专利名称：焊接方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于连接金属结构的焊接方法，该方法将一个管形的弹性保护支承罩放置在待焊接的焊缝顶部，设支承罩含有一个与电源连接的焊条，将焊条通以焊接电流就可实现焊接。还涉及一种利用该焊接方法焊接金属结构的设备，该设备包括一个管形的弹性罩，罩内包含一个连接至电源上并放置在待焊接的焊缝顶部的焊条。
在地面以上的条件下，修理、维护及组装工作所需要的焊接工作一般是由职业焊接工人采用气焊，金属焊条惰性气体保护焊，或者电弧焊接设备进行的，在这种情况下其缺点是焊接的效果完全取决于焊接工人的专职技术。在水下作业条件下，焊接工作是由具有焊接技能的潜水员来实现，他们是在围绕着待焊接的部位所建立的防水舱室内利用一个焊烙铁来完成所需要的焊接工序。但是，这种类型的焊接是非常费钱而且费时的，同时在狭窄的空间内进行是完全不可能的。此外，在水下作业条件下，焊接工作的质量取决于焊接工人的技术熟练的程度甚至比在地面以上工作时还要大。
随着一般自动化技术的发展，对自动焊接机和机器人的使用已在增加，特别是在机械工程方面增加更快，使许多类似的焊缝和接头的制造变得非常快和容易。但是，这类设备的弱点是它们主要局限于一种特定的部位，而且它们只能成功地用于加工许多同一类型的预定的焊缝和接头。
在上面所描述的机器人和舱室焊接方法的最突出的缺陷是它们的成本太高，因此曾试图寻找更便宜的和工作安全性更好的自动焊接方法用以加工出优质和适宜的焊缝。
因此，已经研制出几种不同的焊接带，焊接带放置在待焊接的焊缝的顶部，将焊接电流导入焊接带上，而焊接过程就借助一个例如液压或气动动力传动机物的外部驱动器进行控制。但是，这种设备也具有其各种缺陷设备比较复杂而且成本较高，而且工作质量低劣，因为采用这类设备还不能使焊接过程能够均匀而平稳地进行。
本发明的目的是消除上述各种缺陷。本发明的一个具体的目的是提出一种焊接方法和设备，利用该方法和设备可实现焊接过程自动化，而且如有必要可以进行遥控，以及在水下条件和正常的地面上的条件下，在较狭窄的空间内，都能够以均匀和平稳的方式高质量地完成焊接过程。本发明的另一个目的是提出一种甚至可以在各种困难的条件下分别进行火焰切割的设备。
关于本发明的新颖性特征在各个权利要求中已涉及到。
在本发明的焊接方法中，一种焊接带结构放置在待焊接的接头的顶头，焊接过程通过将电流导入上述焊接带而进行。按照本发明，一个管形弹性保护支承罩安置在待焊接的焊缝的顶部。该保护支承罩含有由燃烧料带(burningcharge)支撑着的焊条。当燃烧料带点火而且焊接电流导入焊条时，则焊条随着燃烧的进行就压向焊缝，而且该电流将焊条熔化进入接头以焊接接缝。所使用的燃烧料带是一种简便的慢速燃烧粉末料。
一个相对应的方法可以应用于火焰切割，在该方法中采用一个空心、管状熔丝用以代替由燃烧料带支撑着的焊条，将氧气供给至熔丝中，当料带的燃烧进行时，该熔丝就朝着待切割的表面弯曲以实现切割。
本发明的焊接设备包括一个简便的管形弹性罩，在该罩内设有一个连接至电源上的焊条，而且该罩是放置在待焊接的焊缝的顶部。按照本发明，该设备包括一个设置在上述保护支承罩的内部并支撑焊条的燃烧料带，该焊条的安置位置要使其在料带燃烧进行中，压向焊缝的邻近处。该燃料带是由某些粉末的粘结剂简单地构成，其中可以加入合适混合比的不同的耐火剂以便达到所要求的燃烧速度。
在本发明的一个最佳实施例中，焊条即焊丝是由一个基本上与整个保护支承罩一样长的均匀一致的单根焊丝制成，沿着该焊丝将焊接电流导入焊接点。
在本发明的另一个实施例中，在保护罩的内部设置一个与该保护罩等长度的电缆，沿着该电缆将焊接电流导向焊条，相互间有一定间隔、以梳形排列的多个这种焊条以弯曲状态固定在上述电缆上，以便使燃烧料带支撑着这些分开的焊条，但是当料带燃烧之后，该焊条就大致弯曲至焊缝的邻近处，焊接过程就在焊缝内焊条的头部开始进行。
如在现有技术中人们所熟知的，由焊棒材料制成的单根梳形焊条，在其头部部位复盖以例如非导体树脂的绝缘材料，以便当一个焊条到达焊缝附近时，焊接过程不能立即开始，而是只有当前面的焊条已完全用尽并已转向非常靠近此新的焊条以至将新焊条的绝缘材料燃烧掉才开始。但是，该绝缘材料不是绝对必须的，而是可对燃料带的燃烧速度进行选择，以在当前面的焊条已经用尽时，使该新的焊条总是合适地到达焊缝附近。
在采用该设备的某些地方，焊条由支承燃料带所提供的支承朝着邻近焊缝处的转向，可以通过重力作用实现。但是，在经常加工焊缝的某些地方，焊条往往并不是自动地转向焊缝附近。这样在焊条连结的部位上，设置带弹簧之类的加压装置的梳形焊条装置是有好处的，当支承料带对焊条的支承作用停止以后，该弹簧加压装置就以一个合适的力将焊条压向焊缝附近。当焊条是分离和细长时，可以利用支承料带燃烧时所发出的热量的作用使焊条弯向焊缝附近。也可以对这种分离的细长的焊条提供一种弹簧或其它加压装置将焊条转向所要求的部位。同样地，在梳形焊条装置条件下，加压装置可以安置在其它部位而不放在连接处。
在上述两种替换型中，梳形焊条装置更为经济，采用这种焊条时由于所选择的电缆材料能够具有良好的导电性，因此可以采用高得多的焊接电流。当采用单一的细长焊条时，整个焊条是由如在现有技术中人们熟知的棒状焊条材料所组成，而这种材料只能施加有限的电流。实际上，在一次工作中，梳形焊条结构对于待焊接的均匀焊缝的长度不作任何限制，但是焊缝的长度最大可以达100米。单个梳形焊条的长度可以根据焊接点的宽度和厚度即焊缝大小由几个厘米到几个分米范围内变化。
与现有技术相比，本发明的一个优点是，所采用的设备的简易性，这种简易性表现在安装和操作方面，以及平稳和均匀的工作特性，而且最终产品即焊缝具有均匀一致的质量。采用粉末基料带的另一个优点是，由于该料带除了用以支撑着焊条之外，还对焊点部位进行预热并且烘干焊缝区域，这样就会产生较好的均匀的焊接效果。还有另一个优点是，在很狭窄和困难的地方例如在水下作业点，设备的安装简便，焊接工作的进行只是通过点燃料带和对设备通以合适的焊接电流来实现。
下面将参照各附图对本发明进行更详细地描述，其中
图1是本发明的一个最佳实施例的剖视图;
图2是图1所示设备在焊接过程中另一个阶段的剖视图;
图3是本发明的另一个最佳实施例的剖视图。
图1和图2对本发明的一个最佳实施例提供一个工作原理示意图，实际上图中所示只是该焊接设备的一部分，因为该焊接设备的长度可以根据待焊接焊缝的长度进行无限制的设置，从而使该设备可以由如图中所示的几个同样结构相邻连续地对接在一起组成。该焊接设备包括一个朝下的开口，例如U型的或穹顶形的、细长而具有弹性的保护支承罩1，其底部边缘配置有固定装置11，通过该固定装置的支承，将该焊接设备放置在待焊接的表面上，固定装置的端部可以配置以几块永久磁铁，或者由焊接电流中接受电源的电磁铁，也可带有不同的粘性或粘滞的带之类，由此可以使该焊接设备足够牢靠地固定在于其上进行焊接的工件上。
在保护支承罩的内部，设有例如铜的，铝的或钢的电缆6，支承在罩上并与之绝缘，电缆的长度大致与支承罩的长度相等，焊接电流就沿着该电缆导入焊接点。多根焊条7相互间离开一定的间隔距离，以活节的形式固定在电缆上，这些焊条都是由已知的某些榛状焊接材料制成。焊条与电缆的连接处配置一个加压装置8即一个螺旋弹簧，该弹簧的安置是使其对着保护支承罩的敞开端将焊条向下压。在焊条下面安置有燃烧料(burningcharge)2，采用一种慢速燃烧粉末基燃料带具有优点，该燃料带支承着焊条7并从而承受着加压装置8的作用力，并且将焊条保持在保护支承罩的内部。焊条7的最末端头部9配置有绝缘体10，当焊条放置在待焊接的表面上而且在焊条与待焊接表面之间施加焊接电压时，该绝缘体具有足以防止焊条与待焊接表面之间的击穿所需要的耐压性能。
图1和图2所示设备的工作过程如下，将该设备放置在待焊接焊缝的顶部，这样固定元件11就将设备固定住，以便使焊条电极即焊条7基本上平行地放置在固定元件的顶部。之后就点燃烧料并将合适的焊接电流导入电缆6。这时焊接过程就在第一焊条7处开始，因为这时在其头部所配置的绝缘体10至少已经部分地被去除掉。当焊接进行并且焊接接头4开始形成时，焊条7逐斩用尽并在弹簧8的作用下转向基本垂直于焊缝的位，与此同时燃料保持继续燃烧将下一个焊条释放，使之在弹簧8的作用下靠在在待焊接的焊缝上。但是由于新的焊条配置有绝缘体，焊接过程的继续进行只有前面的燃烧的焊条一直弯曲到足以靠近新的焊条并将新焊条头部的绝缘体烧掉，而且在老的焊条用尽之后新的焊条才继续进行焊接。这样的焊接过程就由一个焊条传至另一个焊条连续不断地进行接续，与此同时燃烧料带以适当的速度将焊条释放使其落到待焊接的表面上。
图3显示按照本发明的另一种焊接设备，该设备的工作过程基本上与上述设备是相同的。该设备包括一个相同的保护支承罩1，只是其中既不带电缆也不采用梳形焊条结构，而是配置以大致与保护支承罩1等长度的焊丝5，它起由燃料带2支撑着的焊条的作用。
图3所示设备的工作过程如下。当燃烧料带2被点火，并且焊丝5被通入合适的焊接电流之后，该焊丝的头部12被压靠着待焊接的缝，开始进行焊接。当料带2以一个合适的速度进行燃烧，焊丝的头部就以同样的速度进行焊接，则焊接头4就在平稳的，连续的不停顿的过程中形成。焊条即焊丝5朝着焊接缝附近的弯曲，根据焊接点的要求，可以利用重力作用，利用由燃烧料所产生的热量形成焊丝弯曲，和/或利用适当的加压装置如弹簧装置等来实现，这些加压装置以均匀的间隔距离设置在保护支承罩内，加压装置将焊丝压靠着燃料带，并在料带燃烧之后再压向焊缝。
图3所示的实施例，而且特别包括图1和图2所示的实施例可以很容易地改型用于火焰切割，在这种情况下，一个空心的管状熔丝用以代替焊丝5并将氧气导入上述熔丝内，以便该设备不进行焊接而是进行高效地切割工作。
在以上说明书中已经参照几个最佳实施例对本发明进行说明，但是，这些实施例不是以任何方式对本发明进行限制而是在由所附权利要求书所限定的本发明构思范围内可以对本发明不同的改进型进行修改。
权利要求
1.一种用于连接金属结构的焊接方法，在该方法中将一个管形的便利的弹性保护支承罩(1)放置在待焊接的焊缝的顶部，该支承罩(1)含有一个连接至电源上的焊条(3)而且通过将焊接电流导入上述焊条就可实现焊接过程，其特征在于在保护支承罩(1)内将焊条(3)通过一个燃烧料带(2)对着支承罩进行支撑的，而且焊接过程是通过对燃料带进行点火，以便随着料带的燃，该焊条被压向焊缝并完成的。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于所提供的燃料带(2)是一种慢速燃烧粉末料带。
3.如权利要求1或2所述方法，其特征在于该方法可用于火焰切割，在这种情况下，所提供的焊条(3)是一种空心管形熔丝，并在该熔丝中通入氧气。
4.一种用于焊接金属结构的焊接设备，该设备包括一个管形、便利的弹性罩(1)，该罩含有一个连接至电源上并放置在待焊接的焊缝顶部的焊条(3)，其特征在于该设备在其保护支承罩(1)的内部配置一个支撑着焊条(3)的燃料带(2)，而且该焊条的安置要使要使其当料带的燃烧进行中被压向焊缝。
5.如权利要求4所述设备，其特征在于该燃烧料带(2)是由一种粉末基粘合剂构成的，其燃烧速度可以根据焊接点的要求通过改变混合物配比进行调整。
6.如权利要求4或5所述设备，其特征在于该电极即焊条(3)是由一根与保护支承罩(1)基本上等长度的均匀焊丝(5)制成，焊接电流沿着该焊丝(5)通向焊接点。
7.如权利要求4或5所述设备，其特征在于在保护支承罩(1)的内部配置有一个电缆(6)，而且几个连续的焊条(7)以可转向的方式连接在此电缆(6)上，当料带(2)进行燃烧时这些焊条就慢慢地朝着待焊接的焊缝转向。
8.如权利要求7所述设备，其特征在于该焊条(7)配置有如弹簧的加压装置(8)，在料带(2)的燃烧进行中，该弹簧就将焊条压向焊缝。
9.如权利要求7或8所述设备，其特征在于为了防止焊条在不适当的时间进行焊接，在焊条(7)的末端头部(9)配置有绝缘体(10)而前面焊条的安置要能够将下一个压在焊缝附近的焊条的绝缘体熔化掉。
10.如权利要求4至9中任何一项要求所述的设备，其特征在于，该保护支承罩(1)带有用于将该罩固定在待焊接的焊缝顶部并位于焊缝邻近处的固定装置(11)。
全文摘要
本发明涉及一种用于焊接金属结构的焊接方法及设备，该设备包括一个管形罩(1)，在该管形罩内部设置有一个连接至电源上并放置在待焊接的焊缝顶部的焊条(3)。按照本发明，该设备包括一个支撑着位于保护支承罩(1)内的焊条(3)的燃烧料带(2)，而且该焊条的安置，要使其当料带进行燃烧时，能够将该焊条压向待焊接的焊缝。
文档编号B23K9/12GK1039750SQ88104719
公开日1990年2月21日 申请日期1988年7月26日 优先权日1988年7月26日
发明者尤汉尼·尼伊尼瓦拉 申请人:图奥莫哈尔罗伦股份公司