水下非熔化极惰性气体保护焊接装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水下非熔化极惰性气体保护焊接装置及其方法，水下非熔化极惰性气体保护焊接装置包括隔水罩、焊枪、电机；隔水罩包括相对的气路接口端和开口端；焊枪以其枪头朝向开口端并紧配合在隔水罩内，在隔水罩内隔离出一个位于焊枪和气路接口端之间的隔水区域、一个位于焊枪和开口端之间的排水区域；电机设置在隔水区域内且以其输出轴与焊枪的偏心轴传动连接；焊枪上设有贯穿至其枪头的内气路，气路接口端与隔水区域、内气路和排水区域依次连通，用于接入惰性气体并使其充满排水区域。排水区域提供一个局部干态环境，保证焊枪起弧稳定和焊接过程中电弧稳定性。调整偏心轴的偏心距可形成不同半径的环形连续焊缝或者不同曲率半径的弧形焊缝。曲率半径的弧形焊缝。曲率半径的弧形焊缝。

【技术实现步骤摘要】
水下非熔化极惰性气体保护焊接装置及其方法


[0001]本专利技术涉及核电检修领域
，尤其涉及一种水下非熔化极惰性气体保护焊接装置及其方法。

技术介绍

[0002]受辐射影响，核电站在役主设备的更换过程需要在水中进行以屏蔽大部分辐射，其中包括水下焊接。核电站水池内水下焊接的主要问题是：如何实现自动化焊接并得到清洁、平整、质量可靠的焊缝。当前水下焊接的主要研究方向是焊条电弧焊和药芯焊丝气保焊，但是这两种焊接方法焊接烟尘大，水下可见度低，焊接质量差。
[0003]非熔化极惰性气体钨极保护(Tungsten inert gas,TIG)焊接具有焊缝成形美观、焊接质量高、焊接烟尘小等优点，尤其适用于核电水下设备的建设和修复。对于水下非熔化极惰性气体保护焊焊接，湿法焊接难以保证焊接起弧和焊接过程中的电弧稳定性，而干法焊接需要借助额外搭建的排水气室，运用局限性大。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种改进的水下非熔化极惰性气体保护焊接装置及其方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水下非熔化极惰性气体保护焊接装置，所述水下非熔化极惰性气体保护焊接装置包括隔水罩、焊枪、电机；
[0006]所述隔水罩包括相对的气路接口端和开口端；所述焊枪以其枪头朝向所述隔水罩的开口端并紧配合在所述隔水罩内，在所述隔水罩内隔离出一个位于所述焊枪和所述隔水罩的气路接口端之间的隔水区域、一个位于所述焊枪和所述隔水罩的开口端之间的排水区域；
[0007]所述电机设置在所述隔水区域内且以其输出轴与所述焊枪的偏心轴传动连接；
[0008]所述焊枪上设有贯穿至其枪头的内气路，所述隔水罩的气路接口端与所述隔水区域、所述内气路和排水区域依次连通，用于接入惰性气体并使惰性气体充满所述排水区域。
[0009]优选地，所述焊枪包括所述枪头、所述偏心轴、支撑座；
[0010]所述支撑座的外周表面与所述隔水罩的内周表面密封配合；
[0011]所述偏心轴包括输入端、与所述输入端平行且不同轴的偏心端；
[0012]所述偏心轴的输入端穿设于所述支撑座且与所述电机的输出轴同轴连接，所述偏心轴的偏心端位于所述排水区域内，所述枪头设置在所述偏心轴的偏心端。
[0013]优选地，所述偏心轴为空心轴，所述支撑座朝向所述隔水区域的一侧开设有进气孔，所述进气孔依次连通所述偏心轴的内腔、所述枪头、所述排水区域，形成所述内气路。
[0014]优选地，所述偏心轴的一表面开设有与所述排水区域连通的出气孔；
[0015]所述支撑座的进气孔依次连通所述偏心轴的内腔、所述出气孔、所述排水区域，形成供所述惰性气体流通的外气路。
[0016]优选地，所述偏心轴与所述支撑座之间形成有装配间隙；
[0017]所述支撑座的进气孔依次连通所述装配间隙、所述排水区域，形成供所述惰性气体流通的外气路。
[0018]优选地，所述支撑座与所述所述隔水罩的内周面之间设置有密封连接件。
[0019]优选地，所述枪头包括穿设于所述偏心轴的偏心端的钨极、连接在所述偏心轴的偏心端且位于所述钨极外围的喷嘴；
[0020]所述隔水罩的开口端形状为筒状时，所述钨极靠近所述隔水罩的开口端的一端部与所述隔水罩的开口端齐平。
[0021]优选地，所述隔水罩的开口端形状对应目标焊接表面设置。
[0022]优选地，所述隔水罩包括轴向相接的第一罩体和第二罩体，所述第一罩体和第二罩体可拆卸连接，所述第一罩体的一端为所述气路接口端，所述第二罩体的一端为所述开口端，所述焊枪的偏心轴安装在所述第二罩体内。
[0023]优选地，所述电机为空心杯有刷电机。
[0024]优选地，所述隔水罩气路接口端开设有用于穿设电气线缆的电气接口。
[0025]本专利技术还提供一种水下非熔化极惰性气体保护焊接方法，水下非熔化极惰性气体保护焊接方法采用以上任一项所述的水下非熔化极惰性气体保护焊接装置，所述水下非熔化极惰性气体保护焊接方法包括以下步骤：
[0026]S1、将所述水下非熔化极惰性气体保护焊接装置运输至水下；
[0027]S2、在所述隔水罩气路接口端持续充入惰性气体，将所述隔水罩的开口端沿靠近目标焊接表面的一侧移动；
[0028]S3、将所述隔水罩的开口端贴合目标焊接表面，在隔水罩的排水区域与目标焊接表面之间形成供焊接作业的局部干态空间；
[0029]S4、开启电机，焊枪在电机驱动下绕电机的输出轴旋转；
[0030]S5、开启焊枪在目标焊接表面起弧并形成环形焊缝或弧形焊缝，完成目标焊接表面的焊接。
[0031]优选地，步骤S1中，利用运输平台将所述水下非熔化极惰性气体保护焊接装置运输至水下；
[0032]步骤S2
‑
S3中，在视觉定位系统的配合下将所述隔水罩的开口端沿靠近目标焊接表面的一侧移动，并将所述隔水罩的开口端贴合目标焊接表面。
[0033]本专利技术至少具有以下有益效果：(1)在水下环境持续往隔水罩的气路接口端充入惰性气体，为焊枪的焊接工作提供一个隔绝水的局部干态环境，保证水下焊接时的起弧稳定和焊接过程中的电弧稳定性。(2)同时，相比干法焊接需要额外构建排水气室，本装置的焊枪可直接下水适用在各种水下环境的设备表面进行焊接工作，工作效率高，灵巧性强。(3)采用非熔化极惰性气体保护焊接法，焊接过程中枪头的钨极不熔化，可生成清洁、平整、质量可靠的焊缝，可满足核电站水下工程的建设和修复工作质量标准。(4)通过控制电机的输出转矩大小和转速，可实现自动焊接环形连续焊缝或弧形焊缝。通过更换不同偏心距的偏心轴，可以形成不同半径的环形连续焊缝或者不同曲率半径的弧形焊缝。
附图说明
[0034]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0035]图1是本专利技术一实施例的水下非熔化极惰性气体保护焊接装置的结构示意图；
[0036]图2是本专利技术另一实施例的水下非熔化极惰性气体保护焊接装置的结构示意图。
具体实施方式
[0037]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0038]术语“第一”、“第二”等仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。
[0039]图1示出了本专利技术一实施例的水下非熔化极惰性气体保护焊接装置，水下非熔化极惰性气体保护焊接装置包括隔水罩1、焊枪2、电机3。
[0040]隔水罩1包括相对的气路接口端和开口端；焊枪2以其枪头21朝向隔水罩1的开口端并紧配合在隔水罩1内，在隔水罩1内隔离出一个位于焊枪2和隔水罩1的气路接口端之间的隔水区域10、一个位于焊枪2和隔水罩1的开口端之间的排水区域11。
[0041]电机3设置在隔水区域10内且以其输出轴30与焊枪2的偏心轴22传动连接。具体地，焊枪2的枪头21位于排水区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下非熔化极惰性气体保护焊接装置，其特征在于，所述水下非熔化极惰性气体保护焊接装置包括隔水罩、焊枪、电机；所述隔水罩包括相对的气路接口端和开口端；所述焊枪以其枪头朝向所述隔水罩的开口端并紧配合在所述隔水罩内，在所述隔水罩内隔离出一个位于所述焊枪和所述隔水罩的气路接口端之间的隔水区域、一个位于所述焊枪和所述隔水罩的开口端之间的排水区域；所述电机设置在所述隔水区域内且以其输出轴与所述焊枪的偏心轴传动连接；所述焊枪上设有贯穿至其枪头的内气路，所述隔水罩的气路接口端与所述隔水区域、所述内气路和排水区域依次连通，用于接入惰性气体并使惰性气体充满所述排水区域。2.根据权利要求1所述的水下非熔化极惰性气体保护焊接装置，其特征在于，所述焊枪包括所述枪头、所述偏心轴、支撑座；所述支撑座的外周表面与所述隔水罩的内周表面密封配合；所述偏心轴包括输入端、与所述输入端平行且不同轴的偏心端；所述偏心轴的输入端穿设于所述支撑座且与所述电机的输出轴同轴连接，所述偏心轴的偏心端位于所述排水区域内，所述枪头设置在所述偏心轴的偏心端。3.根据权利要求2所述的水下非熔化极惰性气体保护焊接装置，其特征在于，所述偏心轴为空心轴，所述支撑座朝向所述隔水区域的一侧开设有进气孔，所述进气孔依次连通所述偏心轴的内腔、所述枪头、所述排水区域，形成所述内气路。4.根据权利要求3所述的水下非熔化极惰性气体保护焊接装置，其特征在于，所述偏心轴的一表面开设有与所述排水区域连通的出气孔；所述支撑座的进气孔依次连通所述偏心轴的内腔、所述出气孔、所述排水区域，形成供所述惰性气体流通的外气路。5.根据权利要求3所述的水下非熔化极惰性气体保护焊接装置，其特征在于，所述偏心轴与所述支撑座之间形成有装配间隙；所述支撑座的进气孔依次连通所述装配间隙、所述排水区域，形成供所述惰性气体流通的外气路。6.根据权利要求2所述的水下非熔化极惰性气体保护焊接装置，其特征在于，所述支撑座与所述所述隔水罩的内周面之间设置有密封连接件。7.根据权利要求2所述的水下非熔化极惰性气体保护焊接装置，其特征在于，所述枪头包括穿设于所述偏心轴的偏心端的钨极、连接在所述偏心...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红，刘治，吴梦莹，余冰，陈嘉杰，吴玉，赵阿朋，
申请(专利权)人：中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：