CN104227185A - 一种水下湿法焊接观测仪及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下湿法焊接观测仪及使用方法，其特征在于透明水箱放置在工作台上，平行光激光器经支架支撑在透明水箱的一侧，高速摄像机经支架支撑在透明水箱的另一侧，焊接试板放置在透明水箱内，水下湿法焊接焊枪经支架设在透明水箱内，水下湿法焊接焊枪两侧分别设有导光棒，导光棒经X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆与支架相连接，X轴调节杆调节两导光棒间的左右距离，Y轴调节杆调节两导光棒的前后位置，使两导光棒和焊丝端部在同一平面上，Z轴调节杆调节两导光棒高度，使两导光棒与焊丝端部的高度，水下湿法焊接观测仪的使用方法，操作步骤为：将加水、调节、焊接、结束，本发明可清晰的观察到水下湿法焊接过程的熔滴过渡情况，对改善水下湿法焊接工艺，提高水下湿法焊接质量具有非常重要的意义。

Description

一种水下湿法焊接观测仪及使用方法

技术领域

 本发明属于水下焊接技术领域，具体地说是一种操作方便、观测清楚的水下湿法焊接观测仪及使用方法。

背景技术

水下焊接是海底石油开采、海洋工程制造、海底管道维修的关键技术。同时水下焊接也是国防建设中一项重要的应用技术，用于海上舰艇的应急修理和海上救助。水下湿法焊接观测对改进水下湿法焊接工艺，提高水下湿法焊接质量有非常重要的意义，水下湿法焊接，由于电弧气囊周围温度很高，产生很多气泡，传统的水下湿法焊接观测方法无法观测到熔滴过渡情况。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种操作方便、观测清楚，能观测到熔滴过渡情况的水下湿法焊接观测仪及使用方法。

本发明通过如下措施达到：

一种水下湿法焊接观测仪，包括平行光激光器、透明水箱、导光棒、水下湿法焊接焊枪、焊接试板、高速摄像机及工作台，其特征在于透明水箱放置在工作台上，平行光激光器经支架支撑在透明水箱的一侧，高速摄像机经支架支撑在透明水箱的另一侧，焊接试板放置在透明水箱内，水下湿法焊接焊枪经支架设在透明水箱内，水下湿法焊接焊枪两侧分别设有导光棒，导光棒经X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆与支架相连接，X轴调节杆调节两导光棒间的左右距离，Y轴调节杆调节两导光棒的前后位置，使两导光棒和焊丝端部在同一平面上，Z轴调节杆调节两导光棒高度，使两导光棒与焊丝端部的高度。

本发明所述的两导光棒分别与左右Z轴调节杆相连接，左右Z轴调节杆分别与X轴调节杆相连接，X轴调节杆与Y轴调节杆相连接，Y轴调节杆与支架相连接。

本发明所述X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆间的连接可以采用滑套滑杆式连接，也可以采用蜗轮蜗杆式连接，还可以采用液压油缸相连接，以实现X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆的调节。

本发明所述的X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆上分别设有定位装置，以使X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆相对定位。

本发明所述的透明水箱与高速摄像机间设有滤光片，以滤掉电弧弧光，使高速摄像机清晰地录制水下湿法焊接过程的熔滴过渡情况。

本发明所述的两根导光棒之间的间距w为 5-100mm，间距的大小是根据具体焊接工艺参数确定，焊接工艺参数越大导光棒间距越大，以保证导光棒端面应处于电弧区域外电弧气囊区域内。

本发明所述的导光棒材质为高纯优质耐高温石英玻璃棒，直径d=10-30mm，长度为h=40-100mm，导光棒的两端粗糙度严格要求，具有良好的透光性。

水下湿法焊接观测仪的使用方法，其特征在于操作步骤为：

步骤一：将透明水箱加满水，再将焊接试板装夹固定在透明水箱内，然后根据焊接工艺参数调节水下湿法焊接焊枪的导电嘴距焊接试板间的距离，水下湿法焊接焊枪的导电嘴距焊接试板间的距离为10~30mm，

步骤二：通过调节X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆调节两导光棒的位置，使得两导光棒与焊丝端部的间距相同并在同一高度、同一垂直面上，

步骤三：打开平行激光器电源，打开高速摄像机，调节平行激光器和高速摄像机位置，使得平行激光器发出的平行激光穿过两导光棒，被高速摄像机接收，高速摄像机的镜头前搭配相应波长的滤光镜，以滤掉绝大部分弧光，获得清晰的熔滴图像，

步骤四：打开焊接电源，调节焊接参数，进行焊接，高速摄像实时记录焊接过程，

步骤五：焊接结束，关闭焊接电源和激光器电源，关闭高速摄像机，对高速摄像采集的图像进行分析处理。

  本发明工作时，平行激光器发出的一束平行激光透过水箱玻璃、导光棒，穿过电弧区域，再经导光棒、水箱玻璃，由滤光片滤掉电弧弧光后，由高速摄像机接受，整个光路不穿过气泡，避免气泡对光的折射和散射，可清晰的观察到水下湿法焊接过程的熔滴过渡情况，对改善水下湿法焊接工艺，提高水下湿法焊接质量具有非常重要的意义。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

图2是本发明的一种结构示意图。

图3是图2的剖面图。

图4是图2的左视图。

图5是本发明中导光棒间距示意图。

图6是本发明中导光棒形状尺寸示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

如图所示：一种水下湿法焊接观测仪，包括平行光激光器1、透明水箱2、导光棒3和4、水下湿法焊接焊枪5、焊接试板6、高速摄像机7及工作台8，透明水箱2放置在工作台上，平行光激光器1经支架10支撑在透明水箱的一侧，高速摄像机7经支架9支撑在透明水箱的另一侧，支架9、10为可调节高度的支架，焊接试板6放置在透明水箱2内，水下湿法焊接焊枪5经支架11设在透明水箱2内，支架11上可以设有连接水下湿法焊接焊枪5的托杆，水下湿法焊接焊枪5两侧分别设有导光棒3和4，导光棒3和4设置在透明水箱2内，导光棒3和4经X轴调节杆12、Y轴调节杆13和Z轴调节杆14、15与支架11相连接，导光棒3和4分别与Z轴调节杆14、15的下端部相连接，Z轴调节杆14、15的上端分别与X轴调节杆12的两侧相连接，X轴调节杆12中间部与Y轴调节杆13的一端相连接，Y轴调节杆13的另一端与支架11相连接，X轴调节杆12、Y轴调节杆13和Z轴调节杆14、15间的连接方式采动可滑动的套杆连接，以方便调节，两导光棒3和4一般分别与左右Z轴调节杆相连接，左右Z轴调节杆14、15分别与X轴调节杆12相连接，X轴调节杆12与Y轴调节杆13相连接，Y轴调节杆13与支架11相连接，X轴调节杆12调节两导光棒间的左右距离，Y轴调节杆13调节两导光棒的前后位置，使两导光棒和焊丝端部在同一平面上，Z轴调节杆14、15调节两导光棒高度，使两导光棒与焊丝端部的高度；明所述X轴调节杆12、Y轴调节杆13和Z轴调节杆14、15间的连接可以采用滑套滑杆式连接，也可以采用蜗轮蜗杆式连接，还可以采用液压油缸相连接，以实现X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆的调节，革发明所述的X轴调节杆12、Y轴调节杆13和Z轴调节杆14、15上分别设有定位装置，以使X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆相对定位，另外，本发明所述的透明水箱2与高速摄像机7间设有滤光片，以滤掉电弧弧光，使高速摄像机清晰地录制水下湿法焊接过程的熔滴过渡情况；所述的两根导光棒之间的间距w为 5-100mm，间距的大小是根据具体焊接工艺参数确定，焊接工艺参数越大导光棒间距越大，以保证导光棒端面应处于电弧区域外电弧气囊区域内；所述的导光棒材质为高纯优质耐高温石英玻璃棒，直径d=10-30mm，长度为h=40-100mm，导光棒的两端粗糙度严格要求，具有良好的透光性。

一种水下湿法焊接观测仪的使用方法，其特征在于操作步骤为：

步骤一：将透明水箱加满水，再将焊接试板装夹固定在透明水箱内，然后根据焊接工艺参数调节水下湿法焊接焊枪的导电嘴距焊接试板间的距离，水下湿法焊接焊枪的导电嘴距焊接试板间的距离为10~30mm，

步骤二：通过调节X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆调节两导光棒的位置，使得两导光棒与焊丝端部的间距相同并在同一高度、同一垂直面上，

步骤三：打开平行激光器电源，打开高速摄像机，调节平行激光器和高速摄像机位置，使得平行激光器发出的平行激光穿过两导光棒，被高速摄像机接收，高速摄像机的镜头前搭配相应波长的滤光镜，以滤掉绝大部分弧光，获得清晰的熔滴图像，

步骤四：打开焊接电源，调节焊接参数，进行焊接，高速摄像实时记录焊接过程，

步骤五：焊接结束，关闭焊接电源和激光器电源，关闭高速摄像机，对高速摄像采集的图像进行分析处理。

  本发明工作时，平行激光器发出的一束平行激光透过水箱玻璃、导光棒，穿过电弧区域，再经导光棒、水箱玻璃，由滤光片滤掉电弧弧光后，由高速摄像机接受，整个光路不穿过气泡，避免气泡对光的折射和散射，可清晰的观察到水下湿法焊接过程的熔滴过渡情况，对改善水下湿法焊接工艺，提高水下湿法焊接质量具有非常重要的意义。

以上公开的仅为本发明的原理装置，本发明并非局限于此，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，因此本说明书内容不能理解为对该发明的限制。

Claims (8)

1.一种水下湿法焊接观测仪，包括平行光激光器、透明水箱、导光棒、水下湿法焊接焊枪、焊接试板、高速摄像机及工作台，其特征在于透明水箱放置在工作台上，平行光激光器经支架支撑在透明水箱的一侧，高速摄像机经支架支撑在透明水箱的另一侧，焊接试板放置在透明水箱内，水下湿法焊接焊枪经支架设在透明水箱内，水下湿法焊接焊枪两侧分别设有导光棒，导光棒经X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆与支架相连接，X轴调节杆调节两导光棒间的左右距离，Y轴调节杆调节两导光棒的前后位置，使两导光棒和焊丝端部在同一平面上，Z轴调节杆调节两导光棒高度，使两导光棒与焊丝端部的高度。

2.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接观测仪，其特征在于两导光棒分别与左右Z轴调节杆相连接，左右Z轴调节杆分别与X轴调节杆相连接，X轴调节杆与Y轴调节杆相连接，Y轴调节杆与支架相连接。

3.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接观测仪，其特征在于X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆间的连接采用滑套滑杆式或蜗轮蜗杆式或液压油缸相连接，以实现X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆的调节。

4.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接观测仪，其特征在于X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆上分别设有定位装置。

5.记根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接观测仪，其特征在于透明水箱与高速摄像机间设有滤光片。

6.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接观测仪，其特征在于两根导光棒之间的间距的大小是根据具体焊接工艺参数确定，间距w为 5-100mm。

7.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接观测仪，其特征在于导光棒材质为高纯优质耐高温石英玻璃棒，直径d=10-30mm，长度为h=40-100mm。

8.一种水下湿法焊接观测仪的使用方法，其特征在于操作步骤为：

步骤一：将透明水箱加满水，再将焊接试板装夹固定在透明水箱内，然后根据焊接工艺参数调节水下湿法焊接焊枪的导电嘴距焊接试板间的距离，水下湿法焊接焊枪的导电嘴距焊接试板间的距离为10~30mm，

步骤二：通过调节X轴调节杆、Y轴调节杆和Z轴调节杆调节两导光棒的位置，使得两导光棒与焊丝端部的间距相同并在同一高度、同一垂直面上，

步骤三：打开平行激光器电源，打开高速摄像机，调节平行激光器和高速摄像机位置，使得平行激光器发出的平行激光穿过两导光棒，被高速摄像机接收，高速摄像机的镜头前搭配相应波长的滤光镜，以滤掉绝大部分弧光，获得清晰的熔滴图像，

步骤四：打开焊接电源，调节焊接参数，进行焊接，高速摄像实时记录焊接过程，

步骤五：焊接结束，关闭焊接电源和激光器电源，关闭高速摄像机，对高速摄像采集的图像进行分析处理。