專利名稱：焊接設(shè)備及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域，尤其是涉及用于核電站主回路窄間隙自動焊的焊接設(shè)備及其使用方法。
背景技術(shù)：
核電站主回路窄間隙自動焊，是核電站安裝施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)。這種焊接的管道壁厚通常在60 IOOmm之間，由于焊接過程中的收縮焊縫通常在6 IOmm之間。鑒于焊接時熱輸入適中、焊接效率高，并且適合于全位置焊接，所以在核電站安裝施工過程中， 窄間隙自動焊得到大力推廣應(yīng)用。然而，現(xiàn)有的核電站主回路窄間隙自動焊存在一些技術(shù)難題。例如，氣體流量的調(diào)節(jié)問題、焊炬的冷卻問題，以及焊接設(shè)備與外圍環(huán)境的匹配及適應(yīng)問題。這些技術(shù)問題都是值得本領(lǐng)域的技術(shù)人員去進(jìn)一步研究的。為了解決上述問題，本領(lǐng)域的技術(shù)人員從改變焊炬的方面提出了多種解決方案。第一種，焊接設(shè)備采用氣體外部保護(hù)焊炬。在這種焊接設(shè)備中，采用鎢極深入焊縫實施焊接，氣體保護(hù)罩在外部進(jìn)行保護(hù)。氣體保護(hù)罩一般采用耐高溫玻璃。然而，這種焊接設(shè)備或焊接方法也存在缺陷，缺陷在于，保護(hù)氣體無法近距離對熔池進(jìn)行保護(hù)，從而導(dǎo)致焊接質(zhì)量不穩(wěn)定；而且由于是外部遠(yuǎn)距離保護(hù)熔池，所以需要的氣體流量就要比近距離保護(hù)的大很多。氣體用量大，成本很高；而且焊接過程易受外部氣體擾動的影響。第二種，焊接設(shè)備采用扁焊炬，這種焊炬是把焊炬的下部做成窄扁形，厚度較小， 能夠深入窄間隙焊縫中對熔池進(jìn)行近距離保護(hù)。這種焊炬的缺點在于1、為了起到保護(hù)效果，扁焊炬在周向方向上一般都做得比較長，所以在焊接過程中觀察熔池不方便，不利于操作人員的調(diào)整；2、由于需要深入焊縫焊接，扁焊炬高度一般比較大，在70 80mm左右，但是當(dāng)焊接到焊縫表面的時候，需要的空間就比較大，不利于核電現(xiàn)場實施焊接；3、這種焊炬必須采用水冷方式來冷卻，但是水冷方式往往把鎢極的保護(hù)分為了前后兩部分，氣路相對來說比較復(fù)雜。第三種，是由法國FRAMAT0ME公司研發(fā)的窄間隙焊接設(shè)備，見歐洲專利文獻(xiàn) EP0870567A1。這種設(shè)備采用扁焊炬；而且隨著間隙被填平到一定水平，將原來的較長、即較大尺寸的氣罩替換成中等尺寸的氣罩；隨著間隙越向上填平，再用較短尺寸的氣罩替換中等尺寸的氣罩。在整個焊接過程中，需要替換至少三次氣罩，非常繁瑣。另外，除了替換氣罩外，每次還必須同時更換帶電極的電極夾持件，該電極夾持件是由殼體、連接旋鈕和電極緊固件構(gòu)成的組件，因此替換起來也相當(dāng)復(fù)雜。另外，法國FRAMAT0ME公司研制的這種焊接設(shè)備，對扁焊炬下部槍體的冷卻問題也沒有給出具體的解決方案。鑒于核電站主回路對焊接質(zhì)量要求很高，而上面描述的三種焊接設(shè)備或焊接方法都會給焊接質(zhì)量帶來不少問題，因此有必要研制一種新的焊接設(shè)備來提高焊接質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述焊接設(shè)備帶來的焊接質(zhì)量問題，本發(fā)明提出一種新的焊接設(shè)備，該焊接設(shè)備包括兩種焊炬扁焊炬和標(biāo)準(zhǔn)焊炬；當(dāng)對焊縫的深部進(jìn)行焊接時，所述焊接設(shè)備采用所述扁焊炬進(jìn)行焊接，當(dāng)對所述焊縫的淺部進(jìn)行焊接時，所述焊接設(shè)備采用所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬進(jìn)行焊接；所述扁焊炬包括絕緣外殼、焊炬基體、扁焊炬中部絕緣體、扁焊炬下部槍體和依次貫穿前述部件的電極組件；所述絕緣外殼包套所述焊炬基體，進(jìn)/出水口接頭及進(jìn)氣口接頭穿過所述絕緣外殼與所述焊炬基體接通；所述扁焊炬中部絕緣體的一端面與所述焊炬基體連接，而另一端面與所述扁焊炬下部槍體的連接部連接；在所述焊炬基體和扁焊炬中部絕緣體的內(nèi)部以及所述扁焊炬下部槍體的上部設(shè)置有用于冷卻水循環(huán)的通路以及用于保護(hù)氣體通過的通路；所述扁焊炬下部槍體除連接部以外呈中空的扁平狀，在該扁平狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)置有容電極通過的絕緣管以及使保護(hù)氣體平流化的氣體過濾網(wǎng)；所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬包括絕緣外殼、焊炬基體、標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體、氣體保護(hù)罩和依次貫穿前述部件的電極組件；所述絕緣外殼包套所述焊炬基體，進(jìn)/出水口接頭及進(jìn)氣口接頭穿過所述絕緣外殼與所述焊炬基體接通；所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體包括上、下兩部分，上部分與所述焊炬基體連接，下部分與所述氣體保護(hù)罩連接；在所述焊炬基體的內(nèi)部以及所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體的上部設(shè)置有用于冷卻水循環(huán)的通路以及用于保護(hù)氣體通過的通路；在所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體的下部分中設(shè)置有氣體過濾網(wǎng)。優(yōu)選地，當(dāng)焊縫深度彡25 30mm時，采用扁焊炬進(jìn)行焊接；當(dāng)焊縫深度< 25 30mm時，采用標(biāo)準(zhǔn)焊炬進(jìn)行焊接。更優(yōu)選地，當(dāng)焊縫深度> 25mm時，采用扁焊炬進(jìn)行焊接；當(dāng)焊縫深度< 25mm時，采用標(biāo)準(zhǔn)焊炬進(jìn)行焊接。根據(jù)上述發(fā)明，在焊接焊縫的深部時，例如焊接深度> 25mm時，采用扁焊炬，焊炬可以伸入焊縫，對熔池進(jìn)行近距離保護(hù)，使得焊接缺陷出現(xiàn)的幾率大大減小，保證了焊接質(zhì)量，其氣孔產(chǎn)生的幾率降低；同時，此焊炬需要的氣體流量是現(xiàn)有氣體外部保護(hù)焊炬的 1/8，約lOL/min，大大減小了保護(hù)氣體的需求量，節(jié)省了大量成本，也提高了環(huán)保效益。當(dāng)焊縫深度< 25mm的時候，采用標(biāo)準(zhǔn)焊槍，減小了焊接的空間需求，保證在核島的狹小空間順利施工。另外，此發(fā)明可以和現(xiàn)有設(shè)備很好的兼容，完全實現(xiàn)無縫連接。在保證冷卻焊炬的同時，還能夠冷卻現(xiàn)有設(shè)備上的攝像頭、送絲馬達(dá)等設(shè)備。優(yōu)選地，所述用于冷卻水循環(huán)的通路是在所述焊炬基體和扁焊炬中部絕緣體的內(nèi)部及所述扁焊炬下部槍體的上部或者焊炬基體的內(nèi)部以及所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體的上部鉆通開設(shè)的依次連通的孔形成的。這樣的通路既經(jīng)濟，又可以形成多次循環(huán)，大大冷卻了焊炬。優(yōu)選地，所述扁焊炬下部槍體呈截面為“T”型的結(jié)構(gòu)，該“T”型的結(jié)構(gòu)的豎向部分形成盒裝體，該盒裝體的內(nèi)部自上而下依次設(shè)置多個氣體過濾網(wǎng)，該盒裝體的厚度為 7. 5 8. 5mm。設(shè)置多層氣體過濾網(wǎng)，可以在使用有限的保護(hù)氣體的基礎(chǔ)上形成平穩(wěn)的保護(hù)氣場。進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述盒裝體的內(nèi)部設(shè)置的氣體過濾網(wǎng)為矩形板狀結(jié)構(gòu)，在該板狀結(jié)構(gòu)上均布有多排通孔。均布有通孔很重要，這樣提高保護(hù)氣體的平流化。
進(jìn)一步優(yōu)選地，該盒裝體的厚度為8mm。采用這樣的扁焊炬可以深入到焊縫中進(jìn)行焊接，特別適合于核電站主回路管道的焊接。優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬還包括由金屬材料制作的標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件，該標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件為圓筒狀結(jié)構(gòu)；該圓筒狀結(jié)構(gòu)的上端連通所述焊炬基體，下端連接氣體過濾網(wǎng)，安裝完畢后，該標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件及其下端連接的氣體過濾網(wǎng)容納在標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體的上、下兩部分中。設(shè)置這種連接件，既可以用來與扁焊炬中的焊炬基體順利連接，又方便連接氣體過濾網(wǎng)，還便于標(biāo)準(zhǔn)焊炬的散熱。優(yōu)選地，所述焊炬基體、進(jìn)/出水口接頭及進(jìn)氣口接頭以及扁焊炬下部槍體的制作材料為紫銅；所述絕緣外殼、扁焊炬中部絕緣體以及標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體的制作材料為聚砜。采用紫銅作為材料，既提高了導(dǎo)電性、機械加工性能，還提高了散熱性。選擇聚砜作為絕緣材料，在保證絕緣性的情況下，大大提高耐高溫性、強度和機械加工性。本發(fā)明還提供上述焊接設(shè)備的使用方法；一種方式是，當(dāng)焊接到焊縫的淺部時，用所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬整體直接替換所述扁焊炬整體；另一種方式是，當(dāng)焊接到焊縫的淺部時，保留所述扁焊炬中的絕緣外殼、焊炬基體和電極組件，所述扁焊炬中的其他部分由所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬中的焊炬基體以下的部分替換。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)焊炬的立體分解示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備的扁焊炬的立體分解示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)焊炬和扁焊炬共有的部件焊炬基體的主視示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備的扁焊炬的中部絕緣體的立體示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備的扁焊炬的下部槍體基體的主視示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備的扁焊炬的下部槍體蓋板的主視示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備的扁焊炬的下部槍體中設(shè)置的氣體過濾網(wǎng)的俯視示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)焊炬的中部絕緣體的立體示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件的主視示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)焊炬的氣體過濾網(wǎng)的立體示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的焊接設(shè)備配有兩種焊炬，即如圖1所示的標(biāo)準(zhǔn)焊炬和如圖2所示的扁焊炬。當(dāng)焊縫較深時，先采用扁焊炬，即焊接設(shè)備安裝如圖2所示的扁焊炬進(jìn)行焊接；當(dāng)焊縫到達(dá)一定高度后，即焊縫較淺時，再換如圖1所示的標(biāo)準(zhǔn)焊炬接著進(jìn)行焊接，直至焊接完畢。針對焊縫較窄的工作場合，尤其是對核電站主回路來說，經(jīng)過大量計算與試驗證明，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在焊縫深度> 25 30mm時，采用扁焊槍對熔池進(jìn)行近距離保護(hù)焊接；隨著焊縫被不斷填充，當(dāng)焊縫深度< 25 30mm時，換成標(biāo)準(zhǔn)焊炬進(jìn)行焊接。這種焊接設(shè)備或焊接方法，既可以保證保護(hù)氣氛良好，又大大節(jié)省了耗氣量，還不會與外圍工作環(huán)境干涉。優(yōu)選地， 當(dāng)焊縫深度< 25mm時，進(jìn)行更換。
如圖1所示，標(biāo)準(zhǔn)焊炬包括絕緣外殼1、焊炬基體2、與焊炬基體2表面的孔螺紋連接的進(jìn)氣口接頭3及進(jìn)水口接頭4和出水口接頭5、標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體6、氣體保護(hù)罩7、 標(biāo)準(zhǔn)焊炬氣體過濾網(wǎng)8、標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件9、攜帶電極的電極夾(未示出)及壓緊電極夾的壓蓋10。所述絕緣外殼1包套在焊炬基體1上，進(jìn)氣口接頭3、進(jìn)水口接頭4及出水口接頭 5穿過絕緣外殼1上的孔與焊炬基體1上的孔螺紋連接。在焊炬基體2的下方是標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體6，焊炬基體2的下端面上設(shè)置有螺紋盲孔，而標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體6的長方體連接面上對應(yīng)設(shè)置有螺紋通孔，所述焊炬基體2和標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體6通過螺栓連接而固定。進(jìn)一步地，結(jié)合圖3及圖8至圖10可以看出，焊炬基體2在下端面上設(shè)置有外帶螺紋的中空連接部22，標(biāo)準(zhǔn)焊槍中部絕緣體6的下部設(shè)置有筒狀體。標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件9也為一筒狀體，該筒狀體的內(nèi)孔的上下兩端部都設(shè)置有內(nèi)螺紋；上端部的內(nèi)螺紋與中空連接部22的外螺紋連接并用0型圈密封；下端部的內(nèi)螺紋與圖10所示的標(biāo)準(zhǔn)焊炬氣體過濾網(wǎng) 8的筒狀連接部的外螺紋連接并用0型圈密封。當(dāng)焊炬基體2與標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體6通過螺栓固定連接后，標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件9穿過標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體6下部的筒狀體而將與其下端部螺紋連接的標(biāo)準(zhǔn)焊炬氣體濾網(wǎng)8深入到氣體保護(hù)罩7的上部。氣體保護(hù)罩7的上部與標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體的下部螺紋連接。連接完畢后，電極夾攜帶電極(目前階段是鎢極)穿過絕緣外殼1上的對應(yīng)于焊炬基體2的孔21的孔、焊炬基體2上的孔21及中空連接部22的孔、標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件9的內(nèi)孔及標(biāo)準(zhǔn)焊炬氣體過濾網(wǎng)8的中心孔后，最終探出氣體保護(hù)罩7。然后，壓蓋10將電極夾壓緊。如圖1、圖3及圖8所示，冷卻水通過進(jìn)水口接頭4進(jìn)入焊炬基體2的孔27，然后一部分冷卻水通過孔觀流出焊炬基體2去冷卻其他設(shè)備，如攝像頭的馬達(dá)等；另一部分冷卻水經(jīng)由通路四進(jìn)入到標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體6的孔51，然后通過孔51進(jìn)入通路55，隨后通過孔52又循環(huán)回焊炬基體2，接著依次通過通路M及23進(jìn)入出水口接頭5后流回水箱。對于保護(hù)氣體，如圖1、圖3及圖8所示，保護(hù)氣體通過進(jìn)氣口接頭3進(jìn)入焊炬基體2，然后經(jīng)由焊炬基體2中的通路25、26、21以及中空連接部22的孔進(jìn)入腔體53。保護(hù)氣體通過標(biāo)準(zhǔn)焊炬氣體過濾網(wǎng)8后，氣流變得平穩(wěn)，避免了紊流，然后再進(jìn)入氣體保護(hù)罩7， 對熔池進(jìn)行均勻保護(hù)。因標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體6的冷卻水通路比較簡單，所以通過標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件9來傳導(dǎo)焊接產(chǎn)生的熱量，然后通過焊炬基體2來冷卻這些熱量?？紤]到冷卻導(dǎo)熱的問題，焊炬基體2、進(jìn)氣口接頭3及進(jìn)水口接頭4和出水口接頭5、標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件9都采用金屬材料制成，再考慮到機械加工強度和導(dǎo)電等因素，優(yōu)選紫銅。考慮到絕緣問題，絕緣外殼1和標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體6采用絕緣材料如塑料材料制造，優(yōu)選聚砜。如圖2所示，扁焊炬包括絕緣外殼1、焊炬基體2、與焊炬基體2表面的孔螺紋連接的進(jìn)氣口接頭3以及進(jìn)水口接頭4和出水口接頭5、扁焊炬中部絕緣體11、扁焊炬下部槍體 12、夾持電極的電極夾(未示出)以及壓緊電極夾的壓蓋10。扁焊炬下部槍體12包括下部槍體基體13和與之配合的下部槍體蓋板15，在下部槍體基體13和下部槍體蓋板15形成的盒裝體內(nèi)設(shè)置有多個相互平行的扁焊炬氣體過濾網(wǎng)14以及陶瓷管16，電極(鎢極)的下部穿過該陶瓷管16而露出下部槍體12。
在組裝時，先將絕緣外殼1套設(shè)到焊炬基體2上，進(jìn)氣口接頭3、進(jìn)水口接頭4及出水口接頭5穿過絕緣外殼1上的孔與焊炬基體2上的孔螺紋連接，以與外部的保護(hù)氣和冷卻水連通。接著，將四個扁焊炬氣體過濾網(wǎng)14插置到下部槍體基體13上，以及將下部槍體蓋板15通過內(nèi)六角螺栓固定到下部槍體基體13上。隨后，將組裝好的下部槍體12通過螺栓將其頂面連接到扁焊炬中部絕緣體11上，它們之間采用0型圈來密封保護(hù)氣體通路接口和冷卻水通路接口。在完成上述組裝后，再將陶瓷管16從上而下置入扁焊炬下部槍體12 中。由于與多個扁焊炬氣體過濾網(wǎng)14的中心孔過盈配合，所以陶瓷管16能牢固地卡在下部槍體中。隨之，將上述組件通過四個內(nèi)六角連接到焊炬基體2上，它們之間采用0型圈來密封水路接口。最后，將長鎢極通過鎢極夾插入陶瓷管16，壓帽10壓緊。在進(jìn)行扁焊炬設(shè)計時，扁焊炬的外形尺寸是設(shè)計的難點所在。為了近距離保護(hù)熔池，必須使焊炬深入焊縫，但是在核電站主回路的焊接中焊縫的寬度很小，例如有些焊縫寬度小于10mm。因此，考慮到焊縫的寬度、焊接過程中的收縮量以及所容納的鎢極，經(jīng)過若干次試驗后，下部槍體12的厚度優(yōu)選設(shè)計為7. 5 8. 5mm，最佳為8mm?？紤]到與現(xiàn)有焊接設(shè)備的兼容，絕緣外殼的寬度大約30 32mm，長度大約65 72mm，而厚度45 54mm ；受絕緣外殼的限制，焊炬基體2的長寬高分別比絕緣外殼小3 5mm。扁焊炬中部絕緣體11是為了將扁焊炬的下部槍體隔開以達(dá)到絕緣的目的，其厚度在 30 42mm之間，長度約64mm。扁焊炬氣體過濾網(wǎng)14是氣體穩(wěn)流的關(guān)鍵，在本實施例中，如圖7所示，采用長度47mm、寬度6. 8 7. 0mm、厚度1mm的304不銹鋼板，在其板上采用鉆 3排孔，每排M個，孔的尺寸為0. 5 0. 8mm。為了使保護(hù)氣體平穩(wěn)均勻地保護(hù)熔池，扁焊炬氣體過濾網(wǎng)14上的孔要足夠大以避免堵塞；而且孔要均勻分布；最后，要優(yōu)選布置多層， 以多次調(diào)節(jié)后，使保護(hù)氣體形成平流場。陶瓷管16的作用是絕緣鎢極和扁焊炬下部槍體， 優(yōu)選采用內(nèi)徑為3. 3mm的耐高溫陶瓷制作；當(dāng)然也可以采用其他絕緣材料。在扁焊炬的設(shè)計中，另一個難點是冷卻問題。由于扁焊炬是深入焊縫實施焊接，電弧的輻射熱量基本都在焊縫中無法散出，所以扁焊炬的冷卻問題是尤為重要的。本發(fā)明的扁焊炬通過兩個途徑來解決這個問題。首先，下部槍體12選擇紫銅作為加工材料，紫銅不僅具有良好的導(dǎo)熱性，而且還有良好的機械加工性能，同時在焊接過程中也不會污染焊縫。 其次，選擇冷卻水進(jìn)行冷卻。具體地，參見圖2至圖5，冷卻水通過進(jìn)水口接頭4進(jìn)入焊炬基體2 ；然后經(jīng)由焊炬基體2中的孔27后分成兩部分，一部分通過孔28流出焊炬基體2而冷卻其他設(shè)備，如攝像頭的馬達(dá)等；另一部分經(jīng)由通路四直接進(jìn)入扁焊炬中部絕緣體11。從通路四來的冷卻水經(jīng)由接口 31進(jìn)入中部絕緣體11。然后，經(jīng)由通路32進(jìn)入通路33，再經(jīng)出口 34進(jìn)入下部槍體基體13。冷卻水進(jìn)入下部槍體基體13后，經(jīng)由通路41、45后進(jìn)入通路42，然后冷卻水從通路42再進(jìn)入中部絕緣體11。冷卻水通過中部絕緣體11的通路35 進(jìn)入，然后經(jīng)由通路38到達(dá)接口 39處，隨之通過接口 39進(jìn)入下部槍體基體13。進(jìn)入下部槍體基體13的冷卻水經(jīng)由通路43、46及44又回到扁焊炬中部絕緣體11，這樣就完成了對扁焊炬下部槍體的冷卻。最后，冷卻水通過通路61循環(huán)回到焊炬基體2中。然后經(jīng)由焊炬基體2上的通路23及出水口接頭5流回水箱，完成整個循環(huán)冷卻過程。在扁焊炬中，保護(hù)氣體通過進(jìn)氣口接頭3進(jìn)入焊炬基體2，然后經(jīng)由焊炬基體2中的通路25進(jìn)入通路沈，接著經(jīng)通路沈進(jìn)入氣腔21，再經(jīng)過中空連接部22上的氣孔進(jìn)入扁焊炬中部絕緣體11。保護(hù)氣體進(jìn)入扁焊炬中部絕緣體11后，經(jīng)由氣腔62，通過接口 63進(jìn)入下部焊槍12，然后通過多個扁焊炬氣體過濾網(wǎng)14，形成保護(hù)氣氛。由上述說明及附圖顯示可知，在焊炬基體、中部絕緣體及下部槍體上部的內(nèi)部通過加工出的依次連通的孔形成冷卻水和保護(hù)氣體通路。為了從外部加工，在這些部件的表面形成了多個開口 ；根據(jù)設(shè)計需要，很多開口僅是工藝孔，為了形成完整的回路或通路，這些工藝孔必須被封堵。由于扁焊炬下部槍體與待焊接的主回路的管壁避免不了接觸，因此如果鎢極和下部槍體不絕緣的話，槍體就會和側(cè)壁起弧，無法保證焊接質(zhì)量。為解決該問題，在鎢極與下部槍體之間采用耐高溫的陶瓷管來絕緣。另外，焊炬基體是導(dǎo)電的主體，而如果它直接與下部槍體連接，也存在側(cè)壁起弧現(xiàn)象，所以在兩個之間通過設(shè)計中部絕緣體11來隔開。這樣就可以保證下部槍體的絕對不帶電。對于材料的選擇問題，絕緣外殼1與扁焊炬中部絕緣體11采用耐高溫的絕緣材料，優(yōu)選聚砜、四氯乙烯等材料。焊炬基體、進(jìn)水口接頭、出水口接頭及進(jìn)氣口接頭，以及下部槍體基體及蓋板，優(yōu)選紫銅來制備。原因是，紫銅不僅有良好的機械加工強度，而且還有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性。在實際焊接過程中，例如在焊接核電站主回路管道過程中，剛開始采用如圖2所示的扁焊炬進(jìn)行焊接，當(dāng)焊縫深度< 25 30mm時，優(yōu)選< 25mm時，直接將圖2所示的焊炬拆下，換上圖1所示的標(biāo)準(zhǔn)焊炬進(jìn)行焊接。也可以僅拆下扁焊炬中的中部絕緣體11及其下部的下部槍體12構(gòu)成的組合件，然后安裝上圖1中所示的標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件9、標(biāo)準(zhǔn)焊槍中部絕緣體6、標(biāo)準(zhǔn)焊炬氣體過濾網(wǎng)8及氣體保護(hù)罩7構(gòu)成的組合件。鑒于這兩種組合件均可以事先安裝好，而且替換以后可直接通過螺栓連接而固定到焊炬基體上，所以替換起來非常便捷。在本發(fā)明的思路指導(dǎo)下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對標(biāo)準(zhǔn)焊炬及扁焊炬的結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更或更改。
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權(quán)利要求
1.一種焊接設(shè)備，其特征在于，該焊接設(shè)備包括兩種焊炬扁焊炬和標(biāo)準(zhǔn)焊炬；當(dāng)對焊縫的深部進(jìn)行焊接時，所述焊接設(shè)備采用所述扁焊炬進(jìn)行焊接，當(dāng)對所述焊縫的淺部進(jìn)行焊接時，所述焊接設(shè)備采用所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬進(jìn)行焊接；所述扁焊炬包括絕緣外殼、焊炬基體、扁焊炬中部絕緣體、扁焊炬下部槍體和依次貫穿前述部件的電極組件；所述絕緣外殼包套所述焊炬基體，進(jìn)/出水口接頭及進(jìn)氣口接頭穿過所述絕緣外殼與所述焊炬基體接通；所述扁焊炬中部絕緣體的一端面與所述焊炬基體連接，而另一端面與所述扁焊炬下部槍體的連接部連接；在所述焊炬基體和扁焊炬中部絕緣體的內(nèi)部以及所述扁焊炬下部槍體的上部設(shè)置有用于冷卻水循環(huán)的通路以及用于保護(hù)氣體通過的通路；所述扁焊炬下部槍體除連接部以外呈中空的扁平狀，在該扁平狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)置有容電極通過的絕緣管以及使保護(hù)氣體平流化的氣體過濾網(wǎng)；所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬包括絕緣外殼、焊炬基體、標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體、氣體保護(hù)罩和依次貫穿前述部件的電極組件；所述絕緣外殼包套所述焊炬基體，進(jìn)/出水口接頭及進(jìn)氣口接頭穿過所述絕緣外殼與所述焊炬基體接通；所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體包括上、下兩部分，上部分與所述焊炬基體連接，下部分與所述氣體保護(hù)罩連接；在所述焊炬基體的內(nèi)部以及所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體的上部設(shè)置有用于冷卻水循環(huán)的通路以及用于保護(hù)氣體通過的通路；在所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體的下部分中設(shè)置有氣體過濾網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接設(shè)備，其特征在于，當(dāng)焊縫深度>25 30mm時，采用扁焊炬進(jìn)行焊接；當(dāng)焊縫深度< 25 30mm時，采用標(biāo)準(zhǔn)焊炬進(jìn)行焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接設(shè)備，其特征在于，當(dāng)焊縫深度>25mm時，采用扁焊炬進(jìn)行焊接；當(dāng)焊縫深度< 25mm時，采用標(biāo)準(zhǔn)焊炬進(jìn)行焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的焊接設(shè)備，其特征在于，所述用于冷卻水循環(huán)的通路是在所述焊炬基體和扁焊炬中部絕緣體的內(nèi)部及所述扁焊炬下部槍體的上部或者焊炬基體的內(nèi)部以及所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體的上部鉆通開設(shè)的依次連通的孔形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的焊接設(shè)備，其特征在于，所述扁焊炬下部槍體呈截面為“T”型的結(jié)構(gòu)，該“T”型的結(jié)構(gòu)的豎向部分形成盒裝體，該盒裝體的內(nèi)部自上而下依次設(shè)置多個氣體過濾網(wǎng)，該盒裝體的厚度為7. 5 8. 5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊接設(shè)備，其特征在于，在所述盒裝體的內(nèi)部設(shè)置的氣體過濾網(wǎng)為矩形板狀結(jié)構(gòu)，在該板狀結(jié)構(gòu)上均布有多排通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊接設(shè)備，其特征在于，該盒裝體的厚度為8mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的焊接設(shè)備，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬還包括由金屬材料制作的標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件，該標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件為圓筒狀結(jié)構(gòu)；該圓筒狀結(jié)構(gòu)的上端連通所述焊炬基體，下端連接氣體過濾網(wǎng)，安裝完畢后，該標(biāo)準(zhǔn)焊炬連接件及其下端連接的氣體過濾網(wǎng)容納在標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體的上、下兩部分中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的焊接設(shè)備，其特征在于，所述焊炬基體、進(jìn)/ 出水口接頭及進(jìn)氣口接頭以及扁焊炬下部槍體的制作材料為紫銅；所述絕緣外殼、扁焊炬中部絕緣體以及標(biāo)準(zhǔn)焊炬中部絕緣體的制作材料為聚砜。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項所述的焊接設(shè)備的使用方法；其特征在于，當(dāng)焊接到焊縫的淺部時，用所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬整體直接替換所述扁焊炬整體。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項所述的焊接設(shè)備的使用方法；其特征在于，當(dāng)焊接到焊縫的淺部時，保留所述扁焊炬中的絕緣外殼、焊炬基體和電極組件，所述扁焊炬中的其他部分由所述標(biāo)準(zhǔn)焊炬中的焊炬基體以下的部分替換。
全文摘要
本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域，尤其涉及核電站主回路的焊接設(shè)備及使用方法。為解決現(xiàn)有焊接質(zhì)量問題及成本高的問題，提出新焊接設(shè)備，其包括兩種焊炬扁焊炬和標(biāo)準(zhǔn)焊炬；當(dāng)焊接焊縫深部時，采用扁焊炬進(jìn)行焊接，當(dāng)焊接焊縫淺部時，采用標(biāo)準(zhǔn)焊炬進(jìn)行焊接；扁焊炬包括絕緣外殼、焊炬基體、扁焊炬中部絕緣體、扁焊炬下部槍體和依次貫穿前述部件的電極組件；在焊炬基體和扁焊炬中部絕緣體的內(nèi)部以及扁焊炬下部槍體的上部設(shè)置有用于冷卻水循環(huán)的通路以及用于保護(hù)氣體通過的通路；扁焊炬下部槍體除連接部以外呈中空的扁平狀，在該扁平狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)置有容電極通過的絕緣管以及使保護(hù)氣體平流化的氣體過濾網(wǎng)。這種焊接設(shè)備既提高了焊接質(zhì)量，又節(jié)省了成本。
文檔編號B23K9/00GK102500893SQ20111032022
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者張?zhí)m國, 王峰, 王海東, 胡廣杰, 董玉川, 郭彥輝, 韓乃山 申請人:中國核工業(yè)二三建設(shè)有限公司