一种立焊缝一次成型的水冷强制成型模块制造技术

一种立焊缝一次成型的水冷强制成型模块，涉及一种焊接模块，模块采用纯紫铜制作，主工作面上制有接触面、焊接缺口和成型凹槽，通过模块接触面与被焊接的钢板焊缝坡口形成封闭的焊接区。焊枪从模块的焊接缺口介入并将焊丝导入坡口焊点。保护气体CO2从模块的进气孔导入焊接区，对焊接熔池表面进行气体保护。模块的内部设置一个冷却水通道。模块的背面还设置“工”字形凹槽。按着立焊缝一次成型水冷强制成型模块的结构和功能设置，辅以相关配套装置和焊接工艺，就可以实现立焊缝一次焊接成型。采用此模块进行焊接，焊接的焊缝不仅具有外形均匀、成型较快的优点，还具有较高焊缝强度和焊接效率，同时改善焊接工人的工作环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种焊接模块，特别是涉及一种立焊缝一次成型的水冷强制成型模块。
技术介绍
大型钢结构立焊缝的焊接，长期以来一直采用手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊和埋弧自动焊。这三种焊接方法都是靠多层多道焊接来完成立焊缝的焊接，费工费时效率低，焊接质量难以掌控，工人劳动强度也大。要实现立焊缝一次焊接成型的焊接技术，在焊接过程中关键技术是如何实现形成焊接熔池和熔池铁水冷凝成型，而要突破此项关键技术，一次成型焊接模块就是关键部件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种立焊缝一次成型的水冷强制成型模块，本专利技术可以实现立焊缝一次焊接成型，这样，可以控制焊缝质量，保证焊缝外形均匀，提高焊缝强度和焊接效率，改善焊接工人的工作环境。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种立焊缝一次成型的水冷强制成型模块，所述模块包括凹槽，接触面，焊接缺口，进气孔，沟槽，出水孔，进水孔和冷却水通道；成型模块呈长方体；模块的主工作面制有工作接触面、焊接缺口和成型凹槽，模块主工作面与被焊接的钢板焊缝坡口接合；焊枪从模块的焊接缺口介入，焊丝导入焊缝焊点；焊接缺口的侧面设有一个通孔，该通孔为焊接保护气体的进气孔，焊接保护气体管道从模块的背面上方接入此进气孔中，模块靠下方的内部设置一个冷却水通道，该冷却水通道与出水孔和进水孔相通，模块的背面中间还设置“工”字形凹槽，外部装置接触此凹槽与模块施压力紧贴钢板。所述的一种立焊缝一次成型的水冷强制成型模块，所述凹槽为上下两部分，上面一端开设一个长方体凹槽，该长方体凹槽为焊接缺口。所述的一种立焊缝一次成型的水冷强制成型模块，所述成型凹槽为圆弧形凹槽，横截面的圆弧弦长应该与被焊接件的焊缝宽度相等。所述的一种立焊缝一次成型的水冷强制成型模块，所述冷却水通道分别与出水孔和进水孔相通。本专利技术的优点与效果是：采用此模块进行焊接，焊接的焊缝不仅具有外形均匀、成型较快的优点，还具有较高焊缝强度和焊接效率，同时改善焊接工人的工作环境。附图说明图1立焊缝一次焊接成型水冷强制成型模块正面结构图；图2立焊缝一次焊接成型水冷强制成型模块背面结构图；图3立焊缝一次焊接成型水冷强制成型模块焊接熔池图；图4立焊缝一次焊接成型水冷强制成型模块焊接过程图。图中数字标号的含义：1—块体，2—成型凹槽，3—接触面，4—缺口，5—进气孔，6—沟槽，7—出水孔，8—进水孔，9—冷却水通道，10—焊枪，11—被焊接钢板，12—焊丝，13—熔池铁水，14—紫铜挡排，15—成型焊缝，16—起弧楔块。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术由成型凹槽2，接触面3，焊接缺口4，进气孔5，沟槽6，出水孔7，进水孔8和冷却水通道9组成。焊接工作时，由成型凹槽2，接触面3、紫铜挡排15以及被焊接钢板11坡口组成焊接熔化区。依靠出水孔7、冷却水通道9和进水孔8组成冷却系统，在冷却水的作用下，可以将焊接熔化区的熔池铁水13逐渐实现焊缝铁水的冷凝和成型，转变为成型焊缝。成型模块呈长方体。模块的主工作面（正面）制有工作接触面、焊接缺口和成型凹槽，通过模块主工作面与被焊接的钢板焊缝坡口接合形成封闭的焊接燃烧区。焊枪从模块的焊接缺口介入并将焊丝导入焊缝焊点。焊接缺口的侧面设有一个通孔，该通孔为焊接中保护气体的进气孔，焊接中保护气体管道从模块的背面上方接入此进气孔中，形成保护气体通道，保护气体CO2由此通道进入并保护焊接熔池。模块靠下方的内部设置一个冷却水通道，该冷却水通道与出水孔和进水孔相通，模块依靠这个冷却水通道对模块和焊缝进行冷却。模块的背面中间还设置“工”字形凹槽，外部装置通过此凹槽向模块施加压力使之工作面紧贴钢板，同时也保证模块沿着焊缝向焊接方向进行自下向上的竖直移动。实施例1如图1和图2所示，模块主体以纯紫铜为原料；其结构由块体1，成型凹槽2，接触面3，缺口4，进气孔5，沟槽6，出水孔7，进水孔8和冷却水通道9所组成，块体1的接触面3位于块体1正面的两侧，接触面3用于与被焊钢板相接触。块体1接触面3的中间，制一凹槽，该凹槽分为上和下两部分，上面一端开设一个长方体凹槽，该长方体凹槽为焊接缺口4，以便焊枪从此进入焊接位置；成型凹槽位于下端，该凹槽为圆弧形凹槽，横截面的圆弧弦长应该与被焊接件的焊缝宽度相等。焊接工作时由接触面3、成型凹槽2、紫铜挡排14以及被焊接钢板11坡口组成焊接熔化区。在焊接缺口4的内侧面上开设一个进气孔5，保护气体从CO2进气孔5引入到焊接熔化区的上部。如图2所示，块体1的背面制有一个“工”字形沟槽6，外部装置依靠它将块体1压向被焊接钢板11坡口。此外，在焊接时也依靠这个沟槽6使整个模块沿焊缝方向自下向上移动。在块体1的背面下方还设置出水孔7和进水孔8，块体1的内部还制有一个冷却水通道9（如图3所示），此冷却水通道9分别与出水孔7和进水孔8相通，冷却水从这条水路通过并对模块的冷却，从而实现对焊缝铁水的冷凝和成型。使用时，首先通过沟槽6将块体1压向被焊接钢板11并贴紧之，同时也将起弧用的起弧楔块16压在成型凹槽2的下面。这样，由块体1焊接工作面上的各个部分与起弧楔块16、被焊接钢板11组成半封闭状态的焊接熔池区域。将焊枪10深入块体1上缺口4的内部，使焊丝12从焊枪10的枪口伸出25毫米长，焊丝12的前端头抵近被焊接钢板的中间部位。将保护气体CO2从进气孔6接入。将冷却水从进水孔9接入，从出水孔8导出。再将紫铜挡排14安放在焊缝的背面，一方面协助焊缝背面成型，另一方面防止铁水向焊缝背面流淌。准备就绪后，就可以起弧焊接。随着电能输入和焊丝的高速填充，高温熔化的铁水在熔池区和成型区的燃烧、集聚，被焊接钢板处于熔池部分的母材随之熔化形成熔池铁水13。随着熔池铁水13逐渐填满熔池区和成型区，模块开始沿着焊缝方向向上移动，移动的速度正好与焊丝填满熔池的速率相匹配。也就是在焊接过程中，随着焊丝填充焊缝和燃烧熔化，熔池液面也随之上升，但随着模块的上移，焊缝空间也随之扩展，铁水依靠自重流淌到扩展的焊缝空间，致使熔池液位下降。协调好送丝、熔池液位升降和模块向上移动速度三者关系，使三者处于动态平衡，就可以使焊接过程连续稳定进行。保护气体CO2的介入是为了保护熔池液面不受空气氧化。随着冷却水的对块体1的冷却作用，使处于成型凹槽2的铁水冷凝成型，成型焊缝15是焊接过后自然形成的焊缝。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立焊缝一次成型的水冷强制成型模块，其特征在于，所述模块包括凹槽（2），接触面（3），焊接缺口（4），进气孔（5），沟槽（6），出水孔（7），进水孔（8）和冷却水通道（9）；成型模块呈长方体；模块的主工作面制有工作接触面、焊接缺口和成型凹槽，模块主工作面与被焊接的钢板焊缝坡口接合；焊枪从模块的焊接缺口介入，焊丝导入焊缝焊点；焊接缺口的侧面设有一个通孔，该通孔为焊接保护气体的进气孔，焊接保护气体管道从模块的背面上方接入此进气孔中，模块靠下方的内部设置一个冷却水通道，该冷却水通道与出水孔和进水孔相通，模块的背面中间还设置“工”字形凹槽，外部装置接触此凹槽与模块施压力紧贴钢板。

【技术特征摘要】
1.一种立焊缝一次成型的水冷强制成型模块，其特征在于，所述模块包括凹槽（2），接触面（3），焊接缺口（4），进气孔（5），沟槽（6），出水孔（7），进水孔（8）和冷却水通道（9）；成型模块呈长方体；模块的主工作面制有工作接触面、焊接缺口和成型凹槽，模块主工作面与被焊接的钢板焊缝坡口接合；焊枪从模块的焊接缺口介入，焊丝导入焊缝焊点；焊接缺口的侧面设有一个通孔，该通孔为焊接保护气体的进气孔，焊接保护气体管道从模块的背面上方接入此进气孔中，模块靠下方的内部设置一个冷却水通道，该冷却水通道与出水孔和进水孔相通...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴洁，王刚，李丽，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21