CN109047988A - 高湿度环境中的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高湿度环境中的焊接方法，其包括以下步骤：打磨待焊工件，除去氧化层，利用焊接排水装置将待焊工件表面的水排开，待焊接排水装置的排水罩内形成局部干燥空间，排水罩内湿度达到焊接条件后，引弧焊接，焊接完成后，对焊接排水装置持续通气体一段时间。本发明的焊接方法中采用的焊接排水装置结构合理、使用方便，采用本发明所述焊接方法及其焊接排水装置可实现高效、稳定的水下局部干式焊接。

Description

高湿度环境中的焊接方法

技术领域

本发明涉及水下焊接领域。更具体地说，本发明涉及高湿度环境中的焊接方法。

背景技术

在高湿度环境中，焊条在焊接的过程中会出现飞溅增加、电弧吹力变大、熔渣的覆盖不良等缺陷，此外使用受潮的焊条还会导致焊渣清理困难，表面气孔增多等问题，因而在焊接过程中，对于环境中湿度的控制十分重要，由于干法焊接的质量稳定可靠，是重要部件水下焊接修复的首选方法。局部干法焊接是通过排水罩将待焊接区域的水排开，从而形成一个干燥空间，使电弧在其中稳定燃烧的一种水下焊接方法，其以结构简单、施工费用低，焊接周期短，使用方便的优点而具有较好的应用前景。目前的水下焊接排水装置，存在排水效果差、散热效果差的缺点，使得焊接工作效率低下，焊接质量难以保证。

发明内容

本发明的目的是克服高湿度环境中焊接质量差的缺点，采用结构合理、使用方便的焊接排水装置以实现高效、稳定的水下局部干式焊接的方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了高湿度环境中的焊接方法，包括以下步骤：

S1：打磨待焊工件，除去氧化层；

S2：将高压气体通过焊接排水装置的顶部通入焊接排水装置的排水罩内，待排水罩底端有气体流出时，将所述焊接排水装置移动到待焊工件的上方，并将焊接排水装置的底部紧贴待焊工件的表面；

S3：当待焊工件表面的水被高压气体排开，焊接排水装置的排水罩内形成局部干燥空间以后，用湿度检测装置检测排水罩内的湿度，当湿度达到引弧条件时引弧焊接；

S4：焊接完成后，对焊接排水装置持续通气体一段时间，待焊接区域冷却后停止通气并取出焊接排水装置，完成焊接。

优选的是，所述焊接排水装置包括：

外排水罩，其包括一体成型的上部罩体和下部罩体，且上部罩体为均匀的筒状结构，下部罩体为渐缩的筒状结构；

内排水罩，其同轴设于所述外排水罩内，所述内排水罩也包括一体成型的上部罩体和下部罩体，且上部罩体为均匀的筒状结构，下部罩体包括多级均具有渐缩腔体的第一筒体、第二筒体……第N筒体，每级筒体的顶端沿周向与上一级筒体的外壁连接并形成环形的台阶，所述台阶上沿周向均匀间隔设有多个贯通筒壁的气孔，且上一级筒体的底端均向下一级筒体的内部延伸出一段环形的导向部分，所述第N筒体的下端延伸为具有均匀腔体的筒状结构；

顶盖，其设于所述外排水罩和内排水罩顶部，并与所述外排水罩和内排水罩可拆卸连接，所述顶盖内设有环形的进气腔、及连通至所述进气腔的均为切向进气且进气方向相反的第一进气口和第二进气口，所述进气腔与所述内排水罩及外排水罩同轴并位于两者之间，且所述进气腔与所述内排水罩及外排水罩的内腔均连通；

焊枪，其设于所述内排水罩的轴心，所述顶盖的中心设有焊枪安装口，所述焊枪的顶端固定于所述焊枪安装口内；

橡胶裙衬套，其为环状，沿周向密封设于所述外排水罩底部的外侧面，且所述橡胶裙衬套呈喇叭状向下延伸。

优选的是，所述焊接排水装置还包括：导气环，其设于所述顶盖上，所述导气环包括具有环状空腔的导气环本体及沿周向均匀间隔设于所述环状空腔内的多个导向块，所述导向块相对于导气环的轴心倾斜设置以将所述环状空腔均匀间隔为多个可轴向及切向进气的进气槽，且所述进气槽的倾斜方向与所述顶盖内进气腔中气体的流动方向相同，所述进气槽与顶盖内的进气腔及所述内排水罩及外排水罩的内腔均连通。

优选的是，所述内排水罩的下部罩体的每级筒体上的多个气孔均为弧形并依次沿所在筒体的周向均匀间隔并螺旋排列，且其倾斜方向与所述导气环的进气槽的倾斜方向相同。

优选的是，所述焊接排水装置还包括：玻璃纤维毡，其沿周向紧贴所述外排水罩底部的内壁设置。

优选的是，所述焊接排水装置还包括：多个套筒和多个弹簧，所述外排水罩的下部罩体的底部沿周向均匀设有多个排水孔，所述排水孔为直径内小外大的喇叭状孔，所述橡胶裙衬套将所述排水孔完全填充，多个套筒与多个排水孔一一对应，所述套筒的一端封闭有底面，且所述底面延伸出所述套筒的筒体，套筒的底面配合内嵌于所述玻璃纤维毡，套筒的筒体水平穿过玻璃纤维毡且套筒的另一端与外排水罩的内壁抵接，所述套筒的筒体上设有若干割缝，套筒内设有弹簧，橡胶裙衬套位于排水罩内侧的端部通过弹簧与套筒的底面连接固定，且所述橡胶裙衬套的顶部高于所述排水孔，底部与所述外排水罩的下端口平齐。

优选的是，所述焊枪安装孔设有密封垫圈，所述顶盖和外排水罩体及内排水罩体之间均设有密封垫圈。

优选的是，所述内排水罩下部罩体的内壁设有耐高温涂层。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明焊接方法中采用焊接排水装置将待焊接区域的水排开，从而实现高湿度环境中的局部干法焊接，所述焊接排水装置结构简单、使用方便、排水效果好，焊接效率高，焊接质量稳定；

2、本发明焊接方法中所述焊接排水装置采用进气孔切向设置和导气环配合的进气方式，在排水罩内形成旋转的气流，并且采用具有渐缩腔体的双层排水罩，旋转气流经过渐缩的腔体后产生加速效果，从排水罩内高度喷射出去，能有效的将水从焊接区域排开，排水效率高，排水效果好，保证焊接质量；

3、本发明焊接方法中所述焊接排水装置中焊枪设在内排水罩内，内排水罩的下部设有可多级进气的筒体，能在筒体内壁形成稳定的气膜，防止焊接产生的热量灼烧内壁，并且对高压气体起到缓冲作用，避免高压气体对电弧产生扰动，同时减弱了水深对电弧的压缩作用，使电弧更稳定，并且能及时将焊接产生的热量排出，避免温度过高影响焊接效果；

4、本发明焊接方法中所述焊接排水装置中排水罩的底部开有排水孔，排水罩的外壁设有橡胶裙衬套，排水罩内的水和气体可通过罩体上的排水孔排出，避免气体或水从排水罩下端口排出而导致排水罩与待焊工件脱离接触而影响密封效果，从而在焊接过程中排水罩内可保持干燥状态，并且在排水罩底部的内侧壁设有玻璃纤维毡，可隔离焊渣，防止橡胶裙衬套灼烧或排水孔堵塞，影响密封效果。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述焊接排水装置的结构示意图；

图2为本发明所述顶盖的俯视图；

图3为本发明所述导气环的结构示意图；

图4为本发明所述内排水罩下部罩体的局部结构示意图；

图5为本发明所述排水孔部分的结构示意图。

附图标记说明：

1-顶盖；2-外排水罩；3-内排水罩；301-第一筒体；302-气孔；303-第二筒体；4-玻璃纤维毡；5-橡胶裙衬套；501-弹簧；502-套筒；6-导气环；601-导气环本体；602-导向块；603-进气槽；7-焊枪安装口；8-焊枪；9-进气腔；901-第一进气口；902-第二进气口；10-待焊工件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的方法或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了高湿度环境中的焊接方法，包括以下步骤：

S1：打磨待焊工件，除去氧化层；

S2：将高压气体通过焊接排水装置的顶部通入焊接排水装置的排水罩内，待排水罩底端有气体流出时，将所述焊接排水装置移动到待焊工件的上方，并将焊接排水装置的底部紧贴待焊工件的表面；

S3：当待焊工件表面的水被高压气体排开，焊接排水装置的排水罩内形成局部干燥空间以后，用湿度检测装置检测排水罩内的湿度，当湿度达到引弧条件时引弧焊接；

S4：焊接完成后，对焊接排水装置持续通气体一段时间，待焊接区域冷却后停止通气并取出焊接排水装置，完成焊接。

在上述技术方案中，所述焊接排水装置内设有焊枪，将焊接排水装置的底部与待焊工件的表面接触，并形成相对封闭的空间，焊接排水装置内通入的高压气体将排水罩及待焊工件表面的水排开，形成局部干燥的空间，引弧焊接，在焊接的过程中不断通入气体，以防止外部的水进入排水罩内，并且对焊接完成的工件进行冷却，冷却至与水温温差达到60°～100°，避免过早取出焊接排水装置导致高温的焊接部位与水接触影响焊接质量。

如图1-5所示，在另一种技术方案中，所述焊接排水装置包括：

外排水罩2，其包括一体成型的上部罩体和下部罩体，且上部罩体为均匀的筒状结构，下部罩体为渐缩的筒状结构；

内排水罩3，其同轴设于所述外排水罩2内，所述内排水罩3也包括一体成型的上部罩体和下部罩体，且上部罩体为均匀的筒状结构，下部罩体包括多级均具有渐缩腔体的第一筒体301、第二筒体303……第N筒体，每级筒体的顶端沿周向与上一级筒体的外壁连接并形成环形的台阶，所述台阶上沿周向均匀间隔设有多个贯通筒壁的气孔302，且上一级筒体的底端均向下一级筒体的内部延伸出一段环形的导向部分，所述第N筒体的下端延伸为具有均匀腔体的筒状结构；

顶盖1，其设于所述外排水罩2和内排水罩3顶部，并与所述外排水罩2和内排水罩3可拆卸连接，所述顶盖1内设有环形的进气腔9、及连通至所述进气腔9的均为切向进气且进气方向相反的第一进气口901和第二进气口902，所述进气腔9与所述内排水罩3及外排水罩2同轴并位于两者之间，且所述进气腔9与所述内排水罩3及外排水罩2的内腔均连通；

焊枪8，其设于所述内排水罩3的轴心，所述顶盖1的中心设有焊枪安装口7，所述焊枪8的顶端固定于所述焊枪安装口7内；

橡胶裙衬套5，其为环状，沿周向密封设于所述外排水罩2底部的外侧面，且所述橡胶裙衬套5呈喇叭状向下延伸。

在上述技术方案中，所述焊接排水装置包括：外排水罩2、内排水罩3、顶盖1、焊枪8及橡胶裙衬套5，所述外排水罩2和内排水罩3同轴设置，顶部均与顶盖1的下表面连接，所述顶盖1中心的焊枪安装口7内安装有焊枪8，焊枪8的下部位于内排水罩3的轴心，顶盖1内设有与内排水罩3及外排水罩2同轴并位于两者之间的进气腔9，并设有进气方向相反的第一进气口901和第二进气口902，两个进气口均设置为切向进气，可在环形进气腔9内形成旋转的气流，优选的是，所述内排水罩3的上部罩体上设有若干割缝或通孔，旋转的气流分别进入外排水罩2及内排水罩3的内腔，将其中的水排出，形成局部干燥的空间，旋转的气流增大了排水效率，提高了排水效果，其中外排水罩2和内排水罩3的上部罩体均为均匀的筒状结构，下部罩体均为整体呈渐缩状的筒状结构，且内排水罩3和外排水罩2之间的间隔相对均匀，当气体自上而下从排水罩内流出时，由于排水罩的渐缩结构，气体的流速逐渐增大，到达排水罩的底部后高速旋喷出去，能有效的将水从焊接区域排开，排水效果更好；并且由于所述内排水罩3的下部罩体包括多级依次连接的均具有渐缩腔体的第一筒体301、第二筒体303……第N筒体，每级筒体的顶端沿周向与上一级筒体的外壁连接并形成环形的台阶，所述台阶上沿周向均匀间隔设有多个贯通筒壁的气孔302，气孔302将内排水罩3的内腔和外排水罩2的内腔连通，高压气体可以从气孔302内通入内排水罩3的下部罩体内，上一级筒体的底端均向下一级筒体的内部延伸出一段环形的导向部分，以对气流的流动方向起到限制作用，经由气孔302流入的气体可在多级筒体的内壁分别形成稳定的气膜，当焊枪8对待焊工件10进行焊接时，可防止焊接产生的热量灼烧内排水罩3的筒壁，并且气膜可以对高压气体起到缓冲作用，避免高压气体对电弧产生扰动，同时减弱了水深对电弧的压缩作用，使电弧更稳定，并且能及时将焊接产生的热量排出，避免温度过高影响焊接效果；橡胶裙衬套5设于所述外排水罩2底部的外侧面，可以防止外部的水进入进焊接区域。

在另一种技术方案中，所述焊接排水装置还包括：导气环6，其设于所述顶盖1上，所述导气环6包括具有环状空腔的导气环本体601及沿周向均匀间隔设于所述环状空腔内的多个导向块602，所述导向块602相对于导气环6的轴心倾斜设置以将所述环状空腔均匀间隔为多个可轴向及切向进气的进气槽603，且所述进气槽603的倾斜方向与所述顶盖1内进气腔9中气体的流动方向相同，所述进气槽603与顶盖1内的进气腔9及所述内排水罩3及外排水罩2的内腔均连通，优选的是，所述内排水罩3的上部罩体上设有若干割缝或通孔，所述导气环6的进气槽603分别贯通导气环6的上下表面，且所述进气腔9为腔体下部不封闭的环形，导气环6设于所述进气腔9的正下方，进气腔9内的旋转气流从导气环6的进气槽603顶端进入导气环6内，并在进气槽603内形成同时具有切向和轴向矢量速度的气流，从而将进气腔9内的气流分散并分别进入外排水罩2和内排水罩3的内腔避免内排水罩3内形成气流盲区，无法将水完全排出。

在另一种技术方案中，所述内排水罩3的下部罩体的每级筒体上的多个气孔302均为弧形并依次沿所在筒体的周向均匀间隔并螺旋排列，且其倾斜方向与所述导气环6的进气槽603的倾斜方向相同，在此技术方案中，由进气槽603中出来的气流其旋转方向与内排水罩3的下部罩体上的气孔302的倾斜方向相同，气流由气孔302进入后，由于上级筒体的导向部分的限制，气流继续旋转流动并在筒体内壁形成旋转的稳定的气膜，旋转的气膜贴壁流动并最终从内排水罩3的底端排出，气流稳定，避免对电弧产生扰动，并且旋转的气流能高效的将焊接产生的热量排出，提高焊接效果，保证焊接质量。

在另一种技术方案中，所述焊接排水装置还包括：玻璃纤维毡4，其沿周向紧贴所述外排水罩2底部的内壁设置，优选的是，所述玻璃纤维毡4的顶端不低于所述内排水罩3的下端口，玻璃纤维毡4能绝缘、耐热、抗腐蚀，可以避免焊接产生的焊渣灼烧外排水罩2的内壁以及橡胶裙衬套5，并且可以阻挡焊渣，避免焊渣与橡胶裙衬套5接触，影响橡胶裙衬套5的挡水效果。

在另一种技术方案中，所述焊接排水装置还包括：多个套筒502和多个弹簧501，所述外排水罩2的下部罩体的底部沿周向均匀设有多个排水孔，所述排水孔为直径内小外大的喇叭状孔，所述橡胶裙衬套5将所述排水孔完全填充，所述套筒502的一端封闭有底面，且所述底面延伸出所述套筒502的筒体，套筒502的底面配合内嵌于所述玻璃纤维毡4，套筒502的筒体水平穿过玻璃纤维毡4且套筒502的另一端与外排水罩2的内壁抵接，所述套筒502的筒体上设有若干割缝，套筒502内设有弹簧501，橡胶裙衬套5位于排水罩内侧的端部通过弹簧501与套筒502的底面连接固定，且所述橡胶裙衬套5的顶部高于所述排水孔，底部与所述外排水罩2的下端口平齐。

在上述技术方案中，所述外排水罩2的下部罩体的底部沿周向均匀分布多个排水孔，橡胶裙衬套5的内侧面分别向多个排水孔内形成多个凸出部，并且所述凸出部分别将多个排水孔配合填充，多个套筒502分别与多个排水孔一一对应设置，套筒502的一端封闭有底面，底面延伸出所述套筒502的筒体并内嵌于所述玻璃纤维毡4，筒体水平穿过玻璃纤维毡4且套筒502的另一端与外排水罩2的内壁抵接，橡胶裙衬套5的凸出部通过设于套筒502内的弹簧501与套筒502的底面连接固定，套筒502的筒壁上设于若干割缝，高压旋转气流由焊接排水装置的顶部通入，焊接排水装置内的水通过套筒502的割缝流向排水孔内，通过冲击力将弹簧501拉伸，排水孔打开将水排出，避免了气体或水从外排水罩2下端口排出而导致外排水罩2与待焊工件10脱离接触影响密封效果，保证焊接过程中排水罩内保持干燥状态，且玻璃纤维毡4可隔离焊渣，防止排水孔堵塞，影响密封效果。

在另一种技术方案中，所述焊枪8安装孔设有密封垫圈，所述顶盖1和外排水罩2体及内排水罩3体之间均设有密封垫圈，避免焊接排水装置的顶部漏气，影响排水效果。

在另一种技术方案中，所述内排水罩3下部罩体的内壁设有耐高温涂层，避免焊接产生的高温灼烧其内壁。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.高湿度环境中的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：打磨待焊工件，除去氧化层；

S2：将高压气体通过焊接排水装置的顶部通入焊接排水装置的排水罩内，待排水罩底端有气体流出时，将所述焊接排水装置移动到待焊工件的上方，并将焊接排水装置的底部紧贴待焊工件的表面；

S3：当待焊工件表面的水被高压气体排开，焊接排水装置的排水罩内形成局部干燥空间以后，用湿度检测装置检测排水罩内的湿度，当湿度达到引弧条件时引弧焊接；

S4：焊接完成后，对焊接排水装置持续通气体一段时间，待焊接区域冷却后停止通气并取出焊接排水装置，完成焊接。

2.如权利要求1所述的高湿度环境中的焊接方法，其特征在于，所述焊接排水装置包括：

外排水罩，其包括一体成型的上部罩体和下部罩体，且上部罩体为均匀的筒状结构，下部罩体为渐缩的筒状结构；

内排水罩，其同轴设于所述外排水罩内，所述内排水罩也包括一体成型的上部罩体和下部罩体，且上部罩体为均匀的筒状结构，下部罩体包括多级均具有渐缩腔体的第一筒体、第二筒体……第N筒体，每级筒体的顶端沿周向与上一级筒体的外壁连接并形成环形的台阶，所述台阶上沿周向均匀间隔设有多个贯通筒壁的气孔，且上一级筒体的底端均向下一级筒体的内部延伸出一段环形的导向部分，所述第N筒体的下端延伸为具有均匀腔体的筒状结构；

顶盖，其设于所述外排水罩和内排水罩顶部，并与所述外排水罩和内排水罩可拆卸连接，所述顶盖内设有环形的进气腔、及连通至所述进气腔的均为切向进气且进气方向相反的第一进气口和第二进气口，所述进气腔与所述内排水罩及外排水罩同轴并位于两者之间，且所述进气腔与所述内排水罩及外排水罩的内腔均连通；

焊枪，其设于所述内排水罩的轴心，所述顶盖的中心设有焊枪安装口，所述焊枪的顶端固定于所述焊枪安装口内；

橡胶裙衬套，其为环状，沿周向密封设于所述外排水罩底部的外侧面，且所述橡胶裙衬套呈喇叭状向下延伸。

3.如权利要求2所述的高湿度环境中的焊接方法，其特征在于，还包括：导气环，其设于所述顶盖上，所述导气环包括具有环状空腔的导气环本体及沿周向均匀间隔设于所述环状空腔内的多个导向块，所述导向块相对于导气环的轴心倾斜设置以将所述环状空腔均匀间隔为多个可轴向及切向进气的进气槽，且所述进气槽的倾斜方向与所述顶盖内进气腔中气体的流动方向相同，所述进气槽与顶盖内的进气腔及所述内排水罩及外排水罩的内腔均连通。

4.如权利要求3所述的高湿度环境中的焊接方法，其特征在于，所述内排水罩的下部罩体的每级筒体上的多个气孔均为弧形并依次沿所在筒体的周向均匀间隔并螺旋排列，且其倾斜方向与所述导气环的进气槽的倾斜方向相同。

5.如权利要求2所述的高湿度环境中的焊接方法，其特征在于，还包括：玻璃纤维毡，其沿周向紧贴所述外排水罩底部的内壁设置。

6.如权利要求5所述的高湿度环境中的焊接方法，其特征在于，还包括：多个套筒和多个弹簧，所述外排水罩的下部罩体的底部沿周向均匀设有多个排水孔，所述排水孔为直径内小外大的喇叭状孔，所述橡胶裙衬套将所述排水孔完全填充，多个套筒与多个排水孔一一对应，所述套筒的一端封闭有底面，且所述底面延伸出所述套筒的筒体，套筒的底面配合内嵌于所述玻璃纤维毡，套筒的筒体水平穿过玻璃纤维毡且套筒的另一端与外排水罩的内壁抵接，所述套筒的筒体上设有若干割缝，套筒内设有弹簧，橡胶裙衬套位于排水罩内侧的端部通过弹簧与套筒的底面连接固定，且所述橡胶裙衬套的顶部高于所述排水孔，底部与所述外排水罩的下端口平齐。

7.如权利要求2所述的高湿度环境中的焊接方法，其特征在于，所述焊枪安装孔设有密封垫圈，所述顶盖和外排水罩体及内排水罩体之间均设有密封垫圈。

8.如权利要求2所述的高湿度环境中的焊接方法，其特征在于，所述内排水罩下部罩体的内壁设有耐高温涂层。