的固定挡圈，焊条水平放置在固定台7上，通过两个固定挡圈限制焊条上下左右的运动，通过固定台7约束焊条行动轨迹，由电机4带动丝杠5推动焊条以熔化速度向右运动，以保证电弧稳定燃烧，电机4运动使焊条前进和钢板8接触引弧，然后向左运动，完成引弧过程，最后焊条以熔化速度前进，这样避免熔滴过渡对焊接稳定过程的影响。
[0031]如图1所示，钢板8上电弧气腔9的上方设置有挡网11，可以阻止气泡大量上浮，使气泡稳定在电弧位置。
[0032]由于采集的气体是高温气体并含有水蒸气，因此采气管10由玻璃材料制成，且采气管10的表面涂敷有保温隔热涂料，气体管道也包裹保温隔热材料，保证气体采集过程中水蒸气不会受周围水的冷却而液化，从而影响分析电弧区气氛的比例，密封水箱2由钢化玻璃制成，以保证能够承受足够的压力以及随时观察到实验的情况。
[0033]如图3所示，气体收集器17上开有用于插入钨棒的内层通孔，内层通孔外采用玻璃胶18密封，玻璃胶18外测罩有外层罩扣19，外层罩扣19上与内层通孔对应处开有外层通孔。
[0034]如图1所示，第一压力控制器I上与密封水箱2的连接处安装有第一压力表3，气体收集器17与第二压力控制器15之间安装有第二压力表16，气体瓶阀门14-1的出气端安装有第三压力表13。
[0035]本发明的工作原理如下:以h米水深环境下的模拟试验为例
[0036]海水的密度P为1.03X 103kg/m3，重力加速度g为9.8N/kg，则压强P = Pgh =
1.03X 103kg/m3X9.8N/kgXh ?0.01*h Mpa
[0037]I)设定第一压力控制器I为0.01*h Mpa,第二压力控制器15为0.01*h Mpa ；
[0038]2)打开第一阀门1-6，关闭第二阀门15-1、采气管阀门10_1，打开第一加热器阀门12-1、第二加热器阀门12-2、收集器进气阀门17-1、收集器出气阀门17-3、气体瓶阀门14-1，开始通氩气三分钟，排出气体收集器17、加热器12和气体管道中的空气；
[0039]3)关闭收集器出气阀门17-3、收集器进气阀门17-1，打开采气管阀门10_1，继续通氩气五分钟，清除采气管10中的水；
[0040]4)关闭第一阀门1-6，加热器12开始加热，加热温度170摄氏度以上，继续通氩气十分钟以上，使密封水箱2内达到设定的压力，并清除采气管10管壁的水；
[0041]5)打开第二阀门15-1、收集器出气阀门17-3，直到活塞达到气体采集器17的最左端，为收集电弧气体作准备；
[0042]6)焊条9开始焊接，依次关闭收集器出气阀门17-3，第二阀门15_1，第二加热器阀门12-2、第一加热器阀门12-1、气体瓶阀门14-1，关闭加热器12，打开收集器进气阀门17-1 ；
[0043]7)当收集到一定量的气体后，关闭收集器进气阀门17-1，依次打开气体瓶阀门14-1、第二阀门15-1、收集器出气阀门17-3，活塞达到最左端后依次关闭阀收集器出气阀门17-3、第二阀门15-1、气体瓶阀门14-1，打开收集器进气阀门17-1 ;
[0044]8)重复步骤7三次，减少氩气占采集电弧气氛气体的比例；
[0045]9)收集到足够的气体后关闭采气管阀门10-1、收集器进气阀门17-1，气体收集器17中的气体即为需要分析的气体；
[0046]10)关闭第一压力控制器1、第二压力控制器15，打开第一阀门1-6，清理实验设备。
[0047]本发明能够模拟水下高压的环境，使焊条在水下稳定燃烧，并完成电弧燃烧气体的收集；通过反复收集并排出气体收集器17内收集的气体，能够减少惰性气体对电弧燃烧气体的干扰；气体收集完毕后，能够在气体收集器17内直接进行电弧环境下的还原实验，避免收集的气体在转移过程中混入其余气体。
[0048]以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种水下高压电弧气腔气体采集装置，其特征在于:它由电弧气产生装置和电弧气收集装置组成，所述的电弧气产生装置包括密封水箱(2)、钢板(8)和用于固定焊条的固定台(7)，所述的固定台(7)和钢板(8)均固定在密封水箱(2)的底部，密封水箱(2)的顶部通过气体管道连通有第一压力控制器(I)，第一压力控制器(I)上安装有第一阀门(1-6)，所述的电弧气收集装置包括通过气体管道依次连通的采气管(10)、气体收集器(17)和第二压力控制器(15)，采气管(10)插入密封水箱(2)内，并使采气管(10)的进气口延伸到电弧气腔(9)内，所述的第二压力控制器(15)与一惰性气体瓶(14)连通，惰性气体瓶(14)的出气口安装有气体瓶阀门(14-1)。2.根据权利要求1所述的水下高压电弧气腔气体采集装置，其特征在于:所述的第一压力控制器⑴和第二压力控制器(15)均由控制器管道(1-5)、旋钮(1-1)、弹簧(1-2)和平衡球(1-3)组成，控制器管道(1-5)与气体管道相连通，控制器管道(1-5)上与气体管道连通处设有控制器阀门(1-4)，旋钮(1-1)设置在控制器管道(1-5)的顶部，弹簧(1-2)的一端连接在旋钮(1-1)上，另一端与平衡球(1-3)连接。3.根据权利要求1或2所述的水下高压电弧气腔气体采集装置，其特征在于:所述的气体收集器(17)中设置有活塞，活塞从左端移动到右端完成气体的一次收集。4.根据权利要求3所述的水下高压电弧气腔气体采集装置，其特征在于:在所述的气体收集器(17)和第二压力控制器(15)的两端并联连通有加热器(12)，加热器(12)的两端分别设有第一加热器阀门(12-1)和第二加热器阀门(12-2)，所述的采气管(10)的出口处设有采气管阀门(10-1)。5.根据权利要求4所述的水下高压电弧气腔气体采集装置，其特征在于:所述的气体收集器(17)的左端设有一个收集器进气阀门(17-1)和一个单向阀(17-2)，单向阀(17-2)上连接有收集器出气阀门(17-3)，气体收集器(17)的左端通过收集器进气阀门(17-1)与采气管(10)连通，气体收集器(17)的右端与第二压力控制器(15)连通，第二压力控制器(15)的右端设有第二阀门(15-1)。6.根据权利要求1所述的水下高压电弧气腔气体采集装置，其特征在于:所述的密封水箱(2)内固定有丝杠(5)，丝杠(5)的一端与电机(4)连接，丝杠(5)上通过螺纹连接有连接杆出)，焊条安装在连接杆出)的下端，固定台(7)上设有用于限制焊条上下左右运动的固定挡圈。7.根据权利要求1或6所述的水下高压电弧气腔气体采集装置，其特征在于:所述的钢板(8)上电弧气腔(9)的上方设置有挡网(11)。8.根据权利要求1或4或5所述的水下高压电弧气腔气体采集装置，其特征在于:所述的采气管(10)由玻璃材料制成，且采气管(10)的表面涂敷有保温隔热涂料，所述的密封水箱(2)由钢化玻璃制成。9.根据权利要求3所述的水下高压电弧气腔气体采集装置，其特征在于:所述的气体收集器(17)上开有用于插入钨棒的内层通孔，内层通孔外采用玻璃胶(18)密封，玻璃胶(18)外测罩有外层罩扣(19)，外层罩扣(19)上与内层通孔对应处开有外层通孔。10.根据权利要求1所述的水下高压电弧气腔气体采集装置，其特征在于:所述的第一压力控制器(I)上与密封水箱(2)的连接处安装有第一压力表(3)，所述的气体收集器(17)与第二压力控制器(15)之间安装有第二压力表(16)，所述的气体瓶阀门(14-1)的出气端安装有第三压力表(13)。
【专利摘要】本发明公开了一种水下高压电弧气腔气体采集装置，它由电弧气产生装置和电弧气收集装置组成，所述的电弧气产生装置包括密封水箱、钢板和用于固定焊条的固定台，所述的固定台和钢板均固定在密封水箱的底部，密封水箱的顶部通过气体管道连通有第一压力控制器，第一压力控制器上安装有第一阀门，所述的电弧气收集装置包括通过气体管道依次连通的采气管、气体收集器和第二压力控制器，采气管插入密封水箱内，并使采气管的进气口延伸到电弧气腔内，所述的第二压力控制器与一惰性气体瓶连通，惰性气体瓶的出气口安装有气体瓶阀门。本发明能够模拟水下焊接环境，收集电弧气腔内的气体以便对其成分进行分析。
【IPC分类】G01N1/24
【公开号】CN105004583
【申请号】CN201510518508
【发明人】田松亚, 田彦, 王磊
【申请人】河海大学常州校区
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月21日