用于金属夹层结构件壁板焊接的局部气体保护装置及方法与流程

本发明涉及焊接气体保护领域，具体地说是一种用于金属夹层结构件壁板焊接的局部气体保护装置及方法。

背景技术：

目前，采用弧焊、激光焊等方法焊接修补金属夹层结构件的壁板局部缺陷时，采用面纱等物质在夹层通道的焊接修补位置背面区域阻塞形成一个局部近似封闭空间，然后采用导气管将保护气体输入到封闭空间，在背面区域局部空间会形成一个气体保护氛围，从而防止焊接修补过程中背面氧化，影响焊接修补质量。

现有技术中采用面纱局部阻塞方法在金属夹层结构件的夹层通道建立背面局部封闭空间的操作过程繁琐，而且当夹层结构件的通道空间较大时，往往局部封闭空间的效果不好，导致背面区域的气体保护效果差。另外，当夹层结构件壁板的焊接修补位置处于通道深处的位置，采用的目前的面纱局部阻塞方法操作实施困难。

技术实现要素：

本发明的目的就是解决以上技术中存在的问题，并为此提供一种用于金属夹层结构件壁板焊接的局部气体保护装置及方法。该装置通过在夹层结构件的壁板焊接修补时，可以方便地放置于夹层通道中对应的壁板焊接修补位置，能够在该位置背面建立有效的气体保护气氛，从而防止焊接修补时背面出现氧化现象。该装置既适合于窄通道空间的金属夹层结构件的壁板焊接修补，又适合于宽通道空间的金属夹层结构件的壁板焊接修补。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术解决方案：

一种用于金属夹层结构件壁板焊接的局部气体保护装置，包括外套、散气板、丝团、垫块、进气管、气囊、内垫板，所述外套为可变形的袋状物，外套位于散气板一侧并与散气板构成腔室，所述散气板上分布有若干散气孔，所述内垫板置于外套的腔室内，所述丝团置于外套的腔室内散气板与丝团之间，所述进气管穿过外套进入腔室内，所述进气管位于外套腔室内的部分设有分气孔，所述气囊置于外套与内垫板之间，所述气囊的充气通道穿过外套，所述散气板外侧设有垫块，通过充气通道对气囊充气使得外套的腔室变大，使垫块和外套分别压紧夹层两边的壁板。

作为优选，所述散气板的形状为长方形。

作为优选，所述垫块的数量为4个，分布在散气板的四个角，垫块高度为0.5mm～5mm。

作为优选，所述散气板上散气孔的孔径为0.5mm～2.0mm，散气孔间距为5mm～15mm；所述进气管上分气孔的孔径为0.5mm～2.0mm，分气孔间距为5mm～15mm。

作为优选，所述丝团采用不锈钢材质。

作为优选，所述散气板的材质采用铜合金。

作为优选，所述外套的材质采用铝箔。

一种用于金属夹层结构件壁板焊接的局部气体保护方法，采用上述装置进行气体保护，包括以下步骤：

将扁平状态的上述装置，放置到裂纹所对应的通道位置，使得裂纹位于散气板中心区域，之后向气囊中充气，外套膨胀使得散气板被挤压，与裂纹所在区域的壁板背面接近，垫块与壁板背面贴合，散气板与壁板背面的间距是垫块的高度，通过进气管向外套的腔室中充入氩气后，采用手工氩弧焊对裂纹进行焊接修补。

作为优选，所述充入氩气的流量为10～20l/min。

作为优选，充入氩气1～8分钟后，采用手工氩弧焊对裂纹进行焊接修补。

传统方法采用面纱局部阻塞方法在夹层结构件夹层通道建立局部气体保护空间的操作过程繁琐，而且保护效果不稳定。与之相比，本发明专利为一个完整的独立保护装置，能够快速便捷地放置于通道背面，在需要保护的区域建立稳定、可靠的局部保护气氛。本结构创新之处及有益效果在于：第一，该装置可以自由调节保护气体流出量以及气体流出的均匀程度。该发明中，通过调节气囊内空气压力获得膨胀体积对不锈钢丝团产生可调节的挤压程度，以获得不锈钢丝团内部不同的间隙致密度。通过调节不锈钢丝团内部间隙致密度，既可以实现对保护气体流出量进行自由调节，由可以对保护气体流出的均匀性进行调节控制。由此可以实现在较大流量的保护气体输入条件下，通过控制不锈钢丝团内部间隙致密度，提高在保护区域的气体流出量和流出的均匀性，从而避免在各种传统保护方法中存在的当保护气体流量过大时，导致修补位置的焊缝背面成形质量变差的问题。第二，本结构中，采用气囊的充放气方式实现不同的膨胀体积量，结合柔性的密封外套，可以使得该保护装置适应于各种空间尺寸差异较大的夹层通道，既可应用于窄通道空间的壁板焊接修补的背面保护，又可应用于宽通道空间的壁板焊接修补的背面保护。

附图说明

图1是本发明一种用于金属夹层结构件壁板焊接的局部气体保护装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作以详细说明。

如图1所示，本发明一种用于金属夹层结构件壁板焊接的局部气体保护装置，包括外套1、散气板5、丝团4、垫块6、进气管7、气囊2、内垫板3，所述外套1为可变形的袋状物，外套1位于散气板5一侧并与散气板5构成腔室，所述散气板5上分布有若干散气孔，所述内垫板3置于外套1的腔室内，所述丝团4置于外套1的腔室内散气板5与丝团4之间，所述进气管7穿过外套1进入腔室内，所述进气管7位于外套1腔室内的部分设有分气孔，所述气囊2置于外套1与内垫板3之间，所述气囊2的充气通道9穿过外套1，所述散气板外侧设有垫块6，通过充气通道9对气囊2充气使得外套1的腔室变大，使垫块6和外套1分别压紧夹层两边的壁板8。

作为优选，所述散气板5的形状为长方形，或者正方形。

作为优选，所述垫块6的数量可以为4个，分布在散气板5的四个角，垫块6高度可以为0.5mm～5mm。

作为优选，所述散气板5上散气孔的孔径为0.5mm～2.0mm，散气孔间距为5mm～15mm；所述进气管7上分气孔的孔径为0.5mm～2.0mm，分气孔间距为5mm～15mm。

丝团4可采用现有技术中多种常规材料，只要具有一定的弹性和弹力，作为优选，所述丝团4采用不锈钢材质。通过调节气囊膨胀，改变不锈钢丝团的内部间隙致密度，从而达到调节保护气体流出量和均匀性的目的。

散气板5可采用现有技术中多种常规材料，作为优选，所述散气板5的材质采用铜合金。

所述外套1的材质也有多种选择，只要能实现变形的柔性材料即可，作为优选，所述外套1的材质采用铝箔。

一种用于金属夹层结构件壁板焊接的局部气体保护方法，采用上述装置进行气体保护，其方法通过下面的实施例进行进一步阐释。

实施例1：钛合金夹层结构件，壁板厚度1.2mm，夹层通道的空间高度10mm，在结构的外壁板上存在一个长度10mm的裂纹，裂纹位于夹层结构件的平直段区域。采用氩弧焊从外侧对外壁板上的裂纹进行焊接修补。将本发明专利的气体保护装置放气压成扁平状态，放置到裂纹所对应的通道位置，使得裂纹位于散气板5中心区域，之后向气囊2中充气，外套1膨胀使得散气板5被挤压，与裂纹所在区域的壁板背面贴合，向外套中充氩气，氩气流量始终保持在10l/min，充气1分钟之后，采用手工氩弧焊对裂纹进行焊接修补，氩弧焊的焊接参数为：焊接电流70a，焊枪保护气体15l/min。经过焊接修补的焊缝背面呈金属光泽，没有出现氧化现象。

实施例2：不锈钢夹层结构件，壁板厚度1.0mm，夹层通道的空间高度20mm，在夹层结构件的弧度为690mm的外壁板上存在一个长度20mm的裂纹。采用氩弧焊从外侧对外壁板上的裂纹进行焊接修补。将本发明专利的气体保护装置放气压成扁平状态，放置到裂纹所对应的通道位置，之后向气囊2中充气，外套1膨胀使得散气板5被挤压，与裂纹所在区域的壁板背面贴合，向外套1中充氩气，氩气流量始终保持在20l/min，充气5分钟之后，采用手工氩弧焊对裂纹进行焊接修补，氩弧焊的焊接参数为：焊接电流50a，焊枪保护气体15l/min。经过焊接修补的焊缝背面呈金属光泽，没有出现氧化现象。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。