CN111515588B - 一种液压支架焊接用在线除氢装置 - Google Patents

Abstract

一种液压支架焊接用在线除氢装置，用于解决现有技术中除氢装置体积较大且使用不便的情况，其结构包括：外壳、填充层、除氢机构，多个装置可以通过外壳上的固定扣连接并绑紧在焊接位，外壳中安装有填充层、除氢机构，填充层中填充有球体的储热材料，能够焊接后的预热吸收并缓慢释放，节约一部分的热量，填充层中分散放置有加热球，通过感应加热对加热球进行加热，使温度始终维持在设定温度范围，有助于脱氢，而脱除的氢被固定在填充层的除氢机构吸收，除氢机构吸收能够降低氢气的含量，减少氢气再次渗入金属中；本发明结构简单，使用携带方便，能够使用在不同管径的液压支架焊接中，实用性较高。

Description

一种液压支架焊接用在线除氢装置

技术领域

本发明属于液压支架焊接装备技术领域，具体涉及一种液压支架焊接用在线除氢装置。

背景技术

液压支架用于煤矿等场所，作用是抵抗工作面顶板的重力载荷，在重力载荷经过液压支架的组件将载荷传递到焊接部位时，焊接的焊接材料需要有足够的强度来抵抗重力载荷，保证组件的连接牢固，因此需要良好的强度，但是在生产加工过程中，往往会产生氢脆而产生裂纹，氢脆就是溶于钢中的氢聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹，产生氢脆的主要原因就是表面处理过程中产生的氢渗入到金属内部导致晶格排列混乱，产生扭曲，造成内应力增加，是金属或镀层脱落，而在液压支架领域其来源主要就是基材生产过程中产生的以及焊接过程中产生的；为此，现有技术通常采用低氢焊条来减少焊接过程中氢气的产生以及渗入，但是实际使用过程中还是会有少量的氢深入其中，并不能有效的降低氢脆的产生，而且对于基材本身渗有的氢也不能有效脱除。

根据中国期刊《钢铁技术》2005年第3期的名为“除氢工艺在中板生产中的分析与应用”公开了一种中厚板生产过程中的除氢工艺，就是在液态钢水的阶段采用真空脱气装置或是通入惰性气体，并在连铸坯成型后采用堆垛缓冷的方法来减少成品中氢的含量；中国期刊《表面工程》2013年增刊中名为“钢铁零件镀前除应力与镀后除氢”公开了一种在电镀后除氢的方法，就是在烤箱或是油槽中保温一定时间；上述两篇文献均证实了在热加工后进行长时间保温能够降低氢脆现象，但是均是基于现有结构中进行处理，而液压支架在焊接后，其体积往往更大，不便于放入现有的油槽或是烤箱中，而且现有技术中的缓冷设备体积过大，不方便随焊件位置发生移动，使用不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种液压支架焊接用在线除氢装置，不仅能够有效去除焊接位置的氢气，而且体积较小，能够根据产品的不同灵活调整位置，且移动更加方便。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种液压支架焊接用在线除氢装置，包括：外壳、填充层，所述外壳底面为敞口，外壳内水平设置有填充层，外壳侧面盘绕有线圈，所述填充层从敞口处向内的方向依次设置有除氢层、储热层、阻热层，层与层之间通过分隔网进行分割，所述阻热层中填充有阻热球，阻热球的球径大于分隔网的孔径，所述储热层填充有加热球以及储热球，二者球径相同且混合填充在储热层中，其中加热球能够被线圈加热，储热球内填充有相变储能材料；所述除氢层包括固定杆、活动杆、隔热层，活动杆铰接在固定杆位于填充层外的一端，固定杆另一端穿过两道分隔网，与分隔网接触的部分作为固定点，固定后的固定杆与分隔网垂直，活动杆一端通过铰接部铰接在固定杆一端，而另一端设置有隔热球，活动杆以及固定杆中填充有除氢材料，且活动杆上均匀设置有若干通孔，将除氢材料能够与逸散到空气中的氢气接触。

进一步地，所述外壳外侧面上设置有多个固定扣，固定扣是空心环，多个空心环的轴线位于同一条直线。

进一步地，所述加热球为中空的铸铁球。

进一步地，所述阻热球是空心橡胶球，空心部分填充有二氧化硅气凝胶。

本发明至少具有以下有益效果：

（1）多个壳体通过绑带连接成一个将焊接位置包覆的整体，可以根据基材的大小调整连接个体的数量。

（2）在一个部位焊接结束后可以立即进行除氢处理，不需要等到整体全部完成以后在进行处理，加快了工作效率，同时可以利用焊接后的预热维持一定时间的高温，节约能耗。

（3）通过将除氢机构靠近焊接部位，利用除氢机构来吸收一部分逸散出的氢气，减少氢气重新渗入金属的情况。

附图说明

构成本申请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。

附图中：

图1示意性示出了本发明的结构示意图；

图2示意性示出了图1中A部分的结构示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-外壳，11-线圈，12-固定扣，21-分隔网，22-储热球，23-加热球，24-阻热球，31-固定杆，32-活动杆，33-隔热球，34-铰接部，35-通气孔，36-复位气囊。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明；除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式；如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系；应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

实施例

如图1~2所示的是一种液压支架焊接用在线除氢装置，用于解决现有技术中除氢装置体积较大且使用不便的情况，其结构包括：外壳1、填充层，多个装置可以通过穿过外壳1上的固定扣12连接并绑紧在焊接位，外壳1内安装有填充层，填充层中填充有球体的储热材料，能够焊接后的预热吸收并缓慢释放，节约一部分的热量，填充层中分散放置有加热球23，通过感应加热对加热球23进行加热，使温度始终维持在设定温度范围，有助于脱氢，而脱除的氢被填充层中的除氢层吸收，从而降低氢气的含量，减少氢气再次渗入金属中。

如图1所示，外壳1是其中底面为敞口的长方体形盒体结构，敞口一侧覆盖在焊接位置，在焊接位之外形成一个相对密闭的空间，既能够减少热量的散失，同时还可以避免氢气向空气中逸散，使氢气富集于外壳中，被除氢部分吸收，外壳1外侧面的顶面设置有多个固定扣12，固定扣12是空心环，多个空心环的轴线位于同一条直线，在使用时，可通过绳索穿过固定扣12将外壳1固定在焊接位置上，也可以通过绳索将在多个外壳1连接成长带状，以覆盖面积更大的焊缝；在外壳1的侧面缠绕有线圈11，根据感应加热原理，通电后线圈11能够对外壳1内的加热球23进行加热。

值得注意的是：外壳1的材质是气凝胶毡，是将二氧化硅气凝胶作为主体材料，并复合于增强纤维的一种新型隔热毡，是隔热效果更好的现有技术，而且是柔性材料，用于液压支架焊接的时候，由于液压支架很多的焊接面都是弧形，外壳1在绳索的作用下会发生弯曲更加贴近焊缝位置，更好地控制温度，减少热量的散失。

外壳1内设置有填充层，如图1所示，填充层被水平设置在外壳1内的分隔网21分成三层，在图1中的位向中，自上而下依次是阻热层、储热层、除氢层，阻热层靠近外壳1的顶面，其中填充有阻热球24，减少储热层中热量向外散失，阻热球24是由阻热材料制成的球体，其球径大于分隔网21的孔径，在外壳1发生弯曲的时候，阻热球24的相对位置也会发生对应的移动，不会阻碍外壳1的弯曲；储热层填充有加热球23以及储热球22，二者球径相同均大于分隔网21的孔径，且混合填充在储热层中，加热球23为中空的铸铁球，储热球22中填充有相变储热材料，加热球23在线圈11通电后能够被迅速加热，而放出热量，相比于其他现有技术，能够被启动，且产生的热量值更高，且空心部分能够降低整体重量，方便运输与使用，降低搬运过程中的难度，由于感应加热原理，通电后的线圈11仅会加热铸铁材质的加热球23，而储热球22不会被加热，加热球23加热后产生的热量一部分会被周围的储热球22吸收，另一部分会向上下两侧散失，向阻热层散失的热量能够被阻热球24阻挡而留在外壳1内，向除氢层辐射的热量会直接作用在焊接位置，对焊接位置进行加热，因此提高了热量的利用效率。

除氢层靠近焊接位置，对外壳1内氢气进行吸收，除氢层包括固定杆31、活动杆32、隔热层，活动杆32铰接在靠近固定杆31除氢层一端附近的侧壁上，固定杆31穿过两个分隔网21，与分隔网21接触的部分作为固定点，固定后的固定杆31与分隔网21垂直，而且储热层以及阻热层中的球体能够与固定杆31接触，并将固定杆31的位置紧固，提高固定杆31连接的稳定性，如图2所示，活动杆32一端通过铰接部34铰接在固定杆31上，并能够在固定杆31上旋转，而另一端设置有隔热球33，在使用时隔热球33与焊接位置接触，避免高温表面直接作用在活动杆32上；另外，活动杆32以及固定杆31中填充有除氢材料，能够吸收氢气，且活动杆32以及固定杆31的底部的一段上均匀设置有若干通气孔35，使得活动杆32中的除氢材料能够与外界接触，使用时能够更好地吸收逸散在空气中的氢气。

需要说明的是：固定杆31端面与固定杆31之间的位置设置有复位气囊36，复位气囊36中原本储存有一定压强的气体，活动杆32受外力而向外张开时，复位气囊36受到压缩而变形，在未收到外力作用的时候，复位气囊36内部的气压会将活动杆32推回原来位置，之所以采用气囊结构进行复位，是因为常用的弹簧结构在高温状态下，弹性会显著降低，达不到预期的使用效果，而气囊结构中的气体是空气，受热后其压力不会降低，也就不会影响复位效果，如图1所示，在使用时，通过穿过固定扣12的绳索会将外壳1向下压，使得活动杆32向外张开，使活动杆32更靠近焊接位置，能够更好的处理氢气，加之，固定杆31以及每个固定杆31上铰接的活动杆32不止一个，提高除氢效果。

本发明除氢的原理是：通过对焊接后的焊缝保持较长时间的高温，使焊接过程产生并渗入焊缝的氢，以氢气的形式脱离，将氢气通过除氢部分吸收，避免再次渗入焊缝中，由于使用、携带方便，所以可以在线使用，焊接完成就立刻固定在焊缝上，不仅可以利用焊接后的余温，同时能够降低焊缝的冷却速度，提高焊缝质量。

作为一种优选的实施例，所述储热球内的相变材料为NaNO3-NaNO2/MgO，w（相变材料）=40%，密度为1.75（g/cm3）,熔化温度是308℃；阻热球是空心橡胶球，空心部分填充有二氧化硅气凝胶；隔热球是氧化铝材质的空心球，空心部分能够降低整体的重量。

作为一种优选的实施例，所述除氢材料是已经激活处理的Zr-AI，以颗粒状的形式填充在活动杆以及固定杆中，颗粒粒径大于通孔的孔径。

在本实施例中，所述线圈、铰接部、复位气囊是成熟的现有技术，能够直接购买，因此，不做详细说明。

Claims (3)

1.一种液压支架焊接用在线除氢装置，其特征在于：包括：外壳、填充层；

所述外壳底面为敞口，外壳内水平设置有填充层，外壳侧面盘绕有线圈，所述外壳的材质是气凝胶毡；

所述填充层从敞口处向内的方向依次设置有除氢层、储热层、阻热层，层与层之间通过分隔网进行分隔；

所述阻热层中填充有阻热球，阻热球的球径大于分隔网的孔径，所述储热层填充有加热球以及储热球，二者球径相同且混合填充在储热层中，其中加热球能够被线圈加热，储热球内填充有相变储能材料，所述阻热球是空心橡胶球，空心部分填充有二氧化硅气凝胶；

所述除氢层包括固定杆、活动杆、隔热球，活动杆铰接在固定杆位于填充层外的一端，固定杆另一端穿过两道分隔网，与分隔网接触的部分作为固定点，固定后的固定杆与分隔网垂直，活动杆一端通过铰接部铰接在固定杆一端，而另一端设置有隔热球，活动杆以及固定杆中填充有除氢材料，且活动杆上均匀设置有若干通孔，使除氢材料能够与逸散到空气中的氢气接触。

2.根据权利要求1所述的一种液压支架焊接用在线除氢装置，其特征在于：所述外壳外侧面上设置有多个固定扣，固定扣是空心环，多个空心环的轴线位于同一条直线。

3.根据权利要求1所述的一种液压支架焊接用在线除氢装置，其特征在于：所述加热球为中空的铸铁球。

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