能够拍摄水下电弧并模拟不同水深的自动平焊装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够拍摄水下电弧并模拟不同水深的自动平焊装置，该装置的机架设在焊接压力舱内，机架上设有相互啮合的滑动轨道和滑动导轮，可使机架平行进出焊接压力舱；焊条/焊枪垂直送进机构通过螺栓固定在机架的顶部，焊条/焊枪夹具是固定在焊条/焊枪垂直送进机构的移动滑块上，机架的底部依次设有水平二维运动x方向平台、水平二维运动y方向平台，水槽设置在水平二维运动x方向平台上。有益效果是可以对水下焊接过程中熔滴过渡、电弧形态及熔池行为进行高速摄像，既可以模拟水下湿法与局部干法焊接；又可以模拟高压干法焊接。焊接压力舱最大设计压力为3Mpa，实现300m水深的水下湿法、局部干法与高压干法焊接。
【专利说明】能够拍摄水下电弧并模拟不同水深的自动平焊装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及水下焊接设备，特别是一种能够拍摄水下电弧并模拟不同水深的自动
平焊装置。
【背景技术】
[0002]为了满足人类对资源的需求，海洋资源开采的力度将会越来越大，海洋上开采资源的构筑物也会逐渐增多，然而所有的海洋构筑物都不可能一直进行使用，水下构筑物焊接结构不但要承受工作载荷，还要抵抗海水环境下的各种附加载荷。在这种条件下，焊接结构很容易产生疲劳破坏、脆性断裂或应力腐蚀开裂。为了维护和维修海洋构筑物，水下焊接技术越来越重要，得到了国内外许多焊接工作者的关注。同时，水下焊接的工作量和技术需要也越来越强烈。
[0003]为模拟不同水深的水下焊接试验，需要在压力舱内进行，并且要求自动化焊接。目前，用于水下高压试验的压力舱在国外数见不鲜。英国Cranfield大学海洋工程中心的Hyperweld250Simulator ;巴西CENPES中心的水下高压焊接舱；德国GKSS中心的高压焊接试验舱。国内哈尔滨焊接研究所HSC-2模拟水下焊接试验舱，最大工作压力为3Mpa ;北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心设计建造了压力为1.5MPa的高压焊接试验装置。
[0004]通过对不同水深水下焊接过程中熔滴过渡、电弧形态及熔池行为开展视觉检测和理论研究，从焊缝成形、电弧物理及焊接冶金机理角度对研制新型焊接材料、改进焊接工艺和提高焊接质量提供数据支持和理论指导。这就要求高速摄像机与电弧位置相对固定，工件进行移动，从而完成焊接操作。但是目前国内外未见有满足上述要求的压力舱水下自动焊接装置。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中结构上的不足，本发明的目的在于提供一种能够拍摄水下电弧并模拟不同水深的自动平焊装置，可以对不同水深水下焊接过程中熔滴过渡、电弧形态及熔池行为进行高速摄像，用于水下湿法、局部干法以及高压干法焊接工艺研究。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种能够拍摄水下电弧并模拟不同水深的自动平焊装置，其中:该装置包括有焊接压力舱、机架、焊条/焊枪垂直送进机构、焊条/焊枪夹具、水槽、水平二维运动X方向平台、水平二维运动y方向平台、舱内全局摄像头、闻速摄像机；
[0007]所述机架设在焊接压力舱内，机架上设有相互啮合的滑动轨道和滑动导轮，可使机架平行进出焊接压力舱；焊条/焊枪垂直送进机构通过螺栓固定在机架的顶部，焊条/焊枪夹具是固定在焊条/焊枪垂直送进机构的移动滑块上，机架的底部依次设有水平二维运动X方向平台、水平二维运动y方向平台，水槽设置在水平二维运动X方向平台上。
[0008]本发明的效果是:
[0009]1.本发明提供一种能够拍摄水下电弧的自动平焊装置，可以对水下焊接过程中熔滴过渡、电弧形态及熔池行为进行高速摄像。
[0010]2.本发明在水平二维运动平台上放置一水槽，将工件浸泡在其中，在水中施焊，可以模拟水下湿法与局部干法焊接；将水槽撤掉，工件直接放在平台上，可以模拟高压干法焊接。
[0011]3.本发明提供一种能够模拟不同水深的自动平焊装置，焊接压力舱最大设计压力为3Mpa，可以实现最深300m水深的水下湿法，局部干法与高压干法焊接。
[0012]4.焊条或焊枪垂直送进机构与水平二维运动平台中的运动机构均采用丝杠传动，精确度高，误差不超过±0.5_，稳定性好，并设置安装了光栅尺定位装置，可实时控制与显示当前位置、运动速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1自动平焊装置的主视图；
[0014]图2自动平焊装置的侧视图。
[0015]图中:
[0016]1、焊接压力舱 2、机架 3、焊条/焊枪垂直送进机构
[0017]4、焊条/焊枪夹具5、水槽6、工件水平7、二维运动X方向平台
[0018]8、水平二维运动y方向平台 9、舱内全局摄像头10、高速摄像机
【具体实施方式】
[0019]结合附图对本发明的能够拍摄水下电弧并模拟不同水深的自动平焊装置结构加以说明。
[0020]如图1、2所示，本发明的一种能够拍摄水下电弧并模拟不同水深的自动平焊装置，该装置包括有焊接压力舱1、机架2、焊条/焊枪垂直送进机构3、焊条/焊枪夹具4、水槽5、水平二维运动X方向平台7、水平二维运动y方向平台8、舱内全局摄像头9、高速摄像机10 ；
[0021]所述机架2设在焊接压力舱I内，机架2上设有相互啮合的滑动轨道和滑动导轮，可使机架2平行进出焊接压力舱I ;所述焊条/焊枪垂直送进机构3通过螺栓固定在机架2的顶部，焊条/焊枪夹具4固定在焊条/焊枪垂直送进机构3的移动滑块上，机架2的底部依次设有水平二维运动X方向平台7、水平二维运动y方向平台8，水槽5设置在水平二维运动X方向平台7上；舱内全局摄像头9、高速摄像机10安装在机架2上。
[0022]本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0023]如图1、2所示，在焊条/焊枪夹具4处将焊条/焊枪固定住，将工件6放置盛有定量水的水槽5中。通过调节焊条/焊枪送进机构、水平二维运动X方向平台7、水平二维运动y方向平台8进行焊前对中，并调节舱内全局摄像头9、高速摄像机10至恰当位置。将机架2整体推进焊接压力舱1，封盖，进行打压。根据试验要求，调节舱内压强即0.1MPa代表IOm水深，根据不同试验要求改变压强值，焊接工艺参数及焊接辅助设备，如高速摄像系统、电信号采集系统、光谱信号采集系统等参数，准备就绪方可焊接。
【权利要求】
1.一种能够拍摄水下电弧并模拟不同水深的自动平焊装置，其特征是:该装置包括有焊接压力舱(I)、机架(2)、焊条/焊枪垂直送进机构(3)、焊条/焊枪夹具(4)、水槽(5)、水平二维运动X方向平台(7)、水平二维运动y方向平台(8)、舱内全局摄像头(9)、高速摄像机(10)； 所述机架(2)设在焊接压力舱(I)内，机架(2)上设有相互啮合的滑动轨道和滑动导轮，可使机架(2)平行进出焊接压力舱(I);所述焊条/焊枪垂直送进机构(3)通过螺栓固定在机架(2)的顶部，焊条/焊枪夹具(4)固定在焊条/焊枪垂直送进机构(3)的移动滑块上，机架(2)的底部依次设有水平二维运动X方向平台(7)、水平二维运动y方向平台(8)，水槽(5)设置在水平二维运动X方向平台(7)上；舱内全局摄像头(9)、高速摄像机(10)安装在机架(2)上。
【文档编号】B23K9/133GK103447659SQ201310362655
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】王保祥, 程方杰, 王东坡, 高文斌, 任成龙 申请人:天津大学