CN103273172A - 一种药芯焊丝水下湿法焊接送丝机构 - Google Patents

Abstract

一种药芯焊丝水下湿法焊接送丝机构，它涉及一种水下湿法焊接送丝机构。本发明为了解决现有的送丝机构在焊接准备和实施过程中，存在灵活性差，可靠性低的问题。本发明的高压气瓶、药芯焊丝盘送丝机控制器、驱动总成、备份电源、气路电磁阀和气体过滤器设置在送丝机盒内，液位传感器、驱动总成、压力传感器和电信号连接器与送丝机控制器连接，送丝机盒上端设有高压气体补给口，送丝机焊枪接口设置在驱动总成的下端，焊枪线的一端设置在送丝机焊枪接口的下端，焊枪线的另一端穿过液位计盒体，焊丝的一端缠绕在药芯焊丝盘上，焊丝的另一端依次穿过驱动总成、送丝机焊枪接口和焊枪线。本发明适用于水下湿法焊接。

Description

一种药芯焊丝水下湿法焊接送丝机构

技术领域

本发明涉及一种焊接送丝机构，具体涉及一种药芯焊丝水下湿法焊接送丝机构，属于水下的湿法焊接设备。

背景技术

我国的海洋石油资源丰富，随着海洋资源的开发，海洋工程用钢结构，例如海底石油管道、海洋钻井平台、跨海大桥等得到越来越多的应用。无论是结构的建造还是服役期间设施的维护，水下焊接方法都具有不可替代的作用。以海洋钻井平台支架的修复为例，由于不能预知损坏部分的结构形式，采用传统机械夹具的修复方式需要在修复前耗费时间预制连接器，而且对修复时的意外情况适应性比较差。当水深不深时无论从经济性和灵活性的角度考虑，水下湿法焊接都能很好地解决这个问题。水下药芯焊丝湿法焊接具有保护效果好，焊接效率高，不同水深应用时药芯成分可灵活选择等优点备受关注。但在焊接准备和实施过程中，包括送丝机构在内的部分焊接设备需要长时间浸泡在带有一定压力的水环境中，这种水环境对于送丝机的电机等电气设备具有不利影响，为了改善这种状况，传统的方法主要有两种：一种是由母船提供高压气体将送丝机内部水排出；另一种是将电机等电气设备设计密封装置以避免与水接触。采用第一种方法结构简单，可靠性较高，但母船送气流量需要与下潜速度、下潜深度匹配，才能避免送丝机内海水倒灌，此外，由于需要从母船获取高压气体，极大地影响了该设备的灵活性，使用水深也受到限制；采用第二种方法的送丝机密封结构较复杂，由于电机输出轴处的密封是动密封，其长时间工作的可靠性不高。

综上所述，现有的送丝机构在焊接准备和实施过程中，存在灵活性差，可靠性低的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的送丝机构在焊接准备和实施过程中，存在灵活性差，可靠性低的问题，进而提供一种药芯焊丝水下湿法焊接送丝机构。

本发明的技术方案是：一种药芯焊丝水下湿法焊接送丝机构包括送丝机盒盖、液位计盒体、送丝机盒、电信号连接器、多个配重垫块和多个吊耳，所述送丝机盒的底端中间设有法兰端面，多个吊耳设置在送丝机盒的顶端，液位计盒体设置在送丝机盒底端的法兰端面上，多个配重垫块设置在液位计盒体两侧的送丝机盒底部两侧，送丝机盒盖密封设置在送丝机盒上，所述水下湿法焊接送丝机构还包括液位传感器、送丝机焊枪接口、驱动总成、焊接电缆、药芯焊丝盘、压力传感器、气体过滤器、备份电源、送丝机控制器、气路电磁阀、单向阀、高压气瓶、焊枪线、焊接电缆连接器、焊丝和三通管，高压气瓶和药芯焊丝盘并列设置在送丝机盒内，电信号连接器和焊接电缆连接器由上至下依次设置在靠近药芯焊丝盘一侧的送丝机盒外壁上，送丝机控制器和驱动总成分别设置在送丝机盒内的药芯焊丝盘上下两侧，备份电源设置在送丝机控制器的右端，气路电磁阀和气体过滤器依次并列设置在送丝机控制器的上端，送丝机盒上端设有高压气体补给口，高压气体补给口、高压气瓶和气路电磁阀之间通过三通管连接，所述单向阀设置在三通管内，液位传感器竖直设置在液位计盒体内，液位传感器、驱动总成、压力传感器和电信号连接器之间分别通过一根信号线与送丝机控制器连接，且驱动总成的电机开关通过送丝机控制器控制，送丝机焊枪接口设置在驱动总成的下端，送丝机焊枪接口和焊接电缆连接器之间通过焊接电缆连接，焊枪线的一端设置在送丝机焊枪接口的下端，焊枪线的另一端穿过液位计盒体，焊丝的一端缠绕在药芯焊丝盘上，焊丝的另一端依次穿过驱动总成、送丝机焊枪接口和焊枪线。

本发明与现有技术相比具有以下效果：1.本发明的送丝机构不但能够实现由舱内获取高压气体，并控制舱内气体压力与外部水环境压力相匹配，从而实现在下潜与工作过程中避免水的影响。而且通过高压气体补给口还能实现外部高压气体的供给，使用灵活。2.本发明无需设置密封结构，长时间工作可靠性高。3.本发明结构简单，易于实现。

附图说明

图1是本发明的主视图，图2是图1的左视图，图3是图1的右视图，图4是本发明去掉送丝机盒盖、配重块和焊枪线之后的结构示意图，图5是图4在A处的局部放大图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合1-图5说明本实施方式，本实施方式的一种药芯焊丝水下湿法焊接送丝机构包括送丝机盒盖1、液位计盒体3、送丝机盒4、电信号连接器5、多个配重垫块2和多个吊耳6，所述送丝机盒4的底端中间设有法兰端面，多个吊耳6设置在送丝机盒4的顶端，液位计盒体3设置在送丝机盒4底端的法兰端面上，多个配重垫块2设置在液位计盒体3两侧的送丝机盒4底部两侧，送丝机盒盖1密封设置在送丝机盒4上，所述水下湿法焊接送丝机构还包括液位传感器8、送丝机焊枪接口9、驱动总成10、焊接电缆11、药芯焊丝盘12、压力传感器13、气体过滤器14、备份电源15、送丝机控制器16、气路电磁阀17、单向阀18、高压气瓶19、焊枪线20、焊接电缆连接器21、焊丝22和三通管25，高压气瓶19和药芯焊丝盘12并列设置在送丝机盒4内，电信号连接器5和焊接电缆连接器21由上至下依次设置在靠近药芯焊丝盘12一侧的送丝机盒4外壁上，送丝机控制器16和驱动总成10分别设置在送丝机盒4内的药芯焊丝盘12上下两侧，备份电源15设置在送丝机控制器16的右端，气路电磁阀17和气体过滤器14依次并列设置在送丝机控制器16的上端，送丝机盒4上端设有高压气体补给口7，高压气体补给口7、高压气瓶19和气路电磁阀17之间通过三通管25连接，所述单向阀18设置在三通管25内，液位传感器8竖直设置在液位计盒体3内，液位传感器8、驱动总成10、压力传感器13和电信号连接器5之间分别通过一根信号线与送丝机控制器16连接，且驱动总成10的电机开关通过送丝机控制器16控制，送丝机焊枪接口9设置在驱动总成10的下端，送丝机焊枪接口9和焊接电缆连接器21之间通过焊接电缆11连接，焊枪线20的一端设置在送丝机焊枪接口9的下端，焊枪线20的另一端穿过液位计盒体3，焊丝22的一端缠绕在药芯焊丝盘12上，焊丝22的另一端依次穿过驱动总成10、送丝机焊枪接口9和焊枪线20。

本发明的送丝机盒4顶部设有4个吊耳6，配合母船的吊车用来进行下潜或出水时的吊装操作；送丝机盒4的底部两侧设有配重垫块2，一方面可根据需要调整送丝机整体质量，另一方面保证送丝机姿态始终为竖直方向；

在陆上可通过高压气体补给口7对舱内气瓶19进行气体补给，在水下该高压气体补给口为密封状态。电信号连接器5用来传输送丝机控制器16与母船上水下焊接系统的通讯信号，焊接电缆连接器21用来传输焊接功率。

液位传感器8、驱动总成10、压力传感器13、电信号连接器5分别通过信号线与送丝机控制器16相连。

具体实施方式二：结合图5说明本实施方式，本实施方式的液位计盒体3的下端设有圆孔23，所述圆孔23的直径大于焊枪线20的直径。如此设置，不但便于焊枪线20的顺利伸出，还使得环境水可以从该口进入到液位计盒内。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1、图3和图4说明本实施方式，本实施方式的电信号连接器5为防水电信号连接器，焊接电缆连接器21为防水焊接电缆连接器。如此设置，避免外界水进入送丝机盒内。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的水下湿法焊接送丝机构还包括密封垫24，送丝机盒盖1与送丝机盒4之间通过密封垫24密封连接。如此设置，密封效果好。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。

本发明的工作过程：在水下焊接送丝机构下潜入水前，在母船上通过高压气体补给口7为送丝机盒4内的高压气瓶19填充压缩气体，根据焊接工艺要求更换送丝机盒4内的药芯焊丝盘12、连接焊枪线20、检查送丝机盒4内的连接线，盖上送丝机盒盖1并密封好。安装与电信号连接器5、焊接电缆连接器21相连的电缆。根据送丝机盒重心位置调整配重垫块2的重量，保证送丝机盒入水后始终处于工作姿态。通过吊装将水下焊接送丝机构运送至指定深度。

在下潜过程中，由于下潜深度的增加，外部水环境压力逐渐升高，有少量水通过液位计盒3底部开口进入到液位计盒3中，其水位可通过液位传感器8测得，当水位高于设定最高水位后，送丝机控制器16控制气路电磁阀17打开，高压气瓶19中的高压气体通过气体过滤器14进入到送丝机盒4内，从而提高送丝机盒4内气体压力，盒内压力增加导致液位计盒内的水从底部开孔排出，液位计盒内水位下降，当水位达到设定的最低水位后，送丝机控制器16控制气路电磁阀17关闭，避免高压气瓶19中的气体流失。随着下潜深度的增加，这种控制过程反复进行，始终保持舱内压力与外界水环境的平衡，即进入液位计盒3中水位保持在设定的范围内。送丝机盒内压力由压力传感器13获得，通过送丝机控制器16处理并传送至母船用来判断送丝机当前所处水深以及下潜速度。下潜过程中由于气瓶内压力不足或下潜速度过快，液位传感器8会测得液位上升超限，送丝机控制器16将通知母船停止下潜或降低下潜速度。

当到达水下焊接位置后，母船中的焊接系统可向送丝机控制器16传输起弧信号开始焊接。在送丝机控制器16接收到起弧信号后，控制送丝机电机开关闭合，根据传入的焊接参数，对送丝机电机转速进行PID控制。在焊接过程中，送丝机控制器16仍要监控液位计盒3的液位变化，并进行高压气体的补充，以避免由于焊丝的减少导致水进入到送丝机盒中。

送丝机焊枪接口9可根据实际采用的焊枪接口形式进行更换，具有较高的灵活性。

Claims (4)

1.一种药芯焊丝水下湿法焊接送丝机构，它包括送丝机盒盖(1)、液位计盒体(3)、送丝机盒(4)、电信号连接器(5)、多个配重垫块(2)和多个吊耳(6)，所述送丝机盒(4)的底端中间设有法兰端面，多个吊耳(6)设置在送丝机盒(4)的顶端，液位计盒体(3)设置在送丝机盒(4)底端的法兰端面上，多个配重垫块(2)设置在液位计盒体(3)两侧的送丝机盒(4)底部两侧，送丝机盒盖(1)密封设置在送丝机盒(4)上，其特征在于：所述水下湿法焊接送丝机构还包括液位传感器(8)、送丝机焊枪接口(9)、驱动总成(10)、焊接电缆(11)、药芯焊丝盘(12)、压力传感器(13)、气体过滤器(14)、备份电源(15)、送丝机控制器(16)、气路电磁阀(17)、单向阀(18)、高压气瓶(19)、焊枪线(20)、焊接电缆连接器(21)、焊丝(22)和三通管(25)，高压气瓶(19)和药芯焊丝盘(12)并列设置在送丝机盒(4)内，电信号连接器(5)和焊接电缆连接器(21)由上至下依次设置在靠近药芯焊丝盘(12)一侧的送丝机盒(4)外壁上，送丝机控制器(16)和驱动总成(10)分别设置在送丝机盒(4)内的药芯焊丝盘(12)上下两侧，备份电源(15)设置在送丝机控制器(16)的右端，气路电磁阀(17)和气体过滤器(14)依次并列设置在送丝机控制器(16)的上端，送丝机盒(4)上端设有高压气体补给口(7)，高压气体补给口(7)、高压气瓶(19)和气路电磁阀(17)之间通过三通管(25)连接，所述单向阀(18)设置在三通管(25)内，液位传感器(8)竖直设置在液位计盒体(3)内，液位传感器(8)、驱动总成(10)、压力传感器(13)和电信号连接器(5)之间分别通过一根信号线与送丝机控制器(16)连接，且驱动总成(10)的电机开关通过送丝机控制器(16)控制，送丝机焊枪接口(9)设置在驱动总成(10)的下端，送丝机焊枪接口(9)和焊接电缆连接器(21)之间通过焊接电缆(11)连接，焊枪线(20)的一端设置在送丝机焊枪接口(9)的下端，焊枪线(20)的另一端穿过液位计盒体(3)，焊丝(22)的一端缠绕在药芯焊丝盘(12)上，焊丝(22)的另一端依次穿过驱动总成(10)、送丝机焊枪接口(9)和焊枪线(20)。

2.根据权利要求1所述一种药芯焊丝水下湿法焊接送丝机构，其特征在于：所述液位计盒体(3)的下端设有圆孔(23)，所述圆孔(23)的直径大于焊枪线(20)的直径。

3.根据权利要求2所述一种药芯焊丝水下湿法焊接送丝机构，其特征在于：所述电信号连接器(5)为防水电信号连接器，焊接电缆连接器(21)为防水焊接电缆连接器。

4.根据权利要求3所述一种药芯焊丝水下湿法焊接送丝机构，其特征在于：所述水下湿法焊接送丝机构还包括密封垫(24)，送丝机盒盖(1)与送丝机盒(4)之间通过密封垫(24)密封连接。

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