[發(fā)明專利]一種金屬管件局部真空電子束焊用真空密封裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110567052.7
• 申請(qǐng)日: 2021-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113290311B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉千里;蔣鵬;張建欣;晏陽(yáng)陽(yáng);張斌斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類號(hào): B23K15/06
• 分類號(hào): B23K15/06;B23K15/00
• 代理公司: 北京市中聯(lián)創(chuàng)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11364
• 代理人: 李向陽(yáng);王錚

本發(fā)明公開(kāi)了一種金屬管件局部真空電子束焊用真空密封裝置，金屬管件表面均具有一定的粗糙度，包括支撐底座、用于對(duì)待焊位置內(nèi)外側(cè)進(jìn)行真空密封的內(nèi)環(huán)形真空腔室和外環(huán)形真空腔室、內(nèi)環(huán)形支架和外環(huán)形支架，外環(huán)形支架與支撐底座固定連接；內(nèi)環(huán)形支架的兩側(cè)設(shè)有內(nèi)密封組件；外環(huán)形支架的兩側(cè)設(shè)有完全一致的環(huán)形槽，各個(gè)環(huán)形槽與金屬管件外壁圍成的空間內(nèi)均設(shè)有用于密封的外密封組件；內(nèi)環(huán)形支架與外部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接進(jìn)而能夠帶動(dòng)內(nèi)真空密封組件和金屬管件一同轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)外密封組件一同運(yùn)動(dòng)。真空密封裝置較好地解決了金屬管件在電子束焊接過(guò)程中的密封問(wèn)題，使得金屬管件可以實(shí)現(xiàn)局部真空電子束焊接，以提高焊接質(zhì)量和減小焊接變形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬管件焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種金屬管件局部真空電子束用真空密封裝置。

背景技術(shù)

電子束焊接是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的一種熔化焊方法，電子束具有很高的能量密度，焊縫深寬比高，可達(dá)15:1，熱影響區(qū)小，工件變形小，晶粒細(xì)密等，被焊金屬的厚度從1～150mm，不開(kāi)坡口，一般不添加焊絲，一次焊成且焊縫質(zhì)量好，這是其他焊接方法無(wú)法達(dá)到的。考慮到焊接效率和焊接質(zhì)量等因素，電子束焊接具有其它焊接方法不具備的優(yōu)勢(shì)，尤其是在板厚超過(guò)50mm的大厚度金屬板材的焊接中，電子束焊接具有較大優(yōu)勢(shì)，可以一次性焊透，大大減少焊接的次數(shù)，縮短焊接工期。如厚度100mm，內(nèi)徑5000mm的金屬環(huán)件焊接，如采用窄間隙鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊，進(jìn)行多道次焊接，每道次填充厚度1.5mm～2mm，焊接速度80mm/min～120mm/min，則焊接時(shí)間至少需要110小時(shí)，如果考慮焊接層間溫度控制所需要的冷卻時(shí)間，焊接周期則需要進(jìn)一步加長(zhǎng)；而同樣的工件進(jìn)行真空電子束焊接，焊接周期約為2小時(shí)。

但是通常這類焊接機(jī)的特點(diǎn)是將被焊工件作為整體放在真空室中進(jìn)行焊接，以避免氣體電離對(duì)電子束功率和焊縫性能的影響，由此可稱為全真空室電子束焊接設(shè)備。目前這類焊接的功率可達(dá)30kW以上，真空室容積高達(dá)幾十立方米甚至上百立方米，由于該設(shè)備的造價(jià)很高，很多企業(yè)難以承受這樣大的經(jīng)濟(jì)開(kāi)支。由此出現(xiàn)了非真空電子束焊接設(shè)備，電子束在穿透大氣時(shí)的能量損失很大，影響穿透深度，而且X射線的防護(hù)是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，難以推廣使用。

對(duì)于船舶系統(tǒng)用大尺寸管件的焊接，當(dāng)前電子束設(shè)備的真空室尺寸往往難以滿足需求。鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種金屬管件局部電子束焊用真空密封裝置，以實(shí)現(xiàn)金屬管件的局部真空電子束焊接。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有金屬管件電子束焊接設(shè)備的真空室空間小，無(wú)法施焊的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種金屬管件局部真空電子束用真空密封裝置，較好地解決了金屬管件在電子束焊接過(guò)程中的密封問(wèn)題，使得金屬管件可以實(shí)現(xiàn)局部真空電子束焊接，以提高焊接質(zhì)量和減小焊接變形。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的具體方案為：

一種金屬管件局部真空電子束焊用真空密封裝置，金屬管件的內(nèi)外壁均具有一定的粗糙度，包括支撐底座、相對(duì)設(shè)置于金屬管件內(nèi)外側(cè)的用于對(duì)待焊位置進(jìn)行真空密封的內(nèi)環(huán)形真空腔室和外環(huán)形真空腔室、分別用于支撐固定內(nèi)環(huán)形真空腔室和外環(huán)形真空腔室的內(nèi)環(huán)形支架和外環(huán)形支架，所述外環(huán)形支架與支撐底座固定連接；

內(nèi)環(huán)形支架的兩側(cè)設(shè)有內(nèi)密封組件，內(nèi)密封組件包括設(shè)于內(nèi)環(huán)形支架兩側(cè)的內(nèi)密封座以及設(shè)于內(nèi)密封座與金屬管件內(nèi)壁之間的內(nèi)密封單元；

所述外環(huán)形支架的兩側(cè)設(shè)有完全一致的環(huán)形槽，各個(gè)環(huán)形槽與金屬管件外壁圍成的空間內(nèi)均設(shè)有用于密封的外密封組件，外密封組件包括與外環(huán)形支架側(cè)壁相接的鋼珠、與鋼珠相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軸承座、固定于軸承座遠(yuǎn)離鋼珠一端的表面具有一定粗糙度的外密封座、設(shè)于外密封座與金屬管件外壁組成的空間內(nèi)的外密封單元I以及設(shè)于外密封座與環(huán)形槽側(cè)壁組成的空間內(nèi)的外密封單元II；

內(nèi)密封單元、外密封單元I和外密封單元II均包括至少一個(gè)彈性密封圈、至少一個(gè)剛性密封襯環(huán)以及密封蓋，彈性密封圈和剛性密封襯環(huán)交替設(shè)置；