用于管道焊接的圆弧形半密闭气体保护拖罩及焊接方法_2

文档序号:8237676阅读:来源:国知局
本发明的气体保护拖罩的三面设置柔的耐高温裙边,一端与工件柔性接触,将保护气体包裹在一个区域内,隔离了外界气体,避免了保护气体受外界气流的影响,使得保护气体不发散,加强了气体保护,同时一定程度上节省了气体用量。
[0034](5)本发明的气体保护拖罩用缓冲层与焊枪的陶瓷喷嘴软接触,一定程度上降低了气体保护拖罩安装及使用过程中因压力过大导致陶瓷喷嘴碎裂的频率,节约了生产成本。
[0035](6)本发明的气体保护拖罩的出气孔的宽度及弧度大,加大了保护范围,提高了焊接质量;进气组件采用管螺纹与弧形壳体连接,加强了气体保护拖罩的密封性。
【附图说明】
[0036]图1为本发明结构示意图;
[0037]图2为本发明机构剖视图;
[0038]图3为本发明拖罩立体示意图;
[0039]图4为本发明拖罩、焊枪和工件组合示意图;
[0040]图5为本发明壳体结构示意图;
[0041]图6为本发明压环结构示意图。
【具体实施方式】
[0042]如图1、2、3、4所示,本发明提供了一种用于管道焊接的圆弧形半密闭气体保护拖罩,包括:弧形壳体1、弧形压环2、不锈钢丝网层3、弧形挡板4、固定耳9、缓冲层11和进气组件12 ;弧形壳体I和弧形压环2的弧度相同,弧度范围:120?180度。弧形腔的弧度比弧形壳体I的弧度小30度。采用上述的弧形壳体的弧度及弧形腔的弧度方便焊接现场气体保护拖罩直接从待焊管道侧装卡在焊枪上,同时也延长了焊缝保护范围,弧度过小,起不到保护接头高温区焊缝及热影响区的作用,弧度过大,一方面不方便直接从管道侧装卡在焊枪上,需要从管道端穿过移动到接头所在的位置,然后再装卡到焊枪上,增加了装卡的不方便性,另一方面超过管道180°以外的焊缝表面的温度已将降低,没有进行气体保护的必要性了,同时还会造成保护气体的浪费。
[0043]如图5所示,弧形壳体I朝向焊接管道的内壁开有弧形腔,弧形腔内开有卡槽,卡槽内放置不锈钢丝网层3,弧形挡板4与所述卡槽相配合,将不锈钢丝网层3压在所述卡槽内,且弧形挡板4的内表面与所述弧形壳体I朝向焊接管道的内表面平齐,弧形挡板4上均匀分布有通孔,所述弧形挡板4上均匀分布的通孔朝向为弧形挡板4的弧面径向方向,通孔直径范围为:Φ I?Φ2mm,轴向间隔范围为:1.5?3mm,径向间隔范围为:4?6度,这样能在保证弧形挡板4刚度的情况下,使通孔尽可能密集分布并朝向待焊接接头,能够分散均匀保护气体。如图6所示,弧形压环2上开有所述气体保护拖罩的出气孔,且弧形压环2与所述弧形壳体I的内表面相匹配,所述弧形压环2通过三组压紧螺钉5和弧形壳体I紧密连接贴合,将弧形挡板4的边缘压住,弧形挡板4的其余中间部分露出,弧形挡板4露出部分的宽度、所述气体保护拖罩的出气孔的宽度以及弧形壳体I内弧形腔的宽度相同,宽度范围为:15?25mm ;根据客户所焊的材料及所用的焊接工艺,经过试验验证,采用上述的弧形腔宽度能很好地进行焊缝及焊缝两侧热影响区的保护,过大造成保护气体的浪费,加大气体保护拖罩的体积,根据所要焊的接头形式、母材种类及所要采用的焊接工艺的不同,宽度范围不止局限于上述宽度范围内;弧形腔的过渡处圆滑,没有死角,利于弧形腔内保护气体的流动;卡槽的设置保证了气体保护拖罩的密闭性,有效地防止保护气体从两侧跑出,一定程度上节省了保护气体的用量;弧形挡板的存在不但起到固定支撑五层不锈钢丝网层的作用,还起到进一步减缓保护气体流速,在保护气罩的正下方形成层流层的作用。
[0044]弧形壳体I的径向侧壁上加工有锥形螺纹进气孔,进气组件与所述锥形螺纹进气孔连通,用于给弧形壳体I内的弧形腔提供保护气体,这样从气瓶经过进气组件进入拖罩弧形腔内的保护气体先吹向对面侧壁,经对面侧壁反射后充满整个弧形腔后再流向不锈钢丝网层,起到初步降低保护气体流速的作用,利于从气罩出气口流出的气体呈层流流态;同时进气组件采用锥形螺纹与气罩径向侧壁连接,保证了气罩的密闭性,防止保护气体从拖罩侧壁流出,造成气体的浪费,一定程度上节省了保护气体的用量。
[0045]弧形壳体I的一端通过固定耳9与焊枪固定连接,弧形壳体I与焊枪之间以及固定耳9与焊枪之间均贴有缓冲层11,管道工件的待焊接部位与所述弧形压环2上的出气孔相对应,管道工件的轴线平行于弧形压环2的内表面,管道工件表面与弧形压环2的内表面不接触。所述缓冲层11采用橡胶或者玻璃棉材料。气体保护拖罩安装在焊枪陶瓷喷嘴的下后部,气瓶气体经气体保护拖罩流出后形成层流流态,不断向焊缝及热影响区提供均匀充足的保护气体,延长了气体保护时间,防止了焊缝氧化,保证了接头焊接质量;同时与焊枪形成一体,可随焊接机头自带的焊接轨道一起围绕焊接管道运动,不存在人工拖动气体保护拖罩的情况,节约了人工成本;另外在气体保护拖罩转动的过程中是不与焊接工件直接接触的,避免了接头焊缝C、Fe等元素的污染,提高了焊接接头的质量。气体保护拖罩用缓冲层与焊枪的陶瓷喷嘴软接触,一定程度上降低了气体保护拖罩安装及使用过程中因压力过大导致陶瓷喷嘴碎裂的频率,节约了生产成本。
[0046]所述弧形不锈钢丝网层3包括五层不锈钢丝网,中间一层不锈钢丝网目数范围为:100-110,靠近弧形挡板4的两层不锈钢丝网目数范围为:60-70,远离弧形挡板4的两层不锈钢丝网目数范围为:80-90。内部设置的多层不同目数的不锈钢丝网,进一步降低保护气体的流速,有效地逐层分散并均匀保护气体,形成层流层,提高了保护效果。上面给出的五层不锈钢丝网的目数范围是最佳的目数范围,如果选用的丝网目数过大,网眼过小,会影响保护气体的出气量,目数过小,网眼过大,气体阻力会减小,气体流速会加大,气体分散会不均匀,丝网目数过大或过小都不利于焊缝气体保护。
[0047]所述进气组件12包括两个进气接嘴6、两个气管7和三通接头8,外部气源通过三通接头8的输入端输入,三通接头8的两个输出端分别通过两个气管7与两个进气接嘴6连接,进气接嘴6与所述锥形螺纹进气孔匹配连接,外部气源提供的保护气体依次经过三通接头8、气管7和进气接嘴6进入弧形壳体I内的弧形腔。采用两个进气嘴给气罩供气,分散了气体流量,初步降低了气体流速,利于气体最终流出流态呈层流流态。
[0048]所述圆弧形半密闭气体保护拖罩还包括耐高温柔性裙边13,裙边13采用特氟龙涂覆玻璃纤维布,耐高温达300°C,裙边13的一端与管道工件的表面接触,另一端连接在弧形压环2的侧壁上。气体保护拖罩的三面设置的柔的耐高温裙边,一端与工件柔性接触,将保护气体包裹在一个区域内,隔离了外界气体,避免了保护气体受外界气流的影响,使得保护气体不发散,加强了气体保护,同时一定程度上节省了气体用量。
[0049]所述弧形压环2上出气口的气体流量小于焊枪中固有气路的保护气体流量,所述保护气体为氩气、氦气或者氩气氦气的混合气体。
[0050]基于上述圆弧形半密闭气体保护拖罩,本发明还提供了一种管道工件焊接方法,步骤如下:
[0051](I)通过固定耳9将气体保护拖罩固定在焊枪上并进行调节,使得管道工件的待焊接部位与所述弧形压环2上的出气孔相对应,管道工件的轴线平行于弧形压环2的内表面,同时,使得气体保护拖罩随焊枪围绕管道工件转动的时候,气体保护拖罩中的弧形压环2与管道工件不接触;
[0052](2)焊枪内固有的气路通过第一导气管路与第一气瓶连通;
[0053](3)三通接头8的输入端通过第二导气管路与第二气瓶连通;
[0054](4)将所述第一导气管路和第二导气管路通过尼龙扎带固定在一起;
[0055](5)调整焊枪中的钨极的伸出长度以
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