CN112518184B - 锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装，包括：固定板，其为一对且相对的侧面均设置有环形凹槽；保护壳体，其为套筒状且两端均设置有环形凹腔，所述保护壳体两端恰好分别对应位于一对固定板的环形凹槽内，环形凹腔与对应侧的环形凹槽形成密封的通气腔，所述保护壳体壳壁内部设置有蛇形冷却管，其覆盖整个保护壳体，所述冷却管进气端连通至所述通气腔，出气端连通至所述保护壳体与锆管之间的空间；分流网，其设置于所述保护壳体与锆管之间的空间中；焊枪从所述焊接口伸入至两个锆管待焊接的焊缝部位。本发明解决了保护壳体长时间受热易损坏、保护壳体内部气体分布不均的问题，提高了氩气保护工装的保护效果，提高了焊接质量。

Description

锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装

技术领域

本发明涉及焊接技术领域。更具体地说，本发明涉及锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装。

背景技术

锆是一种耐腐蚀金属材料，它是一种化学性质非常活泼的元素，在食品行业(醋酸、醋酐、氨基酸等)应用比较广泛，在高温下极易与大气中的各种气体发生反应。在锆焊接时，焊缝和热影响区易被空气中的氧、氢、氮等元素污染，生成硬而脆的化合物，并产生脆性的针状组织，使焊接接头的硬度、强度升高，塑性下降，耐蚀性能也大幅下降，严重影响焊缝质量。因此锆焊接时应对熔池、焊缝和热影响区进行充分的保护以完全隔绝空气。鉴于此要求，对锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装进行研究改进就显得非常有必要。

现有的氩气保护工装主要存在焊接保护壳体长时间受热易损坏，保护气体在保护壳体内部分别不均，保护效果差等缺陷。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装，解决了保护壳体长时间受热易损坏、保护壳体内部气体分布不均的问题，提高了氩气保护工装的保护效果，提高了焊接质量。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装，包括：

固定板，其为一对且分别相对位于两个待焊接的锆管长度方向上，一对固定板距离两个待焊接的锆管端部的距离相等，一对固定板均为环形且密封固定于锆管外侧壁上，所述固定板相对的侧面均设置有向内凹陷的环形凹槽，其中一块固定板内部通过进气通道分别贯通环形凹槽和外部的进气管，另一块固定板内部通过出气通道分别贯通环形凹槽和外部的出气管；

保护壳体，其为套筒状，所述保护壳体位于锆管外，且所述保护壳体与锆管的中心轴线重合，所述保护壳体两端均设置有向内凹陷的环形凹腔，所述保护壳体两端恰好分别对应位于一对固定板的环形凹槽内，所述保护壳体的环形凹腔与对应侧的所述固定板的环形凹槽槽底形成密封的通气腔，所述保护壳体端部通过密封轴承设置于环形凹槽内以使得保护壳体相对于所述固定板密封转动，所述保护壳体壳壁内部设置有蛇形冷却管，其覆盖整个保护壳体，所述冷却管进气端通过所述保护壳体的环形凹腔底面设置的开口连通至所述通气腔，所述冷却管的出气端也通过开口连通至所述保护壳体与锆管之间的空间；

分流网，其也为套筒状结构，所述分流网设置于所述保护壳体与锆管之间的空间中，且所述分流网与所述锆管的中心轴线重合；

焊接口，其设置于所述保护壳体上，焊枪从所述焊接口伸入至两个锆管待焊接的焊缝部位。

优选的是，还包括气体分布装置，其包括：

连接板，其为一对且均为环形结构，一对连接板分别相对固定于所述分流网长度方向的两端，所述分流网长度方向的两端均通过轴承连接至一对固定板，所述连接板内部均设置有环形的气流通道；

固定进管，其一端固定连接至所述保护壳体上且通过开口连通冷却管的出气端，所述固定进管的另一端固定连接至其中一块连接板上且连通至所述连接板内部的气流通道；

固定出管，其一端固定连接至所述保护壳体上且通过开口连通同侧的固定板内对应的通气腔，所述固定出管的另一端固定连接至另一块连接板上且连通至所述连接板内部的气流通道；

多根分流管，其环向间隔设置，所述分流管一端固定连通其中一块连接板内部的气流通道，另一端为密封端且固定连接至另一块固定板上，所述分流管远离所述分流网的侧壁沿长度方向间隔设置有两排交错设置的分流孔，所述分流孔喷出的气体直接喷至所述保护壳体的内壁；

出气口，其设置于连接固定出管的连接板上，所述出气口连通分流网与锆管之间的空间且出气管还连通连接板内部的气流通道。

优选的是，所述固定进管和固定出管交错设置于锆管的对角位置，所述固定进管和固定出管设置为相距最远距离。

优选的是，所述冷却管呈蛇形交错分布于所述保护壳体内壁内，所述冷却管在焊接口处改变流通方向交错设置。

优选的是，所述固定板内壁设置耐高温密封圈，所述固定板为耐高温的材质制成。

优选的是，所述保护壳体外侧壁还环向固定设置有绕线机构，其包括绕线轴、固定于绕线轴两侧的定位板及驱动板，定位板及驱动板将绕线轴围设形成凹陷的绕线区域，所述定位板具有从外周开设的缺口，其与焊接口平齐设置，焊枪从焊接口穿过后，焊枪上连接的焊接线从定位板的缺口中穿过并绕设于绕线轴轴上，缺口处的焊接线通过塞柱塞紧固定，所述驱动板外周设置为齿轮状，所述驱动板通过保护壳体外部的驱动齿轮啮合后驱动转动，进而带动保护壳体转动，外部的驱动齿轮通过电机驱动转动。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明的氩气保护工装对焊接保护壳体进行合理设置，使得气体在通入至保护壳体内部时，先对保护壳体进行冷却降温，再进行气体保护，有效地解决了保护壳体在长时间受热情况下易损坏的问题。

2、本发明的氩气保护工装能实现转动，以跟随焊枪实现行走焊接，氩气保护工装仅保护壳体能转动，两侧的固定板不发生转动，通过合理设置结构，保证了进气管和出气管不跟随保护壳体一起转动，避免了进气管和出气管在转动过程中的缠绕问题。

3、本发明通过在保护壳体内部设置有气体分布装置，使得保护气体分布均匀，提高了焊接保护效果，保证了焊接质量。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明保护壳体的展开图；

图3为本发明的绕线机构与焊枪配合的结构示意图。

附图标记说明：

1、锆管，2、固定板，3、进气管，4、出气管，5、保护壳体，6、通气腔，7、冷却管，8、开口，9、分流网，10、焊接口，11、连接板，12、固定进管，13、固定出管，14、分流管，15、分流孔，16、焊枪，17、焊接线，18、绕线轴，19、驱动板，20、塞柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，并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。

如图1所示，本发明提供一种锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装，包括：

固定板2，其为一对且分别相对位于两个待焊接的锆管1长度方向上，一对固定板2距离两个待焊接的锆管1端部的距离相等，一对固定板2均为环形且密封固定于锆管1外侧壁上，所述固定板2相对的侧面均设置有向内凹陷的环形凹槽，其中一块固定板2内部通过进气通道分别贯通环形凹槽和外部的进气管3，另一块固定板2内部通过出气通道分别贯通环形凹槽和外部的出气管4；

保护壳体5，其为套筒状，所述保护壳体5位于锆管1外，且所述保护壳体5与锆管1的中心轴线重合，所述保护壳体5两端均设置有向内凹陷的环形凹腔，所述保护壳体5两端恰好分别对应位于一对固定板2的环形凹槽内，所述保护壳体5的环形凹腔与对应侧的所述固定板2的环形凹槽槽底形成密封的通气腔6，所述保护壳体5端部通过密封轴承设置于环形凹槽内以使得保护壳体5相对于所述固定板2密封转动，所述保护壳体5壳壁内部设置有蛇形冷却管7，其覆盖整个保护壳体5，所述冷却管7进气端通过所述保护壳体5的环形凹腔底面设置的开口8连通至所述通气腔6，所述冷却管7的出气端也通过开口8连通至所述保护壳体5与锆管1之间的空间；

分流网9，其也为套筒状结构，所述分流网9设置于所述保护壳体5与锆管1之间的空间中，且所述分流网9与所述锆管1的中心轴线重合；

焊接口10，其设置于所述保护壳体5上，焊枪16从所述焊接口10伸入至两个锆管1待焊接的焊缝部位。

在上述技术方案中，两个待焊接的锆管1相对设置，焊口紧贴对应，安装本发明的氩气保护工装，使得焊接口10恰好正对待焊接的焊缝处。一对固定板2分别密封固定设置于两个锆管1上，在焊接时不发生转动，由于两个待焊接的锆管1焊接部分是整个环形的圈，因此，焊枪16要跟随焊接部分进行圆周转动，本发明将保护壳体5设置为可转动，转动过程中，进气管3和出气管4如果跟随转动可能发生管线缠绕，因此，通过设置了通气腔6连通保护壳体5以及进气管3，不管保护壳体5如何转动，进气管3始终不动，气体始终通过环形的通气腔6连通进气管3以及冷却管7。冷却管7的作用主要是通过常温的进气气流沿着冷却管7不停流动，从而带走焊接过程中传递给保护壳体5的热量，实现对保护壳体5的热保护。氩气气流通过冷却管7将整个保护壳体5覆盖流通后再通过保护壳体5上设置的开口流通至保护壳体5内部，充满保护壳体5与锆管1之间的空间，再通过分流网9分流后变为较为平稳的气流对焊接部分及热影响区等进行保护。

在另一种技术方案中，还包括气体分布装置，其包括：

连接板11，其为一对且均为环形结构，一对连接板11分别相对固定于所述分流网9长度方向的两端，所述分流网9长度方向的两端均通过轴承连接至一对固定板2，所述连接板11内部均设置有环形的气流通道；

固定进管12，其一端固定连接至所述保护壳体5上且通过开口连通冷却管7的出气端，所述固定进管12的另一端固定连接至其中一块连接板11上且连通至所述连接板11内部的气流通道；

固定出管13，其一端固定连接至所述保护壳体5上且通过开口连通同侧的固定板2内对应的通气腔6，所述固定出管13的另一端固定连接至另一块连接板11上且连通至所述连接板11内部的气流通道；

多根分流管14，其环向间隔设置，所述分流管14一端固定连通其中一块连接板11内部的气流通道，另一端为密封端且固定连接至另一块固定板2上，所述分流管14远离所述分流网9的侧壁沿长度方向间隔设置有两排交错设置的分流孔15，所述分流孔15喷出的气体直接喷至所述保护壳体5的内壁；

出气口，其设置于连接固定出管13的连接板11上，所述出气口连通分流网9与锆管1之间的空间且出气管4还连通连接板11内部的气流通道。

在上述技术方案中，通过气体分布装置的设置使得气流进入保护壳体5与锆管1之间的空间后，进行均匀分布后再通过分流网9流向待保护空间，保证了焊接质量。其中一连接板11将气流引入至内部保护空间内，另一连接板11将气流引出至出气管4外，在保护壳体5转动过程中，其带动固定进管12、固定出管13以及一对连接板11和分流网9一起转动，气流首先进入至左边的固定进管12中，然后通过左边的连接板11分别流向多个分流管14内，再通过多个分流孔15流出，再通过分流网9流向焊接内部，再从出气口经过右侧连接板11的气流通道流出，经过固定出管13流出至右侧的通气腔6，经过出气管4流出，完成气体的流动过程。

在另一种技术方案中，所述固定进管12和固定出管13交错设置于锆管1的对角位置，所述固定进管12和固定出管13设置为相距最远距离。图1中所示为其中一种实施方式的分布图，固定进管12和固定出管13的设置位置最优选择为对角位置，距离最远，保证气体在保护壳体5内分布均匀。

在另一种技术方案中，如图2所示，所述冷却管7呈蛇形交错分布于所述保护壳体5内壁内，所述冷却管7在焊接口10处改变流通方向交错设置。冷却管7交错呈蛇形设置，保证气体从冷却管7中流通时，流通的范围最大，从而在最大程度上带走更多的热量，从而使得保护壳体5不受热的损坏。

在另一种技术方案中，所述固定板2内壁设置耐高温密封圈，实现保护壳体5内部的密封，提高焊接质量。所述固定板2为耐高温的材质制成。

在另一种技术方案中，如图3所示，所述保护壳体5外侧壁还环向固定设置有绕线机构，其包括绕线轴18、固定于绕线轴18两侧的定位板及驱动板19，定位板及驱动板19将绕线轴18围设形成凹陷的绕线区域，所述定位板具有从外周开设的缺口，其与焊接口10平齐设置，焊枪16从焊接口10穿过后，焊枪16上连接的焊接线17从定位板的缺口中穿过并绕设于绕线轴18轴上，缺口处的焊接线17通过塞柱20塞紧固定，所述驱动板19外周设置为齿轮状，所述驱动板19通过保护壳体5外部的驱动齿轮啮合后驱动转动，进而带动保护壳体5转动，外部的驱动齿轮通过电机驱动转动。

在上述技术方案中，焊枪16在转动过程中，其上的焊接线17也需要跟随转动，如果不进行合理设置，也会发生缠绕现象，影响焊接效率。焊接线17从定位板上的缺口中水平穿过后部分绕设于绕线轴18上，当保护壳体5发生转动时，焊接线17跟随绕设于绕线轴18上，避免发生缠绕现象，为了使得焊接线17顺利实现缠绕，缺口处通过塞柱20向下紧密配合塞紧固定焊接线17，由于驱动机构固定于保护壳体5上，因此，整个保护壳体5发生转动是通过驱动绕线机构实现带动保护壳体5发生转动，可通过任何现有的驱动方式带动绕线机构发生转动，也可通过上述给出的技术方案实现，驱动板19通过外周设置的齿轮状与外部的驱动齿轮进行啮合实现驱动转动。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装，其特征在于，包括：

固定板，其为一对且分别相对位于两个待焊接的锆管长度方向上，一对固定板距离两个待焊接的锆管端部的距离相等，一对固定板均为环形且密封固定于锆管外侧壁上，所述固定板相对的侧面均设置有向内凹陷的环形凹槽，其中一块固定板内部通过进气通道分别贯通环形凹槽和外部的进气管，另一块固定板内部通过出气通道分别贯通环形凹槽和外部的出气管；

保护壳体，其为套筒状，所述保护壳体位于锆管外，且所述保护壳体与锆管的中心轴线重合，所述保护壳体两端均设置有向内凹陷的环形凹腔，所述保护壳体两端恰好分别对应位于一对固定板的环形凹槽内，所述保护壳体的环形凹腔与对应侧的所述固定板的环形凹槽槽底形成密封的通气腔，所述保护壳体端部通过密封轴承设置于环形凹槽内以使得保护壳体相对于所述固定板密封转动，所述保护壳体壳壁内部设置有蛇形冷却管，其覆盖整个保护壳体，所述冷却管进气端通过所述保护壳体的环形凹腔底面设置的开口连通至所述通气腔，所述冷却管的出气端也通过开口连通至所述保护壳体与锆管之间的空间；

分流网，其也为套筒状结构，所述分流网设置于所述保护壳体与锆管之间的空间中，且所述分流网与所述锆管的中心轴线重合；

焊接口，其设置于所述保护壳体上，焊枪从所述焊接口伸入至两个锆管待焊接的焊缝部位；

还包括气体分布装置，其包括：

连接板，其为一对且均为环形结构，一对连接板分别相对固定于所述分流网长度方向的两端，所述分流网长度方向的两端均通过轴承连接至一对固定板，所述连接板内部均设置有环形的气流通道；

固定进管，其一端固定连接至所述保护壳体上且通过开口连通冷却管的出气端，所述固定进管的另一端固定连接至其中一块连接板上且连通至所述连接板内部的气流通道；

固定出管，其一端固定连接至所述保护壳体上且通过开口连通同侧的固定板内对应的通气腔，所述固定出管的另一端固定连接至另一块连接板上且连通至所述连接板内部的气流通道；

多根分流管，其环向间隔设置，所述分流管一端固定连通其中一块连接板内部的气流通道，另一端为密封端且固定连接至另一块固定板上，所述分流管远离所述分流网的侧壁沿长度方向间隔设置有两排交错设置的分流孔，所述分流孔喷出的气体直接喷至所述保护壳体的内壁；

出气口，其设置于连接固定出管的连接板上，所述出气口连通分流网与锆管之间的空间且出气管还连通连接板内部的气流通道。

2.如权利要求1所述的锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装，其特征在于，所述固定进管和固定出管交错设置于锆管的对角位置，所述固定进管和固定出管设置为相距最远距离。

3.如权利要求1所述的锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装，其特征在于，所述冷却管呈蛇形交错分布于所述保护壳体内壁内，所述冷却管在焊接口处改变流通方向交错设置。

4.如权利要求1所述的锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装，其特征在于，所述固定板内壁设置耐高温密封圈，所述固定板为耐高温的材质制成。

5.如权利要求1所述的锆材焊接时焊缝部位的氩气保护工装，其特征在于，所述保护壳体外侧壁还环向固定设置有绕线机构，其包括绕线轴、固定于绕线轴两侧的定位板及驱动板，定位板及驱动板将绕线轴围设形成凹陷的绕线区域，所述定位板具有从外周开设的缺口，其与焊接口平齐设置，焊枪从焊接口穿过后，焊枪上连接的焊接线从定位板的缺口中穿过并绕设于绕线轴轴上，缺口处的焊接线通过塞柱塞紧固定，所述驱动板外周设置为齿轮状，所述驱动板通过保护壳体外部的驱动齿轮啮合后驱动转动，进而带动保护壳体转动，外部的驱动齿轮通过电机驱动转动。

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