CN109277673A - 一种双层气结构水下局部干法gmaw焊炬 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，包括直流电机、加长喷嘴的焊枪以及排水罩及安装在两者之间的排水静气罩；直流电机的空心轴向下延伸贯穿通过排水静气罩的中空部至排水静气罩的底面；排水静气罩固定安装在直流电机下表面；排水静气罩侧壁设的进气口将排水气体通入排水静气罩内室；排水静气罩底面安装环状旋转通气盘，排水罩的上表面固定连接在旋转通气盘的下表面，排水罩的上表面设置与旋转通气盘相适应的通孔实现气体的流通；排水罩的侧壁设置出气孔和旋转叶片；直流电机转动能够带动排水罩转动，能够带动旋转叶片旋转排水效果；加长喷嘴的焊枪通过空心轴后贯穿出排水罩。本装置采用的排水气体为高温气体，排水效果很好。

Description

一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬

技术领域

本发明涉及水下局部干法气体保护焊领域，具体涉及一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬。

背景技术

水下局部干法气体保护焊目前是一种处于研究热点的水下焊接方法。该方法是利用从特定的排水罩中喷出保护气体，使一定范围内的焊缝区域出现局部干式环境，从而保证焊接质量的一种自动或者半自动焊接方法。

现有技术中，申请号为20171000477917，发明名称为：双气流结构局部干法水下机器人焊接微型排水罩，公开的装置虽然实现了气体旋转排水的效果，但是气体旋转的速度受到机械结构的限制，无法调节，且该装置是单纯利用气体排水，比较费气，实用性比较差。

申请号为201810032134.X，专利名称为：一种用于实现气水双旋转的局部干法气体保护焊排水罩装置；首次提出了利用旋转的叶片和气体进行焊缝局部区域排水的水下局部干法GMAW焊接方法，同时叶片和气体的旋转速度可以实现便利调节。但因其存在焊炬内部气体既作为保护气体，也作为排水气体，不能单独调节排水气体流量。在大水深焊接时，如果焊接保护气体流量多大，且为旋转气流，焊炬内气体流量多大，且容易出现紊流状，对焊接电弧容易造成不稳现象。此外，该装置采用的排水气体为采用常温气体，对于排水过程中溅洒在焊缝表面的水体排水效果不理想。

发明内容

1.所要解决的技术问题：

针对上述现有技术现状的缺点，本发明提出一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬及安装与拆卸方法。本双层气结构下的水下局部干法GMAW焊炬的结构简洁、经济实用。其安装于拆卸方法简单易行。

2.技术方案：

一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，包括直流电机、加长喷嘴的焊枪以及排水罩；其特征在于：还包括安装在直流电机与排水罩的中间的排水静气罩；所述直流电机的电机轴为空心轴，所述空心轴向下延伸贯穿通过排水静气罩的中空部至排水静气罩的底面；所述排水静气罩固定安装在直流电机下表面；所述排水静气罩侧壁设置排水气体进气口，能够将排水气体通入排水静气罩内室；所述排水静气罩底面安装环状旋转通气盘，所述排水罩的上表面固定连接在旋转通气盘的下表面，所述排水罩的上表面设置与旋转通气盘相适应的通孔能够实现气体的流通；所述排水罩的侧壁设置出气孔，排水罩的外侧壁设置旋转叶片；直流电机转动能够带动排水罩转动，能够带动旋转叶片旋转排水效果；所述空心轴空腔中安装加长喷嘴的焊枪；所述加长喷嘴的焊枪通过空心轴后贯穿出排水罩，所述加长喷嘴的焊枪上端设置有电弧保护气进气口,用于通入电弧保护气体。

进一步地，所述排水罩的底部设置玻璃制电弧观察罩；所述加长喷嘴的焊枪的喷嘴位于玻璃制电弧观察罩的空腔中间位置。

进一步地，所述旋转通气盘、空心轴、排水静气罩是通过轴承A进行连接的；具体的连接方式为：所述旋转通气盘的内圈与空心轴的尾端固定连接，外圈与轴承A的内圈套接；所述轴承A的外圈固定套接在排水静气罩的内侧壁的下端。

进一步地，所述旋转通气盘的上表面设置网状镂空的电阻加热丝，电阻加热丝连着电阻丝加热电线，电阻丝加热电线从设置在排水静气罩的侧壁的电阻丝加热电线出线口穿出。

进一步地，所述玻璃制电弧观察罩下端通过轴承B连接环状密封圈，所述环状密封圈能够与被焊工件密封接触；所述环状密封圈包括紧密连接的密封圈支撑金属内胆和密封圈海绵体外圈；其中轴承B的具体连接方式为：所述的轴承B的内圈套接玻璃制电弧观察罩的底部；所述的轴承B的外圈被环状密封圈中的支撑金属内胆固定套接；环状密封圈的支撑金属内胆和密封圈海绵体实现粘接。

进一步地，还包括安装在直流电机的顶部的顶板；所述顶板和直流电机的顶面通过顶板螺栓实现刚性连接；所述顶板中间位置设有开口孔，所述加长喷嘴的焊枪从开口孔穿过进入空心轴；所述开口孔处设置锁紧螺栓固定加长喷嘴的焊枪。

进一步地，所述排水罩的罩体外壁的旋转叶片为4个；所述旋转叶片均与罩体外壁相切；所述排水罩罩体外壁轴向上 设有4个对称的排水气体出气孔。

进一步地，所述直流电机的转速可调。

进一步地，所述排水气体为空气或者氩气或者二氧化碳。

进一步地，所述的电弧保护气为氩气或者/和二氧化碳。

3.有益效果：

（1）本装置中采用在排水静气罩的气室内放置有网状镂空的电阻加热丝，保证了排水气体到达焊接工件之前能够被有效加热，提高了焊炬内部和焊接工件表面的干燥度。、

（2）本装置中排水罩下端连接有玻璃制电弧观察罩，作为高速摄像拍摄焊接电弧和焊接熔池的观察窗口。玻璃制电弧观察罩下端连接密封圈，作为密封构件，保证水下局部干法焊接过程中的水密性。

（3）本装置中的直流电机转速可调，以适应不同水深焊接时对排水叶片转速的要求。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明中旋转通气盘与轴承A的装配图；

图3为本发明中的排水罩的罩体外壁的旋转叶片的装配图；

图4为本发明中轴承B 和密封圈的装配图

图5为本发明中顶板的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体的说明。

如附图1所示，一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，包括一个能旋转运动的排水罩1和一个带动排水罩旋转运动的直流电机2，直流电机2上端利用顶板螺栓41和顶板4连接，下端利用电机螺栓22和排水静气罩5连接。排水罩1周向设置有４个排水气体出气孔101，专门用于将焊炬内的气体从出气孔排出焊炬。直流电机2的电机轴内部加工有大孔径的通孔，形成空心轴21，用以通过特制的加长喷嘴的焊枪3，所述加长喷嘴的焊枪上端设置有电弧保护气进气口31,用于通入电弧保护气体。排水静气罩5单侧加工有一个排水气体进气口51，用以通入排水气体进入排水静气罩5内室。排水静气罩5下端内部紧配合嵌入轴承A 6的外圈61，实现轴承A外圈61的固定。轴承A的内圈62和旋转通气盘7实现间隙配合，以保证电机空心轴能带动旋转通气盘自由旋转，从而实现旋转气流排水效果。旋转通气盘7利用排水罩上端盖螺栓103连接排水罩1；排水罩1外表面四周设计有旋转叶片8，利用直流电机2转动，带动排水罩1转动，从而实现旋转叶片8旋转从而达到排水效果。排水罩1侧壁设计有排水气体出气孔101，用以从焊炬中排除排水气体。排水罩1内侧壁和玻璃制电弧观察罩9外侧壁利用高温环状密封圈实现粘接。其中12为产生的电弧。

排水静气罩5的内室放置有网状镂空的电阻加热丝52，保证了排水气体到达焊接工件13之前能够被有效加热，提高了焊炬内部和焊接工件表面的干燥度，电阻加热丝52连着电阻丝加热电线53，电阻丝加热电线可从排水静气罩另一侧的电阻丝加热电线出线54口穿出。

如附图2为旋转通气盘与轴承A的装配图，如图所示旋转通气盘7盘面设计有4个对称的通气孔71，用于通过排水气体。同时，旋转通气盘7盘面还设计有4个对称的螺栓孔72，用于和排水罩上端盖螺栓103配合，连接排水罩1，从而实现旋转运动的传动过程，旋转通气盘7中间设有空心轴通过孔73，用以通过电机空心轴21，并与电机空心轴21实现紧配合。

如附图3为排水罩的罩体外壁的旋转叶片的装配图，由图中可以看出排水罩1罩体外壁102周围分布的4个旋转叶片8，分别和罩体外壁102呈相切角度，有效增加了旋转叶片8和水的接触面积，提高了排水效果，罩体外壁102径向上开有4个对称的排水气体出气孔101，保证排水气体能从焊炬内部排出。旋转叶片8利用旋转叶片固定螺栓81实现和罩体外壁102的紧固。

如附图4为轴承B 和环状密封圈11的装配图；轴承B 10的内圈1001和玻璃制电弧观察罩9外侧壁利用高温环状密封胶实现粘接；轴承B的外圈1002和环状密封圈支撑金属内胆111实现粘接。环状密封圈支撑金属内胆111和环状密封圈海绵体112实现粘接。

如附图5为顶板的装配图；如图中可以看出：顶板4利用顶板螺栓41和直流电机2的顶面实现刚性连接。顶板4内部设计有开口孔42，用以通过特制加长喷嘴的焊枪3，并在开口处利用锁紧螺栓43实现对特制加长喷嘴的焊枪3的紧固。

采用本发明的一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬装配时，可按以下步骤进行：

步骤1：利用顶板螺栓将直流电机和顶板固定。

步骤2：加热旋转通气盘，将电机空心轴插入旋转通气盘空心轴通过孔，冷却后实现紧配合。

步骤3：将电阻加热丝放置在旋转通气盘上。

步骤4：将排水静气罩加热，敲入轴承A,实现轴承A嵌入在排水静罩的气室内。

步骤5：将旋转通气盘套和空心轴插入排水静气罩，利用电机螺栓将直流电机和排水静气罩固定。并将电阻加热丝加热电线从出线口出抠出，并做好出线口的水密封。

步骤6：将排水罩的内圈和玻璃制电弧观察罩的外壁粘接。

步骤7：将玻璃制电弧观察罩的外壁和轴承B的内圈粘接。

步骤7：将排水罩和排水静气罩对好位置后，利用排水罩上端盖螺栓和排水静气罩连接好。

步骤8：将旋转叶片利用旋转叶片螺栓和排水罩外壳连接好。

步骤9：将密封圈粘接到轴承B的外圈上。

步骤10：将特制加长喷嘴的焊枪插入空心轴内，并利用锁紧螺栓，锁紧焊枪位置。

采用本发明的一种一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬当需要更换部分零件进行拆卸时，可按以下步骤进行：

步骤11：拧开锁紧螺栓，从空心轴中取出特制加长喷嘴焊枪。

步骤12：拧开排水罩上端盖螺栓，连同取出排水罩、玻璃电弧观察罩以及密封圈。

步骤13：塞进电阻加热丝加热电线、拧开电机螺栓，连同取出排水静气罩。

步骤14：取出电阻加热丝。

从以上的步骤可以看出，本发明不管是装配还是拆卸都很方便。其实用性比较高。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (10)

1.一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，包括直流电机（2）、加长喷嘴的焊枪（3）以及排水罩（1）；其特征在于：还包括安装在直流电机（2）与排水罩（1）的中间的排水静气罩（5）；所述直流电机（2）的电机轴为空心轴（21），所述空心轴（21）向下延伸贯穿通过排水静气罩（5）的中空部至排水静气罩（5）的底面；所述排水静气罩（5）固定安装在直流电机（2）下表面；所述排水静气罩（5）的侧壁设置排水气体进气口（5），能够将排水气体通入排水静气罩（5）内室；所述排水静气罩（5）底面安装环状旋转通气盘（7）， 所述排水罩（1）的上表面固定连接在旋转通气盘（7）的下表面，所述排水罩（1）的上表面设置与旋转通气盘（7）相适应的通孔能够实现气体的流通；所述排水罩（1）的侧壁设置出气孔（101），排水罩（1）的外侧壁设置旋转叶片（8）；直流电机（2）转动能够带动排水罩（1）转动，能够带动旋转叶片（8）旋转达到排水效果；所述空心轴（21）空腔中安装加长喷嘴的焊枪（3）；所述加长喷嘴的焊枪（3）通过空心轴（21）后贯穿出排水罩（1），所述加长喷嘴的焊枪（3）上端设置有电弧保护气进气口（31）,用于通入电弧保护气体。

2.根据权利要求1所述的一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，其特征在于：所述排水罩（1）的底部设置玻璃制电弧观察罩（9）；所述加长喷嘴的焊枪（3）的喷嘴位于玻璃制电弧观察罩（9）的空腔中间位置。

3.根据权利要求1所述的一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，其特征在于：所述旋转通气盘（7）、空心轴（21）、排水静气罩（5）是通过轴承A（6）进行连接的；具体的连接方式为：所述旋转通气盘（7）的内圈与空心轴（21）的尾端固定连接，外圈与轴承A（6）的内圈（62）套接；所述轴承A（6）的外圈（61）固定套接在排水静气罩（5）的内侧壁的下端。

4.根据权利要求1或3所述的一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，其特征在于：所述旋转通气盘（7）的上表面设置网状镂空的电阻加热丝（52），电阻加热丝（52）连着电阻丝加热电线（53），电阻丝加热电线（53）从设置在排水静气罩（5）的侧壁的电阻丝加热电线出线口(54)穿出。

5.根据权利要求2所述的一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，其特征在于：所述玻璃制电弧观察罩（9）下端通过轴承B（10）连接环状密封圈（11），所述环状密封圈（11）能够与被焊工件密封接触；所述环状密封圈（11）包括紧密连接的密封圈支撑金属内胆（111）和密封圈海绵体外圈（112）；其中轴承B（10）的具体连接方式为：所述的轴承B的内圈（1001）套接玻璃制电弧观察罩（9）的底部；所述的轴承B的外圈（1002）被环状密封圈（11）中的支撑金属内胆（111）固定套接；环状密封圈的支撑金属内胆（111）和密封圈海绵体（112）实现粘接。

6.根据权利要求1所述的一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，其特征在于：还包括安装在直流电机（2）的顶部的顶板（4）；所述顶板（4）和直流电机（2）的顶面通过顶板螺栓（41）实现刚性连接；所述顶板中间位置设有开口孔（42），所述加长喷嘴的焊枪（3）从开口孔（42）穿过进入空心轴（21）；所述开口孔处设置锁紧螺栓（43）固定加长喷嘴的焊枪（3）。

7.根据权利要求1所述的一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，其特征在于：所述排水罩（1）的罩体外壁（102）的旋转叶片（8）为4个；所述旋转叶片（8）均与罩体外壁（102）相切；所述排水罩（1）罩体外壁径向上设有4个对称的排水气体出气孔（101）。

8.根据权利要求1所述的一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，其特征在于:所述直流电机（2）的转速可调。

9.根据权利要求1所述的一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，其特征在于:所述排水气体为空气或者氩气或者二氧化碳。

10.根据权利要求1所述的一种双层气结构水下局部干法GMAW焊炬，其特征在于: 所述的电弧保护气为氩气或者/和二氧化碳。