本实用新型专利技术涉及一种摩擦螺柱焊试验装置，其包括用于模拟深水环境的耐压舱装置、设置在该耐压舱装置中的用于夹持试件的装夹装置、用于对该试件进行摩擦螺柱焊接的焊接装置及用于控制该试验装置和/或传输试验数据的控制装置；该耐压舱装置包括壳体，该壳体界定出用于盛装液体的容置舱，该壳体上设置有与该容置舱连通的用于注水和加压的加压注水装置，该装夹装置及焊接装置设置在所述容置舱中；该焊接装置包括焊接主轴、与该焊接主轴连接的螺柱装置及用于驱动该螺柱装置进行摩擦螺柱焊接的驱动装置。实施该摩擦螺柱焊试验装置进行模拟试验，从而得到水下摩擦螺柱焊接的相关参数，为实际的水下螺柱焊接作业提供试验数据支撑。实际的水下螺柱焊接作业提供试验数据支撑。实际的水下螺柱焊接作业提供试验数据支撑。
【技术实现步骤摘要】
摩擦螺柱焊试验装置
[0001]本技术涉及海洋石油工程焊接领域，更具体地说，涉及一种摩擦螺柱焊试验装置。
技术介绍
[0002]随着海上石油的不断开采，油气集输过程中的海底管线建设日益增多，对海底油气输送钢质管道威胁最大的是腐蚀问题，由于腐蚀引起管线泄漏而造成的污染和停产在海底管线事故中占有很大比例，其中电化学腐蚀最为严重。目前国内外均采用安装牺牲阳极的方法作为海底油气管线的主要防腐措施，但随着管道服役年限的增长，牺牲阳极缺失的问题日益突出。水下摩擦螺柱焊技术作为水下牺牲阳极焊接安装的一种技术手段，对于保障我国海洋石油安全具有重要意义。
[0003]水下摩擦螺柱焊作为摩擦焊的一种，其焊接过程为：焊接主轴带动螺柱高速旋转，并轴向进给，螺柱与阳极和管道接触后开始焊接，摩擦过程持续一段时间后螺柱停止旋转和进给动作，通过最后的加压顶锻，完成整个焊接过程。与常规的电弧焊所不同的是，该焊接工艺不产生焊接电弧，可以直接在水下施焊并得到良好的焊接接头，特别适用于牺牲阳极的水下安装。
[0004]现有技术中对水下摩擦焊焊接工艺的研究均仅在常压有水环境下开展进行，而实际作业中，往往焊接过程是在具有一定深度的高压、低温的水下环境进行的。焊接环境的变化将对焊接工艺参数的要求产生一定的影响。为了研究温度和压力对摩擦螺柱焊焊接工艺和焊接质量的影响，亟需一种可以模拟水下高压、低温环境且适合开展水下摩擦螺柱焊焊接工艺研究的试验装置，通过相关焊接工艺的研究，以为实际的水下作业提供试验数据支撑。
技术实现思路
[0005]本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种摩擦螺柱焊试验装置。
[0006]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种摩擦螺柱焊试验装置，其包括用于模拟深水环境的耐压舱装置、设置在所述耐压舱装置中的用于夹持试件的装夹装置、用于对所述试件进行摩擦螺柱焊接的焊接装置及用于控制所述试验装置和/或传输试验数据的控制装置；
[0007]所述耐压舱装置包括壳体，所述壳体界定出用于盛装液体的容置舱，所述壳体上设置有与所述容置舱连通的用于注水和加压的加压注水装置，所述装夹装置及焊接装置设置在所述容置舱中；
[0008]所述焊接装置包括焊接主轴、与所述焊接主轴连接的螺柱装置及用于驱动所述螺柱装置进行摩擦螺柱焊接的驱动装置。
[0009]在一些实施例中，所述壳体呈筒状，所述耐压舱装置包括设置在所述壳体本体下
部的排水口及设置在所述壳体周圈上用于增强所述壳体周向强度的鞍座。
[0010]在一些实施例中，所述加压注水装置包括开设在所述壳体上的注水口及设置在所述注水口上加压注水法兰。
[0011]在一些实施例中，所述壳体包括两端呈开口状的壳体本体及与所述壳体本体两端配合连接的第一端部及第二端部；壳体本体与所述第一端部及第二端部配合后的结合部设置有突出于所述壳体上的封堵部，所述封堵部上设置有封堵法兰。
[0012]在一些实施例中，所述装夹装置包括设置在所述容置舱中并与所述壳体连接的工装安装环、设置在所述工装安装环上的用于承受焊接过程中的顶锻力的工装支撑板及与所述工装支撑板连接的用于夹持试件的试件夹持部。
[0013]在一些实施例中，所述试件夹持部开设有用于使试件设置其中的试件定位槽，所述试件定位槽侧壁上设置有用于紧固试件的预紧装置。
[0014]在一些实施例中，所述试件夹持部呈方形体钢块，所述预紧装置为紧定螺钉。
[0015]在一些实施例中，所述螺柱装置包括焊接螺柱及用于夹持所述焊接螺柱的螺柱工装，所述螺柱工装与所述焊接主轴滚动连接。
[0016]在一些实施例中，所述焊接装置还包括用于固定所述焊接主轴的主轴安装环、及与所述主轴安装环连接用于支撑驱动装置的主轴支撑板；所述主轴安装环与所述主轴支撑板通过螺栓连接。
[0017]在一些实施例中，所述驱动装置包括液压主轴，连接与所述液压主轴两端的液压马达及液压缸，所述液压主轴、液压马达及液压缸与所述焊接主轴同轴设置；所述控制装置包括传感器法兰及与所述传感器法兰连接的管线法兰。
[0018]实施本技术的摩擦螺柱焊试验装置，具有以下有益效果：将摩擦焊系统置于高压实验舱内模拟深水高压环境进行试验，从而得到水下摩擦焊的相关参数，为实际的水下作业提供试验数据支撑。
附图说明
[0019]下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：
[0020]图1是本技术一些实施例中的摩擦螺柱焊试验装置的结构示意图；
[0021]图2是本技术一些实施例中的摩擦螺柱焊试验装置的结构示意图；
[0022]图3是本技术一些实施例中的焊接装置的结构示意图；
[0023]图4是本技术一些实施例中的工装支撑板的结构示意图；
[0024]图5是本技术一些实施例中的试件夹持部的结构示意图。
具体实施方式
[0025]为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图进行详细说明。
[0026]需要说明的是，术语上、下、左、右、前、后等指示的方位和位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不指示或暗示所指的单元或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0027]图1及图2示出了本技术一些实施例中的摩擦螺柱焊试验装置，用于模拟水下高压、低温环境下摩擦螺柱焊焊接工艺，通过该焊接工艺研究，为实际水下的摩擦螺柱焊作业提供试验数据支撑。该摩擦螺柱焊试验装置可包括用于为该试验提供水下环境的耐压舱装置10、设置在耐压舱装置10中的用于对试件进行摩擦螺柱焊焊接的焊接装置30、用于夹持试件的装夹装置及用于控制该试验装置和/或传输试验数据的控制装置。该耐压舱装置10及焊接装置30与控制装置电性连接。
[0028]在一些实施例中的耐压舱装置10可包括壳体11，该壳体11呈圆筒状，该壳体11界定出用于盛装液体的圆筒状的容置舱110。上述装夹装置及焊接装置30设置在该容置舱 110中，以在该容置舱110预定的压力和温度环境下进行模拟摩擦螺柱焊接试验。
[0029]在一些实施例中的壳体11可包括两端呈开口状的壳体本体111及设置该壳体本体111 两端的第一端部113及第二端部115。该壳体本体111、第一端部113及第二端部115一道界定出该容置舱110。第一端部113配合在壳体本体111的第一开口端112上，配合之后的第一端部113与壳体本体111的结合处的上下两端分别设置有突出于壳体11的封堵部15，如图1及图2所示，该两个封堵部15上分别设置有封堵法兰16。第二端部115配合在壳体本体111的第二开口端114上，配合之后的第二端部115与壳体本体111的结合处的上下两端分别设置有突出于壳体11的封堵部15，该两个封堵部15上分别设置有封堵法兰16。封堵部15也可起支撑作用。
[0030]在一些实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种摩擦螺柱焊试验装置，其特征在于，包括用于模拟深水环境的耐压舱装置(10)、设置在所述耐压舱装置(10)中的用于夹持试件的装夹装置、用于对所述试件进行摩擦螺柱焊接的焊接装置(30)及用于控制所述试验装置和/或传输试验数据的控制装置；所述耐压舱装置(10)包括壳体(11)，所述壳体(11)界定出用于盛装液体的容置舱(110)，所述壳体(11)上设置有与所述容置舱(110)连通的用于注水和加压的加压注水装置(12)，所述装夹装置及焊接装置(30)设置在所述容置舱(110)中；所述焊接装置(30)包括焊接主轴(33)、与所述焊接主轴(33)连接的螺柱装置(31)及用于驱动所述螺柱装置(31)进行摩擦螺柱焊接的驱动装置(32)。2.根据权利要求1所述的摩擦螺柱焊试验装置，其特征在于，所述壳体(11)呈筒状，所述耐压舱装置(10)包括设置在所述壳体本体(111)下部的排水口(13)及设置在所述壳体(11)周圈上用于增强所述壳体(11)周向强度的鞍座。3.根据权利要求1所述的摩擦螺柱焊试验装置，其特征在于，所述加压注水装置(12)包括开设在所述壳体(11)上的注水口(120)及设置在所述注水口(120)上加压注水法兰(121)。4.根据权利要求1至3任一项所述的摩擦螺柱焊试验装置，其特征在于，所述壳体(11)包括两端呈开口状的壳体本体(111)及与所述壳体本体两端配合连接的第一端部(113)及第二端部(115)；壳体本体(111)与所述第一端部(113)及第二端部(115)配合后的结合部设置有突出于所述壳体(11)上的封堵部(15)，所述封堵部(15)上设置有封堵法兰(16)。5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐志毅，林影炼，冒家友，邓周荣，狄冰，谭四周，
申请(专利权)人：中海石油深海开发有限公司，
类型：新型
国别省市：
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