一种管道焊接的背面充气系统及其充气装置的制作方法

本实用新型涉及管道焊接，尤其涉及一种用于管道焊接的背面充气系统及其充气装置。

背景技术：

在焊接时，根据标准焊接工艺要求，采用钨极惰性气体保护电弧焊进行焊缝底层焊接时，焊缝背面应采取充氩气或其他气体保护措施，以使得焊材不会与空气中的氧气接触，从而防止了焊缝的氧化。

在传统的焊接方式中，管道焊接常采用对被焊接的管道进行满管充保护气体，或是用氩气室进行局部封闭后进行充氩保护。如公开号为cn202861606u的实用新型专利公开了一种管道焊接用的管内充气式封堵装置，其包括两个气囊，利用气囊对管道被焊接区域进行封堵，以实现在管道内被焊接处充入保护气体。

然而发明人发现：由于被焊接的管道有时管径会较大，在采用如上述方法进行局部充气时，较难保证焊缝底层附近的氩气浓度满足工艺要求，同时也会消耗较多的氩气。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种充气装置，其能够实现在管道被焊接处的局部通入足够浓度的保护气体。

本实用新型的另一目的在于提供一种管道焊接的背面充气系统，其包括前述充气装置。

为实现前述目的的管道焊接的背面充气装置，包括：

充气组件，用于向焊接位置充气，具有转动轴线；

固定组件，可转动地支撑所述充气组件，容许所述充气组件以所述转动轴线进行转动。

在一个或多个实施方式中，所述充气组件，包括：

通气管，具有直线部以及弯折部，所述通气管的出气口设置在所述弯折部，进气口设置在所述直线部；

操作部，设置在所述直线部上部；以及，

充气部，连接所述弯折部，具有用于与管道内表面相对的出气开口，与所述出气口相连通；

其中，所述固定组件容许所述充气组件以所述直线部为轴心进行转动。

在一个或多个实施方式中，所述固定组件包括：

固定套管，套设在所述直线部的外周侧，限制所述通气管沿其轴向方向的移动；

多根支撑杆，设置在所述固定套管外周侧，并沿所述固定套管的径向方向向外延伸；

其中，所述支撑杆顶撑所述内表面，所述通气管与所述固定套管之间可转动，当转动所述操作部，能够带动所述通气管及所述充气部转动。

在一个或多个实施方式中，所述支撑杆具有连接部和伸缩部，所述连接部的一端连接所述固定套管，所述伸缩部自另一端与所述连接部螺纹连接，所述伸缩部沿所述固定套管的径向方向可旋进、旋出所述连接部。

在一个或多个实施方式中，所述充气部包括连接管以及充气盒，所述充气盒具有所述出气开口；

其中，所述通气管与所述连接管通过螺纹配合连接，所述连接管沿所述固定套管的径向方向可旋进、旋出所述通气管。

在一个或多个实施方式中，所述充气盒为长条盒体，所述出气开口具有与所述内表面贴合的弧形边缘。

在一个或多个实施方式中，所述长条盒体与所述连接管之间可转动连接。

在一个或多个实施方式中，所述长条盒体与所述连接管之间设置有密封件。

在一个或多个实施方式中，所述通气管是由主管体以及弯头管件构成，所述弯头管件为所述弯折部、所述主管体为所述直线部，所述主管体与所述弯头管件之间通过螺纹连接。

为实现前述目的的管道焊接的背面充气系统，包括前述的充气装置以及两被焊接管道，所述固定组件将所述充气组件支撑在所述两被焊接管道之一中。

在一个或多个实施方式中，两被焊接管道直径大于或等于15厘米。

本实用新型的有益效果在于：

由于本充气装置的充气组件与固定组件之间可转动，使得当固定组件将充气组件固定在被焊接管道内时，充气组件能够在被焊接管道内进行转动，并调整充气位置，使得仅在被焊接区域处进行局部通入保护气体。以此方式进行通气时，保护气体不易在管道内进行扩散，从而保证了被焊接处背面保护气体的浓度的同时，节省了对于保护气体的消耗。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1示出了管道焊接装置中使用的背面充气装置一个实施方式的立体示意图；

图2示出了充气装置一个实施方式的侧面示意图；

图3示出了充气装置在另一视角下的侧面示意图；

图4示出了充气装置的俯视示意图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

需要注意的是，在使用到的情况下，如下描述中的上、下、左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。

背面充气是如管道焊接等双面成型工艺中的必须措施，图1示出了管道焊接装置中使用的背面充气装置一个实施方式的立体示意图。

由图1所示，充气装置包括充气组件1以及固定组件2。其中，充气组件1具有转动轴线，用于向管道内的焊接位置进行充气。

固定组件2用于支撑充气组件1，且充气组件1与固定组件2之间设置为可转动，使得充气组件1能够围绕其转动轴线进行转动。

由于本充气装置的充气组件1与固定组件2之间可转动，使得当固定组件2将充气组件1固定在被焊接管道内时，充气组件1能够在被焊接管道内进行转动，并调整充气位置，使得仅在被焊接区域处进行局部通入保护气体。以此方式进行通气时，保护气体不易在管道内进行扩散，从而保证了被焊接处背面保护气体的浓度的同时，节省了对于保护气体的消耗。

虽然本充气装置的一个实施例如上所述，但是在本充气装置的其他实施例中，充气装置及其各个组件相对于上述实施例在许多方面都可以具有更多的细节，并且这些细节的至少一部分可以具有多样的变化。下面以一些实施例对这细节和些变化中的至少一部分进行说明。

请继续参见图1，充气组件1包括通气管10，其具有直线部101以及弯折部102。其中，直线部101的开放端具有通气管10的进气口10a，弯折部102与直线部101设置有通气管10的出气口10b。在直线部101的上部设置有操作部11，该操作部可以是如图1所示出的一种旋转握把，也可以如手柄、握手等用于手握操作的把持件。当充气组件1被固定在固定组件2上时，充气组件1能够以直线部101为其转动轴心进行转动，从而当旋动操作部11时，能够带动充气组件1转动。在弯折部的出气口10b处设置有充气部13，该充气部13与弯折部102的出气口10b相互连通，且具有与管道内表面相对的出气开口130。当外部通气设备自进气口10a通入气体时，被通入的气体经过直线部101以及弯折部102后，从出气口10b进入到充气部13内，并由出气开口130排出。

固定组件2具有固定套管20，固定套管20套设在通气管10中直线部101的外周侧，其能够限制通气管10沿其轴向方向移动。在固定套管20的外周侧设置有多根支撑杆21，其是沿固定套管20的径向方向向外延伸，并顶撑被焊接管道的内表面，使得固定套管20在支撑杆21的顶撑作用下，将充气组件1固定在被焊接管道内。支撑杆21可以是如图1所示的，在圆周方向互成120度的三根，也可以是之间呈任意夹角、数量任意的多根。

其中，通气管10与固定套管20之间设置为可转动，通气管10与固定套管20之间可以是通过在通气管10与固定套管20之间设置轴承或是环轨环槽的方式连接。当用户用手握住并旋动操作部11时，其能够带动通气管10并联动充气部13进行转动。从而当焊接时，用支撑杆21将充气装置顶撑在管道内，并调整高度，使得充气部13的高度与管道焊接处焊点的高度平齐。当围绕管道进行焊接时，将连通进气口10a的外部通气设备打开，开始进行充气。同时根据在管道外周侧被焊接部位的变化，旋动操作部11，使得出气开口130始终对准并覆盖被焊接部位焊点，从而在被焊接处背面进行局部充气。

由于充气装置通过将保护气体自进气口10a通入，自充气部13排出，同时通过带动转动充气部13，能够让充气部13跟随焊接时焊点的位置在管道内周侧转动，从而使得仅在被焊接区域处进行局部通入保护气体。

图2示出了充气装置一个实施方式的侧面示意图，请结合参见图1以及图2。支撑杆21具有连接部210和伸缩部211。连接部210的一端与固定套管20相连接，其中，连接部210的外周侧车有外螺纹，与之对应地，在伸缩部211内设有内螺纹，连接部210与伸缩部211之间通过外螺纹与内螺纹配合连接。当旋动伸缩部211时，其能够沿着固定套管20的径向方向旋进或是旋出连接部210，当固定套管20旋进连接部210时，支撑杆21沿固定套管20的径向方向上的长度缩短；当固定套管20旋出连接部210时，支撑杆21沿固定套管20的径向方向上的长度增长，如此设置能够使得支撑杆21的长度可调节，从而能够在不同管径的管道中对充气装置进行支撑。

在一个与图1及图2所示不同的实施方式中，外螺纹可以是设置在伸缩部211的外周侧，与之对应地，内螺纹可以是设置在连接部210内，如此设置同意能够使得支撑杆21的长度可调节。

图3示出了充气装置在另一视角下的侧面示意图，请结合参见图1以及图3。充气部13包括连接管131以及充气盒132，该充气盒132具有出气开口130。其中，通气管10在靠近出气口10b一端的外周侧设有外螺纹，与之对应地，在连接管131内设有内螺纹，通气管10与连接管131之间通过外螺纹与内螺纹配合连接，从而连接管131沿固定套管20的径向方向可旋进或是旋出通气管10。当连接管131旋进通气管10时，通气管10与连接管131沿固定套管20的径向方向上的长度缩短；当连接管131旋出通气管10时，通气管10与连接管131沿固定套管20的径向方向上的长度增长，如此设置能够使得充气盒132与管道内表面之间的距离可调节，从而能够在不同管径的管道中，使得充气盒132更加贴合管道内表面。

在一个与图1及图3所示不同的实施方式中，外螺纹可以是设置在连接管131的外周侧，与之对应地，内螺纹可以是设置在通气管10内，如此设置同样能够使得充气盒132与管道内表面之间的距离可调节。

图4示出了充气装置的俯视示意图，请结合参见图1和图4。充气盒132可以是如图中所示出的一种长条盒体，其能够实现充气区域覆盖被焊接表面焊缝处的前提下，节省充气空间，从而起到了节省保护气体的作用。与此同时，在充气盒132的出气开口130处还具有与管道内表面贴合的弧形边缘133，如此设置使得当在充气盒132对被焊接表面充气时，能够贴合管道的内表面，减少气体从缝隙处漏出，能够进一步节省保护气体。

进一步地，在一个实施方式中，充气盒132与连接管131之间为可转动连接，其可以是通过在充气盒与连接管之间设置轴承或是环轨环槽相配合的方式相连接。当旋动连接管131使得充气盒132与管道内表面贴合时，有时会出现长条盒体状的充气盒132长边与焊缝所在平面呈夹角、弧形边缘133与管道内表面无法贴合的情况，此时由于充气盒132与连接管131之间为可转动，可以通过旋动充气盒132，使其能够最大程度覆盖被焊接的焊缝处。

在一个充气装置的另一实施方式中，充气盒132与连接管131之间还设置有密封件，该密封件可以是一种密封圈或是密封轴承等。通过设置密封件，能够保证保护气体不易从充气盒132与连接管131的连接处漏出，起到节省保护气体的作用。

请继续参见图1和图2，在一个实施方式中，通气管10的直线部101以及弯折部102为分体制造而成，其中直线部101构成了通气管10中的主管体，弯折部102为通气管10中的弯头管件。直线部101与弯折部102之间通过螺纹连接，使得直线部101与弯折部102之间可拆卸。当需要延长充气装置的长度时，可以通过将弯折部102自通气管10上拆卸下，再在直线部101的下端对接一根管件后，将弯折部102与对接管连接。从而增加了直线部101的长度，使得充气装置可以满足不同长度管道的情况。

在一个实施方式中，固定套管20外周侧还设置有调节座体22，在调节座体22上开设有螺纹孔，支撑杆21与调节座体22连接的一端具有螺纹，支撑杆21与调节座体22之间通过螺纹孔与螺纹配合连接，如此设置使得支撑杆21与调节座体22之间可拆卸，在组装或更换零部件时更加简便，同时由于支撑杆21可旋入调节座体22内一段，使得进一步提供了支撑杆21在固定套管20的径向方向上的长度调整空间。

在一个实施方式中，充气装置是应用于一种管道焊接的背面充气系统，该管道焊接的背面充气系统还包括有两被焊接的管道，充气装置通过固定组件2将充气组件1支撑固定在两被焊接管道的任意一方之中。

在一个实施方式中，管道焊接的背面充气系统适用于直径大于或等于15厘米以上的两被焊接管道中，由于此尺寸的管道内部空间较大，通过传统的局部通气方式对气体的利用率低，同时较难保证充气处具有一定的气体浓度，本充气装置应用在此尺寸的管道内部进行充气，能够在保证充气处气体浓度足够的前提下，提升对保护气体的利用率。

在一个实施方式中，管道焊接的背面充气系统是用作氩弧焊管道焊接时的局部充气装置。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。