CN110340513A - 真空焊接机及环件焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种真空焊接机及环件焊接方法，涉及真空焊接技术领域，真空焊接机包括：包括：第一壳体和第二壳体，且两者可拆卸扣装在一起形成一密封焊接室；第一壳体具有第一避位开槽，第二壳体具有第二避位开槽，第一壳体与第二壳体扣装后，第一避位开槽与第二避位开槽相互扣合，形成用于避位且与待焊接件之间形成密封的避位通道；密封焊接室的内腔用于与外界真空机组连通；还包括设置于密封焊接室内用于限制待焊接件运动的限位装置，以及用于焊接待焊接件的焊接装置。环件焊接方法采用上述真空焊接机对环间进行焊接。

Description

真空焊接机及环件焊接方法

技术领域

本发明涉及真空焊接技术领域，具体涉及一种真空焊接机及环件焊接方法。

背景技术

在陆地风电、海上风电、核电及航空航天等领域由于大型设备的需求，各部件之间联结的法兰环件越来越大，如5MW的风电机组用的塔杆连接法兰最大直径已超过6m，核电用的法兰直径已超过15m，而且断面的尺寸也由传统的150mmX150mm逐渐变化到600mmX300mm以上；联结环件的生产厂家多在内陆，联结环件的运输多为汽运，由于公路的桥涵、隧道、收费站及道路的幅宽等多种因素严重制约了行业的发展。

对大型环件等特殊产品，为了解决公路运输问题，比较好的方法是将制作好的完整环件进行合理分割，运输到安装现场后再通过特殊焊接方法复原到符合设计要求的尺寸及机械性能要求。真空电子束焊接因具有可以精确的确定焊缝的位置、精度以及重复性误差为0，最大的穿透深度可达300mm，焊缝化学成分纯净，焊接接头强度高、质量好，在真空中进行焊接，焊缝纯净、光洁、呈镜面，无氧化等缺陷，熔深大、焊速快，热影响区极小，对接头性能影响小，接头基本无变形的特点。利用上述特点可以应用真空电子束焊接于对大型环件进行焊接复原。

现有技术中，真空电子束焊接机需要在真空环境下对大型环件进行分段焊接，焊接之后，环间形成闭环结构，从而存在不易从真空电子束焊接机中取出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空焊接机及大型环件焊接方法，以缓解现有技术中存在的利用真空电子束焊接机分段焊接大型环件后，环件不易从真空电子束焊接机中拆卸取出的问题。

本发明提供一种真空焊接机，包括：第一壳体和第二壳体，且两者可拆卸扣装在一起形成一密封焊接室；

第一壳体具有第一避位开槽，第二壳体具有第二避位开槽，第一壳体与第二壳体扣装后，第一避位开槽与第二避位开槽相互扣合，形成用于避位且与待焊接件之间形成密封的避位通道；

密封焊接室的内腔用于与外界真空机组连通；

还包括设置于密封焊接室内用于限制待焊接件运动的限位装置，以及用于焊接待焊接件的焊接装置。

进一步地，第一壳体具有第一法兰结构，第二壳体具有用于与第一法兰结构配合连接的第二法兰结构；

第一法兰结构与第二法兰结构两者上的对接法兰面之间设置有柔性密封件。

进一步地，该真空焊接机包括用于与待焊接件形成密封的密封装置；

密封装置包括第一密封组件和第二密封组件，第一密封组件和第二密封组件拼装并形成用于穿设待焊接件的异性孔；

密封装置与避位通道连接并与避位通道形成密封。

进一步地，第一密封组件包括第一密封仓、第一异形夹板、第一弹性密封件、第三异形夹板、第一压盖以及用于挤压第三异形夹板的第一顶紧结构；第一异形夹板、第一弹性密封件以及第三异形夹板依次抵紧并设置于第一密封仓内；第一密封仓的开口处设置有第四法兰结构，第一压盖与第四法兰结构的法兰面抵接并封堵第一密封仓，第一顶紧结构能够顶紧第三异形夹板，避位通道的进口处设置有用于与第四法兰结构连接的第三法兰结构；

第二密封组件包括第二密封仓、第二异形夹板、第二弹性密封件、第四异形夹板、第二压盖以及用于挤压第四异形夹板的第二顶紧结构，第二异形夹板、第二弹性密封件以及第四异形夹板依次抵紧并设置于第二密封仓内；第二密封仓的开口处设置有第四法兰结构，第二压盖与第四法兰结构法兰面抵接并封堵第二密封仓，第一顶紧结构能够顶紧第四异形夹板，避位通道的进口处设置有用于与第四法兰结构连接的第三法兰结构。

进一步地，限位装置包括水平调整机构以及竖直调整机构；

水平调整机构能够带动待焊接件在水平方向活动；

竖直调整机构能够带动待焊接件在竖直方向活动。

进一步地，水平调整机构包括第一推杆、第二推杆、第三推杆、第一导轨、滑槽、与第一推杆的输出端连接的第一夹紧头，以及与第二推杆的输出端连接的第二夹紧头；

第一导轨沿x方向设置于第一壳体内，滑槽沿y轴方向设置；滑槽的底部连接有与第一导轨滑动连接的第一滑块，第三推杆的输出方向为x方向，且第三推杆的输出端与滑槽连接；

第一夹紧头以及第二夹紧头均与滑槽滑动配合，第一夹紧头与第二夹紧头受到驱动能够夹紧待焊接件并在滑槽上沿y轴方向滑动。

进一步地，竖直调整机构包括第四推杆和用于挤压待焊接件的压片，第四推杆的输出方向为z轴方向，压片与第四推杆的输出端连接。

进一步地，焊接装置包括焊机定位机构以及电子束焊机；

焊机定位机构包括第二导轨、梯形滑座、第三导轨以及焊机座板，第二导轨沿y轴方向固定于第一壳体内的底面和/或第二壳体内，梯形滑座的底部与第二导轨滑动连接，第三导轨沿z轴方向固定在梯形滑座上，焊机座板与第三导轨滑动连接，电子束焊机可沿x轴方向滑动地设置于焊机座板上。

进一步地，第一壳体和/或第二壳体上设置有窥视口，第一壳体和/或第二壳体内部设置有摄像头；

窥视口连通外部空间与密封焊接室的内部，并用透明结构密封；

摄像头的检测端朝向待焊接件的焊接口设置。

本发明还提供一种大型环件焊接方法，包括以下步骤：

将第一壳体和第二壳体密封对接，形成密封焊接室；

将待焊接件从密封焊接室的避位通道穿入密封焊接室；

利用限位装置限制待焊接件的位置；

将密封焊接室与真空机组连通，并对密封焊接室进行抽真空；

启动焊接装置，对待焊接件进行焊接；

焊接完成后，回复密封焊接室内气压，拆卸并分离第一壳体和第二壳体，取出焊接件。

与现有技术相比，本发明提供的真空焊接机及环件焊接方法所具有的技术优势为：

本发明提供一种真空焊接机，包括：第一壳体和第二壳体，且两者可拆卸扣装在一起形成密封焊接室；第一壳体具有第一避位开槽，第二壳体具有第二避位开槽，第一壳体与第二壳体扣装后，第一避位开槽与第二避位开槽相互扣合，形成用于避位且与待焊接件之间形成密封的避位通道；密封焊接室的内腔用于与外界真空机组连通；还包括设置于密封焊接室内用于限制待焊接件运动的限位装置，以及用于焊接待焊接件的焊接装置。密封焊接室与外部的真空机组连通，便于制造密封焊接室的真空环境。上述结构中，直接利用第一壳体与第二壳体对接密封，形成密封焊接室；对大型环件进行焊接时，需要利用限位装置调整并固定大型环件的位置，以便于焊接装置对其进行焊接，当焊接完成后，环件形成闭环，将第一壳体与第二壳体拆分，配合拆分开的避位通道，可取出环件；该避位通道的设置可以便于大型环件在分段焊接时，将环件段从避位通道插入焊接室，进行焊接操作，同时，有利于在环件焊接完成形成闭环后，将第一壳体与第二壳体拆开后，避位通道也自然分为两个避位开槽，使得环件直接与第一壳体以及第二壳体完全分离，便于取出环件。因此该第一壳体与第二壳体室可拆分结构配合分体的避位通道的结构，解决了现有技术中存在的利用真空电子束焊接机分段焊接大型环件后，环件不易从真空电子束焊接机中拆卸取出的问题。

本发明提供的本发明还提供一种环件焊接方法，采用上述真空焊接机，包括以下步骤：将第一壳体和第二壳体密封对接，形成密封焊接室；将待焊接件从密封焊接室的避位通道穿入密封焊接室；利用限位装置限制待焊接件的位置；将密封焊接室与真空机组连通，并对密封焊接室进行抽真空；启动焊接装置，对待焊接件进行焊接；焊接完成后，回复密封焊接室内气压，拆卸并分离第一壳体和第二壳体，取出焊接件。该方法采用真空焊接机进行焊接，因此该方法的优势包括真空焊接机的优势，不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的真空焊接机的第一结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一壳体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第二壳体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第一壳体工作结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第一壳体内部结构示意图；

图6为本发明实施例提供的密封装置结构示意图；

图7为本发明实施例提供的大型环件现场焊接设备连接示意图。

图标：1000－真空焊接机；1100－第一壳体；1110－第一避位开槽；1111－第三法兰结构；1120－第一法兰结构；1130－真空管接口；1140－窥视口；1200－第二壳体；1210－第二法兰结构；1220－第二避位开槽；1300－柔性密封件；1400－密封装置；1410－第一密封组件；1411－第一压盖；1412－第三异形夹板；1413－第一弹性密封件；1414－第一异形夹板；1415－第一密封仓；1416－第一顶紧结构；1420－第二密封组件；1421－第二压盖；1422－第四异形夹板；1423－第二弹性密封件；1424－第二异形夹板；1425－第二密封仓；1426－第二顶紧结构；1430－第四法兰结构；1500－焊接装置；1510－焊机定位机构；1511－第二导轨；1512－第三导轨；1513－焊机座板；1514－梯形滑座；1520－电子束焊机；1600－限位装置；1610－竖直调整机构；1611－箱式滑道；1612－压片；1613－第四推杆；1620－水平调整机构；1621－第一导轨；1622－滑槽；1623－第一推杆；1624－第二推杆；1625－第一夹紧头；1626－第二夹紧头；1627－第三推杆；1700－支撑平台；1800－摄像头；2000－环件；3000－真空机组；4000－控制系统；5000－液压系统；6000－夹具；7000－支撑千斤顶；8000－激光测平仪。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，而不是指示或暗示所指的装置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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

具体结构如图1－图7所示，需要说明的是，关于方向的描述，参考图1，根据图1所述，以其中x轴正方向为左，负方向为右；y轴正方向为前，负方向为后；z轴正方向为上，负方向为下。

本实施例提供的一种真空焊接机1000，主要参考图1－图6，包括：第一壳体1100和第二壳体1200，且两者可拆卸扣装在一起形成一密封焊接室；

第一壳体1100具有第一避位开槽1110，第二壳体1200具有第二避位开槽1220，第一壳体1100与第二壳体1200扣装后，第一避位开槽1110与第二避位开槽1220相互扣合，形成用于避位且与待焊接件之间形成密封的避位通道；

密封焊接室的内腔用于与外界真空机组3000连通；

还包括设置于密封焊接室内用于限制待焊接件运动的限位装置1600，以及用于焊接待焊接件的焊接装置1500。

具体地，第一壳体1100与第二壳体1200可利用螺栓进行快速连接紧固，同时，对接口之间可设置密封结构，进行密封。第一壳体1100的两侧均具有第一避位开槽1110，第二壳体1200的两侧均具有第二避位开槽1220，优选地，第一避位开槽1110与第二避位开槽1220均为C型槽口，当第一壳体与第二壳体对接后，密封焊接室同一侧的两个C型槽口的开口重合，并形成用于穿设环件2000的避位通道，因此密封焊接室的两侧各具有一个避位通道；具体地，该第一壳体1100或第二壳体1200上具有真空管接口1130，真空管接口1130用于与外部的真空机组3000连通，优选地，真空管接口1130具有法兰结构，并与耐压钢管进行法兰连接，钢管的另一端与真空机组3000连通，保证在抽真空过程中，连接结构的强度。优选地，第一壳体1100内的底部平面上固定有支撑平台1700，该支撑平台1700可以通过螺栓紧固于第一壳体1100内部的底面上，用于支撑穿入密封焊接室内的环件2000，为焊接提供环境。上述结构中，直接利用第一壳体1100与第二壳体1200对接密封，形成密封焊接室；对大型环件2000进行焊接时，当焊接完成后，环件形成闭环，将第一壳体1100与第二壳体1200拆分，可取出环件；该避位通道的设置可以便于大型环件2000在分段焊接时，将环件段从避位通道插入密封焊接室，并利用限位装置1600对环件2000进行调整限位，使得焊接接口与焊接装置对齐，并进行焊接操作，同时，有利于在环件2000焊接完成形成闭环后，将第一壳体1100与第二壳体1200拆开后，避位通道也自然分为第一避位开槽1110和第二避位开槽1220，使得环件2000直接与第一壳体1100以及第二壳体1200完全分离，便于取出环件。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图4和图5，限位装置1600包括水平调整机构1620以及竖直调整机构1610；

水平调整机构1620能够带动待焊接件在水平方向活动；

竖直调整机构1610能够带动待焊接件在竖直方向活动。

具体地，水平调整机构1620能够承载着进入密封焊接室内的环件2000进行水平方向的移动，即在x轴以及y轴方向进行移动，从而实现对插入焊接室内的环件2000的水平位置进行调整，使环件2000的焊接接口抵接，并在水平方向上对齐；竖直调整机构1610能够承载着环件2000在竖直方向上移动，即在z轴方向进行移动，从而实现对插入焊接室内的环件2000的竖直位置进行调整，使环件2000的焊接接口在竖直方向上对齐。

优选地，在焊接装置1500的两侧各设置一组限位装置1600，对插入焊接室的两个环件2000分别进行调整，使其接口对齐，而在焊接装置1500的两侧设置，保证了调齐之后的环件2000接口位置靠近于焊接装置1500，便于焊接装置1500对接口进行焊接。

另外，可直接在第一壳体1100内设置两组三轴机械手，即可在x轴、y轴、z轴三个方向上进行移动的机械手，通过三轴机械手对两个环件2000进行夹持以及移动调整，使得两个环件2000的接口对其，为下一步的焊接做准备。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图4和图5，水平调整机构1620包括第一推杆1623、第二推杆1624、第三推杆1627、第一导轨1621、滑槽1622、与第一推杆1623的输出端连接的第一夹紧头1625，以及与第二推杆1624的输出端连接的第二夹紧头1626；

第一导轨1621沿x方向设置于第一壳体1100内，滑槽1622沿y轴方向设置；滑槽1622的底部连接有与第一导轨1621滑动连接的第一滑块，第三推杆1627的输出方向为x方向，且第三推杆1627的输出端与滑槽1622连接；

第一夹紧头1625以及第二夹紧头1626均与滑槽滑动配合，第一夹紧头1625与第二夹紧头1626受到驱动能够夹紧待焊接件并在滑槽1622上沿y轴方向滑动。

具体地，第一导轨1621沿x轴方向固定在第一壳体1100的底部平面上，滑槽1622沿y轴方向设置，且滑槽1622底部连接有与第一导轨1621滑动配合的第一滑块，第三推杆1627的输出方向与第一导轨1621平行，即沿x轴方向设置，且第三推杆1627的输出端与滑槽1622连接，因此，第三推杆1627能够驱动滑槽1622在第一导轨1621上沿x轴方向滑动，从而实现环件2000在x轴方向上的移动调节。第一夹紧头1625与第二夹紧头1626与滑槽1622滑动配合，且第一夹紧头1625与第二夹紧头1626分别与第一推杆1623与第二推杆1624的输出端连接，优选地，第一推杆1623与第二推杆1624并列排布与滑槽1622内部，且输出方向沿y轴方向设置，使得，第一推杆1623能够驱动第一夹紧头1625在滑槽1622上沿y轴方向滑动，第二推杆1624能够驱动第二夹紧头1626在滑槽1622上沿y轴方向滑动，当环件2000沿x轴方向插入到焊接室内，并放置于支撑平台1700上时，驱动第一夹紧头1625与环件2000的一侧抵接夹紧，驱动第二夹紧头1626与环件2000的另一侧抵接夹紧，此时环件2000被第一夹紧头1625和第二夹紧头1626夹持，控制第一推杆1623和第二推杆1624的输出端同时沿y轴正向或者反向运动，使得环件2000随夹紧头向y轴正向或者反向移动，实现y轴方向上的移动调整。

优选地，第一推杆1623与第二推杆1624均与滑槽1622内部底面铰接，第一推杆1623与第二推杆1624的输出端均能够绕铰接轴转动，并向上抬起，该结构配合竖直调整机构1610使用，当第一夹紧头1625与第二夹紧头1626夹紧夹紧环件2000并将环件2000的接口在水平方向调齐后，环件2000的水平方向的移动被限制，而通过上述铰接结构，环件2000还可以做小幅度的竖直方向的活动，配合竖直调整机构1610实现对环件2000进行竖直方向上的移动调整。同时，该铰接结构能够吸收在焊接过程中，由于外界环境等移速产生的竖直方向的振动，防止因为硬连接导致的振动冲击损坏。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图4和图5，竖直调整机构1610包括第四推杆1613和用于挤压待焊接件的压片1612，第四推杆1613的输出方向与z轴方向平行，压片1612与第四推杆1613的输出端连接。

优选地，该竖直调整机构1610还包括箱式滑道1611，该箱式滑道1611沿z轴方向设置，并固定于第一壳体1100内部的前壁平面上，沿z轴方向设置有第四推杆1613，该第四推杆1613设置于箱式滑道1611内部，由于第四推杆1613为施压驱动件，需要提供较大的压力，设置在箱式滑道1611，能够对第四推杆1613的输出端起到导向作用，同时防止因压力过大，第四推杆1613的输出端出现偏移，甚至折损等现象。第四推杆1613的输出端设置有压片1612，当环件2000接口在水平方向上被调齐后，第四推杆1613驱动压片1612向下挤压环件2000，由于环件2000自身重力的作用，在支撑平台1700上两个环件2000的接口在竖直方向上不会有明显的错位，因此将两个环件2000同时向下挤压，使得环件2000与支撑平台1700完全贴合，即可实现环件2000的接口在竖直方向上的调齐，同时实现对环件2000的挤压限位，防止环件2000在后续的焊接过程中发生移动错位，导致焊接效果不理想。

需要说明的是，上述第一推杆1623、第二推杆1624、第三推杆1627以及第四推杆1613采用液压缸推杆、电动推杆、气缸推杆中的一种或者几种。优选地，焊接室上一体成型有气压管或油压管，用来接通气缸推杆或液压缸推杆与外部的气压系统或液压系统5000。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1、图4以及图6，该真空焊接机包括用于与环件2000形成密封的密封装置1400；

密封装置1400包括第一密封组件1410和第二密封组件1420，第一密封组件1410和第二密封组件1420拼装并形成用于穿设环件2000的异性孔；

密封装置1400与避位通道连接并与避位通道形成密封。

避位通道进口处设置有第三法兰结构1111，密封装置1400具有用于与第三法兰结构1111连接的第四法兰结构1430。

密封装置1400为第一密封组件1410和第二密封组件1420组成的分体结构，环件2000在焊接时需要穿设于该密封装置1400的异形孔中，以达到密封装置1400与环件2000表面充分接触，并形成密封环境的目的，由于环件2000为大型环件2000，该分体结构的目的在于，当环件2000焊接完成时，形成闭环，而密封装置1400套设于闭环结构上，利用可拆分的分体结构，可使密封装置1400从闭环结构中拆卸下来。采用法兰结构使密封装置1400与避位通道连接，使得密封装置1400拆卸方便，还能够根据环件2000截面形状更换不同异形孔的密封装置1400对环件2000进行密封，大大提升了该真空焊接机1000的适用范围。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1、图4以及图6，第一密封组件1410包括第一密封仓1415、第一异形夹板1414、第一弹性密封件1413、第三异形夹板1412、第一压盖1411以及用于挤压第三异形夹板1412的第一顶紧结构1416；诉述第一异形夹板1414、第一弹性密封件1413以及第三异形夹板1412依次抵紧并设置于第一密封仓1415内；第一密封仓1415的开口处设置有第四法兰结构1430，第一压盖1411与第四法兰结构1430的法兰面抵接并封堵第一密封仓1415，第一顶紧结构1416能够顶紧第三异形夹板1412，避位通道的进口处设置有用于与第四法兰结构连接的第三法兰结构；

第二密封组件1420包括第二密封仓1425、第二异形夹板1424、第二弹性密封件1423、第四异形夹板1422、第二压盖1421以及用于挤压第四异形夹板1422的第二顶紧结构1426，诉述第二异形夹板1424、第二弹性密封件1423以及第四异形夹板1422依次抵紧并设置于第二密封仓1425内；第二密封仓1425的开口处设置有第四法兰结构1430，第二压盖1421与所述第四法兰结构1430法兰面抵接并封堵第二密封仓1425，第二顶紧结构1426能够顶紧第四异形夹板1422，避位通道的进口处设置有用于与第四法兰结构连接的第三法兰结构。

具体地，第一密封部件与第二密封部件拼接后，第一密封仓1415和第二密封仓1425也随之对接，第一密封仓1415与第二密封仓1425的一侧开口处为向外翻边的第四法兰结构1430，另一侧开口处为向内翻边的阻挡结构，该阻挡结构防止其内部的夹板结构以及密封件结构漏出。第一密封部件与第二密封部件拼接后，第一异形夹板1414与第三异形夹板1412对接，并形成与环件2000的横截面匹配的异型孔，第二异形夹板1424与第四异形夹板1422对接，并形成与环件2000的横截面匹配的异型孔，第一弹性密封件1413与第二弹性密封件1423对接，并形成与环件2000的横截面匹配的异型孔，第一压盖1411与第二压盖1421对接并形成与环件2000的横截面匹配的异型孔，环件2000能够穿设于上述异形孔中，并伸入密封焊接室内。第一弹性密封件1413设置于第一异形夹板1414与第三异形夹板1412之间，使得第一顶紧结构1416挤压第三异形夹板1412后，第一异形夹板1414与第三异形夹板1412配合挤压第一弹性密封件1413，并使其变形与环件2000表面充分接触，进行密封；第二弹性密封件1423设置于第二异形夹板1424与第四异形夹板1422之间，原理同上。优选地，第一压盖1411与第四法兰结构1430的背离仓体的法兰面抵接，第二压盖1421与第四法兰结构1430的背离仓体的法兰面抵接，第一密封部件与第二密封部件拼接，并将第一密封仓1415以及第二密封仓1425的仓体插入避位通道中，第三法兰结构1111与第四法兰结构1430朝向仓体的法兰面抵接，将螺栓依次穿过第一压盖1411或第二压盖1421、第四法兰结构1430以及第三法兰结构1111，并与螺母配合实现密封装置1400与避位通道的连接密封。优选地，第一顶紧结构1416选用螺栓与螺纹配合，在第一压盖1411上开设有螺纹孔，将螺栓逐渐旋进螺纹孔，使得螺栓与第三异形夹板1412抵接并逐渐压紧，从而使得第三异型夹板挤压紧第一弹性密封件1413，达到密封效果。另外可选用液压缸推杆、电动推杆或气缸推杆结构作为第一顶紧结构1416，将上述推杆的输出端直接作用于第三异形夹板1412上，使其挤压紧第一弹性密封件1413，达到密封效果。第二顶紧结构1426工作原理同上。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1－图5，焊接装置1500包括焊机定位机构1510以及电子束焊机1520；

焊机定位机构1510包括第二导轨1511、梯形滑座1514、第三导轨1512以及焊机座板1513，第二导轨1511沿y轴方向固定于第一壳体1100内的底面和/或第二壳体1200内的底面上，梯形滑座1514的底部与第二导轨1511滑动连接，第三导轨1512沿z轴方向固定在梯形滑座1514上，焊机座板1513与第三导轨1512滑动连接，电子束焊机1520可沿x轴方向滑动地设置于焊机座板1513上。

第二导轨1511沿y轴方向固定于第一壳体1100内的底面和/或第二壳体1200内的底面上，梯形滑座1514的底部与第二导轨1511滑动连接，使得梯形滑座1514能够沿y轴方向滑动；梯形滑座1514的背板上沿z轴方向安装有第三导轨1512，焊机座板1513与第三导轨1512滑动连接，使得焊机座板1513能够在第三导轨1512上沿z轴方向滑动；电子束焊机1520可沿x轴方向滑动地设置于焊机座板1513上。上述结构使得电子束焊机1520可以在x轴、y轴以及z轴方向上移动，实现三轴移动对环件2000接口进行定位焊接。

优选地，焊接装置1500有两组，分别位于第一壳体1100内和第二壳体1200内，在焊接过程中，如果环件2000较厚，单侧的焊接装置1500无法焊透整个环件2000，则需要启动另一侧的焊接装置1500对环件2000进行焊接，以保证焊接效果。

需要说明的是，第一壳体1100或第二壳体1200上安装有航空插头，通过该航空插头电子束焊机1520与外部的控制系统4000电气连接，该焊接装置1500进行定位移动均通过控制系统4000进行精准控制移动，即电子束焊机1520实现沿x轴、y轴以及z轴的移动均为控制系统4000通过电推杆、电机等驱动装置进行精准控制，以满足焊接要求。该控制系统4000与焊接装置1500的配合可参考现有技术中电子束焊机1520的工作原理。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图1，第一壳体1100具有第一法兰结构1120，第二壳体1200具有用于与第一法兰结构1120配合连接的第二法兰结构1210；

第一法兰结构1120与第二法兰结构1210两者上的对接法兰面之间设置有柔性密封件1300。

优选地，第一法兰结构1120与第二法兰结构1210的对接法兰面上均设置有密封槽，密封槽里设置有柔性密封件1300。

优选地，该柔性密封件1300选用密封胶条，采用法兰结构进行连接稳定可靠，且便于第一壳体1100与第二壳体1200之间的拆卸安装。利用密封胶条与密封槽配合并通过法兰连接压紧使得焊接室内具有良好的密封环境，为真空焊接提供条件。

本实施例的可选技术方案中，主要参考图2和图3，第一壳体1100和/或第二壳体1200上设置有窥视口1140，第一壳体1100和/或第二壳体1200内部设置有摄像头1800；

窥视口1140连通外部空间与密封焊接室的内部，并用透明结构密封；

摄像头1800的检测端朝向环件2000的焊接口设置。

具体地，第一壳体1100上设置有窥视口1140，或者第二壳体1200上设置有窥视口1140，优选地，第一壳体1100的前壁以及第二壳体1200的后壁上均设置有窥视口1140，以便于从前后位置观察环件的焊接情况。摄像头1800设置于第一壳体1100内的顶部平面上，或者设置于第二壳体1200内的顶部平面上，优选地，第一壳体1100以及第二壳体1200内的顶部均设置有摄像头1800，摄像头1800与外部的控制系统4000连接，并通过控制系统4000上的显示设备观察焊接室内的情况；窥视口1140上的透明结构可采用玻璃或者透光性较好的塑料材质，该透明结构与窥视口1140之间涂胶或者利用胶条密封，保证焊接室的密封性。

下面的实施例中提供一种采用上述真空焊接机1000的大型环件焊接方法，主要参考图1和图7，包括以下步骤：

将第一壳体1100和第二壳体1200密封对接，形成密封焊接室；

将待焊接件从密封焊接室的避位通道穿入密封焊接室；

利用限位装置1600限制待焊接件的位置；

将密封焊接室与真空机组3000连通，并对密封焊接室进行抽真空；

启动焊接装置1500，对待焊接件进行焊接；

焊接完成后，回复密封焊接室内气压，拆卸并分离第一壳体1100和第二壳体1200，取出焊接件。

具体地，在环件2000焊接现场准备一个能满足最大环件组对、焊接的厚度为200毫米以上的砼平台。

通过交通运输工具将真空焊接机1000、真空机组3000、液压系统5000、夹具6000、支撑千斤顶7000、激光测平仪8000、控制系统4000等运到环件2000焊接现场，在平台上根据要焊接的环件2000的大小断口位置等将真空焊接机1000通过真空管接口1130和钢管与真空机组3000密封连接，液压系统5000、夹具6000、支撑千斤顶7000、控制系统4000的操作台等依次安装好；

操作台通过控制电缆与真空焊接机1000电气连接，通过控制电缆与液压站电气连接，通过控制电缆与真空机组3000电气连接；液压系统5000的液压站通过油管分别与两个夹具6000液压连接以及真空焊接机1000液压连接；

进行空载试验，检查是否存在问题，对发现的问题及时处理，保证设备的正常运行；

环件2000在工厂制作完毕检验合格后，确定成品环件2000分割段数及位置；对断口位置划线、标记断口号；用线切割分割环件2000；对断面精磨，使断面粗糙度达到1.5－25μm。

包装及运输：要做好断口的防碰撞及防污染包装，再把分割好的环件段运输到安装现场。

根据环件2000的断面形状制作密封装置1400的顶紧压板、弹性密封件以及压盖，与环件2000一同运输。

根据环件2000的尺寸及断口位置调整夹具6000及支撑千斤顶7000；

分段后的环件2000运输到焊接现场后，按断口号组对，要求除密封焊接室内的接缝外，其余每一条接缝对应一台夹具6000；对位于真空焊接机1000内准备焊接的断口用丙酮清洗干净；

将环件2000分别从左右放入第一壳体1100内的支撑平台1700，初步将环件2000的接口置于电子束焊机1520的焊接工作范围内，利用两侧水平调整机构1620的第一推杆1623以及第二推杆1624分别控制第一夹紧头1625与第二夹紧头1626夹紧环件2000，再通过第三推杆1627控制滑槽1622的左右移动来调整接口的左右位置使两接口完全贴合压紧；通过竖直调整机构1610分别将环件2000的端部压紧到支撑平台1700上；

如果第二壳体1200未安装，侧需将柔性密封件1300及第二壳体1200顺序安装到第一壳体1100，通过螺栓将两壳体的法兰面连接密封；

需要说明的是，如果单个环件段较小则可以先将第一壳体1100与第二壳体1200拼接成型，再将环件段插入密封焊接室中；若单个环件段较大，则可以先将环件段放入第一壳体1100的支撑平台1700上，进行接口调整，再将第二壳体1200与第一壳体1100拼装。

将根据环件2000横截面形状制作的密封装置1400及密封垫分别安装在真空焊接机1000的左右两侧的避位通道内，通过螺栓与真空焊接机1000密封，再通过第一顶紧结构1416以及第二顶紧结构1426(在本实施例中为螺栓)顶紧第一弹性密封件1413和第二弹性密封件1423，并使其变形，达到环件2000与密封装置1400密封的目的；

通过真空机组3000便可对真空焊接机1000抽真空；

通过控制电子束焊机1520在焊机座板1513的左右运动，使电子束焊机1520的焊枪初步定位到环件2000的接缝面上；再通过控制梯形滑座1514在第三导轨1512上的上下运动，使电子束焊机1520的焊枪对位于环件2000接缝的最下端；

启动电子束焊机1520控制系统4000，调整焊枪的位置，使电子束完全经过接缝面，启动焊接工作，至下而上进行接缝的焊接；

当接缝的尺寸大于焊枪的焊接深度时，按以上方法调整另一台电子束焊机1520，对未焊合的部分进行焊接；

焊接完毕后真空系统停止工作，并对密封焊接室进行充气，回复密封焊接室内的气压，以便为下一步工作做准备。

在后续工作中如果不是焊接封闭式环件2000(包括圆形、矩形、椭圆或其它形状)，第一壳体1100和第二壳体1200可不拆分，只将密封装置1400的第一顶紧结构1416和第二顶紧结构1426、限位装置1600松开，将环件2000移出；或通过移动环件2000使下一个焊接口位于真空焊接机内，通过窥视口1140及摄像头1800观察并通过限位装置1600控制环件2000的接口完全对合，再通过第一顶紧结构1416以及第二顶紧结构1426使环件2000与密封装置1400密封；通过真空机组3000对密封焊接室抽真空后继续焊接。

对于环件2000为完全封闭式环件2000时，则在最后一道焊口焊接完成后将密封装置1400取下，再将真空焊接机1000的第二壳体1200拆下，取出环件2000。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种真空焊接机，其特征在于，包括：第一壳体(1100)和第二壳体(1200)，且两者可拆卸扣装在一起形成一密封焊接室；

所述第一壳体(1100)具有第一避位开槽(1110)，所述第二壳体(1200)具有第二避位开槽(1220)，所述第一壳体(1100)与所述第二壳体(1200)扣装后，所述第一避位开槽(1110)与所述第二避位开槽(1220)相互扣合，形成用于避位且与待焊接件之间形成密封的避位通道；

所述密封焊接室的内腔用于与外界真空机组(3000)连通；

还包括设置于所述密封焊接室内用于限制待焊接件运动的限位装置(1600)，以及用于焊接待焊接件的焊接装置(1500)。

2.根据权利要求1所述的真空焊接机，其特征在于，所述第一壳体(1100)具有第一法兰结构(1120)，所述第二壳体(1200)具有用于与所述第一法兰结构(1120)配合连接的第二法兰结构(1210)；

所述第一法兰结构(1120)与所述第二法兰结构(1210)两者上的对接法兰面之间设置有柔性密封件(1300)。

3.根据权利要求1所述的真空焊接机，其特征在于，包括用于与待焊接件形成密封的密封装置(1400)；

所述密封装置(1400)包括第一密封组件(1410)和第二密封组件(1420)，所述第一密封组件(1410)和所述第二密封组件(1420)拼装并形成用于穿设待焊接件的异性孔；

所述密封装置(1400)与所述避位通道连接并与所述避位通道形成密封。

4.根据权利要求3所述的真空焊接机，其特征在于，所述第一密封组件(1410)包括第一密封仓(1415)、第一异形夹板(1414)、第一弹性密封件(1413)、第三异形夹板(1412)、第一压盖(1411)以及用于挤压所述第三异形夹板(1412)的第一顶紧结构(1416)；所述第一异形夹板(1414)、所述第一弹性密封件(1413)以及所述第三异形夹板(1412)依次抵紧并设置于所述第一密封仓(1415)内；第一密封仓(1415)的开口处设置有第四法兰结构(1430)，所述第一压盖(1411)与所述第四法兰结构(1430)的法兰面抵接并封堵所述第一密封仓(1415)，所述第一顶紧结构(1416)能够顶紧所述第三异形夹板(1412)；所述避位通道的进口处设置有用于与所述第四法兰结构(1430)连接的第三法兰结构(1111)；

所述第二密封组件(1420)包括第二密封仓(1425)、第二异形夹板(1424)、第二弹性密封件(1423)、第四异形夹板(1422)、第二压盖(1421)以及用于挤压所述第四异形夹板(1422)的第二顶紧结构(1426)，所述第二异形夹板(1424)、所述第二弹性密封件(1423)以及所述第四异形夹板(1422)依次抵紧并设置于所述第二密封仓(1425)内；所述第二密封仓(1425)的开口处设置有第四法兰结构(1430)，所述第二压盖(1421)与所述第四法兰结构(1430)法兰面抵接并封堵所述第二密封仓(1425)，所述第一顶紧结构(1416)能够顶紧所述第四异形夹板(1422)，所述避位通道的进口处设置有用于与所述第四法兰结构(1430)连接的第三法兰结构(1111)。

5.根据权利要求1所述的真空焊接机，其特征在于，所述限位装置(1600)包括水平调整机构(1620)以及竖直调整机构(1610)；

所述水平调整机构(1620)能够带动待焊接件在水平方向活动；

所述竖直调整机构(1610)能够带动待焊接件在竖直方向活动。

6.根据权利要求5所述的真空焊接机，其特征在于，所述水平调整机构(1620)包括第一推杆(1623)、第二推杆(1624)、第三推杆(1627)、第一导轨(1621)、滑槽(1622)、与所述第一推杆(1623)的输出端连接的第一夹紧头(1625)，以及与所述第二推杆(1624)的输出端连接的第二夹紧头(1626)；

所述第一导轨(1621)沿x方向设置于所述第一壳体(1100)内，所述滑槽(1622)沿y轴方向设置；所述滑槽(1622)的底部连接有与所述第一导轨(1621)滑动连接的第一滑块，所述第三推杆(1627)的输出方向为x方向，且所述第三推杆(1627)的输出端与所述滑槽(1622)连接；

所述第一夹紧头(1625)以及所述第二夹紧头(1626)均与所述滑槽(1622)滑动配合，所述第一夹紧头(1625)与所述第二夹紧头(1626)受到驱动能够夹紧待焊接件并在滑槽(1622)上沿y轴方向滑动。

7.根据权利要求5所述的真空焊接机，其特征在于，所述竖直调整机构(1610)包括第四推杆(1613)和用于挤压待焊接件的压片(1612)，所述第四推杆(1613)的输出方向为z轴方向，所述压片(1612)与所述第四推杆(1613)的输出端连接。

8.根据权利要求1所述的真空焊接机，其特征在于，所述焊接装置(1500)包括焊机定位机构(1510)以及电子束焊机(1520)；

所述焊机定位机构(1510)包括第二导轨(1511)、梯形滑座(1514)、第三导轨(1512)以及焊机座板(1513)，所述第二导轨(1511)沿y轴方向固定于第一壳体(1100)内的底面和/或第二壳体(1200)内，所述梯形滑座(1514)的底部与所述第二导轨(1511)滑动连接，所述第三导轨(1512)沿z轴方向固定在所述梯形滑座(1514)上，所述焊机座板(1513)与所述第三导轨(1512)滑动连接，所述电子束焊机(1520)可沿x轴方向滑动地设置于所述焊机座板(1513)上。

9.根据权利要求1所述的真空焊接机，其特征在于，所述第一壳体(1100)和/或第二壳体(1200)上设置有窥视口(1140)，所述第一壳体(1100)和/或第二壳体(1200)内部设置有摄像头(1800)；

所述窥视口(1140)连通外部空间与所述密封焊接室的内部，并用透明结构密封；

所述摄像头(1800)的检测端朝向待焊接件的焊接口设置。

10.一种环件焊接方法，其特征在于，采用权利要求1－9中任意一项所述真空焊接机，包括以下步骤：

将所述第一壳体(1100)和所述第二壳体(1200)密封对接，形成密封焊接室；

将待焊接件从所述密封焊接室的避位通道穿入所述密封焊接室；

利用限位装置(1600)限制待焊接件的位置；

将所述密封焊接室与真空机组(3000)连通，并对所述密封焊接室进行抽真空；

启动焊接装置(1500)，对待焊接件进行焊接；

焊接完成后，回复密封焊接室内气压，拆卸并分离所述第一壳体(1100)和所述第二壳体(1200)，取出焊接件。