雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置的製作方法

2023-05-29 08:25:01 1

專利名稱：雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及水下自動焊接設備，特別是一種雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置。
背景技術：
局部幹法水下焊接綜合了幹法和溼法兩種水下焊接方式的優點，是一種較先進的水下焊接方法，也是當前水下焊接研究的重點與方向。排水裝置是發展局部幹法水下焊接的關鍵要素。目前排水裝置以局部微型排水裝置為主，焊接過程中排水裝置連同焊槍一起運動。上述局部幹法雖然在一定範圍內能夠實現密封排水和焊接熔池保護，但焊接過程中排水裝置的持續有效排水密封時間較短，焊接過程欠穩定，焊接質量和效率較低；焊接煙霧和飛濺造成焊接區域的可視性差，容易造成焊縫不連續和產生缺陷。為了克服現有局部微型排水裝置的保護區域狹小、焊接過程欠穩定的不足，針對較大的水下焊接場合，設計一種具有較大焊接保護區域、適應自動化要求且能夠提供雙重防水保護的雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置是十分必要的。
發明內容根據背景技術所述，本實用新型的目的在於提供一種雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置，排水裝置包括兩個防水氣室，即內氣室和外氣室，外氣室僅提供充氣排水功能，內氣室與焊接運動機構直接相連；內、外氣室在焊接過程中均靜止，焊接所需運動由內氣室連接的焊接運動機構提供；當外氣室不能有效排水形成焊接所需的乾式空間甚至有水進入時，焊接運動機構可將焊槍裝置全部收進內氣室，同時內氣室底部的艙門開關機構及時關閉；而在進行焊接時，當外氣室進過一定的排水時間，達到了焊接條件時，內氣室底部的艙門開啟，焊接運動機構將焊槍裝置送至待焊位置並提供焊接所需的運動；雙氣室結構在保證整套焊接裝置防水安全的同時，避免了對各個運動單元和傳感檢測系統單獨防水密封所帶來的結構尺寸龐大、運動不便的缺點，該裝置結合氣室外部的水下位置調整系統，可以實現自動化焊接，提高了局部幹法的焊接質量和焊接效率。為了實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案一種雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置，主要由內氣室(1)、外氣室(2)、焊槍擺動機構(3)、焊槍高低調整機構(4)、內氣室艙門開關機構(5)、焊槍裝置(6)和焊接行走機構(9)組成，其中外氣室(2)包裹內氣室(1)，兩層氣室固定連接，內氣室(2)設置有焊接行走機構(9 )，焊接行走機構(9 )的底板和內氣室艙門開關機構(5 )的驅動電機(51)連接於內氣室(1)內部的同一側，內氣室(1)和外氣室(2)底部根據待焊焊縫的形狀開設相應的焊接窗口，外氣室(2)的焊接窗口同時作為排水氣體的出氣口，焊接高低調整機構(4)通過連接板與焊接行走機構(9)螺接，焊槍擺動機構(3)通過連接板與焊槍高低調整機構(4)螺接， 焊槍裝置(6)與焊槍擺動機構(3)螺接，共同組成了焊槍的焊接運動系統；內氣室艙門開關機構(5)與驅動電機(51)相連接，內氣室底部活動板(7)的上表面固接一齒條(71)，並通過內氣室底部活動板(7)壓緊密封膠條(8)，以實現沿固定槽(72)平面運動。所述的內氣室(1)和外氣室(2)均為防水氣室。所述的外氣室(2)焊接窗口外部周圍布置可壓縮耐高溫材料阻燃海綿。所述的內氣室(1)、外氣室(2)均布置照明和攝像系統，焊槍裝置(6)上加裝隨焊槍同步運動的焊接工藝參數傳感監測系統。所述的焊接運動系統採用帶傳動、滾珠絲槓傳動和齒輪傳動機構。由於採用上述技術方案，本實用新型具有以下優點和效果(1)本實用新型外氣室的整體尺寸較大，焊接過程中內、外氣室均無需實時移動， 外氣室與待焊工件的密封屬於靜密封，排水密封效果得到明顯改善；(2)本實用新型內氣室艙門開關機構可以根據外氣室的排水效果及焊接需要及時方便的開關內氣室底部活動板，並通過壓緊內氣室密封膠條實現內氣室的防水密封，以確保關鍵運動裝置的防水安全；(3)本實用新型採用雙層氣室結構，實現焊接運動的驅動電機和傳動模塊均無需單獨進行防水封裝，大大減少了運動模塊的尺寸、提高了運動機構輕便程度；(4)本實用新型氣室的運動模塊根據各部分的不同要求採用了滾珠絲槓傳動、帶傳動和齒輪傳動，在滿足傳動精度要求的前提下，大大降低了整體結構尺寸；(5)本實用新型總體結構簡單、使用操作方便、性能可靠，結合水下自動焊接位置調整系統，可以實現局部幹法水下自動焊接操作。

圖1是本實用新型的結構及工作原理示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，一種雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置，主要由內氣室1、外氣室2、 焊槍擺動機構3、焊槍高低調整機構4、內氣室艙門開關機構5、焊槍裝置6和焊接行走機構 9組成，其中外氣室2包裹內氣室1，兩層氣室固定連接，內氣室1和外氣室2均為防水氣室，內氣室2設置有焊接行走機構9，焊接行走機構9和內氣室1的內壁連接，焊接行走機構 9的底板和內氣室艙門開關機構5的驅動電機51連接於內氣室1內部的同一側，為減少機構的整體尺寸，電機通過帶傳動驅動各運動部件，並通過齒輪傳動實現一定角度範圍內的擺動；焊接高低調整機構4通過連接板與焊接行走機構9螺接，焊槍擺動機構3通過連接板與焊槍高低調整機構4螺接，焊槍裝置6與焊槍擺動機構3螺接，以上機構共同組成了焊槍的焊接運動系統；內氣室艙門開關機構5與驅動電機51相連接，內氣室底部活動板7的上表面固接一齒條71，實現內氣室艙門的開關操作同時通過內氣室底部活動板7壓緊密封膠條8，通過調節驅動電機終端齒輪與齒條的相對安裝位置，實現通過電機帶動齒輪轉動，驅動齒條及與之相連接的內氣室底部活動板7在固定運動槽做平面運動，同時通過內氣室底部活動板7壓緊內氣室1底部開槽兩側的內氣室密封膠條8實現內氣室艙門的開關操作和機械密封。內氣室1和外氣室2底部根據待焊焊縫的形狀開設相應的焊接窗口，外氣室2分別開設排水氣體進氣口和焊接窗口，焊接窗口同時作為排水氣體的出氣口，外氣室2焊接窗口外部周圍布置阻燃海綿等可壓縮耐高溫材料，外氣室主要進行焊接區域的排水密封。內氣室1、外氣室2均布置照明和攝像系統，焊槍裝置6上可加裝隨焊槍同步運動的焊接工藝參數傳感監測系統，實現了對焊接區域的視覺監控以及水下焊接工藝參數的實時採集。內氣室1提供焊接所需行走、擺動和高低運動的焊接運動系統採用帶傳動、滾珠絲槓傳動和齒輪傳動機構，在保證傳動精度的同時，有效降低了整體機構尺寸。在焊接開始前和焊接完成後，焊槍裝置6可以通過焊槍高低調整機構的調整，收回內氣室1裡側並關閉內氣室艙門以確保防水安全；在焊接過程中焊槍裝置6又可以伸出至待焊位置並進行焊接。在排水焊接過程中，內氣室1通過其底部艙門的及時關閉，也可以在外氣室2排水效果不佳的情況下對其內部的焊接和傳感監測裝置進行及時有效的防水保護。內、外氣室1、2以及焊接運動系統、視覺監控系統、傳感監測系統和內氣室艙門開關機構的協調動作，可以實現雙層氣室式局部幹法自動水下焊接作業。焊接行走機構9、焊槍高低調整機構4的底板、端板以及焊槍裝置6的夾持機構和各連接板、支撐板均可採用不同厚度的鋁合金板加工而成，內氣室1和外氣室2可以用不鏽鋼薄板折彎焊接而成。
權利要求1.一種雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置，主要由內氣室(1)、外氣室(2)、焊槍擺動機構(3)、焊槍高低調整機構(4)、內氣室艙門開關機構(5)、焊槍裝置(6)和焊接行走機構 (9)組成，其特徵在於外氣室(2)包裹內氣室(1)，兩層氣室固定連接，內氣室(2)設置有焊接行走機構(9 )，焊接行走機構(9 )的底板和內氣室艙門開關機構(5 )的驅動電機(51)連接於內氣室(1)內部的同一側，內氣室(1)和外氣室(2)底部根據待焊焊縫的形狀開設相應的焊接窗口，外氣室(2)的焊接窗口同時作為排水氣體的出氣口，焊接高低調整機構(4)通過連接板與焊接行走機構(9)螺接，焊槍擺動機構(3)通過連接板與焊槍高低調整機構(4)螺接，焊槍裝置(6)與焊槍擺動機構(3)螺接，以上機構共同組成了焊槍的焊接運動系統；內氣室艙門開關機構(5)與驅動電機(51)相連接，內氣室底部活動板(7)的上表面固接一齒條(71)，並通過內氣室底部活動板(7)壓緊密封膠條(8)，以實現沿固定槽(72)平面運動。
2.根據權利要求1所述的雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置，其特徵在於所述的內氣室(1)和外氣室(2)均為防水氣室。
3.根據權利要求1所述的雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置，其特徵在於所述的外氣室(2)焊接窗口外部周圍布置可壓縮耐高溫材料阻燃海綿。
4.根據權利要求1所述的雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置，其特徵在於所述的內氣室(1)、外氣室(2)均布置照明和攝像系統，焊槍裝置(6)上加裝隨焊槍同步運動的焊接工藝參數傳感監測系統。
5.根據權利要求1所述的雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置，其特徵在於所述的焊接運動系統採用帶傳動、滾珠絲槓傳動和齒輪傳動機構。
專利摘要一種雙層氣室式局部幹法水下焊接裝置，主要由內氣室(1)、外氣室(2)、焊槍擺動機構(3)、焊槍高低調整機構(4)、內氣室艙門開關機構(5)、焊槍裝置(6)和焊接行走機構(9)組成，其中外氣室(2)主要進行焊接區域的排水密封，內氣室(1)連接焊接運動系統並輔助防水，內、外氣室固定連接並在焊接過程中靜止，在焊前、焊後和外氣室(2)排水效果不佳的焊接過程中，焊槍裝置(6)連同焊接攝像及工藝參數傳感監測系統可以收回內氣室(1)裡側並及時關閉內氣室艙門以確保防水安全，在焊接過程中焊槍裝置(6)又可以伸出至待焊位置並進行焊接。本實用新型的焊接運動系統採用帶傳動、滾珠絲槓傳動和齒輪傳動機構，在保證傳動精度的同時，有效降低了整體機構尺寸；本實用新型總體結構簡單、使用操作方便、性能可靠，可以實現氣室式局部幹法自動水下焊接作業。
文檔編號B23K37/02GK202114422SQ20112018674
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月3日 優先權日2011年6月3日
發明者周燦豐, 朱加雷, 焦向東 申請人:北京石油化工學院