zhì)且單側(cè)坡口的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用鎢極氣體保護焊接進行焊縫首層的焊接方法，其效果為從一側(cè)焊接使熔化金屬透過焊縫在背側(cè)形成焊道使整條焊縫完全焊透。這種焊接方法要求C型鋼組對時保留一定間隙來確保熔化金屬能夠透過焊縫，內(nèi)側(cè)焊道冷卻過程中必須對其表面進行惰性氣體保護來防止氧化，焊縫一旦氧化將無法滿足無損檢測。對于鎢極氣體保護焊接通常選用氬氣作為保護氣體，焊道位置氬氣濃度越高焊縫質(zhì)量越好，對于這種形式的焊縫焊接時通常需要兩名人員，一人進行焊接，另一人在背側(cè)進行氣體保護。

不銹鋼方管長度為2～4m，內(nèi)側(cè)空間僅為220mm×220mm，為保證內(nèi)側(cè)焊縫質(zhì)量，對氣體保護有以下要求：1.焊接時背側(cè)氣體保護裝置應(yīng)能夠達到方管內(nèi)側(cè)整條焊道各位置；2.氣體保護裝置應(yīng)始終貼合在焊道背側(cè)；3.氣體保護裝置需要準確跟隨焊接位置并籠罩熔池，并且在焊道冷卻的過程中始終確保其表面氬氣濃度；4.焊縫焊接時受電弧熱量產(chǎn)生收縮和塌陷時氣體保護裝置能滿足在方管內(nèi)側(cè)自由移動。不銹鋼材質(zhì)導熱系數(shù)小，熱量比較難散去，高溫熔池存在的時間也比較長，而且氣體保護裝置籠罩焊縫區(qū)域設(shè)計不宜過長，會導致氬氣未經(jīng)過焊道便從焊縫流失而降低氬氣濃度。若氣體保護不當在方管內(nèi)側(cè)人員不可達位置造成焊道氧化物則難以去除，需要將焊縫全部清除重新焊接，還會造成方管報廢的后果，造成較大損失。綜上所述不銹鋼方管焊接內(nèi)側(cè)氣體保護存在一定難度。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述技術(shù)背景，本發(fā)明人進行了銳意進取，設(shè)計出一種回彈式方管焊接內(nèi)側(cè)氣體保護裝置，該裝置包括氬氣保護罩、輪軸組件、導向組件和擺動組件，輪軸組件位于氬氣保護罩和導向輪組之間，擺動輪組安裝在輪軸組件的側(cè)邊，在擺動輪組上連接彈力繩。本發(fā)明所述的回彈式方管焊接內(nèi)側(cè)氣體保護裝置僅由一人便可同時完成外側(cè)焊接和內(nèi)側(cè)氣體保護，且本發(fā)明所述的氣體保護裝置可有效提高焊道位置焊接部位的氬氣濃度，防止氧氣與焊道接觸，用其進行保護的不銹鋼管焊接后內(nèi)側(cè)焊縫表面紋路平滑無氧化物，焊接質(zhì)量較高。

本發(fā)明的第一方面在于提供一種回彈式方管焊接內(nèi)側(cè)氣體保護裝置，該裝置包括氬氣保護罩1、輪軸組件2、導向組件3和擺動輪組4，所述輪軸組件2位于氬氣保護罩1和導向輪組3之間，擺動輪組4安裝在輪軸組件2的側(cè)邊。

所述氬氣保護罩1包括管嘴11、進氣側(cè)擋板12、焊接側(cè)擋板14、U形板15和連接螺柱16，U形板15位于進氣側(cè)擋板12和焊接側(cè)擋板14之間；

U形板15、進氣側(cè)擋板12和焊接側(cè)擋板14連接形成無蓋的長方形盒體；