[發(fā)明專利]用于水下局部干法焊接的可調(diào)氣隙的微型開(kāi)式裝置及焊接方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210019603.0
• 申請(qǐng)日: 2022-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114700583A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫清潔;朱孝玲;劉一搏;楊東旭;趙梓豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號(hào): B23K9/00
• 分類號(hào): B23K9/00;B23K9/133;B23K9/16;B23K9/32
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于水下局部干法的可調(diào)氣隙的微型開(kāi)式裝置及焊接方法，開(kāi)式裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于流體力學(xué)理論；包括同軸送氣、送絲裝置，導(dǎo)電桿，外凸曲線形外壁輪廓、底部收縮的焊槍噴嘴，還包括具有連接中間層、外側(cè)排水罩氣路的焊槍槍體、具有角度的倒立圓錐臺(tái)外壁輪廓的中間層排水罩、具有一定角度的倒立圓錐臺(tái)腔體輪廓的外側(cè)排水罩；本發(fā)明中的開(kāi)式裝置，中間層排水罩與焊槍外壁的配合可形成0?2mm范圍的超窄間隙氣隙，本發(fā)明中的開(kāi)式裝置外側(cè)排水罩與中間層排水罩外壁的配合可形成為0?2mm范圍的超窄間隙氣隙；本發(fā)明的開(kāi)式裝置可實(shí)現(xiàn)中間層排水罩和外側(cè)排水罩氣隙的高精度可調(diào)節(jié)性，范圍為0~5mm；本申請(qǐng)中的用于水下局部干法焊接開(kāi)式的裝置及焊接方法,與待焊工件的工作距離30mm以上且非封閉式,在滿足不平整工件水下全位置焊接的基本要求下還能保持更好局部干燥的環(huán)境，形成40mm以上的干區(qū)半徑，且體積小、重量輕、制造成本低,工程應(yīng)用范圍廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域,具體涉及一種用于水下局部干法焊接的可調(diào)氣隙的微型開(kāi)式裝置及焊接方法。

背景技術(shù)

水下焊接已經(jīng)被廣泛用于制造和維護(hù)海上工程結(jié)構(gòu)，如管道和核電站。近年來(lái)，海洋工業(yè)的快速發(fā)展進(jìn)一步推動(dòng)了水下焊接技術(shù)的應(yīng)用。水下焊接一般分為干法焊接、濕法焊接和局部干法焊接。濕法焊接中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題是在周圍水的作用下，焊縫成形能力差，冷卻速度快，焊縫內(nèi)部會(huì)形成氣孔和裂紋，限制了焊接接頭的質(zhì)量。局部干法焊接和干法焊接都排除了水環(huán)境的不利影響，在干式焊接中，工件和焊接設(shè)備放置在創(chuàng)造一個(gè)大的無(wú)水空間環(huán)境中，焊接系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)昂貴。水下局部干法焊接是將電弧周圍的水人為地排開(kāi),形成一個(gè)氣相區(qū),降低水對(duì)焊接過(guò)程的干擾,使電弧在氣相區(qū)中穩(wěn)定的燃燒。局部干法焊接綜合了濕法焊接和干法焊接的優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。

水下局部干法焊接依賴于排水裝置的設(shè)計(jì)，其難點(diǎn)在于將焊接區(qū)域內(nèi)的水排開(kāi)并形成穩(wěn)定的干燥環(huán)境，同時(shí)排水罩固定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在不同排水能力要求下也難以達(dá)到完全的適應(yīng)性，限制了其應(yīng)用范圍；目前，學(xué)者多從將排水罩與待焊工件形成良好的機(jī)械的封閉空間的思路出發(fā)設(shè)計(jì)了以氣體為排水介質(zhì)的氣室式、干點(diǎn)式等排水罩，由于工作距離較小，空間的密封性，局部干法焊接過(guò)程中仍然存在一些不足：（1）排水氣體進(jìn)入局部密封的焊接區(qū)域內(nèi)容易形成高壓的風(fēng)場(chǎng)影響電弧穩(wěn)定性和焊縫成形；（2）排水罩與待焊工件的直接接觸并機(jī)械式密封造成裝置的可移動(dòng)性差，焊接的靈活性和適用性不足；（3）對(duì)于不平整的待焊工件表面，較小的工作距離增加了焊接的難度，影響焊接過(guò)程的穩(wěn)定性；（4）水下焊接實(shí)際工況中工作水深各不相同，這些不同的焊接環(huán)境對(duì)干燥程度要求不同，單個(gè)型號(hào)的排水罩難以滿足所有工況，所以排水氣體的可調(diào)節(jié)性也顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種可調(diào)氣隙的用于水下局部干法焊接的微型開(kāi)式裝置及焊接方法。為達(dá)到上述目的,一方面,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明包括外凸曲線形外壁輪廓、底部收縮的焊槍噴焊槍，還包括具有連接中間層、外側(cè)排水罩氣路的焊槍槍體、具有角度的倒立圓錐臺(tái)外壁輪廓的中間層排水罩、具有一定角度的倒立圓錐臺(tái)腔體輪廓的外側(cè)排水罩；具體地，焊槍槍體1為主體，焊槍噴嘴與導(dǎo)電桿以及導(dǎo)電嘴通過(guò)中間的絕緣層螺紋固定連接在一起，從而與焊槍槍體具有一個(gè)相對(duì)位置關(guān)系，中間層排水罩通過(guò)內(nèi)壁螺紋與焊槍槍體外壁螺紋連接在一起，但是該連接由于圖2中外層排水氣腔3的存在無(wú)法隨意擰動(dòng)，最外層排水罩上部?jī)?nèi)壁螺紋與中間層排水罩外壁螺紋配合。

所述開(kāi)式排水罩距待焊工件的工作距離大于30mm，所述排水罩通過(guò)通入氣體產(chǎn)生的氣簾將熔池周邊區(qū)域一定深度的水排開(kāi)。

所述焊槍與噴嘴和兩層排水罩之間均通過(guò)螺紋連接，各部分均可獨(dú)立拆裝。獨(dú)立式結(jié)構(gòu)使得內(nèi)部曲面加工更加方便。