一種用于管道焊接的圓弧形半密閉氣體保護(hù)拖罩的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種管道焊接用圓弧形半密閉氣體保護(hù)拖罩，屬于自動化焊接設(shè)備保護(hù)裝置技術(shù)領(lǐng)域，適用于各行業(yè)系列直徑焊接管道焊接時高溫區(qū)焊縫表面的氣體保護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]核電現(xiàn)場核島回路管道材料多采用奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、鎳基合金，對焊縫性能要求很高，小直徑回路管道焊接時多采用開放式自動焊接軌道機(jī)頭，焊接過程中只有陶瓷噴嘴正下方的熔池區(qū)及很小范圍的焊縫區(qū)處于氣體保護(hù)之中，而焊接接頭高溫區(qū)焊縫及熱影響區(qū)尤其是處于400°C以上的焊縫及熱影響區(qū)處于大氣環(huán)境下，得不到氣體保護(hù)。由于不銹鋼、鎳基合金自身的焊接性，處于高溫區(qū)的焊縫及熱影響區(qū)極易氧化，被空氣、水分、油脂等污染，極易吸收氧、氮、氫、碳等雜質(zhì)，產(chǎn)生各種焊接缺陷，進(jìn)而導(dǎo)致焊接接頭的塑性和韌性顯著降低。
[0003]所以核電現(xiàn)場核島回路管道焊接的關(guān)鍵是加強(qiáng)高溫區(qū)焊縫及熱影響區(qū)的保護(hù)。加強(qiáng)氣體保護(hù)作用的措施常見有兩大類:一是在管道外附加通有保護(hù)氣的拖罩，使在400°C以上的焊縫和熱影響區(qū)處于保護(hù)之中；二是在焊縫背面采用可通保護(hù)氣體的墊板、反面保護(hù)罩或在被焊管子內(nèi)部局部密閉氣腔內(nèi)充滿保護(hù)氣體以加強(qiáng)反面的保護(hù)。由于核電現(xiàn)場的情況，回路管道的長度，直徑，采用等二種氣體保護(hù)措施不可行，只有采用第一種措施在管道外附加通有保護(hù)氣的拖罩。
[0004]目前常采用的氣體保護(hù)拖罩存在的不足有:
[0005]1、氣體拖罩夾持陶瓷噴嘴的部位設(shè)計不合理，焊接過程中常因壓力過大導(dǎo)致陶瓷噴嘴碎裂，加大生產(chǎn)成本；
[0006]2、氣體通道設(shè)計不合理，使達(dá)到高溫區(qū)焊縫及熱影響區(qū)的保護(hù)氣分布不均勻，達(dá)不到良好的保護(hù)效果，導(dǎo)致焊接接頭表面發(fā)藍(lán)；
[0007]3、保護(hù)拖罩直接與焊縫剛性接觸，極易造成焊縫C、Fe等元素的污染，影響焊縫質(zhì)量;
[0008]4、保護(hù)拖罩與機(jī)頭噴嘴分離，自動焊時不能隨機(jī)頭自動轉(zhuǎn)動，需要另外增加一人進(jìn)行輔助，隨時拖動氣體保護(hù)拖罩，增加人工成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的在于，針對現(xiàn)常用氣體保護(hù)拖罩存在的不足，在陶瓷噴嘴周圍狹小的安裝空間內(nèi)，在不破壞現(xiàn)場開放式軌道焊接機(jī)頭情況下，在不影響原有機(jī)頭送絲裝置的情況下，設(shè)計一種管道焊接用圓弧形半密閉氣體保護(hù)拖罩，該保護(hù)拖罩設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，單人操作，能有效并大范圍進(jìn)行接頭高溫區(qū)焊縫及熱影響區(qū)的保護(hù)。
[0010]為達(dá)到上述實用新型目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0011]一種用于管道焊接的圓弧形半密閉氣體保護(hù)拖罩，包括:弧形殼體、弧形壓環(huán)、不銹鋼絲網(wǎng)層、弧形擋板、固定耳、緩沖層和進(jìn)氣組件；
[0012]弧形殼體朝向焊接管道的內(nèi)壁開有弧形腔，弧形腔內(nèi)開有卡槽，卡槽內(nèi)放置不銹鋼絲網(wǎng)層，弧形擋板與所述卡槽相配合，將不銹鋼絲網(wǎng)層壓在所述卡槽內(nèi)，且弧形擋板的內(nèi)表面與所述弧形殼體朝向焊接管道的內(nèi)表面平齊，弧形擋板上均勻分布有通孔，弧形壓環(huán)上開有所述氣體保護(hù)拖罩的出氣孔，且弧形壓環(huán)與所述弧形殼體的內(nèi)表面相匹配，將弧形擋板的邊緣壓住，弧形擋板的其余中間部分露出，弧形擋板露出部分的寬度、所述氣體保護(hù)拖罩的出氣孔的寬度以及弧形殼體內(nèi)弧形腔的寬度相同，寬度范圍為:15?25_ ；
[0013]弧形殼體的徑向側(cè)壁上加工有錐形螺紋進(jìn)氣孔，進(jìn)氣組件與所述錐形螺紋進(jìn)氣孔連通，用于給弧形殼體內(nèi)的弧形腔提供保護(hù)氣體；
[0014]弧形殼體的一端通過固定耳與焊槍固定連接，弧形殼體與焊槍之間以及固定耳與焊槍之間均貼有緩沖層，管道工件的待焊接部位與所述弧形壓環(huán)上的出氣孔相對應(yīng)，管道工件的軸線平行于弧形壓環(huán)的內(nèi)表面，管道工件表面與弧形壓環(huán)的內(nèi)表面不接觸。
[0015]弧形殼體和弧形壓環(huán)的弧度相同，弧度范圍:120?180度，所述弧形腔的弧度比弧形殼體的弧度小30度。
[0016]所述弧形壓環(huán)通過三組壓緊螺釘和弧形殼體緊密連接貼合。
[0017]所述弧形擋板上均勻分布的通孔直徑相同，通孔的朝向為弧形擋板的弧面徑向方向，通孔直徑范圍為:1?2mm，軸向間隔范圍為:1.5?3mm，徑向間隔范圍為:4?6度。
[0018]所述不銹鋼絲網(wǎng)層包括五層不銹鋼絲網(wǎng)，中間一層不銹鋼絲網(wǎng)目數(shù)范圍為:100-110，靠近弧形擋板的兩層不銹鋼絲網(wǎng)目數(shù)為60-70，遠(yuǎn)離弧形擋板的兩層不銹鋼絲網(wǎng)目數(shù)為80-90。
[0019]所述進(jìn)氣組件包括兩個進(jìn)氣接嘴、兩個氣管和三通接頭，外部氣源通過三通接頭的輸入端輸入，三通接頭的兩個輸出端分別通過兩個氣管與兩個進(jìn)氣接嘴連接，進(jìn)氣接嘴與所述錐形螺紋進(jìn)氣孔匹配連接，外部氣源提供的保護(hù)氣體依次經(jīng)過三通接頭、氣管和進(jìn)氣接嘴進(jìn)入弧形殼體內(nèi)的弧形腔。
[0020]所述圓弧形半密閉氣體保護(hù)拖罩還包括耐高溫柔性裙邊，裙邊的一端與管道工件的表面接觸，另一端連接在弧形壓環(huán)的側(cè)壁上。
[0021]所述弧形壓環(huán)上出氣口的氣體流量小于焊槍中固有氣路的保護(hù)氣體流量，所述保護(hù)氣體為氬氣、氦氣或者氬氣氦氣的混合氣體。
[0022]所述緩沖層采用橡膠或者玻璃棉材料。
[0023]本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)帶來的有益效果為:
[0024](I)本實用新型的氣體保護(hù)拖罩氣體通道設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、氣密性好、與焊槍一體化、與工件及焊縫不接觸，保護(hù)范圍大，有效地對焊接后高溫區(qū)焊縫及熱影響區(qū)進(jìn)行保護(hù)，表面銀白色，焊接質(zhì)量優(yōu)良，減少了焊接工時，顯著提高了焊接效率。
[0025](2)本實用新型的氣體保護(hù)拖罩安裝在焊槍陶瓷噴嘴的下后部，氣瓶氣體經(jīng)本實用新型氣體保護(hù)拖罩流出后形成層流流態(tài)，不斷向焊縫及熱影響區(qū)提供均勻充足的保護(hù)氣體，延長了氣體保護(hù)時間，防止了焊縫氧化，保證了接頭焊接質(zhì)量；同時與焊槍形成一體，可隨焊接機(jī)頭自帶的焊接軌道一起圍繞焊接管道運動，不存在人工拖動氣體保護(hù)拖罩的情況，節(jié)約了人工成本；另外在氣體保護(hù)拖罩轉(zhuǎn)動的過程中是不與焊接工件直接接觸的，避免了接頭焊縫C、Fe等元素的污染，提高了焊接接頭的質(zhì)量。
[0026](3)本實用新型的氣體保護(hù)拖罩的進(jìn)氣組件安裝在氣罩的徑向側(cè)壁上，從氣瓶經(jīng)過進(jìn)氣組件進(jìn)入拖罩弧形腔內(nèi)的保護(hù)氣體先吹向?qū)γ鎮(zhèn)缺冢?jīng)對面?zhèn)缺诜瓷浜蟪錆M整個弧形腔后再流向不銹鋼絲網(wǎng)層，起到初步降低保護(hù)氣體流速的作用；同時內(nèi)部設(shè)置有多層不同目數(shù)的不銹鋼絲網(wǎng)，進(jìn)一步降低保護(hù)氣體的流速，有效地逐層分散并均勻保護(hù)氣體，形成層流層，提高了保護(hù)效果；同時采用兩個進(jìn)氣嘴給氣罩供氣，分散了氣體流量，初步降低了氣體流速，利于氣體最終流出流態(tài)呈層流流態(tài)。
[0027](4)本實用新型的氣體保護(hù)拖罩的三面設(shè)置柔的耐高溫裙邊，一端與工件柔性接觸，將保護(hù)氣體包裹在一個區(qū)域內(nèi)，隔離了外界氣體，避免了保護(hù)氣體受外界氣流的影響，使得保護(hù)氣體不發(fā)散，加強(qiáng)了氣體保護(hù)，同時一定程度上節(jié)省了氣體用量。
[0028](5)本實用新型的氣體保護(hù)拖罩用緩沖層與焊槍的陶瓷噴嘴軟接觸，一定程度上降低了氣體保護(hù)拖罩安裝及使用過程中因壓力過大導(dǎo)致陶瓷噴嘴碎裂的頻率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
[0029](6)本實用新型的氣體保護(hù)拖罩的出氣孔的寬度及弧度大，加大了保護(hù)范圍，提高了焊接質(zhì)量；進(jìn)氣組件采用管螺紋與弧形殼體連接，加強(qiáng)了氣體保護(hù)拖罩的密封性。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本實用新型機(jī)構(gòu)剖視圖；
[0032]圖3為本實用新型拖罩立體示意圖；
[0033]圖4為本實用新型拖罩、焊槍和工件組合示意圖；
[0034]圖5為本實用新型殼體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖6為本實用新型壓環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0036]如圖1、2、3、4所示，本實用新型提供了一種用于管道焊接的圓弧形半密閉氣體保護(hù)拖罩，包括:弧形殼體1、弧形壓環(huán)2、不銹鋼絲網(wǎng)層3、弧形擋板4、固定耳9、緩沖層11和進(jìn)氣組件12 ;弧形殼體I和弧形壓環(huán)2的弧度相同，弧度范圍:120?180度?；⌒吻坏幕《缺然⌒螝んwI的弧度小30度。采用上述的弧形殼體的弧度及弧形腔的弧度方便焊接現(xiàn)場氣體保護(hù)拖罩直接從待焊管道側(cè)裝卡在焊槍上，同時也延長了焊縫保護(hù)范圍，弧度過小，起不到保護(hù)接頭高溫區(qū)焊縫及熱影響區(qū)的作用，弧度過大，一方面不方便直接從管道側(cè)裝卡在焊槍上，需要從管道端穿過移動到接頭所在的位置，然后再裝卡到焊槍上，增加了裝卡的不方便性，另一方面超過管道180°以外的焊縫表面的溫度已將降低，沒有進(jìn)行氣體保護(hù)的必要性了，同時還會造成保護(hù)氣體的浪費。
[0037]如圖5所示，弧形殼體I朝向焊接管道的內(nèi)壁開有弧形腔，弧形腔內(nèi)開有卡槽，卡槽內(nèi)放置不銹鋼絲網(wǎng)層3，弧形擋板4與所述卡槽相配合，將不銹鋼絲網(wǎng)層3壓在所述卡槽內(nèi)，且弧形擋板4的內(nèi)表面與所述弧形殼體I朝向焊接管道的內(nèi)表面平齊，弧形擋板4上均勻分布有通孔，所述弧形擋板4上均勻分布的通孔朝向為弧形擋板4的弧面徑向方向，通孔直徑范圍為:Φ I?Φ2mm，軸向間隔范圍為:1.5?3mm，徑向間隔范圍為:4?6度，這樣能在保證弧形擋板4剛度的情況下，使通孔盡可能密集分布并朝向待焊接接頭，能夠分散均勻保護(hù)氣體。如圖6所示，弧形壓環(huán)2上開有所述氣體保護(hù)拖罩的出氣孔，且弧形壓環(huán)2與所述弧形殼體I的內(nèi)表面相匹配，所述弧形壓環(huán)2通過三組壓緊螺釘5和弧形殼體I緊密連接貼合，將弧形擋板4的邊緣壓住，弧形擋板4的其余中間部分露出，弧形擋板4露出部分的寬度、所述氣體保護(hù)拖罩的出氣孔的寬度以及弧形殼體I內(nèi)弧形腔的寬度相同，寬度范圍為:15?25mm ;根據(jù)客戶所焊的材料及所用的焊接工藝，經(jīng)過試驗驗證，采用上述的弧形腔寬度能很好地進(jìn)行焊縫及焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)的保護(hù)，過大造成保護(hù)氣體的浪費，加大氣體保護(hù)拖罩的體積，根據(jù)所要焊的接頭形式、母材種類及所要采用的焊接工藝的不同，寬度范圍不止局限于上述寬度范圍內(nèi)；弧形腔的過渡處圓滑，沒有死角，利于弧形腔內(nèi)保護(hù)氣體的流動；卡槽的設(shè)置保證了氣體保護(hù)拖罩的密閉性，有效地防止保護(hù)氣體從兩側(cè)跑出，一定程度上節(jié)省了保護(hù)氣體的用量；弧形擋板的存在不但起到固定支撐五層不銹鋼絲網(wǎng)層的作用，還起到進(jìn)一步減緩保護(hù)氣體流速，在保護(hù)氣罩的正下方形成層流層的作用。
[0038]弧形殼體I的徑向側(cè)壁上加工有錐形螺紋進(jìn)氣孔，進(jìn)氣組件與所述錐形螺紋進(jìn)氣孔連通，用于給弧形殼體I內(nèi)的弧形腔提供保護(hù)氣體，這樣從氣瓶經(jīng)過進(jìn)氣組件進(jìn)入拖罩弧形腔內(nèi)的保護(hù)氣體先吹向?qū)γ鎮(zhèn)缺?，?jīng)對面?zhèn)缺诜瓷浜蟪錆M整個弧形腔后再流向不銹鋼絲網(wǎng)層，起到初步降低保護(hù)氣體流速的作