一种便于焊接管座或法兰使用的充氩工装及其使用方法与流程

本发明涉及焊接工艺技术领域，具体而言，特别涉及一种便于焊接管座或法兰使用的充氩工装及其使用方法。

背景技术：

不锈钢工艺管线用途相当广泛，主要用于材料要求较高的海洋工程管线、液化天然气工艺管线、浮式生产储油卸油装置上部模块管线及化工用管等等，焊接不锈钢时，需要对焊缝背面进行充氩气保护，避免高温焊缝与氧气接触而产生氧化，从而影响不锈钢工艺管线的耐腐蚀性能。

不锈钢管线在焊接预制中普遍存在较小尺寸管座与较大尺寸主管的焊接及管座与法兰的焊接，在焊接这类焊缝时，目前做法是对待焊区域的主管内部进行封堵，在较大空间内进行充氩气，操作较复杂，辅助时间较长。对于无法在主管内部放置封堵装置的管线，焊接这类焊缝难度极大。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明需要提供一种能有效减少充氩空间，提高充氩和焊接效率，具有操作简单、施工难度和成本低的便于焊接使用的充氩工装及其使用方法。

本发明提供一种便于焊接管座或法兰使用的充氩工装，用在不锈钢主管与待焊件之间使用，包括：封堵件、主杆、隔离伞组件和推拉组件，所述封堵件抵接于所述待焊件上，其上设有多个封堵出气口；所述主杆穿设于所述封堵件上，所述主杆的一端为充气进口，另一端为封闭端，靠近所述封闭端的所述主杆上设有充气出口，所述充气进口与所述封堵件之间设有弹性件；所述隔离伞组件设在所述封闭端上，以通过所述弹性件的弹性复位带动所述隔离伞组件打开后与所述主管内壁抵接，并形成待焊位置背面的充氩空间；所述推拉组件的一端套设于所述主杆上并与所述隔离伞组件转动连接，另一端自所述封堵出气口穿出并伸出预定距离，以通过拉动所述推拉组件使所述隔离伞组件闭合。

根据本发明的一个实施例，所述推拉组件包括连杆和和推拉环，所述推拉环套设于所述主杆上并可沿所述主杆移动，所述连杆的一端与所述推拉环连接，另一端穿出所述封堵出气口并形成推拉端，所述推拉端上设有推拉把手。

根据本发明的一个实施例，所述隔离伞组件包括伞骨和伞布，所述伞骨为多个，所述伞骨的一端与所述推拉环铰接，所述伞骨的另一端与所述伞布铰接，所述伞布的中心区域与所述封闭端连接。

根据本发明的一个实施例，所述主杆上设有限位凸起，所述限位凸起靠近所述充气出口设置。

根据本发明的一个实施例，所述封堵出气口其中的一个通过连接管与氧含量测量仪连接。

根据本发明的一个实施例，所述弹性件为弹簧结构。

根据本发明的一个实施例，所述封堵件为耐高温橡胶垫，所述耐高温橡胶垫与所述法兰抵接的一侧设有粘结层。

根据本发明的一个实施例，所述伞布为耐高温帆布。

根据本发明的一个实施例，所述待焊件为管座、法兰或管座与法兰三者其中的任意一种。

本发明还提供一种便于焊接管座或法兰使用的充氩工装的使用方法，包括以下步骤：

s1、将待焊管座或法兰放置于不锈钢主管的待焊位置,将伞骨和伞布闭合收紧，主杆的充气进口与充氩气管相连，将伞布侧插入待焊管座或法兰内并完全进入所述主管内；

s2、通过连杆推动推拉环并带动所述伞骨使所述伞布张开，将所述主杆往待焊管座或法兰外侧拉动，实现所述伞布与所述主管内壁贴合,打开充氩气管阀门对待焊区域背面充氩保护；

s3、对待焊管座或法兰进行组对和定位焊，松开弹簧结构，实现封堵件与待焊管座或法兰外口贴合，所述伞布与所述主管内壁贴合,在待焊焊缝坡口处粘贴不锈钢专用胶带，等待焊缝背面氧气含量达到要求后进行焊接；

s4、焊接完成后，关闭充氩气管阀门，断开充氩气管与所述充气进口的连接，将所述弹簧结构收紧，通过所述连杆拉动所述伞骨，完成所述伞布的闭合后将整个工装取出。

本发明的一种便于焊接管座或法兰使用的充氩工装及其使用方法，适用于不锈钢主管与管座、管座与法兰之间等的焊接施工，在充氩工装中，通过连杆推动推拉环并带动伞骨使伞布张开，将主杆往待焊管座或法兰外侧拉动，实现伞布与主管内壁贴合以形成主管待焊位置较小范围内的充氩空间，再由充气进口对充氩空间进行充气保护，焊接完成后，通过拉动连杆带动伞布闭合并取出工装，上述充氩工装的操作过程简单，降低了工装的施工难度和成本，提高了充氩效率，同时改善了现有技术中不锈钢主管和管座焊接或管座和法兰焊接时，需要在主管内部充氩气保护，且操作复杂、辅助时间长的问题,适合推广应用。

附图说明

图1是根据本发明的一种便于焊接管座或法兰使用的充氩工装的闭合状态结构示意图。

图2是根据本发明的一种便于焊接管座或法兰使用的充氩工装的打开工作状态结构示意图。

图3是图2中a-a方向示意图。

附图标记：1-封堵件；2-主杆；3-隔离伞组件；4-推拉组件；5-弹性件；6-氧含量测量仪；10-主管；11-封堵出气口；12-连接管；13-粘结层；21-充气进口；22-充气出口；23-限位凸起；31-伞骨；32-伞布；40-充氩气管；41-连杆；42-和推拉环；43-推拉把手；100-充氩空间。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，一种便于焊接管座或法兰使用的充氩工装，用在不锈钢主管10与待焊件之间使用，包括：封堵件1、主杆2、隔离伞组件3和推拉组件4，封堵件1抵接于待焊件上，其上设有多个封堵出气口11，用于对充氩空间100内的空气进行排放；主杆2穿设于封堵件1上，主杆2的一端为充气进口21，另一端为封闭端，靠近封闭端的主杆2上设有充气出口22，充气进口21与封堵件1之间设有弹性件5；隔离伞组件3设在封闭端上，以通过弹性件5的弹性复位带动隔离伞组件3打开后与主管10内壁抵接，并形成待焊位置背面的充氩空间100；推拉组件4的一端套设于主杆2上并与隔离伞组件3转动连接，另一端自封堵出气口11穿出并伸出预定距离，以通过拉动推拉组件4使隔离伞组件3闭合，其中需要理解的是，待焊件为管座20、法兰30或管座20与法兰30三者其中的任意一种。

本发明的一种便于焊接管座或法兰使用的充氩工装及其使用方法，适用于不锈钢主管10与管座20、管座20与法兰30之间等的焊接施工，在充氩工装中，通过连杆41推动推拉环42并带动伞骨31使伞布32张开，将主杆2往待焊管座20或法兰20外侧拉动，实现伞布32与主管10内壁贴合以形成主管10待焊位置较小范围内的充氩空间100，再由充气进口21对充氩空间100进行充气保护，焊接完成后，通过推动连杆41带动伞布32闭合并取出工装，上述充氩工装的操作过程简单，降低了工装的施工难度和成本，提高了充氩效率，同时改善了现有技术中不锈钢主管和管座焊接或管座和法兰焊接时，需要在主管内部充氩气保护，且操作复杂、辅助时间长的问题,适合推广应用。

如图1和图2所示，推拉组件4包括连杆41和和推拉环42，推拉环42套设于主杆2上并可沿主杆2移动，连杆41的一端与推拉环42连接，另一端穿出封堵出气口11并形成推拉端，推拉端上设有推拉把手43，便于连杆41的推拉操作，同时推拉把手43的截面直径大于封堵出气口11的直径，配合限位凸起23使用，防止连杆41的推动过度。

如图1和图2所示，隔离伞组件3包括伞骨31和伞布32，伞骨31为多个，伞骨31的一端与推拉环42铰接，伞骨31的另一端与伞布32铰接，伞布32的中心区域与封闭端连接，其中伞布32为耐高温帆布，需要理解的是，伞布32与主管10内壁贴合，配合管座20、法兰30内壁以及封堵件1的内壁共同构成了主管10待焊区域的小范围的充氩空间。

如图1和图2所示，主杆2上设有限位凸起23，限位凸起23靠近充气出口22设置，配合推拉把手43，共同对连杆41的推动距离起到限制作用，防止连杆41推动过度，降低操作难度。

如图2所示，封堵出气口11其中的一个通过连接管12与氧含量测量仪6连接，以对充氩空间100内的氧含量进行快速测量，使充氩空间100内氧含量能快速达到焊接不锈钢的要求。

如图1和图2所示，弹性件5为弹簧结构，其中弹簧结构为现有技术，在此不再赘述，需要理解的是，通过弹簧弹力实现打开的伞布32与主管10内壁贴合，封堵件1与管座20或法兰30贴合。

如图1和图2所示，封堵件1为耐高温橡胶垫，耐高温橡胶垫与法兰30抵接的一侧设有粘结层13，其中粘结层可选用胶带。

如图1至图3所示，一种便于焊接管座或法兰使用的充氩工装的使用方法，包括以下步骤：

s100、将待焊管座20或法兰30放置于不锈钢主管10的待焊位置,将伞骨31和伞布32闭合收紧，主杆2的充气进口21与充氩气管相连，将伞布32侧插入待焊管座20或法兰30内并完全进入主管10内；

s200、通过连杆41推动推拉环42并带动伞骨31使伞布32张开，将主杆2往待焊管座20或法兰30外侧拉动，实现伞布32与主管10内壁贴合,打开充氩气管阀门对待焊区域背面充氩保护；

s300、对待焊管座20或法兰30进行组对和定位焊，松开弹簧结构，实现封堵件1与待焊管座20或法兰30外口贴合，同时由于弹簧弹力将主杆2往外拉动，自动实现伞布32与主管10内壁的贴合，在待焊焊缝坡口处粘贴不锈钢专用纸胶带，防止充气空间100漏气，氩气通过充氩气管进入主杆2，从充气出口22进入充气空间100，空间内空气从封堵件1上的封堵出气口11排出，氧含量测量仪6从封堵件1上的封堵出气口11插入，快速检测待焊焊缝背面空间内氧气含量，使其能达到焊接不锈钢的要求（低于50ppm），等待焊缝背面氧气含量达到要求后进行焊接；

s4、焊接完成后，调节充氩气管40阀门适当减小气体流量，焊缝厚度完成6.4mm（或三层）以上后，关闭充氩气管阀门，断开充氩气管与主杆2的连接，将弹簧结构收紧，通过连杆41拉动伞骨31，实现伞布32的闭合，从而将整个工装取出。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。