CN110410668A - 一种二氧化碳气瓶空水架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二氧化碳空水架；包括底座、转动架、摇杆、转动轴；所述转动架呈四面框体结构，所述转动架位于所述底座的上方，所述底座两侧设置有立柱；所述转动架底部设有底板，底板上设置有多个限位套；所述转动架中间位置贯穿设置有所述转动轴，所述转动轴通过轴承与所述底座的立柱连接；所述转动轴一端通过顶丝连接有摇杆；所述转动架顶部设置有顶板，所述顶板的边侧上开设有多个半圆形槽，所述半圆形槽配合设有卡紧机构，所述卡紧机构与所述顶板连接；本发明方便的解决了CO2气瓶内部水分的排出难题，提高了CO2气体的纯度，还避免了传统空水作业的安全问题。

Description

一种二氧化碳气瓶空水架
技术领域
本发明属于二氧化碳储存设备技术领域，尤其涉及一种二氧化碳气瓶空水架。
背景技术
二氧化碳(CO2)气体保护电弧焊是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。又由于CO2气体易生产，焊接成本低，焊缝抗裂性能高等优点，这种焊接方法广泛应用于各大小企业。
CO2气体保护电弧焊会发生很强烈的氧化还原化学反应，所以飞溅比较大，损失热量多，只要哪一个环节没有控制好，就容易产生气孔，常见的气孔是氢气孔；产生氢气孔的主要原因是气体中含有较多的水分，焊接过程水被还原成氢气；水分的存在还会造成焊缝金属的塑形变差，产生冷裂纹。所以实际生产中需要去除CO2气体中的水分，来提高焊接质量。
CO2在气瓶中通常以液态存在，液态CO2比水轻，水通常沉积在气瓶底部，如果要排出这些水分，常用方法是将气瓶倒置1-2小时后，打开气瓶阀门，让沉积在瓶口处的水分流出；但因为气瓶重、高度大，倒置过程难度大，存在着较大的安全风险，需要采用专用的工装方可完成。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种二氧化碳气瓶空水架，通过设置转动架，二氧化碳气瓶置于转动架上，通过摇杆摇动带动气瓶转动，并设有限位轴固定二氧化碳气瓶上下两种工作状态，达到二氧化碳气瓶空水的目的，保证二氧化碳的使用纯度和安全性。
本发明提供如下技术方案：
一种二氧化碳空水架；包括底座、转动架、摇杆、转动轴；所述转动架呈四面框体结构，所述转动架位于所述底座的上方，所述底座两侧设置有立柱；所述转动架底部设有底板，底板上设置有多个限位套；所述转动架中间位置贯穿设置有所述转动轴，所述转动轴通过轴承与所述底座的立柱连接；所述转动轴一端通过顶丝连接有摇杆；所述转动架顶部设置有顶板，所述顶板的边侧上开设有多个半圆形槽，所述半圆形槽配合设有卡紧机构，所述卡紧机构与所述顶板连接。
优选的，所述卡紧机构包括两个的长方形固定座，所述两个固定座之间连接有半圆卡环；两个固定座的其中一个通过螺栓与所述顶板连接，另一个固定座通过销轴与所述顶板活动连接，所述销轴通过设置开口销进行限位。
优选的，所述半圆卡环外形是半圆形，内部加工出和CO2气瓶上部圆弧相对应的内圆弧结构。
优选的，所述限位套是和CO2气瓶下部圆弧相对应的圆弧结构。
优选的，所述住转动架靠近摇杆的一侧开设有通孔，与所述底座的立柱上开设的通孔相对应；与转动架上的通孔和底座立柱上的通孔相对应设有限位轴，所述限位轴贯穿所述转动架、底座立柱的通孔进行限位，使气瓶锁定在上、下两种作业状态。
优选的，所述摇杆整体为“Z”型结构，由金属圆柱组成。
优选的，用于焊接的CO2气体，其纯度要求≥99.5％。
优选的，所述CO2气瓶体积V为8000-40000cm3，所述释气孔的直径d和其体积之间满足V/d大于等于360小于等于2650。
优选的，为了使二氧化碳气体在焊接式更安全的保护，所述CO2气瓶内体积V的压力P为2.5-50KPa；所述压力P与直径d、CO2气瓶内体V之间满足以下关系：
其中，P的单位为千帕；N为气体摩尔质量，R为一个常数，T为温度。
优选的，一种二氧化碳空水架的使用方法包括以下步骤：
S1:通过摇动装置将转动架调整为卡紧装置朝上状态；
S2:在底座上插入限位轴将转动架固定；
S3:将CO2气瓶放入转动架中，并用卡紧装置将气瓶顶部锁紧；
S4:从转动架中拔出限位轴，转动摇动装置将活动架翻转；
S5:在底座上插入限位轴将转动架固定，保持CO2气瓶头部向下状态开始空水；
S6:气瓶倒置1-2小时后，打开气瓶阀门，可放2-3次，每次间隔30分钟，让沉积在瓶口处的水分流出，再关闭阀门；
S7:重复上述操作将气瓶调整到头部向上状态；
S8:转动拆除卡紧装置，将CO2气瓶卸下，完成空水作业。
另外，二氧化碳保护焊焊前准备工作主要有坡口的选择，焊件和焊丝表面的清理，焊接设备的调节及焊接规范的选用；气体流量对焊接质量的影响：当气体流量过大时，对焊缝熔池的吹力增大，冷却作用加强，会形成紊乱气流，破坏气体保护，使焊缝产生气孔：而气体流量过小时，则对熔池保护能力减弱，也容易产生气孔；所以应严格按焊接规范选择气体流量。
二氧化碳气体流量主要影响保护性能；保护气体从喷嘴喷出时要有一定的挺度，才能避免空气对电弧区的影响；不同的接头形式、焊接参数和作业条件，要求有相应的气体流量；当焊接电流越大、焊接速度越快、焊丝伸出长度越长时，气体流量应大一些。
二氧化碳保护焊气体流量参数如下表：
焊件厚度/mm 焊丝直径/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 气体流量/(L/min)
<1.2 0.6 30-50 18-19 5.5-7.2
1.2-2.0 0.7 60-80 19-20 6.1-7.3
2.0-2.5 0.8 80-100 20-21 7.1-8.5
2.5-4.0 1.0 90-120 21-22 8.5-10.5
通过上表可直接根据焊接件调节二氧化碳气瓶释气口，控制CO2气体流速，从而达到高质量的焊接，避免产生气孔影响焊接的结实度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明一种二氧化碳气瓶空水架，通过设置的转动架方便的解决了CO2气瓶内部水分的排出难题，还避免了传统空水作业的安全问题。
(2)本发明一种二氧化碳气瓶空水架，通过空水作业，提高了CO2气体的纯度，减少了焊接氢气孔和裂纹的发生，保证了企业的产品品质。
(3)本发明一种二氧化碳气瓶空水架，通过本装置可以提高CO2气体的纯度97％以上。
(4)本发明一种二氧化碳气瓶空水架，通过限定压力P与直径d、CO2气瓶内体V之间的关系，有效控制CO2气瓶内部的压力，更好的通过释气阀控制CO2气瓶气体流速，从而达到高质量的焊接，避免产生气孔影响焊接的结实度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明的右视图。
图4是本发明的卡紧机构主视图。
图5是本发明的卡紧机构俯视图。
图中：1、底座；2、转动架；3、卡紧机构；4、摇杆；5、转动轴；6、限位轴；7、CO2气瓶；8、限位套；9、地板；10、顶板；11、半圆形槽；301、固定座；302、螺栓；303、半圆卡环；304、销轴；305、开口销。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1-5所示，一种二氧化碳空水架；包括底座1、转动架2、摇杆4、转动轴5；所述转动架2呈四面框体结构，所述转动架2位于所述底座1的上方，所述底座1两侧设置有立柱；所述转动架2底部设有底板9，底板9上设置有多个限位套8；所述转动架2中间位置贯穿设置有所述转动轴5，所述转动轴5通过轴承与所述底座1的立柱连接；所述转动轴5一端通过顶丝连接有摇杆4；所述转动架2顶部设置有顶板10，所述顶板10的边侧上开设有多个半圆形槽11，所述半圆形槽11配合设有卡紧机构3，所述卡紧机构3与所述顶板10连接；通过设置的转动架2方便的解决了CO2气瓶7内部水分的排出难题，还避免了传统空水作业的安全问题。
所述卡紧机构3包括两个的长方形固定座301，所述两个固定座301之间连接有半圆卡环303；两个固定座301的其中一个通过螺栓302与所述顶板10连接，另一个固定座301通过销轴304与所述顶板10活动连接，所述销轴304通过设置开口销305进行限位，通过销轴304对CO2气瓶7进行固定，防止脱落。
所述半圆卡环303外形是半圆形，内部加工出和CO2气瓶7上部圆弧相对应的内圆弧结构，半圆形设计使其与CO2气瓶7更加贴合，进一步加固卡紧CO2气瓶7。
所述限位套8是和CO2气瓶7下部圆弧相对应的圆弧结构。
所述住转动架2靠近摇杆4的一侧开设有通孔，与所述底座1的立柱上开设的通孔相对应；与转动架2上的通孔和底座1立柱上的通孔相对应设有限位轴6，所述限位轴6贯穿所述转动架2、底座1立柱的通孔进行限位，使气瓶锁定在上、下两种作业状态。
所述摇杆4整体为“Z”型结构，由金属圆柱组成。
用于焊接的CO2气体，其纯度要求≥99.5％。
实施例二：
与实施例一不同之处在于，所述CO2气瓶7体积V为8000-40000cm3，所述释气孔的直径d和其体积之间满足V/d大于等于360小于等于2650。
为了使二氧化碳气体在焊接式更安全的保护，增加其纯度，所述CO2气瓶7内体积V的压力P为2.5-50KPa；所述压力P与直径d、CO2气瓶7内体V之间满足以下关系：
其中，P的单位为千帕；N为气体摩尔质量，R为一个常数，T为温度。
实施例三：
与实施例一、二不同之处在于，一种二氧化碳空水架还使用方法，步骤如下：
S1:通过摇动装置将转动架2调整为卡紧装置朝上状态；
S2:在底座1上插入限位轴6将转动架2固定；
S3:将CO2气瓶7放入转动架2中，并用卡紧装置将气瓶顶部锁紧；
S4:从转动架2中拔出限位轴6，转动摇动装置将活动架翻转；
S5:在底座1上插入限位轴6将转动架2固定，保持CO2气瓶7头部向下状态开始空水；
S6:气瓶倒置1-2小时后，打开气瓶阀门，可放2-3次，每次间隔30分钟，让沉积在瓶口处的水分流出，再关闭阀门；
S7:重复上述操作将气瓶调整到头部向上状态；
S8:转动拆除卡紧装置，将CO2气瓶7卸下，完成空水作业。
另外，二氧化碳保护焊焊前准备工作主要有坡口的选择，焊件和焊丝表面的清理，焊接设备的调节及焊接规范的选用；气体流量对焊接质量的影响；当气体流量过大时，对焊缝熔池的吹力增大，冷却作用加强，会形成紊乱气流，破坏气体保护，使焊缝产生气孔，而气体流量过小时，则对熔池保护能力减弱，也容易产生气孔；所以应严格按焊接规范选择气体流量。
二氧化碳气体流量主要影响保护性能；保护气体从喷嘴喷出时要有一定的挺度，才能避免空气对电弧区的影响；不同的接头形式、焊接参数和作业条件，要求有相应的气体流量；当焊接电流越大、焊接速度越快、焊丝伸出长度越长时，气体流量应大一些。若气体流量太大时，气体冲击熔池，同时冷却作用增加，并且使保护气流紊乱，产生气孔等缺陷；若气体流量太小时，气体挺度不够，降低了气体对熔池的保护作用，也会产生气孔等缺陷。
CO2气体是一种氧化性气体，在高温下分解，具有强烈的氧化作用，把合金元素烧损或造成气孔和飞溅等；为防止CO2氧化性采取脱氧措施，具体做法是在焊丝中加入一定量脱氧剂H08Mn2SiAH10Mn2Si等。
二氧化碳保护焊气体流量参数如下表：
焊件厚度/mm 焊丝直径/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 气体流量/(L/min)
<1.2 0.6 30-50 18-19 5.5-7.2
1.2-2.0 0.7 60-80 19-20 6.1-7.3
2.0-2.5 0.8 80-100 20-21 7.1-8.5
2.5-4.0 1.0 90-120 21-22 8.5-10.5
通过上表可直接根据焊接件调节二氧化碳气瓶释气口，控制CO2气体流速，从而达到高质量的焊接，避免产生气孔影响焊接的结实度。
通过上述技术方案得到的装置是一种二氧化碳气瓶空水架，通过设置转动架2，二氧化碳气瓶置于转动架2上，通过摇杆4摇动带动气瓶转动，并设有限位轴6固定二氧化碳气瓶上下两种工作状态，达到二氧化碳气瓶空水的目的，保证二氧化碳的使用纯度和安全性。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，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 (6)

1.一种二氧化碳空水架；包括底座(1)、转动架(2)、摇杆(4)、转动轴(5)；其特征在于，所述转动架(2)呈四面框体结构，所述转动架(2)位于所述底座(1)的上方，所述底座(1)两侧设置有立柱；所述转动架(2)底部设有底板(9)，底板(9)上设置有多个限位套(8)；所述转动架(2)中间位置贯穿设有所述转动轴(5)，所述转动轴(5)通过轴承与所述底座(1)的立柱连接；所述转动轴(5)一端通过顶丝连接有摇杆(4)；所述转动架(2)顶部设置有顶板(10)，所述顶板(10)的边侧上开设有多个半圆形槽(11)，所述半圆形槽(11)配合设有卡紧机构(3)，所述卡紧机构(3)与所述顶板(10)连接。
2.根据权利要求1所述一种二氧化碳空水架，其特征在于，所述卡紧机构(3)包括两个的长方形固定座(301)，所述两个固定座(301)之间连接有半圆卡环(303)；两个固定座(301)的其中一个通过螺栓(302)与所述顶板(10)连接，另一个固定座(301)通过销轴(304)与所述顶板(10)活动连接，所述销轴(304)通过设置开口销(305)进行限位。
3.根据权利要求1或2所述一种二氧化碳空水架，其特征在于，所述半圆卡环(303)外形是半圆形，内部加工出和CO2气瓶(7)上部圆弧相对应的内圆弧结构。
4.根据权利要求1或3所述一种二氧化碳空水架，其特征在于，所述限位套(8)是和CO2气瓶(7)下部圆弧相对应的圆弧结构。
5.根据权利要求1-4所述一种二氧化碳空水架，其特征在于，所述住转动架(2)靠近摇杆(4)的一侧开设有通孔，与所述底座(1)的立柱上开设的通孔相对应；与转动架(2)上的通孔和底座(1)立柱上的通孔相对应设有限位轴(6)，所述限位轴(6)贯穿所述转动架(2)、底座(1)立柱的通孔进行限位，使CO2气瓶(7)锁定在上、下两种作业状态。
6.根据权利要求1-5所述一种二氧化碳空水架，其特征在于，所述摇杆(4)整体为“Z”型结构，由金属圆柱组成。
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