專利名稱：焊接方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于連接金屬結(jié)構(gòu)的焊接方法，該方法將一個管形的彈性保護(hù)支承罩放置在待焊接的焊縫頂部，設(shè)支承罩含有一個與電源連接的焊條，將焊條通以焊接電流就可實(shí)現(xiàn)焊接。還涉及一種利用該焊接方法焊接金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)備，該設(shè)備包括一個管形的彈性罩，罩內(nèi)包含一個連接至電源上并放置在待焊接的焊縫頂部的焊條。
在地面以上的條件下，修理、維護(hù)及組裝工作所需要的焊接工作一般是由職業(yè)焊接工人采用氣焊，金屬焊條惰性氣體保護(hù)焊，或者電弧焊接設(shè)備進(jìn)行的，在這種情況下其缺點(diǎn)是焊接的效果完全取決于焊接工人的專職技術(shù)。在水下作業(yè)條件下，焊接工作是由具有焊接技能的潛水員來實(shí)現(xiàn)，他們是在圍繞著待焊接的部位所建立的防水艙室內(nèi)利用一個焊烙鐵來完成所需要的焊接工序。但是，這種類型的焊接是非常費(fèi)錢而且費(fèi)時的，同時在狹窄的空間內(nèi)進(jìn)行是完全不可能的。此外，在水下作業(yè)條件下，焊接工作的質(zhì)量取決于焊接工人的技術(shù)熟練的程度甚至比在地面以上工作時還要大。
隨著一般自動化技術(shù)的發(fā)展，對自動焊接機(jī)和機(jī)器人的使用已在增加，特別是在機(jī)械工程方面增加更快，使許多類似的焊縫和接頭的制造變得非?？旌腿菀住５?，這類設(shè)備的弱點(diǎn)是它們主要局限于一種特定的部位，而且它們只能成功地用于加工許多同一類型的預(yù)定的焊縫和接頭。
在上面所描述的機(jī)器人和艙室焊接方法的最突出的缺陷是它們的成本太高，因此曾試圖尋找更便宜的和工作安全性更好的自動焊接方法用以加工出優(yōu)質(zhì)和適宜的焊縫。
因此，已經(jīng)研制出幾種不同的焊接帶，焊接帶放置在待焊接的焊縫的頂部，將焊接電流導(dǎo)入焊接帶上，而焊接過程就借助一個例如液壓或氣動動力傳動機(jī)物的外部驅(qū)動器進(jìn)行控制。但是，這種設(shè)備也具有其各種缺陷設(shè)備比較復(fù)雜而且成本較高，而且工作質(zhì)量低劣，因?yàn)椴捎眠@類設(shè)備還不能使焊接過程能夠均勻而平穩(wěn)地進(jìn)行。
本發(fā)明的目的是消除上述各種缺陷。本發(fā)明的一個具體的目的是提出一種焊接方法和設(shè)備，利用該方法和設(shè)備可實(shí)現(xiàn)焊接過程自動化，而且如有必要可以進(jìn)行遙控，以及在水下條件和正常的地面上的條件下，在較狹窄的空間內(nèi)，都能夠以均勻和平穩(wěn)的方式高質(zhì)量地完成焊接過程。本發(fā)明的另一個目的是提出一種甚至可以在各種困難的條件下分別進(jìn)行火焰切割的設(shè)備。
關(guān)于本發(fā)明的新穎性特征在各個權(quán)利要求中已涉及到。
在本發(fā)明的焊接方法中，一種焊接帶結(jié)構(gòu)放置在待焊接的接頭的頂頭，焊接過程通過將電流導(dǎo)入上述焊接帶而進(jìn)行。按照本發(fā)明，一個管形彈性保護(hù)支承罩安置在待焊接的焊縫的頂部。該保護(hù)支承罩含有由燃燒料帶(burningcharge)支撐著的焊條。當(dāng)燃燒料帶點(diǎn)火而且焊接電流導(dǎo)入焊條時，則焊條隨著燃燒的進(jìn)行就壓向焊縫，而且該電流將焊條熔化進(jìn)入接頭以焊接接縫。所使用的燃燒料帶是一種簡便的慢速燃燒粉末料。
一個相對應(yīng)的方法可以應(yīng)用于火焰切割，在該方法中采用一個空心、管狀熔絲用以代替由燃燒料帶支撐著的焊條，將氧氣供給至熔絲中，當(dāng)料帶的燃燒進(jìn)行時，該熔絲就朝著待切割的表面彎曲以實(shí)現(xiàn)切割。
本發(fā)明的焊接設(shè)備包括一個簡便的管形彈性罩，在該罩內(nèi)設(shè)有一個連接至電源上的焊條，而且該罩是放置在待焊接的焊縫的頂部。按照本發(fā)明，該設(shè)備包括一個設(shè)置在上述保護(hù)支承罩的內(nèi)部并支撐焊條的燃燒料帶，該焊條的安置位置要使其在料帶燃燒進(jìn)行中，壓向焊縫的鄰近處。該燃料帶是由某些粉末的粘結(jié)劑簡單地構(gòu)成，其中可以加入合適混合比的不同的耐火劑以便達(dá)到所要求的燃燒速度。
在本發(fā)明的一個最佳實(shí)施例中，焊條即焊絲是由一個基本上與整個保護(hù)支承罩一樣長的均勻一致的單根焊絲制成，沿著該焊絲將焊接電流導(dǎo)入焊接點(diǎn)。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，在保護(hù)罩的內(nèi)部設(shè)置一個與該保護(hù)罩等長度的電纜，沿著該電纜將焊接電流導(dǎo)向焊條，相互間有一定間隔、以梳形排列的多個這種焊條以彎曲狀態(tài)固定在上述電纜上，以便使燃燒料帶支撐著這些分開的焊條，但是當(dāng)料帶燃燒之后，該焊條就大致彎曲至焊縫的鄰近處，焊接過程就在焊縫內(nèi)焊條的頭部開始進(jìn)行。
如在現(xiàn)有技術(shù)中人們所熟知的，由焊棒材料制成的單根梳形焊條，在其頭部部位復(fù)蓋以例如非導(dǎo)體樹脂的絕緣材料，以便當(dāng)一個焊條到達(dá)焊縫附近時，焊接過程不能立即開始，而是只有當(dāng)前面的焊條已完全用盡并已轉(zhuǎn)向非?？拷诵碌暮笚l以至將新焊條的絕緣材料燃燒掉才開始。但是，該絕緣材料不是絕對必須的，而是可對燃料帶的燃燒速度進(jìn)行選擇，以在當(dāng)前面的焊條已經(jīng)用盡時，使該新的焊條總是合適地到達(dá)焊縫附近。
在采用該設(shè)備的某些地方，焊條由支承燃料帶所提供的支承朝著鄰近焊縫處的轉(zhuǎn)向，可以通過重力作用實(shí)現(xiàn)。但是，在經(jīng)常加工焊縫的某些地方，焊條往往并不是自動地轉(zhuǎn)向焊縫附近。這樣在焊條連結(jié)的部位上，設(shè)置帶彈簧之類的加壓裝置的梳形焊條裝置是有好處的，當(dāng)支承料帶對焊條的支承作用停止以后，該彈簧加壓裝置就以一個合適的力將焊條壓向焊縫附近。當(dāng)焊條是分離和細(xì)長時，可以利用支承料帶燃燒時所發(fā)出的熱量的作用使焊條彎向焊縫附近。也可以對這種分離的細(xì)長的焊條提供一種彈簧或其它加壓裝置將焊條轉(zhuǎn)向所要求的部位。同樣地，在梳形焊條裝置條件下，加壓裝置可以安置在其它部位而不放在連接處。
在上述兩種替換型中，梳形焊條裝置更為經(jīng)濟(jì)，采用這種焊條時由于所選擇的電纜材料能夠具有良好的導(dǎo)電性，因此可以采用高得多的焊接電流。當(dāng)采用單一的細(xì)長焊條時，整個焊條是由如在現(xiàn)有技術(shù)中人們熟知的棒狀焊條材料所組成，而這種材料只能施加有限的電流。實(shí)際上，在一次工作中，梳形焊條結(jié)構(gòu)對于待焊接的均勻焊縫的長度不作任何限制，但是焊縫的長度最大可以達(dá)100米。單個梳形焊條的長度可以根據(jù)焊接點(diǎn)的寬度和厚度即焊縫大小由幾個厘米到幾個分米范圍內(nèi)變化。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是，所采用的設(shè)備的簡易性，這種簡易性表現(xiàn)在安裝和操作方面，以及平穩(wěn)和均勻的工作特性，而且最終產(chǎn)品即焊縫具有均勻一致的質(zhì)量。采用粉末基料帶的另一個優(yōu)點(diǎn)是，由于該料帶除了用以支撐著焊條之外，還對焊點(diǎn)部位進(jìn)行預(yù)熱并且烘干焊縫區(qū)域，這樣就會產(chǎn)生較好的均勻的焊接效果。還有另一個優(yōu)點(diǎn)是，在很狹窄和困難的地方例如在水下作業(yè)點(diǎn)，設(shè)備的安裝簡便，焊接工作的進(jìn)行只是通過點(diǎn)燃料帶和對設(shè)備通以合適的焊接電流來實(shí)現(xiàn)。
下面將參照各附圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述，其中

圖1是本發(fā)明的一個最佳實(shí)施例的剖視圖;
圖2是圖1所示設(shè)備在焊接過程中另一個階段的剖視圖;
圖3是本發(fā)明的另一個最佳實(shí)施例的剖視圖。
圖1和圖2對本發(fā)明的一個最佳實(shí)施例提供一個工作原理示意圖，實(shí)際上圖中所示只是該焊接設(shè)備的一部分，因?yàn)樵摵附釉O(shè)備的長度可以根據(jù)待焊接焊縫的長度進(jìn)行無限制的設(shè)置，從而使該設(shè)備可以由如圖中所示的幾個同樣結(jié)構(gòu)相鄰連續(xù)地對接在一起組成。該焊接設(shè)備包括一個朝下的開口，例如U型的或穹頂形的、細(xì)長而具有彈性的保護(hù)支承罩1，其底部邊緣配置有固定裝置11，通過該固定裝置的支承，將該焊接設(shè)備放置在待焊接的表面上，固定裝置的端部可以配置以幾塊永久磁鐵，或者由焊接電流中接受電源的電磁鐵，也可帶有不同的粘性或粘滯的帶之類，由此可以使該焊接設(shè)備足夠牢靠地固定在于其上進(jìn)行焊接的工件上。
在保護(hù)支承罩的內(nèi)部，設(shè)有例如銅的，鋁的或鋼的電纜6，支承在罩上并與之絕緣，電纜的長度大致與支承罩的長度相等，焊接電流就沿著該電纜導(dǎo)入焊接點(diǎn)。多根焊條7相互間離開一定的間隔距離，以活節(jié)的形式固定在電纜上，這些焊條都是由已知的某些榛狀焊接材料制成。焊條與電纜的連接處配置一個加壓裝置8即一個螺旋彈簧，該彈簧的安置是使其對著保護(hù)支承罩的敞開端將焊條向下壓。在焊條下面安置有燃燒料(burningcharge)2，采用一種慢速燃燒粉末基燃料帶具有優(yōu)點(diǎn)，該燃料帶支承著焊條7并從而承受著加壓裝置8的作用力，并且將焊條保持在保護(hù)支承罩的內(nèi)部。焊條7的最末端頭部9配置有絕緣體10，當(dāng)焊條放置在待焊接的表面上而且在焊條與待焊接表面之間施加焊接電壓時，該絕緣體具有足以防止焊條與待焊接表面之間的擊穿所需要的耐壓性能。
圖1和圖2所示設(shè)備的工作過程如下，將該設(shè)備放置在待焊接焊縫的頂部，這樣固定元件11就將設(shè)備固定住，以便使焊條電極即焊條7基本上平行地放置在固定元件的頂部。之后就點(diǎn)燃燒料并將合適的焊接電流導(dǎo)入電纜6。這時焊接過程就在第一焊條7處開始，因?yàn)檫@時在其頭部所配置的絕緣體10至少已經(jīng)部分地被去除掉。當(dāng)焊接進(jìn)行并且焊接接頭4開始形成時，焊條7逐斬用盡并在彈簧8的作用下轉(zhuǎn)向基本垂直于焊縫的位，與此同時燃料保持繼續(xù)燃燒將下一個焊條釋放，使之在彈簧8的作用下靠在在待焊接的焊縫上。但是由于新的焊條配置有絕緣體，焊接過程的繼續(xù)進(jìn)行只有前面的燃燒的焊條一直彎曲到足以靠近新的焊條并將新焊條頭部的絕緣體燒掉，而且在老的焊條用盡之后新的焊條才繼續(xù)進(jìn)行焊接。這樣的焊接過程就由一個焊條傳至另一個焊條連續(xù)不斷地進(jìn)行接續(xù)，與此同時燃燒料帶以適當(dāng)?shù)乃俣葘⒑笚l釋放使其落到待焊接的表面上。
圖3顯示按照本發(fā)明的另一種焊接設(shè)備，該設(shè)備的工作過程基本上與上述設(shè)備是相同的。該設(shè)備包括一個相同的保護(hù)支承罩1，只是其中既不帶電纜也不采用梳形焊條結(jié)構(gòu)，而是配置以大致與保護(hù)支承罩1等長度的焊絲5，它起由燃料帶2支撐著的焊條的作用。
圖3所示設(shè)備的工作過程如下。當(dāng)燃燒料帶2被點(diǎn)火，并且焊絲5被通入合適的焊接電流之后，該焊絲的頭部12被壓靠著待焊接的縫，開始進(jìn)行焊接。當(dāng)料帶2以一個合適的速度進(jìn)行燃燒，焊絲的頭部就以同樣的速度進(jìn)行焊接，則焊接頭4就在平穩(wěn)的，連續(xù)的不停頓的過程中形成。焊條即焊絲5朝著焊接縫附近的彎曲，根據(jù)焊接點(diǎn)的要求，可以利用重力作用，利用由燃燒料所產(chǎn)生的熱量形成焊絲彎曲，和/或利用適當(dāng)?shù)募訅貉b置如彈簧裝置等來實(shí)現(xiàn)，這些加壓裝置以均勻的間隔距離設(shè)置在保護(hù)支承罩內(nèi)，加壓裝置將焊絲壓靠著燃料帶，并在料帶燃燒之后再壓向焊縫。
圖3所示的實(shí)施例，而且特別包括圖1和圖2所示的實(shí)施例可以很容易地改型用于火焰切割，在這種情況下，一個空心的管狀熔絲用以代替焊絲5并將氧氣導(dǎo)入上述熔絲內(nèi)，以便該設(shè)備不進(jìn)行焊接而是進(jìn)行高效地切割工作。
在以上說明書中已經(jīng)參照幾個最佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明，但是，這些實(shí)施例不是以任何方式對本發(fā)明進(jìn)行限制而是在由所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)可以對本發(fā)明不同的改進(jìn)型進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于連接金屬結(jié)構(gòu)的焊接方法，在該方法中將一個管形的便利的彈性保護(hù)支承罩(1)放置在待焊接的焊縫的頂部，該支承罩(1)含有一個連接至電源上的焊條(3)而且通過將焊接電流導(dǎo)入上述焊條就可實(shí)現(xiàn)焊接過程，其特征在于在保護(hù)支承罩(1)內(nèi)將焊條(3)通過一個燃燒料帶(2)對著支承罩進(jìn)行支撐的，而且焊接過程是通過對燃料帶進(jìn)行點(diǎn)火，以便隨著料帶的燃，該焊條被壓向焊縫并完成的。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所提供的燃料帶(2)是一種慢速燃燒粉末料帶。
3.如權(quán)利要求1或2所述方法，其特征在于該方法可用于火焰切割，在這種情況下，所提供的焊條(3)是一種空心管形熔絲，并在該熔絲中通入氧氣。
4.一種用于焊接金屬結(jié)構(gòu)的焊接設(shè)備，該設(shè)備包括一個管形、便利的彈性罩(1)，該罩含有一個連接至電源上并放置在待焊接的焊縫頂部的焊條(3)，其特征在于該設(shè)備在其保護(hù)支承罩(1)的內(nèi)部配置一個支撐著焊條(3)的燃料帶(2)，而且該焊條的安置要使要使其當(dāng)料帶的燃燒進(jìn)行中被壓向焊縫。
5.如權(quán)利要求4所述設(shè)備，其特征在于該燃燒料帶(2)是由一種粉末基粘合劑構(gòu)成的，其燃燒速度可以根據(jù)焊接點(diǎn)的要求通過改變混合物配比進(jìn)行調(diào)整。
6.如權(quán)利要求4或5所述設(shè)備，其特征在于該電極即焊條(3)是由一根與保護(hù)支承罩(1)基本上等長度的均勻焊絲(5)制成，焊接電流沿著該焊絲(5)通向焊接點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求4或5所述設(shè)備，其特征在于在保護(hù)支承罩(1)的內(nèi)部配置有一個電纜(6)，而且?guī)讉€連續(xù)的焊條(7)以可轉(zhuǎn)向的方式連接在此電纜(6)上，當(dāng)料帶(2)進(jìn)行燃燒時這些焊條就慢慢地朝著待焊接的焊縫轉(zhuǎn)向。
8.如權(quán)利要求7所述設(shè)備，其特征在于該焊條(7)配置有如彈簧的加壓裝置(8)，在料帶(2)的燃燒進(jìn)行中，該彈簧就將焊條壓向焊縫。
9.如權(quán)利要求7或8所述設(shè)備，其特征在于為了防止焊條在不適當(dāng)?shù)臅r間進(jìn)行焊接，在焊條(7)的末端頭部(9)配置有絕緣體(10)而前面焊條的安置要能夠?qū)⑾乱粋€壓在焊縫附近的焊條的絕緣體熔化掉。
10.如權(quán)利要求4至9中任何一項(xiàng)要求所述的設(shè)備，其特征在于，該保護(hù)支承罩(1)帶有用于將該罩固定在待焊接的焊縫頂部并位于焊縫鄰近處的固定裝置(11)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于焊接金屬結(jié)構(gòu)的焊接方法及設(shè)備，該設(shè)備包括一個管形罩(1)，在該管形罩內(nèi)部設(shè)置有一個連接至電源上并放置在待焊接的焊縫頂部的焊條(3)。按照本發(fā)明，該設(shè)備包括一個支撐著位于保護(hù)支承罩(1)內(nèi)的焊條(3)的燃燒料帶(2)，而且該焊條的安置，要使其當(dāng)料帶進(jìn)行燃燒時，能夠?qū)⒃摵笚l壓向待焊接的焊縫。
文檔編號B23K9/12GK1039750SQ88104719
公開日1990年2月21日 申請日期1988年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月26日
發(fā)明者尤漢尼·尼伊尼瓦拉 申請人:圖奧莫哈爾羅倫股份公司