一种堆焊使用工件旋转式的水冷装置的制作方法

本实用新型涉及堆焊加工领域，尤其涉及一种堆焊使用工件旋转式的水冷装置。

背景技术：

堆焊加工根据设备的条件分为工件旋转式与工件非旋转式2种，在旋转式堆焊加工时，由于工件在持续的运动，外部冷却工装很难匹配。另外目前在石油化工，航空航天等领域中涉及大量的特种管道，具有耐腐蚀耐高温特性；某些位置的管道壁较厚，在焊接过程中由于管材壁厚薄不一，要求堆焊材料性能高；薄壁管道堆焊容易导致以下问题：

1、堆焊温度高，管道堆焊加工是长时间持续不断的焊接过程，在此过程中，工件的温度随着时间的推移而上升，管道越薄温度上升得就越快。在高温时工件焊接参数比低温时会高很多，使融化母材量的稀释率上升，影响堆焊材料的性能。此外，薄壁管道堆焊时，母材在高温的停留时间越长，对其本身的性能影响就越大，如热影响区硬度低，抗裂性差，韧性低，塑形差等。

2、焊接变形，管道焊接是整体式焊接，焊接时间达2-8小时，焊接时管道的温度越高，焊接变形就越大。如果在管道堆焊过程中没有进行冷却，那么在管道整体堆焊完后的温度会很高，需要消耗大量时间用于控制层间温度，等层间温度稳定后再施焊。在这个冷却过程中，管道会受到不均匀的冷却，对焊接变形有着很大的影响。此外，多层焊接时，一层堆焊完后的变形较大会对后续的加工带来困难。

3、焊接效率低成本高，在焊接试板过程中，影响因素较多，大部分的因素都是焊接热量所致，因此在堆焊试板过程中要不断的控制温度，如层间温度，道间温度等，此过程会占用大部分时间去冷却工件，人员设备成本会较高。

4、薄壁管道堆焊成型难，管道内部一般不机加工，对焊接成型表面的平整度要求高，一般要求0.5mm。在高温持续堆焊时，金属的流动性会随着温度的升高而变好，堆焊材料的流动性影响焊后成型，由此造成设定的焊接参数随着温度的变化而变得不适用，导致焊缝成型变差，出现焊瘤等现象。

5、设备损坏，针对小口径的管道内壁堆焊时，持续的升温对焊枪的负荷会较大。主要是焊枪内部的非金属的配件会损坏，导致漏水等问题。

技术实现要素：

实用新型目的：针对现有技术的不足与缺陷，本实用新型提供一种能够有效控制温度、变形及提高焊接效率、降低成本的堆焊使用工件旋转式的水冷装置。

技术方案：本实用新型的一种堆焊使用工件旋转式的水冷装置，其特征在于：包括水冷部分、划架部分、收水部分与过滤部分；所述水冷部分包括制冷水箱且制冷水箱外侧顶部设有出水端并在外侧底部设有进水管；所述出水端、软管、水管接头I、内部软管、水管接头II、转接头、宝塔阀门与铜管依次连接；

所述划架部分包括底板、竖梁与横梁；所述底板底部设有若干个万向轮架且底板顶部设有固定柱；所述万向轮架与轮子活动连接；所述竖梁套在固定柱上方并通过侧部的竖梁固定螺丝进行竖梁与固定柱的连接，竖梁与横梁表面设有齿轮槽且竖梁与横梁之间通过上下移动装置、左右移动装置垂直交叉连接；所述上下移动装置与左右移动装置连接且上下移动装置套在竖梁外部并通过上下调节旋钮在齿轮槽内进行上下移动，上下移动装置通过侧部的若干个上下调节锁紧螺丝与竖梁活动连接；所述左右移动装置套在横梁外部并通过左右调节旋钮在齿轮槽内进行左右移动，左右移动装置通过侧部的若干个左右调节锁紧螺丝与横梁活动连接；所述横梁为中空结构并在内部设有内部软管且横梁一端与水管接头I连接并在另一端与水管接头II连接；

所述收水部分包括上收水槽、下收水槽与工件放置平台并在上收水槽、下收水槽底部分别设有上收水口与下收水口；所述工件放置平台位于上收水槽中部用于放置工件，工件放置平台及上收水槽底部与转台的转盘连接；所述下收水槽为拼装式收水槽且拼接处设有连接胶垫，下收水槽位于转盘下方并包裹转台的台体且下收水槽下方对应台体位置设有固定架；所述转台的台体内部设有转动轴；

所述过滤部分包括依次连接的外部软管、一级过滤器、中间软管I、二级自吸过滤泵、中间软管II、三级过滤器与中间软管III且外部软管与下收水口连接、中间软管III与进水管连接；所述一级过滤器的滤网的目数为20～50，二级自吸过滤泵的滤网的目数为50～70，三级过滤器的滤网的目数为70～100。

其中，所述的制冷水箱的温度控制在24℃～26℃，水流量控制在4.5L/min～5.5L/min。

其中，所述的上下调节旋钮与左右调节旋钮的钮杆上设有齿轮且齿轮的尺距与对应齿轮槽的槽距相同。

其中，所述的底板底部的4个角部设有万向轮架且万向轮架设有与轮子对应的制动装置。

其中，所述的下收水槽底部设有备用下收水口。

其中，所述的一级过滤器设有排渣开关I，二级自吸过滤泵设有排渣开关II，三级过滤器设有排渣开关III。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下显著优点：本实用新型能够有效控制焊接温度，或因温度造成变形问题，且操作简单，使用方便，能够提高焊接效率，具有可循环使用等特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的A向结构示意图；

图3为本实用新型的B向结构示意图；

图4为本实用新型的C向结构示意图；

图5为本实用新型的A-A剖面结构示意图；

图6为本实用新型的B-B剖面结构示意图；

图7为本实用新型的C-C剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步的描述。

实施例：

本实施例的一种堆焊使用工件旋转式的水冷装置，包括水冷部分、划架部分、收水部分与过滤部分；水冷部分包括制冷水箱1且制冷水箱1外侧顶部设有出水端2并在外侧底部设有进水管35；出水端2、软管3、水管接头I4、内部软管44、水管接头II14、转接头16、宝塔阀门15与铜管17依次连接；制冷水箱1的温度控制在24℃～26℃，水流量控制在4.5L/min～5.5L/min；划架部分包括底板11、竖梁5与横梁6；底板11底部设有万向轮架12且底板11顶部设有固定柱39；万向轮架12与轮子13活动连接；竖梁5套在固定柱39上方并通过侧部的竖梁固定螺丝36进行竖梁5与固定柱39的连接，竖梁5与横梁6表面设有齿轮槽且竖梁5与横梁6之间通过上下移动装置7、左右移动装置8垂直交叉连接；上下移动装置7与左右移动装置8连接且上下移动装置7套在竖梁5外部并通过上下调节旋钮9在齿轮槽内进行上下移动，上下移动装置7通过侧部的若干个上下调节锁紧螺丝10与竖梁5活动连接；左右移动装置8套在横梁6外部并通过左右调节旋钮37在齿轮槽内进行左右移动，左右移动装置8通过侧部的若干个左右调节锁紧螺丝38与横梁6活动连接；横梁6为中空结构并在内部设有内部软管44且横梁6一端与水管接头I4连接并在另一端与水管接头II14连接；上下调节旋钮9与左右调节旋钮37的钮杆上设有齿轮且齿轮的尺距与对应齿轮槽的槽距相同；底板11底部的4个角部设有万向轮架12且万向轮架12设有与轮子13对应的制动装置；收水部分包括上收水槽19、下收水槽22与工件放置平台40并在上收水槽19、下收水槽22底部分别设有上收水口20与下收水口23；工件放置平台40位于上收水槽19中部用于放置工件18，工件放置平台40及上收水槽19底部与转台21的转盘43连接；下收水槽22为拼装式收水槽且拼接处设有连接胶垫42，下收水槽22位于转盘43下方并包裹转台21的台体且下收水槽22下方对应台体位置设有固定架；转台21的台体内部设有转动轴41；下收水槽22底部设有备用下收水口24；过滤部分包括依次连接的外部软管25、一级过滤器26、中间软管I30、二级自吸过滤泵28、中间软管II31、三级过滤器32与中间软管III34且外部软管25与下收水口23连接、中间软管III34与进水管35连接；一级过滤器26的滤网的目数为20～50，二级自吸过滤泵28的滤网的目数为50～70，三级过滤器32的滤网的目数为70～100；一级过滤器26设有排渣开关I27，二级自吸过滤泵28设有排渣开关II29，三级过滤器32设有排渣开关III33。

本实施例的一种堆焊使用工件旋转式的水冷装置的使用方法，包括下述步骤：

(1)将上收水槽19放置在转台21的转盘43上，水槽槽口向上，上收水口20流水位置向下，上收水槽19与转盘43圆心重合；

(2)在工件放置平台40上安装待焊工件18，工件18位于转盘43中间位置并与转盘43圆心重合；

(3)将下收水槽22安装在转盘43下方并包裹转台21的台体，下收水槽22为拼装式收水槽且拼接处设有连接胶垫42，水槽槽口向上，下收水口23流水位置向下，下收水槽22与转盘43圆心重合；

(4)旋转转盘43调整上收水口20的位置始终位于下收水槽22的槽内；

(5)将划架部分推送至工件18外表面，并将万向轮架12内的轮子13卡紧，固定竖梁5与横梁6的位置；

(6)依次连接铜管17、宝塔阀门15、转接头16、水管接头II14、内部软管44、水管接头I4、软管3与制冷水箱1的出水端2；

(7)通过上下调节旋钮9在竖梁5齿轮槽内进行上下移动，通过左右调节旋钮37在横梁6齿轮槽内进行左右移动，调节铜管17与待焊工件的上下高度及左右距离；

(8)依次连接下收水槽22的下收水口23、外部软管25、一级过滤器26、中间软管I30、二级自吸过滤泵28、中间软管II31、三级过滤器32、中间软管III34与制冷水箱1的进水管35；

(9)将过滤部分放置在转台21的下方，与制冷水箱1的进水管35保持水平，保证水流能向下流动；

(10)打开制冷水箱1，保持水温在24℃～26℃，控制水流量在4.5L/min～5.5L/min；

(11)打开宝塔阀门15使铜管17的水流向工件18，旋转工件18保证水流向上收水槽19流动并且上收水口20的水流在转盘43转动中进入下收水槽22并从下收水口23流出；

(12)开始进行堆焊操作；

(13)堆焊过程中通过上下调节旋钮9、左右调节旋钮37控制水冷装置在工件18表面的位置；

(14)通过一级过滤器26、二级自吸过滤泵28与三级过滤器32对水体进行过滤并及时排除渣体，控制水流量在4.5L/min～5.5L/min；对堆焊操作进行水冷。

经测试，本实施例具有以下有益效果：

(1)适用范围大，适用于高度2000mm以下的产品，宽度及直径无限制，主要适用于石油行业的弯管薄壁管，压力容器行业的小法兰，同样也适用于其他行业中的易产生焊接变形的产品。

(2)能够有效的控制温度，如层间温度、道间温度和热积累。实验证明，如焊接直径为150mm内径的管子，传统堆焊结束后，管子的温度在300度左右；采用本装置后，堆焊结束后的温度能控制在50度以下。

(3)降低成本，在层间温度低的情况下，焊完一层后可直接进行下一层的焊接。与之前的工艺相比较，人员不需要等待，设备可持续进行焊接，大大节省的用人及设备的成本。另外在层间温度低的情况下，堆焊设备的焊枪使用性能得以保障，为持续不断的焊接提供了良好的条件。

(4)焊接质量高，由于管道内堆焊的都是异种金属，主要起到的是耐腐蚀的作用。在层间温度低的情况下，稀释率等都得到有效的控制，增加了堆焊材料的性能，与传统工艺相比较大大的提高了焊接质量。而且在道间温度低情况下，堆焊完后的整体的平整度良好，能够满足高低差0.5mm的要求。另外，因温度低的关系，焊后管道母材的性能上升，力学性能得以保证，为后续的管道弯曲提供了性能保证。

(5)提高焊接效率，在层间温度低的情况下，焊完一层后可直接进行下一层的焊接。与之前工艺相比，大大缩短了中间等待冷却的时间。

(6)使用可靠方便，在堆焊过程中，只需调整划架部分的旋钮即可控制，操作时调整快捷方便。