CN112222576B - 防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法及焊接工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法及焊接工装，该方法借助焊接工装输入保护气体并对保护气体行进的流动状态进行调整，以使该保护气体能够无紊流地充满该密封腔道内部和彻底排斥该密封腔道内部的空气，从而有效地在焊接过程中对焊缝区域进行防氧化保护和避免发生焊缝氧化的情况；本发明提供的焊接工装，根据薄壁管状试件结构特点及上述方法进行设计，焊接工装与管状试件配合形成密封腔道，充入的保护气体在栅网件的作用下，无紊流充满密封腔道，保证焊缝背侧充满保护气体，有效防止焊缝背侧氧化。

Description

防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法及焊接工装

技术领域

本发明涉及氩弧焊焊接工艺的技术领域，尤其涉及一种防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法及焊接工装。

背景技术

采用氩弧焊焊接方式对密闭腔道的薄壁进行焊接时，由于需要对薄壁进行焊透操作，这会使得焊缝反面容易出现氧化现象，该氧化现象会降低焊缝的力学性能，同时还会伴随咬边和气孔的焊接缺陷的出现，这会严重影响密闭腔道的焊接质量。目前，解决焊缝氧化问题的主要手段就是在焊接过程中在焊缝区域附近通入惰性保护气体，但是由于具有密闭腔道零件自身结构的特殊性，只能采用整体充入惰性保护气体的方式来防止氧化反应的发生，但是这种整体充入的方式会使惰性保护气体形成紊流现象，这不能保证将密闭腔道内的空气彻底排出，从而不能有效地抑制焊缝氧化现象的发生。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法及焊接工装，该钨极氩弧焊焊接方法通过设计与待焊接零件结构相匹配的焊接工装、借助焊接工装输入保护气体并对保护气体进入的流动状态进行调整，以使该保护气体能够无紊流地充满该密封腔道内部和彻底排斥该密封腔道内部的空气，从而有效地在焊接过程中对焊缝背面区域进行防氧化保护和避免发生焊缝氧化的情况，保证薄壁焊缝的焊接质量。

由此可知，本发明的一个目的是：提供一种防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法；基于同样的发明构思，本发明还提供了一种焊接工装。具体地，

所述的防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法包括如下步骤：

步骤S1，获取关于形成具有密封腔道的待焊接零件的机械结构信息，并根据所述机械结构信息形成相应的焊接工装；

步骤S2，将所述焊接工装与所述待焊接零件进行接合组装，以使所述焊接工装的通气道与所述待焊接零件形成特定的位姿关系；

步骤S3，向所述通气道输入保护气体，以使所述保护气体在所述通气道内的流动状态满足相应的流体传输条件；

步骤S4，在所述保护气体满足所述流体传输条件的情况下，对所述待焊接零件的所述密封腔道进行焊接；

在本申请公开的一个实施例中，在所述步骤S1中，获取关于具有密封腔道的待焊接零件的机械结构信息，并根据所述机械结构信息形成相应的焊接工装具体包括：

步骤S101，获取关于所述待焊接零件的外部结构和内部结构的若干图像；

步骤S102，对所述若干图像进行图像分析处理，以此获得关于所述待焊接零件的所述机械结构信息；

步骤S103，根据所述机械结构信息形成具有进气口、排气口和气腔的所述焊接工装，其中，所述进气口和所述排气口分别设置于所述气腔的两端以此形成所述通气道。

在本申请公开的一个实施例中，在所述步骤S101中，获取关于所述待焊接零件的外部结构和内部结构的若干图像具体包括：

通过单目摄像的方式，获取关于所述待焊接零件的外部结构的若干不同视角的单目图像，以及关于所述待焊接零件的内部结构的若干不同视角的单目图像；

或者，

通过双目摄像的方式，获取关于所述待焊接零件的外部结构的若干双目图像，以及关于所述待焊接零件的内部结构的若干双目图像；

在所述步骤S102中，对所述若干图像进行图像分析处理，以此获得关于所述待焊接零件的所述机械结构信息具体包括，

对所述若干图像进行图像视差分析处理，以此得到关于所述待焊接零件的外部结构和内部结构的视差特征信息，并根据所述视差特征信息计算得到所述待焊接零件的所述机械结构信息；

在所述步骤S103中，根据所述机械结构信息形成具有进气口、排气口和气腔的所述焊接工装具体包括，

步骤S1031，根据所述机械结构信息中关于所述密封腔道于所述待焊接零件中的延伸方向和尺寸，确定所述进气口的尺寸或者于所述焊接工装中的位置、所述排气口的尺寸或者于所述焊接工装中的位置、以及所述气腔的尺寸、形状或者于所述焊接工装中的位置中的至少一个焊接工装结构参数；

步骤S1032，根据所述至少一个焊接工装结构参数，形成具有所述进气口、所述排气口和所述气腔的所述焊接工装。

在本申请公开的一个实施例中，在所述步骤S2中，将所述焊接工装与所述待焊接零件进行接合组装，以使所述焊接工装的通气道与所述待焊接零件形成特定的位姿关系具体包括：

步骤S201，将所述待焊接零件装入所述焊接工装的底盘上，以使所述待焊接零件的下端面与所述底盘接触；

步骤S202，调整所述下端面与所述底盘的相对接触角度和/或相对接触区域面积，以使所述待焊接零件的密封腔道与所述焊接工装的所述通气道相互连通；

步骤S203，在所述密封腔道与所述通气道相互连通的情况下，将所述焊接工装与所述待焊接零件进行夹持，以使所述焊接工装与所述待焊接零件保持当前相对位姿关系。

在本申请公开的一个实施例中，在所述步骤S3中，向所述通气道输入保护气体，以使所述保护气体在所述通气道内的流动状态满足相应的流体传输条件具体包括：

步骤S301，在所述通气道对应的气腔中放置栅网件，以使所述栅网件位于所述通气道的进气口与排气口之间的气体传输路径上；

步骤S302，将所述通气道的所述进气口与送气设备密封连接，以使所述送气设备向所述通气道输入所述保护气体；

步骤S303，调整所述送气设备向所述通气道输入所述保护气体的送气参数，以使所述保护气体在所述通气道内的流动状态满足所述流体传输条件。

该实施例中，在所述步骤S303中，调整所述送气设备向所述通气道输入所述保护气体的送气参数，以使所述保护气体在所述通气道内的流动状态满足所述流体传输条件具体包括：

根据所述待焊接零件、通气道、气腔的形状和尺寸大小，调节所述送气设备向所述通气道输入所述保护气体的送气流量，和/或者送气持续的时间，以使所述保护气体充满整个所述气腔内部不产生紊流。

在本申请公开的一个实施例中，在所述步骤S4中，在所述保护气体满足所述流体传输条件的情况下，对所述待焊接零件的所述密封腔道进行焊接具体包括：

在所述保护气体满足所述流体传输条件的情况下，确定所述通气道对应的排气口的保护气体排出是否处于稳定状态，若是，则对所述待焊接零件的所述密封腔道进行焊接，若否，则增大所述保护气体输入所述通气道的送入量；

其中，确定所述通气道对应的排气口的保护气体排出是否处于稳定状态具体包括，

获取所述排气口的保护气体排出的排出量是否处于预设排出阈值范围内，若是，则确定当前处于所述稳定状态，若否，则确定当前不处于所述稳定状态。

在本申请还提供了一种防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接工装，该焊接工装适用于管状试件密封腔道的焊接操作，包括：

底盘，其上设有第一密封圈和排气口，所述排气口位于第一密封圈内侧；

端盖，其上设有第二密封圈和进气口，所述进气口位于第二密封圈内侧；

拉紧组件，其包括相适配的拉紧螺杆和螺母；

栅网件；及

胶带；

其中，所述第一密封圈和第二密封圈上均设有与所述管状试件端部相适配的限位凹槽；所述栅网件位于底盘和端盖之间，及所述管状试件的密封腔道内；所述拉紧螺杆连接底盘和端盖，与螺母配合，夹紧管状试件；所述胶带覆盖于所述管状试件的焊缝外侧。

在本该焊接工装公开的一个实施例中，所述栅网件包括与所述拉紧螺杆相适配的螺杆套、与螺杆套上部连接的第一环衬和与螺杆套下部连接的第二环衬；所述第一环衬和第二环衬的外壁与所述管状试件的密封腔道内壁相切；所述第一环衬和第二环衬分别位于所述焊缝的上、下侧，不与焊缝接触；所述第一环衬内上部设有多层复合结构的致密通网，第一环衬内下部和第二环衬内设有若干舌片。

在该焊接工装公开的一个实施例中，所述进气口和排气口内均设有单向阀。

相比于现有技术，本发明的有益效果有：

1、本发明的防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法，包括如下步骤，步骤S1，获取关于形成具有密封腔道的待焊接零件的机械结构信息，并根据该机械结构信息形成相应的焊接工装；步骤S2，将该焊接工装与所述待焊接零件进行接合组装，以使该焊接工装的通气道与该待焊接零件形成特定的位姿关系；步骤S3，向该通气道输入保护气体，以使该保护气体在该通气道内的流动状态满足相应的流体传输条件；步骤S4，在该保护气体满足该流体传输条件的情况下，对该待焊接零件的该密封腔道进行焊接，可见该钨极氩弧焊焊接方法通过对设计与待焊接零件结构相匹配的焊接工装、借助焊接工装输入保护气体并对保护气体的流动状态进行调整，以使该保护气体能够无紊流地充满该密封腔道内部和彻底排斥该密封腔道内部的空气，从而有效地在焊接过程中对焊缝背面区域进行防氧化保护和避免发生焊缝氧化的情况，保证焊缝的焊接质量。

2、本发明的焊接工装，适用于钨极氩弧焊方法焊接直径较大的薄壁管状试件的对接焊缝，其底盘的第一密封圈与一个待焊接管状试件的端部卡合定位，端盖的第二密封圈与另一个待焊接管状试件的端部卡合定位；通过拉紧螺杆与底盘和端盖连接，使两个待焊接的管状试件对应接触，拉紧螺杆再与螺母配合拉紧底盘和端盖，实现待焊接管状试件的定位夹持；栅网件设置于底盘和端盖之间，位于管状试件形成的密封腔道内（密封腔道与气腔/通气道部分重合），对由进气口进入的保护气体进行分散引流，以保证保护气体充分均匀的进入密封腔道内，并将空气（氧气）完全排出，不产生气体紊流；胶带覆盖贴合于两个待焊接管状试件的待焊接缝隙外侧，使两个管状试件的内腔形成连续的密封腔道/通气道/气腔，防止保护气体由缝隙排出；在施焊时根据施焊进度缓慢揭除胶带，避免保护气体过多溢出，引起流体传输条件改变，保证焊缝背侧充满保护气体，防止焊缝背侧氧化。

3、本发明的焊接工装的底盘、第一密封圈、端盖、第二密封圈、拉紧螺杆、栅网件等的尺寸均根据待焊管状试件的直径、厚度、高度等尺寸进行设计。栅网件套接于拉紧螺杆上，其第一环衬和第二环衬分别与一个管状试件内壁相切，对管状试件起支撑定位作用，使管状试件对位更加准确；且第一环衬内设多层复合结构的致密通网，可使保护气体均匀分散的进入管状试件的密封腔道内，并经舌片分散分布流通，避免保护气体与空气产生紊流，使施焊缝的内侧腔体充满保护气体，保证焊缝的焊接质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本发明提供的一种防止焊缝氧化的钨极氩弧焊方法的流程示意图。

图2为本发明实施例二的焊接工装夹持管状试件的结构示意图。

图3为本发明图2中A部分的放大结构示意图。

图4为本发明实施例二中拉紧组件的结构示意图。

图5为本发明实施例中的栅网件立体结构示意图。

图6为本发明实施例三的焊接工装夹持管状试件的结构示意图。

图7为本发明实施例三中拉紧组件的结构示意图。

附图标记：

1、底盘；11、第一密封圈；111、限位凹槽；12、排气口；121、单向阀；13、氧气监测器；2、端盖；21、第二密封圈；22、进气口；3、拉紧螺杆；31、螺母；4、栅网件；41、第一环衬；411、致密通网；42、第二环衬；43、螺杆套；44、舌片；5、胶带；6、管状试件；60、密封腔道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。

实施例一

参阅图1，图1为本发明提供的一种防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法的流程示意图。该防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法包括如下步骤：

步骤S1，获取关于形成具有密封腔道的待焊接零件的机械结构信息，并根据该机械结构信息形成相应的焊接工装；

步骤S2，将该焊接工装与该待焊接零件进行接合组装，以使该焊接工装的通气道与该待焊接零件形成特定的位姿关系；

步骤S3，向该通气道输入保护气体，以使该保护气体在该通气道内的流动状态满足相应的流体传输条件；

步骤S4，在该保护气体满足该流体传输条件的情况下，对该待焊接零件的该密封腔道进行焊接。

该防止焊缝氧化的钨极氧化氩弧焊焊接方法能够根据不同待焊接零件自身的结构特点设计形成与其匹配的焊接工装，这样能够保证在后续焊接过程中该焊接工装能够对该待焊接零件提供良好和稳固的支撑，并为该待焊接零件提供均匀和有效的气体保护，从而避免该待焊接零件发生焊缝氧化的情况和提高待焊接零件的焊接质量和效率。

优选地，在该步骤S1中，获取关于具有密封腔道的待焊接零件的机械结构信息，并根据该机械结构信息形成相应的焊接工装具体包括，

步骤S101，获取关于该待焊接零件的外部结构和内部结构的若干图像；

步骤S102，对该若干图像进行图像分析处理，以此获得关于该待焊接零件的该机械结构信息；

步骤S103，根据该机械结构信息形成具有进气口、排气口和气腔的该焊接工装，其中，该进气口和该排气口分别设置于该气腔的两端侧以此形成该通气道。

由于不同类型的待焊接零件具有不同的机械结构，通过对该待焊接零件进行图像拍摄并计算得到关于该待焊接零件的机械结构信息，能够保证该焊接工装的保护气体传输结构能够最大限度地与该待焊接零件的焊接区域相适应，从而提高该焊接工装的设计准确性。

优选地，在该步骤S101中，获取关于该待焊接零件的外部结构和内部结构的若干图像具体包括，

通过单目摄像的方式，获取关于该待焊接零件的外部结构的若干不同视角的单目图像，以及关于该待焊接零件的内部结构的若干不同视角的单目图像；

或者，

通过双目摄像的方式，获取关于该待焊接零件的外部结构的若干双目图像，以及关于该待焊接零件的内部结构的若干双目图像。

通过单目摄像或者双目摄像的方式来获取关于该待焊接零件的图像，能够最大限度地准确反映该待焊接零件的机械结构，从而提高该机械结构信息的计算准确性。

优选地，在该步骤S102中，对该若干图像进行图像分析处理，以此获得关于该待焊接零件的该机械结构信息具体包括，

对该若干图像进行图像视差分析处理，以此得到关于该待焊接零件的外部结构和内部结构的视差特征信息，并根据该视差特征信息计算得到该待焊接零件的该机械结构信息。

通过图像视差分析处理的方式能够对该若干图像进行关于图像景深和图像细节计算处理，从而提高该机械结构信息的计算效率和计算准确性。

优选地，在该步骤S103中，根据该机械结构信息形成具有进气口、排气口和气腔的该焊接工装具体包括，

步骤S1031，根据该机械结构信息中关于该密封腔道于该待焊接零件中的延伸方向和尺寸，确定该进气口的尺寸或者于该焊接工装中的位置、该排气口的尺寸或者于该焊接工装中的位置、以及该气腔的尺寸、形状或者于该焊接工装中的位置中的至少一个焊接工装结构参数；

步骤S1032，根据该至少一个焊接工装结构参数，形成具有该进气口、该排气口和该气腔的该焊接工装。

由于该焊接工装的进气口、气腔和排气口共同组成该焊接工装对保护气体的传输通道，通过对该进气口、该气腔和该排气口进行关于位置、尺寸或者形状的设定能够最大限度地保证焊接工装对应的保护气体传输通道与待焊接零件的匹配性。

优选地，在该步骤S2中，将该焊接工装与该待焊接零件进行接合组装，以使该焊接工装的通气道与该待焊接零件形成特定的位姿关系具体包括，

步骤S201，将该待焊接零件装入该焊接工装的底盘上，以使该待焊接零件的下端面与该底盘接触；

步骤S202，调整该下端面与该底盘的相对接触角度和/或相对接触区域面积，以使该待焊接零件的密封腔道与该焊接工装的该通气道相互连通。

通过上述接合组装操作过程能够保证该焊接工装能够对该待焊接零件进行稳固和准确的支撑，从而保证在后续焊接过程中该待焊接零件和该焊接工装能够维持合适的位姿关系。

优选地，在该步骤S202之后还包括下面步骤S203，

步骤S203，在该密封腔道与该通气道相互连通的情况下，将该焊接工装与该待焊接零件进行夹持，以使该焊接工装与该待焊接零件保持当前相对位姿关系。

通过该焊接工装和该待焊接零件两者进行夹持能够在后续焊接过程中始终维持固定的相对位置，从而避免两者发生移位或者脱离的情况，以保证该保护气体的正常稳定持续输送。

优选地，在该步骤S3中，向该通气道输入保护气体，以使该保护气体在该通气道内的流动状态满足相应的流体传输条件具体包括，

步骤S301，在该通气道对应的气腔中放置栅网件，以使该栅网件位于该通气道的进气口与排气口之间的气体传输路径上；

步骤S302，将该通气道的该进气口与送气设备密封连接，以使该送气设备向该通气道输入该保护气体；

步骤S303，调整该送气设备向该通气道输入该保护气体的送气参数，以使所述保护气体在该通气道内的流动状态满足该流体传输条件。

通过在该气腔中放置该栅网件，该栅网件能够对穿过其中的保护气体进行气流状态的调整，对该保护气体对应的一致性传输气流进行打乱，从而有效地避免保护气体在该气腔内形成紊流而无法彻底地将气腔内原有的空气排出。

优选地，在该步骤S301中，在该通气道对应的气腔中放置栅网件具体包括，

制作具有多层复合结构的致密通网以作为该栅网件，再通过卡合的方式将该栅网件放置在该通气道的该气腔中。

将具有多层复合结构的致密通网作为该栅网件，能够有效地提高该栅网件对保护气体对应传输气流的打乱作用，从而有效地抑制紊流的形成。

优选地，在该步骤S303中，调整该送气设备向该通气道输入该保护气体的送气参数，以使所述保护气体在该通气道内的流动状态满足该流体传输条件具体包括，

根据该待焊接零件、通气道、气腔等的形状和尺寸大小，调节该送气设备向通气道输入保护气体的送气流量，和/或者送气持续时间，以使该保护气体充满整个气腔内部，并不产生紊流现象。

如可将该送气设备向该通气道输入该保护气体的送气流量设为10-15L/min或者送气持续时间设为不小于15min，可使该保护气体充满整个该气腔内部并不产生紊流。

通过调整该保护气体的送气流量或者送气持续时间对应的数值，能够在有效地提供气体保护环境的同时，提高对不同焊接操作场景的适用性。

优选地，在该步骤S4中，在该保护气体满足该流体传输条件的情况下，对该待焊接零件的该密封腔道进行焊接具体包括，

在该保护气体，满足该流体传输条件的情况下，确定该通气道对应的排气口的保护气体排出是否处于稳定状态，若是，则对该待焊接零件的该密封腔道进行焊接，若否，则增大该保护气体输入该通气道的送入量。

其中，确定该通气道对应的排气口的保护气体排出是否处于稳定状态具体包括，

获取该排气口的保护气体排出的排出量是否处于预设排出阈值范围内，若是，则确定当前处于该稳定状态，若否，则确定当前不处于该稳定状态。

通过在该保护气体满足该流体传输条件的情况下执行相应的焊接操作，能够有效地降低由于保护气体未完全形成气体保护环境而导致焊接氧化出现的概率。

通过判断该排气口的保护气体排出的排出量是否处于预设排出阈值范围，能够实现对保护气体排出是否处于稳定状态的快速和准确判断。

从上述实施例的内容可知，该防止焊缝氧化的钨极氩弧焊方法通过对设计与待焊接零件结构相匹配的焊接工装、借助焊接工装输入保护气体并对保护气体流动状态进行调整，以使该保护气体能够无紊流地充满该密封腔道内部和彻底排斥该密封腔道内部的空气，从而有效地在焊接过程中对焊缝区域进行防氧化保护和避免发生焊缝氧化的情况。

实施例二

参阅图2至图5，本发明实施例提供了一种防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接工装，该焊接工装适用于直径较大的薄壁管状试件形成密封腔道的管壁焊接操作。

该焊接工装包括底盘1、端盖2、拉紧组件、栅网件4和胶带5等。

其中，底盘1上设有第一密封圈11和排气口12，第一密封圈11的尺寸与管状试件6的端部尺寸相适配，排气口12位于第一密封圈11的内侧。

端盖2上设有第二密封圈21和进气口22，第二密封圈21的尺寸也与管状试件6的端部尺寸相适配，进气口22位于第二密封圈21的内侧。进气口22外侧经管道与送气设备相连接。

参阅图4，拉紧组件包括相适配的拉紧螺杆3和螺母31。在本实施例中，拉紧螺杆3两端设有外螺纹，螺母31包括两个，分别与拉紧螺杆3两端螺纹连接。底盘1和端盖2中心设有供拉紧螺杆3穿过的通孔，拉紧螺杆3穿过底盘1和端盖2与螺母31连接，可使底盘1和端盖2相互靠拢。螺母31与底盘1、螺母31与端盖2之间还设有密封垫圈，可有效防止密封腔道60内的气体由通孔处溢出。

参阅图2和图5，栅网件4安装于底盘1和端盖2之间，及位于管状试件6形成的密封腔道60内，用于将进入的保护气体均匀的打乱分散，使保护气体充满整个密封腔道，完全排除空气，并不产生紊流。

其中，第一密封圈11和第二密封圈21上均设有限位凹槽111，该限位凹槽111与管状试件6的端部尺寸相适配，管状试件6的端部可插接于限位凹槽111内，管状试件6经限位凹槽111定位限制于底盘1或端盖2上。

装配时，两个待焊接的管状试件6分别安装于底盘1的第一密封圈11和端盖2的第二密封圈21上；拉紧螺杆3一端穿设于底盘1中部的通孔中，栅网件4放置于底盘1上，位于管状试件6内腔中；装配另一管状试件6的端盖2由上盖下，使拉紧螺杆3另一端穿设于端盖2中部的通孔中，两个管状试件6的待焊接端面对中接触，形成待焊缝隙；两个螺母31分别从底盘1外侧和端盖2外侧相向拧紧，将待焊的管状试件6以当前位姿定位固定；在管状试件6的对中接触形成的待焊缝隙外覆盖粘贴有胶带5，使管状试件6的内腔连接形成密封腔道60，也即实施例一中所描述的通气道及气腔，进气口22和排气口12与密封腔道连通。

参阅图5，本实施例中的栅网件4包括螺杆套43、第一环衬41、第二环衬42、致密通网411和若干舌片44等。其中，螺杆套43为与拉紧螺杆3相适配的圆筒，沿中心轴向延伸；第一环衬41与螺杆套43的上部连接，第二环衬42与螺杆套43的下部连接。第一环衬41和第二环衬42的尺寸与管状试件6的内部尺寸相适配，第一环衬41和第二环衬42的外壁与管状试件6的内壁相切；第一环衬41和第二环衬42分别位于两个管状试件6形成的焊缝的上、下侧，不与焊缝接触，保证焊缝内侧为充满的保护气体。第一环衬41内上部设有多层复合结构的致密通网411，第一环衬41内下部和第二环衬42内设有若干舌片44；致密通网411可供保护气体通过，并将保护气体均匀分散，使保护气体均匀缓慢的进入密封腔道内；舌片44沿径向设置，一端连接螺杆套43，另一端连接环衬内壁，若干舌片44相互错开分布；可使保护气体分散的流过密封腔道，不产生气体紊流，完全将空气排出，保证焊缝背侧完全充满保护气体。

优选地，本实施例的焊接工装，其进气口22和排气口12内均设置有单向阀121，可防止气体回流。底盘1内还设有氧气监测器13，用于检测密封腔道60内的氧气含量，防止因保护气体通入时间过短，空气（氧气）排出不完全。

本实施例的焊接工装，是根据管状试件6的内径、外径、长度等尺寸信息制作的底盘1、端盖2、拉紧螺杆3和栅网件4等，以使焊接工装尺寸与管状试件6相适配。

实施例三

参阅图6和图7，本发明实施例提供了一种防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接工装，该焊接工装适用于直径较大的薄壁管状试件形成密封腔道的管壁焊接操作。本实施例的焊接工装与实施例二的焊接工装结构基本一致，相同之处不作赘述，不同之处在于拉紧组件的结构。

参阅图7，本实施例中，拉紧组件包括拉紧螺杆3和一个螺母31，本实施例中的拉紧螺杆3一端设有固定的帽端，另一端设有外螺纹；螺母31设内螺纹，与拉紧螺杆3的螺纹端相配合。装配时，拉紧螺杆3穿设于底盘1和端盖2上，其帽端限位于底盘1的通孔外侧，从端盖2上方拧紧螺母31即可完成装配。

以上描述了本发明的多个具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，获取关于具有密封腔道的待焊接零件的机械结构信息，并根据所述机械结构信息形成相应的焊接工装；

所述步骤S1具体包括：

步骤S101，获取关于所述待焊接零件的外部结构和内部结构的若干图像，其中，所述若干图像的获取包括：

通过单目摄像的方式，获取关于所述待焊接零件的外部结构的若干不同视角的单目图像，以及关于所述待焊接零件的内部结构的若干不同视角的单目图像；

或者，

通过双目摄像的方式，获取关于所述待焊接零件的外部结构的若干双目图像，以及关于所述待焊接零件的内部结构的若干双目图像；

步骤S102，对所述若干图像进行图像分析处理，以此获得关于所述待焊接零件的所述机械结构信息；

步骤S103，根据所述机械结构信息形成具有进气口、排气口和气腔的所述焊接工装，其中，所述进气口和所述排气口分别设置于所述气腔的两端以此形成通气道；

步骤S2，将所述焊接工装与所述待焊接零件进行接合组装，以使所述焊接工装的通气道与所述待焊接零件形成特定的位姿关系；

步骤S3，向所述通气道输入保护气体，以使所述保护气体在所述通气道内的流动状态满足相应的流体传输条件；

步骤S4，在所述保护气体满足所述流体传输条件的情况下，对所述待焊接零件的所述密封腔道进行焊接；

所述焊接工装，其适用于管状试件密封腔道的焊接操作，包括：

底盘，其上设有第一密封圈和排气口，所述排气口位于第一密封圈内侧；

端盖，其上设有第二密封圈和进气口，所述进气口位于第二密封圈内侧；

拉紧组件，其包括相适配的拉紧螺杆和螺母；

栅网件；及

胶带；

其中，所述第一密封圈和第二密封圈上均设有与所述管状试件端部相适配的限位凹槽；所述栅网件位于底盘和端盖之间，及所述管状试件的密封腔道内；所述拉紧螺杆连接底盘和端盖，与螺母配合，夹紧所述管状试件；所述胶带覆盖于所述管状试件的焊缝外侧；

所述栅网件包括与所述拉紧螺杆相适配的螺杆套、与螺杆套上部连接的第一环衬和与螺杆套下部连接的第二环衬；所述第一环衬和第二环衬的外壁与所述管状试件的密封腔道内壁相切；所述第一环衬和第二环衬分别位于所述焊缝的上、下侧，不与焊缝接触；所述第一环衬内上部设有多层复合结构的致密通网，第一环衬内下部和第二环衬内设有若干舌片；

舌片沿径向设置，一端连接螺杆套，另一端连接环衬内壁，若干舌片相互错开分布；

底盘内还设有氧气监测器，用于检测密封腔道内的氧气含量，防止因保护气体通入时间过短，空气排出不完全；

所述进气口和所述排气口内均设有单向阀。

2.根据权利要求1所述的防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法，其特征在于：

在所述步骤S102中，对所述若干图像进行图像分析处理，以此获得关于所述待焊接零件的所述机械结构信息具体包括：

对所述若干图像进行图像视差分析处理，以此得到关于所述待焊接零件的外部结构和内部结构的视差特征信息，并根据所述视差特征信息计算得到所述待焊接零件的所述机械结构信息；

在所述步骤S103中，根据所述机械结构信息形成具有进气口、排气口和气腔的所述焊接工装具体包括：

步骤S1031，根据所述机械结构信息中关于所述密封腔道于所述待焊接零件中的延伸方向和尺寸，确定所述进气口的尺寸或者于所述焊接工装中的位置、所述排气口的尺寸或者于所述焊接工装中的位置、以及所述气腔的尺寸、形状或者于所述焊接工装中的位置中的至少一个焊接工装结构参数；

步骤S1032，根据所述至少一个焊接工装结构参数，形成具有所述进气口、所述排气口和所述气腔的所述焊接工装。

3.根据权利要求1所述的防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法，其特征在于：

在所述步骤S2中，将所述焊接工装与所述待焊接零件进行接合组装，以使所述焊接工装的通气道与所述待焊接零件形成特定的位姿关系具体包括：

步骤S201，将所述待焊接零件装入所述焊接工装的底盘上，以使所述待焊接零件的下端面与所述底盘接触；

步骤S202，调整所述下端面与所述底盘的相对接触角度和/或相对接触区域面积，以使所述待焊接零件的密封腔道与所述焊接工装的所述通气道相互连通；

步骤S203，在所述密封腔道与所述通气道相互连通的情况下，将所述焊接工装与所述待焊接零件进行夹持，以使所述焊接工装与所述待焊接零件保持当前相对位姿关系。

4.根据权利要求1所述的防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法，其特征在于：

在所述步骤S3中，向所述通气道输入保护气体，以使所述保护气体在所述通气道内的流动状态满足相应的流体传输条件具体包括，

步骤S301，在所述通气道对应的气腔中放置栅网件，以使所述栅网件位于所述通气道的进气口与排气口之间的气体传输路径上；

步骤S302，将所述通气道的所述进气口与送气设备密封连接，以使所述送气设备向所述通气道输入所述保护气体；

步骤S303，调整所述送气设备向所述通气道输入所述保护气体的送气参数，以使所述保护气体在所述通气道内的流动状态满足所述流体传输条件。

5.根据权利要求4所述的防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法，其特征在于：

在所述步骤S303中，调整所述送气设备向所述通气道输入所述保护气体的送气参数，以使所述保护气体在所述通气道内的流动状态满足所述流体传输条件具体包括，

根据所述待焊接零件、通气道、气腔的形状和尺寸大小，调节所述送气设备向所述通气道输入所述保护气体的送气流量，和/或者送气持续的时间，以使所述保护气体充满整个所述气腔内部并不产生紊流。

6.根据权利要求1所述的防止焊缝氧化的钨极氩弧焊焊接方法，其特征在于：

在所述步骤S4中，在所述保护气体满足所述流体传输条件的情况下，对所述待焊接零件的所述密封腔道进行焊接具体包括：

在所述保护气体满足所述流体传输条件的情况下，确定所述通气道对应的排气口的保护气体排出是否处于稳定状态，若是，则对所述待焊接零件的所述密封腔道进行焊接，若否，则增大所述保护气体输入所述通气道的送入量；

其中，确定所述通气道对应的排气口的保护气体排出是否处于稳定状态具体包括：

获取所述排气口的保护气体排出的排出量是否处于预设排出阈值范围内，若是，则确定当前处于所述稳定状态，若否，则确定当前不处于所述稳定状态。

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