CN104475947A - 焊接背向通气保护装置及焊接背向通气方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了焊接背向通气保护装置及焊接背向通气方法。焊接背向通气保护装置用于焊接叶轮，叶轮包括轮体和焊接在轮体上的叶片，其特征在于，包括：通气座，通气座设置有与气源连接的通气道；两个通气结构，两个通气结构固定连接在通气座上，且两个通气结构间隔设置，两个通气结构之间设置有用于容纳叶片的焊接区，通气结构上设置有至少一个出气小孔，出气小孔朝向焊接区。该焊接背向通气保护装置通气直接，能够节省通气时间。

Description

焊接背向通气保护装置及焊接背向通气方法
技术领域
本发明涉及叶片焊接保护领域，具体而言，涉及一种焊接背向通气保护装置及焊接背向通气方法。
背景技术
图1至3示出了现有技术中的需焊接的叶轮和夹具的结构图，需要焊接的叶轮的轮体包括外环体12和设置在外环体12内的内环体13，叶片11焊接在外环体12与内环体13之间。外环体12上还焊接有外环壁环件122，外环体12的上端还焊接有安装环121。焊接顺序为，先将叶片11与内环体13的外壁和外环体12的内壁焊接，再从下至上定位焊接外环体12的外环壁环件122，最后焊接最上面的安装环121。
如图3所示，现有焊接过程中，通过夹具将轮体的内环体13和外环体12定位，操作时先用盖板和底板将内环体13和外环体12进行定位，再将叶片11插入内环体13和外环体12上的叶型孔内，然后进行夹具内部整体充氩气，当内部充满氩气之后开始按顺序点焊叶片11。这一过程中，需要进行整体充气，充气过程漫长，浪费时间，而且充气量大，浪费氩气。
盖板从上面盖住内环体13和外环体12的上端面，焊枪受到焊接夹具的限制，只能穿过盖板空余部位进行焊接，造成焊接时接触角度较大，焊点质量受影响。另外，零件内部需要在焊接之前预先充氩气，一个零件完全充满至少1小时，既费时间又浪费大量氩气。而且，等充气到叶片焊缝位置，气压不足，通气保护效果也不好。
这些问题已经成为叶片组件焊接中的瓶颈，影响到零件质量。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种焊接背向通气保护装置及焊接背向通气方法，以解决现有技术中的叶片焊接过程中通气时间长的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种焊接背向通气保护装置，焊接背向通气保护装置用于焊接叶轮，叶轮包括轮体和焊接在轮体上的叶片，该焊接背向通气保护装置包括：通气座，通气座设置有与气源连接的通气道；两个通气结构，两个通气结构固定连接在通气座上，且两个通气结构间隔设置，两个通气结构之间设置有用于容纳叶片的焊接区，通气结构上设置有至少一个出气小孔，出气小孔朝向焊接区。
进一步地，通气结构为通气管，通气管具有中空气道，通气管的第一端与通气座连接，通气管的另一端密封，出气小孔贯穿通气管的管壁并与中空气道连通。
进一步地，通气管的轴线为弧形，且通气管的轴线的弧形与叶片的靠近通气管的一侧的壁面的型线相似。
进一步地，出气小孔为多个且沿通气管的轴向依次设置。
进一步地，出气小孔的轴线与其所在位置处的叶片的垂线之间的夹角为45°。
进一步地，通气座包括：基座，基座上设置有第一接口，第一接口上固定设置有第一接头，第一接头与起源连接；两接口气管，两接口气管固定设置在基座内，并与第一接头连通，两接口气管的两个接口一一对应地与两个通气结构连接。
进一步地，焊接背向通气保护装置还包括固定座，固定座上设置有固定轮体下端的定位固定结构。
进一步地，轮体包括外环体和设置在外环体内的内环体，叶片焊接在外环体与内环体之间，固定座包括：安置底座，安置底座上设置有定位环，轮体的下端设置在定位环内；压板组合，压板组合设置在固定座上，压板组合将轮体压紧在固定座上。
根据本发明的另一方面，提供一种焊机背向通气方法，焊接背向通气方法采用焊接背向通气保护装置进行通气，焊接背向通气保护装置为上述的焊接背向通气保护装置，焊接背向通气方法包括：设置步骤，将待焊接的叶片设置在焊接背向通气保护装置的两个通气结构之间，且通气结构的出气小孔朝向待焊接的叶片的需焊接侧。
进一步地，在设置步骤之前还包括：固定步骤，将待焊接的轮体固定在焊接背向通气保护装置的固定座上，并通过固定座的压板组合压紧。根据本发明的另一方面，提供了一种焊机背向通气方法，焊接背向通气方法采用焊接背向通气保护装置进行通气，焊接背向通气保护装置为上述的焊接背向通气保护装置，焊接背向通气方法包括：设置步骤，将待焊接的叶片设置在焊接背向通气保护装置的两个通气结构之间，且通气结构的出气小孔朝向待焊接的叶片的需焊接侧。
应用本发明的技术方案，焊接背向通气保护装置用于焊接叶轮，叶轮包括轮体和焊接在轮体上的叶片，焊接背向通气保护装置包括通气座和两个通气结构。通气座设置有与气源连接的通气道，通气座用于连接气源与通气结构。两个通气结构固定连接在通气座上，且两个通气结构间隔设置，两个通气结构之间设置有用于容纳叶片的焊接区，通气结构上设置有至少一个出气小孔，出气小孔朝向焊接区。叶片设置在两个通气结构的间隙中，通气结构的出气小孔朝向叶片的焊接位置，这样实现了对叶片的焊接位置的局部通气保护，既能保证通气充足，保护效果良好，又无需全部充气，节省了充气时间，提高了焊接效率，且减少了保护气的浪费。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了现有技术中的叶轮的俯视图；以及
图2示出了图1中的A-A向的剖视图；
图3示出了现有技术中的叶轮焊接保护装置的局部剖视图；
图4示出了本发明的实施例的焊接背向通气保护装置的通气座和通气结构的结构示意图；
图5示出了图4中B-B向的剖视图；
图6示出了本发明的实施例的焊接背向通气保护装置和叶轮的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
11、叶片；12、外环体；121、安装环；122、外环壁环件；13、内环体；20、通气座；21、基座；22、第一接头；23、两接口气管；30、通气结构；31、出气小孔；32、挡气片；33、通气区域；40、固定座；41、定位环；411、压板组合；51、焊枪位置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图4至6所示，根据本发明的实施例，焊接背向通气保护装置用于焊接叶轮，叶轮包括轮体和焊接在轮体上的叶片11，焊接背向通气保护装置包括通气座20和两个通气结构30。通气座20设置有与气源连接的通气道，通气座20用于连接气源与通气结构30。两个通气结构30固定连接在通气座20上，且两个通气结构30间隔设置，两个通气结构30之间设置有用于容纳叶片11的焊接区，通气结构30上设置有至少一个出气小孔31，出气小孔31朝向焊接区。
叶片11设置在两个通气结构30的间隙中，通气结构30的出气小孔31朝向叶片11的焊接位置，这样实现了对叶片11的焊接位置的局部通气保护，既能保证通气充足，保护效果良好，又无需全部充气，节省了充气时间，提高了焊接效率，且减少了保护气的浪费。
优选地，该出气小孔31朝向叶片11的焊接位置。
结合参见图1至3，在本实施例中，焊接通气保护所通的保护气为氩气。需要焊接的叶轮的轮体包括外环体12和设置在外环体12内的内环体13，叶片11焊接在外环体12与内环体13之间。外环体12上还焊接有外环壁环件122，外环体12的上端还焊接有安装环121。焊接顺序为，先将叶片11与内环体13的外壁和外环体12的内壁焊接，再从下至上定位焊接外环体12的外环壁环件122，最后焊接最上面的安装环121。
如图3所示，现有焊接过程中，通过夹具将轮体的内环体13和外环体12定位，操作时先用盖板和底板将内环体13和外环体12进行定位，再将叶片11插入内环体13和外环体12上的叶型孔内，然后进行夹具内部整体充氩气，当内部充满氩气之后开始按顺序点焊叶片11。这一过程中，需要进行整体充气，充气过程漫长，浪费时间，而且充气量大，浪费氩气。
背向通气保护是指，焊接时，在焊接件的背面即远离焊枪焊接的一侧通保护气。例如，本实施例中，焊枪由外环体12的外侧焊接，而保护气从外环体12的内侧通入。
在本实施例中，通气结构30为通气管，通气管具有中空气道，通气管的第一端与通气座20连接，通气管的另一端密封，出气小孔31贯穿通气管的管壁并与中空气道连通。采用两个通气管对应叶片11设置，通气管上的出气小孔31对叶片11的焊点进行局部通气保护，因其通气直接，故既能够保证通气效果，又能实现快速通气，且通气量小，节省时间和氩气成本。
优选地，为了保证良好的通气效果，通气管的轴线为弧形，且通气管的轴线的弧形与叶片11的靠近通气管的一侧的壁面的型线相似。出气小孔31的位置对应叶片11的焊点位置设置，以保证氩气能够顺利通至焊点位置。
出气小孔31为多个且沿通气管的轴向依次设置。
优选地，出气小孔31的轴线与其所在位置处的叶片11的垂线之间的夹角为45°。
优选地，为了保证通气量足够，出气小孔31为多列，在本实施例中为两列，两列出气小孔31间隔设置，并在叶片11的焊点部分形成通气区域33。
通气管采用φ6的铜管，壁厚0.5mm即可，将其按叶片形状弯曲，通气管的第二端通过焊接挡气片进行封堵，以保证氩气能够从出气小孔31流出，保证通气量也防止浪费。出气小孔31沿通气管呈45°的方向，每隔3mm钻φ0.5的出气小孔31。将出气小孔31朝向对准叶片11。
通气座20包括基座21和两接口气管23，基座21上设置有第一接口，第一接口上固定设置有第一接头22，第一接头22与起源连接。两接口气管23固定设置在基座21内，并与第一接头22连通，两接口气管23的两个接口一一对应地与两个通气结构30连接。
在本实施例中，焊接背向通气保护装置还包括固定座40，固定座40上设置有固定轮体下端的定位固定结构。固定座40在轮体的下端对轮体进行固定，固定座40不占用叶轮上端的空间，因而不会干涉焊枪，焊枪的定位更加准确，焊接精度更高。
在本实施例中，固定座40包括安置底座和压板组合411。
其中，安置底座上设置有定位环41，轮体的下端设置在定位环41内。在本实施例中，为了适应外环体12和内环体13的结构，安置底座上设置有容纳槽，容纳槽为阶梯槽，阶梯槽的大截面段靠近安置底座的上面，定位环41设置在大截面段内，外环体12与定位环41配合，阶梯槽的小截面段位于大截面段的下方，并与内环体13配合。阶梯槽的内壁面与轮体之间可以通过垫块配合限定周向位置，也可以直接通过阶梯槽的内壁面限定叶轮周向位置。
优选地，阶梯槽的底部设置有贯穿安置底座的通孔。
压板组合411设置在固定座40上，压板组合411将轮体压紧在固定座40上。压板组合411包括压块、螺杆、导套和螺母，螺杆穿设在固定座40上，压块套设在螺杆上，螺母与螺杆配合并将压块压紧在固定座40上，导套位于固定座40与螺杆之间。在其它实施例中，压设部也可以是其它结构，只要能够压紧叶轮即可。
固定座40选择的材料为铝材，重量轻适合工人搬运，但其上不适合加工螺纹，因压板411与螺杆不断压紧、松开零件，会造成固定座40的磨损，为了保护固定座40，在固定座40与螺杆之间设置导套，导套具有内、外螺纹。先用导套与固定座40连接，再将螺杆旋入导套，实现压紧。因导套为T12A的优质钢材，相当耐磨，弥补固定座40强度不足的缺陷。
在焊接叶片11时，通气结构30与固定座40配合使用。固定座40用于对叶轮的外环体12和内环体13进行定位压紧，去掉原来用于整体封闭通气的盖板，改用专用的通气结构30进行背面通气保护。氩气从第一接头22进入，通过设置在叶片11两侧的通气管分流，从45°方向的出气小孔31喷出，在外壁或内壁与叶片11之间形成一个通气保护区域33。气流均匀，气量足。焊接保护效果好。在焊接时，焊枪不受限制，焊点质量得到保证。
根据本发明的另一方面，提供一种焊机背向通气方法，焊接背向通气方法采用焊接背向通气保护装置进行通气，焊接背向通气保护装置为上述的焊接背向通气保护装置，焊接背向通气方法包括：
设置步骤，将待焊接的叶片11设置在焊接背向通气保护装置的两个通气结构30之间，且通气结构30的出气小孔31朝向待焊接的叶片11的需焊接侧。该焊接背向通气方法可以对待焊接的叶片11进行背向通气，由于仅针对焊接处通气，所以通气迅速，且通气效果好。
优选地，为了保证焊接精度，在设置步骤之前还包括：
固定步骤，将待焊接的轮体固定在焊接背向通气保护装置的固定座40上，并通过固定座40的压板组合411压紧。通过固定步骤将叶轮固定在安置底座上，保证定位准确，进而保证焊接精度。
与原焊接方式比较，新结构形式彻底解决了因焊枪歪斜影响焊接点质量的问题。固定座40与通气结构30配合可以随时对叶片11进行焊接，而不再需要将零件整体充气，节约了大量的时间。而且焊接背向通气保护装置通气的气流稳定，充气直接，也节约了大量的氩气资源。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：焊接背向通气保护装置采用与叶片叶型相适应的弧形焊接通气结构，可以进行有效地通气保护。焊接背向通气保护装置设计简洁，通气可靠；可以根据叶片的弧度调整通气管，铜制薄壁空心管，成型性好，加工方便，45°方向通气使保护气流更加集中。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焊接背向通气保护装置，所述焊接背向通气保护装置用于焊接叶轮，所述叶轮包括轮体和焊接在轮体上的叶片(11)，其特征在于，包括：
通气座(20)，所述通气座(20)设置有与气源连接的通气道；
两个通气结构(30)，两个所述通气结构(30)固定连接在所述通气座(20)上，且两个所述通气结构(30)间隔设置，两个所述通气结构(30)之间设置有用于容纳所述叶片(11)的焊接区，所述通气结构(30)上设置有至少一个出气小孔(31)，所述出气小孔(31)朝向所述焊接区。
2.根据权利要求1所述的焊接背向通气保护装置，其特征在于，所述通气结构(30)为通气管，所述通气管具有中空气道，所述通气管的第一端与所述通气座(20)连接，所述通气管的另一端密封，所述出气小孔(31)贯穿所述通气管的管壁并与所述中空气道连通。
3.根据权利要求2所述的焊接背向通气保护装置，其特征在于，所述通气管的轴线为弧形，且所述通气管的轴线的弧形与所述叶片(11)的靠近所述通气管的一侧的壁面的型线相似。
4.根据权利要求2所述的焊接背向通气保护装置，其特征在于，所述出气小孔(31)为多个且沿所述通气管的轴向依次设置。
5.根据权利要求4所述的焊接背向通气保护装置，其特征在于，所述出气小孔(31)的轴线与其所在位置处的叶片(11)的垂线之间的夹角为45°。
6.根据权利要求1所述的焊接背向通气保护装置，其特征在于，所述通气座(20)包括：
基座(21)，所述基座(21)上设置有第一接口，所述第一接口上固定设置有第一接头(22)，所述第一接头(22)与所述起源连接；
两接口气管(23)，所述两接口气管(23)固定设置在所述基座(21)内，并与所述第一接头(22)连通，所述两接口气管(23)的两个接口一一对应地与两个所述通气结构(30)连接。
7.根据权利要求1所述的焊接背向通气保护装置，其特征在于，所述焊接背向通气保护装置还包括固定座(40)，所述固定座(40)上设置有固定所述轮体下端的定位固定结构。
8.根据权利要求7所述的焊接背向通气保护装置，其特征在于，所述轮体包括外环体(12)和设置在所述外环体(12)内的内环体(13)，所述叶片(11)焊接在所述外环体(12)与所述内环体(13)之间，所述固定座(40)包括：
安置底座，所述安置底座上设置有定位环(41)，所述轮体的下端设置在所述定位环(41)内；
压板组合(411)，所述压板组合(411)设置在所述固定座(40)上，所述压板组合(411)将所述轮体压紧在所述固定座(40)上。
9.一种焊机背向通气方法，其特征在于，所述焊接背向通气方法采用焊接背向通气保护装置进行通气，所述焊接背向通气保护装置为权利要求1至8中任一项所述的焊接背向通气保护装置，所述焊接背向通气方法包括：
设置步骤，将待焊接的叶片(11)设置在所述焊接背向通气保护装置的两个通气结构(30)之间，且所述通气结构(30)的出气小孔(31)朝向待焊接的叶片(11)的需焊接侧。
10.根据权利要求9所述的焊接背向通气方法，其特征在于，在设置步骤之前还包括：
固定步骤，将待焊接的轮体固定在所述焊接背向通气保护装置的固定座(40)上，并通过所述固定座(40)的压板组合(411)压紧。
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