利用气体扩散的焊接保护装置的制作方法

本发明涉及利用气体扩散的焊接保护装置，该焊接保护装置用于在焊缝上扩散保护气流从而防止构成该焊缝的材料的任何氧化。

本发明更具体地涉及用于在具有非直线形状的焊缝上扩散气流的装置。

背景技术：

在例如通过TIG(钨极惰性气体保护)焊或等离子弧焊接法焊接两个部件时，熔融材料受惰性气体保护从而防止其快速氧化。

一般而言，惰性气体由焊头供给，因而保护发生扩散的区域。

有时，有必要对刚刚形成并位于发生扩散的区域附近的焊缝部分进行保护。

这种保护由下述保护装置来实现，该保护装置覆盖焊缝的截面并且该保护装置通过跟随焊头而在焊缝上移动。

这种保护装置——通常被称为“马鞍(saddle)”——由长形元件构成，该长形元件在焊缝上方延伸并且该长形元件限定朝向焊缝敞开的腔，惰性气体通过该腔喷洒在焊缝上。

EP-A-0.452.213描述了一种设计成对平坦的或圆形的焊缝进行保护的保护装置。

该保护装置包括铰接至彼此的若干个元件，并且其中，该保护装置中的这些元件的相对位置在使用中被锁定以保持适合于待形成的焊缝的几何形状的构型。

因此，这种保护装置可以被用来焊接平的元件或者可以用于圆筒形元件的内部或外部的焊接。

然而，一些焊缝是按照既非直线也非圆形的几何形状形成的，这种保护装置不能应用于这些焊缝。

本发明意在提供一种能够适应任何焊缝几何形状的保护装置。

技术实现要素：

本发明涉及一种利用气体扩散的焊接保护装置，该焊接保护装置包括一个接一个地安装并铰接至彼此的若干个元件，并且该焊接保护装置根据元件的以下队列从前端向后端包括：意在容置焊头的前部元件、一个接一个地安装在前部元件后面的中间元件、安装在最后一个中间元件后面的后部元件，每个元件均包括向下敞开并朝向每个其他的相邻元件敞开的壳体，所有的壳体形成连接至气体供给源的气体扩散室，该焊接保护装置的特征在于，相邻的两个元件铰接至彼此并且所述相邻的两个元件相对于彼此自由枢转，而不管该保护装置的操作状况如何。

构成该保护装置的元件的铰接使这些元件相对于彼此的位置能够被改变并且这使得该保护装置能够被用于任何焊缝几何形状。

此外，没有元件的锁定使得在焊接时能够容易地使该保护装置的构型适合于该焊接。

优选地，所述相邻的两个元件通过回转连接部铰接至彼此，并且沿着任意方向相对于彼此自由枢转。

相邻的两个元件的回转连接部允许这两个元件沿各个方向相对地移动。

优选地，相邻的两个元件中的第一元件包括朝向所述相邻的两个元件中的第二元件敞开的半球状壳体并且该第二元件包括具有与第一元件的半球状壳体互补的半球形形状的插入部，并且所述插入部容置在第一元件的半球状壳体中。

优选地，每个中间元件的第一端包括半球状壳体并且所述中间元件的第二端包括半球状插入部。

优选地，前部元件包括将相邻的中间元件的插入部容置在内的半球状壳体，并且后部元件包括容置在相邻的中间元件的半球状壳体中的插入部。

优选地，该保护装置包括用于将每个元件的插入部保持在相邻元件的半球状壳体中的装置。

优选地，该保护装置包括至少一个联结成形的线缆，所述至少一个联结成形的线缆附接至前部元件和后部元件并且所述至少一个联结成形的线缆与每个中间元件配合，以防止元件相对于彼此的任何向前或向后的偏离。

优选地，该保护装置包括相对于彼此竖向偏移的两个线缆，每个线缆的每个端部均附接至前部元件或后部元件并且每个线缆的部段连接至中间元件。

本发明还涉及一种用于对两个部件的两个相对的边缘进行焊接的设备，该设备包括焊头和根据本发明的焊接保护装置，其中，焊头安装在焊接保护装置的前部元件上，并且该设备包括用于沿着待焊接的部件的相对的边缘引导保护装置的系统。

优选地，引导系统由布置在待焊接的部件的相对边缘的两侧的两个引导件构成，每个引导件均包括位于待焊接的部件的相对边缘附近的边缘，该边缘具有与待焊接的部件的所述边缘的轮廓类似的轮廓。

优选地，每个引导件的边缘均为倾斜的。

附图说明

在阅读以下详细的描述时，本发明的其他特点和优点将变得明显，将参照附图以理解以下详细描述，在附图中：

-图1是沿着根据本发明的焊接保护装置的竖向-纵向平面截取的截面图；

-图2是图1中所示的焊接保护装置的俯视图；

-图3是图1中所示的焊接保护装置的分解示意图；

-图4是沿着配备有图1和图2中所示的焊接保护装置的焊接设备的横向-竖向平面截取的截面图；

-图5是图4中所示的焊接设备的立体示意图，其中图示出了根据本发明的保护装置的侧引导件。

具体实施方式

为了描述本发明，将通过非限制性的示例的方式采用沿着附图中由V、L、T表示的参考坐标系的竖向取向、纵向取向和横向取向。

前后取向还将被用作纵向方向和体现在图1中的左右取向，并且上下取向被用作竖向方向和体现在图1中的自上而下的方向。

在附图中示出了焊接保护装置10，该焊接保护装置10意在于焊接过程期间保护将两个部件14连接至彼此的焊缝12(图4)。

保护装置10包括定位在焊缝12上方并且在形成焊缝12时沿着焊缝12移动的长形元件，以防止构成焊缝12的材料氧化。

保护装置10包括室16，室16在保护装置10的下部部分中敞开以通向焊缝。

这个室16被供给有诸如例如氦气或氩气之类的惰性气体，并且该惰性气体朝向焊缝12扩散，因此避免了熔融金属与来自环境空气的氧气的接触。

保护装置10意在实施成保护具有任意几何形状的焊缝，即直线焊缝或弯曲焊缝12，弯曲焊缝即圆形的焊缝或不定形式地弯曲的焊缝。

因此，保护装置10由铰接至彼此并且彼此跟随地布置从而形成队列的若干个元件。

因此，保护装置10包括位于保护装置10的第一端处的前部元件20或头部元件。

头部元件20与用于形成焊缝的焊头(未示出)相关联，并且头部元件20包括用于将其与焊接设备的附接部件连接的装置，以在焊接操作期间保持头部元件20就位。根据保护装置10的优选实施方式，头部元件20通过围绕焊头的主竖向轴线的枢转连接而连接至焊头。

头部元件20还包括梢端22和用于将室16连接至惰性气体供给装置的导管24。

保护装置10还包括中间元件26和后面的后部元件28，其中，中间元件26以一个跟随另一个的方式安装在头部元件20之后，后部元件28安装在最后一个中间元件26之后。

每个元件20、26和28均包括形成室16的一部分的中空壳体30。因此，元件20、26、28的壳体30朝向焊缝12向下敞开。

元件20、26、28的每个壳体30还朝向与形成有该壳体30的元件20、26、28相邻的每个元件20、26、28的壳体30敞开。因此，壳体30彼此连通并且形成构成室16的单个腔。

因此，中间元件26的壳体30向下、向前且向后敞开，而后部元件28的壳体向下且向前敞开。

后部元件28包括用于封闭其后端的横向-竖向背板36。

管状编织物32从头部元件20的导管24朝向其他元件26、28延伸。该管状编织物32对惰性气体而言是可透过的，这能够实现气体在所述元件26、28的壳体中的更好的扩散。

根据保护装置10的另外的实施方式，保护装置10不包括任何管状编织物32。气体在元件26、28的壳体中的扩散仅通过头部元件20的通向所述元件26、28的壳体的导管24实现。

保护装置10被制造成适合于待形成的焊缝的几何形状，即，适合于待焊接的部件的边缘的形状。

为此，保护装置10的每个元件20、26、28均以铰接的方式关联至与其相邻的每个元件20、26、28。

相邻的两个元件20、26、28的铰接件包括回转连接部，从而使两个元件均能够沿每个方向相对地移动。

这种铰接件包括半球状壳体38，该半球状壳体38形成在两个元件中的第一者中，并且半球状壳体38纵向地通向这两个元件中的第二者。该铰接件还包括插入部40，插入部40也具有半球形形状和与半球状壳体38的尺寸互补的尺寸，即具有相同的直径。

插入部40形成在所述两个元件中的第二者中并且插入部40朝向所述两个元件中的第一者定向。因此，插入部40容置在相关联的半球状壳体38内部并且插入部40能够绕其共同的中心自由旋转。

在本文中，根据附图中所示的实施方式，半球状壳体38纵向地向后敞开并且插入部40向前定向。

另外，在保护装置10中，每个中间元件26均在一个纵向端——在本文中为后纵向端——处包括半球状壳体38，并且每个中间元件26均在另一纵向端——在本文中为前纵向端——处还包括插入部40。

此外，所有的中间元件26都相同，即，中间元件26中的每一者均包括半球状壳体和插入部40。

前部元件20相应的仅包括半球状壳体38，半球状壳体38意在容置沿纵向方向位于最前面的中间元件的插入部40，并且后部元件包括容置在沿纵向方向位于最后面的中间元件的半球状壳体38中的插入部40。

元件20、26、28彼此配合地保持就位，即，每个插入部40均通过线缆42、44纵向地保持在相关联的半球状壳体38中。

每个线缆42、44均沿着保护装置10延伸并且每个线缆42、44均连接至每个元件。线缆42、44的每个端部均例如通过紧固螺钉46而附接至前部元件20或后部元件28。

第一线缆42在中间元件26上方延伸并且每个中间元件26均包括上承座48，上承座48是有孔的并且第一线缆42穿过上承座48。

第二线缆44延伸穿过保护装置10的每个元件、优选地穿过每个元件的壳体30。

因此，保护装置的所有元件都能沿着任意方向相对于彼此自由枢转，这使保护装置10能够在焊接部件14的步骤期间的任何时候呈任意构型。

因此，当保护装置10变形时，这意味着，这些元件中的一些元件或所有元件相对于彼此枢转，两个线缆42、44中的任一线缆自由地变形，而另一个线缆42、44保持张紧，从而防止元件26、28的每个插入部40从相关联的半球状壳体38中脱离出来。

根据保护装置10的替代性实施方式，相邻的两个元件20、26、28的铰接件包括由枢轴铰链，从而使所述相邻的两个元件绕枢转轴线相对于彼此自由地枢转。

根据该替代性方案的第一实施方式，枢转轴线是竖向的，这使得具有弯曲焊缝的平坦表面能够被焊接。

根据该替代性方案的第二实施方式，枢转轴线为水平的，这使得弯曲的部件14能够被焊接。

由于保护装置10的元件20、26、28相对于彼此自由移动，因此优选的是，在保护装置相对于待焊接的部件14运动期间沿着焊缝12引导元件20、26、28。这使得可以避免元件20、26、28接触焊缝并且这还优化了保护。

这种方案在既非直线也非圆形的焊缝(例如，正弦形的或螺旋形的焊缝)的情况下是特别有利的。

图4和图5中所示的设备包括用于沿着焊缝12引导保护装置10的系统50。

该引导系统50由两个侧引导件52构成，这两个侧引导件52设置在待焊接的两个部件14的相对的边缘14a的两侧，焊缝形成在所述边缘14a处。

这些引导件52在本文中包括两个板，在这两个板中的每一者上均安装有待焊接的部件，并且其中，引导件52的边缘54位于待焊接的相关联的部件14的边缘14a附近并且与该边缘14a有一段距离。

待焊接的部件14的边缘14a与和其相关联的引导件52的边缘54之间的这个距离根据保护装置的宽度来限定。这使得引导件52的相对的边缘54之间的距离大致等于保护装置10的宽度。

引导件52的边缘54与相关联的部件14的边缘14a之间的距离在待焊接的边缘14a处是恒定的。

因此，如先前所提到的，在部件14的边缘14a是非直线的情况下，对于非直线形的焊缝12，引导件52的边缘54也是非直线的并且由此具有与部件14的边缘14a相同的轮廓，并且因此边缘54具有与将形成的焊缝12相同的曲率。

因此，为了促进对保护装置的引导，引导件52的边缘54是倾斜的。