CN113245678A - 一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，可在两段有色金属管道的氩弧焊对接过程中使用，包括前夹胀紧机构、后夹胀紧机构以及气路驱动机构，在氩弧焊对接过程中，前夹胀紧机构完成对前段管道的胀紧固定、后夹胀紧机构完成对后段管道的胀紧固定，前夹胀紧机构外周侧的加工间隙处于接缝位置的内周侧且与前段有色金属管道及后段有色金属管道二者的管壁相配合、共同形成氩气填充气室，氩气经由氩气输送通道被送入其中。本发明针对有色金属管道、特别是大管径管道的氩弧焊加工过程，能够最大限度地减少管道内部气室的容积，缩短充氩时间、减少氩气用量，在提升加工企业生产效率的同时降低了氩弧焊技术的应用成本。

Description

一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置

技术领域

本发明涉及一种焊接过程中所使用的辅助装置，具体而言，涉及一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，属于焊接加工技术领域。

背景技术

氩弧焊是使用氩气作为保护气体的一种焊接技术、又称为氩气体保护焊，该技术是在普通电弧焊的原理基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使金属焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，进而实现被焊基材和金属焊材间的冶金结合。并且由于在高温熔融焊接时会不断送上氩气、使焊材不会与空气中的氧气相接触，从而有效地杜绝了焊材的氧化，因此目前，氩弧焊技术被广泛应用于不锈钢、铁类五金金属的焊接加工过程中。

以有色金属管道的焊接加工为例，为了实现氩弧焊技术的应用，现阶段各加工企业的操作方式是在待加工管道的两端贴上胶带，使其内部形成相对密闭的气室后再向其中充入氩气，待氩气达到加工所需的纯度后进行焊接作业。但这种操作方式的局限性也十分明显，当待加工管道的管径较大时其内部气室的容积也相应增大，充氩时间大幅增加（如一根直径为168mm的待加工管道，其充氩时间需要25分钟以上），这样一来也就使得加工企业的加工时间延长、生产节拍被打乱、严重影响了生产效率。同时，较大的管径也使得向待加工管道内部充氩时极易产生涡流，管道内部的空气很难被完全排出、管道内的氩气难以达到规定浓度，在这样的条件下进行焊接作业，管道内部的焊缝会出现不同程度的氧化，直接影响最终的焊接质量。

综上所述，如何针对上述技术问题，设计一种全新的、适用于有色金属管道氩弧焊的充氩密封保护装置，以克服上述现有技术的缺陷，这也就成为了目前本领域内技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，具体如下。

一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，可在两段有色金属管道的氩弧焊对接过程中使用，包括前夹胀紧机构、后夹胀紧机构以及气路驱动机构，所述前夹胀紧机构及所述后夹胀紧机构二者均与所述气路驱动机构传动连接并由其控制驱动；

所述前夹胀紧机构的外周侧存在一加工间隙，所述气路驱动机构内部设置有一条氩气输送通道，所述氩气输送通道的一端与所述加工间隙相连通；

在两段有色金属管道的氩弧焊对接过程中，所述前夹胀紧机构完成对前段有色金属管道的胀紧固定、所述后夹胀紧机构完成对后段有色金属管道的胀紧固定，所述加工间隙处于前段有色金属管道及后段有色金属管道二者接缝位置的内周侧，且所述加工间隙与前段有色金属管道及后段有色金属管道二者的管壁相配合、共同形成氩气填充气室，氩弧焊对接过程中的氩气经由所述氩气输送通道被输送至所述氩气填充气室内。

优选地，所述气路驱动机构内包含有一根夹紧器轴，所述夹紧器轴的一侧端部沿平行其中心轴方向开设有一条氩气充气通道，所述夹紧器轴的周向外侧位置沿垂直其中心轴方向开设有另一条氩气充气通道，两条所述氩气充气通道相连通，所述夹紧器轴的另一侧端部套接紧固有六角螺母。

优选地，所述后夹胀紧机构包括一块整体呈圆台状的后夹胀紧块，所述后夹胀紧块沿其中心轴贯通并套设于所述夹紧器轴上，所述后夹胀紧块的下端面与所述夹紧器轴二者通过所述六角螺母实现固定连接、所述后夹胀紧块的下端面与所述六角螺母之间还设置有平垫，所述后夹胀紧块的外周侧为上窄下宽的斜面，所述后夹胀紧块的上端面与所述夹紧器轴二者通过所述夹紧器轴外周侧所设置的台阶面实现固定连接、所述后夹胀紧块的上端面还均布有多个后夹弹簧孔，每个所述后夹弹簧孔内均设置有一个后夹回位弹簧、所述后夹回位弹簧的下端与所述后夹弹簧孔的孔底相触接。

优选地，所述后夹胀紧机构还包括多个后夹胀紧爪，多个所述后夹胀紧爪环绕所述夹紧器轴设置，且可共同形成一个圆环结构，多个所述后夹胀紧爪所形成圆环结构的形状与所述后夹胀紧块的形状匹配对应，多个所述后夹胀紧爪的内周侧均与所述后夹胀紧块的外周侧紧密贴合、多个所述后夹胀紧爪的外周侧套设有至少一个用于起整体活动限位作用的后夹胀紧爪弹簧箍。

优选地，所述前夹胀紧机构包括一块前夹胀紧块，所述前夹胀紧块沿其中心轴贯通并套设于所述夹紧器轴上，所述前夹胀紧块的上、下端部与所述夹紧器轴外周侧相接触的位置处均嵌设有前夹胀紧块密封圈，所述前夹胀紧块的内部中心位置处开设有氩气输送空腔、所述前夹胀紧块外周侧下端位置处开设有所述加工间隙，所述氩气输送空腔与所述加工间隙之间通过多条开设于所述前夹胀紧块内部的氩气输送通道相连通，所述氩气输送空腔还与所述夹紧器轴上所开设的氩气充气通道相连通；

所述前夹胀紧块的下半部分呈圆台状、所述前夹胀紧块的上半部分呈圆柱状，所述前夹胀紧块上半部分与下半部分共轴且其下半部分的外径大于其上半部分的外径，所述前夹胀紧块下半部分的下端面与所述后夹回位弹簧的上端相触接，所述前夹胀紧块下半部分的外周侧为上窄下宽的斜面，所述前夹胀紧块下半部分的上端面均布有多个前夹弹簧孔，每个所述前夹弹簧孔内均设置有一个前夹回位弹簧、所述前夹回位弹簧的下端与所述前夹弹簧孔的孔底相触接。

优选地，所述前夹胀紧机构还包括多个前夹胀紧爪，多个所述前夹胀紧爪环绕所述夹紧器轴设置，且可共同形成一个圆环结构，多个所述前夹胀紧爪所形成圆环结构的形状与所述前夹胀紧块下半部分的形状匹配对应，多个所述前夹胀紧爪的内周侧均与所述前夹胀紧块下半部分的外周侧紧密贴合、多个所述前夹胀紧爪的外周侧套设有至少一个用于起整体活动限位作用的前夹胀紧爪弹簧箍。

优选地，所述气路驱动机构还包括一块气缸后盖、一个气缸套筒以及一块气缸前盖，所述气缸后盖、所述气缸套筒以及所述气缸前盖三者上均开设有相匹配的螺栓连接孔，每个所述螺栓连接孔内均固定设置有一根固定螺栓，所述气缸后盖、所述气缸套筒以及所述气缸前盖三者按序借助多根所述固定螺栓固定连接成一整体；

所述气缸后盖整体套设于所述前夹胀紧块上半部分的外周侧，所述气缸后盖的下端面与所述前夹回位弹簧的上端相触接，所述气缸后盖与所述前夹胀紧块上半部分外周侧相接触的位置处还嵌设有气缸后盖密封圈；

所述气缸前盖的上端面设置有连接凸起，所述气缸前盖借助所述连接凸起与一根圆筒状的外部接杆固定连接，所述夹紧器轴上开设有所述氩气充气通道一侧的端部贯穿所述气缸前盖并伸入所述外部接杆内，且所述氩气充气通道的端部连接有一根用于氩气导入的软管接头。

优选地，所述气路驱动机构还包括一个前夹活塞以及一个后夹活塞；

所述前夹活塞的下端面通过所述前夹胀紧块上半部分外周侧所设置的台阶面与所述前夹胀紧块相触接，所述前夹活塞的上端面与一个前夹活塞固定螺母相触接，且所述前夹活塞与所述前夹胀紧块二者通过所述前夹活塞固定螺母实现固定连接，所述前夹活塞的侧壁外径与所述气缸套筒的侧壁内径相匹配，所述前夹活塞的外侧壁与所述气缸套筒的内侧壁之间嵌设有至少一个前夹活塞密封圈；

所述后夹活塞的下端面与所述夹紧器轴外周侧所设置的台阶面相触接，所述后夹活塞的上端面与一个后夹活塞固定螺母相触接，且所述前夹活塞与所述前夹胀紧块二者在所述夹紧器轴外周侧所设置的台阶面及所述后夹活塞固定螺母的配合下实现固定连接，所述后夹活塞的侧壁外径与所述前夹活塞的侧壁内径相匹配，所述后夹活塞的外侧壁与所述前夹活塞的内侧壁之间嵌设有至少一个后夹活塞密封圈。

优选地，所述气缸后盖的上端面、所述前夹活塞的下端面以及所述气缸套筒的内侧壁三者共同形成一个用于驱动所述前夹胀紧机构运动的前夹驱动气室，所述前夹驱动气室通过开设于所述气缸后盖、所述气缸套筒以及所述气缸前盖三者上的前夹气室通道与外部环境相连通，所述前夹气室通道的一端连通至所述前夹驱动气室、所述前夹气室通道的另一端连接有一根用于气体导入的软管接头。

优选地，所述前夹活塞的上端面、所述后夹活塞的下端面以及所述前夹活塞的内侧壁三者共同形成一个用于驱动所述后夹胀紧机构运动的后夹驱动气室，所述后夹驱动气室通过开设于所述前夹活塞、所述气缸套筒以及所述气缸前盖三者上的后夹气室通道与外部环境相连通，所述后夹气室通道的一端连通至所述后夹驱动气室、所述后夹气室通道的另一端连接有一根用于气体导入的软管接头。

与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几个方面：

本发明所提出的一种充氩密封保护装置，针对有色金属管道、特别是大管径管道的氩弧焊加工过程，能够最大限度地减少管道内部气室的容积，缩短充氩时间、减少氩气用量，在提升加工企业生产效率的同时降低了氩弧焊技术的应用成本。

同时，本发明可有效排出管道内部的空气，在最短时间内保证有色金属管道内部待焊接位置处的氩气浓度达标，降低了焊缝氧化的可能、显著地提升了焊接质量，保证了加工企业的良品率。

此外，本发明机械结构直观、传动关系清晰，加工企业可以通过对现有部件的组合、改造而获得本发明的技术方案，装置整体的制造成本相对较低，可大规模批量加工，为装置标准化提供了便利条件。而且在实际使用时，本发明仅需要少量压缩空气驱动，操作步骤简洁，对于人工的依赖性较低，十分适合企业的大规模推广应用。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图；

图2为本发明的端部结构示意图；

图3为本发明的运动过程示意图之一；

图4为本发明的运动过程示意图之二；

图5为本发明的运动过程示意图之三。

其中：1、夹紧器轴；2、氩气充气通道；3、六角螺母；4、平垫；5、后夹胀紧块；6、后夹回位弹簧；7、后夹胀紧爪；8、后夹胀紧爪弹簧箍；9、前夹胀紧块；10、前夹胀紧块密封圈；11、氩气输送通道；12、前夹回位弹簧；13、前夹胀紧爪；14、前夹胀紧爪弹簧箍；15、气缸后盖；16、气缸套筒；17、气缸前盖；18、气缸后盖密封圈；19、外部接杆；20、前夹活塞；21、后夹活塞；22、前夹活塞固定螺母；23、前夹活塞密封圈；24、后夹活塞固定螺母；25、后夹活塞密封圈；26、前夹气室通道；27、后夹气室通道。

具体实施方式

本发明提出了一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，具体方案如下。

如图1~图2所示，一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，可在两段有色金属管道的氩弧焊对接过程中使用，包括前夹胀紧机构、后夹胀紧机构以及气路驱动机构，所述前夹胀紧机构及所述后夹胀紧机构二者均与所述气路驱动机构传动连接并由其控制驱动。

所述前夹胀紧机构的外周侧存在一加工间隙，所述气路驱动机构内部设置有一条氩气输送通道11，所述氩气输送通道11的一端与所述加工间隙相连通。在两段有色金属管道的氩弧焊对接过程中，所述前夹胀紧机构完成对前段有色金属管道的胀紧固定、所述后夹胀紧机构完成对后段有色金属管道的胀紧固定，所述加工间隙处于前段有色金属管道及后段有色金属管道二者接缝位置的内周侧，且所述加工间隙与前段有色金属管道及后段有色金属管道二者的管壁相配合、共同形成氩气填充气室，氩弧焊对接过程中的氩气经由所述氩气输送通道11被输送至所述氩气填充气室内。

在本方案中，最为关键的部分是所述气路驱动机构内的一根夹紧器轴1，所述夹紧器轴1的一侧端部沿平行其中心轴方向开设有一条氩气充气通道2，所述夹紧器轴1的周向外侧位置沿垂直其中心轴方向开设有另一条氩气充气通道2，两条所述氩气充气通道2相连通，所述夹紧器轴1的另一侧端部套接紧固有六角螺母3，所述六角螺母3的内螺纹与所述夹紧器轴1外周侧的外螺纹相匹配。

所述后夹胀紧机构包括一块整体呈圆台状的后夹胀紧块5，所述后夹胀紧块5沿其中心轴贯通并套设于所述夹紧器轴1上，所述后夹胀紧块5的下端面与所述夹紧器轴1二者通过所述六角螺母3实现固定连接、所述后夹胀紧块5的下端面与所述六角螺母3之间还设置有平垫4，所述后夹胀紧块5的外周侧为上窄下宽的斜面，所述后夹胀紧块5的上端面与所述夹紧器轴1二者通过所述夹紧器轴1外周侧所设置的台阶面实现固定连接、所述后夹胀紧块5的上端面还均布有多个后夹弹簧孔，每个所述后夹弹簧孔内均设置有一个后夹回位弹簧6、所述后夹回位弹簧6的下端与所述后夹弹簧孔的孔底相触接。

所述后夹胀紧机构还包括多个后夹胀紧爪7，多个所述后夹胀紧爪7环绕所述夹紧器轴1设置，且可共同形成一个圆环结构，多个所述后夹胀紧爪7所形成圆环结构的形状与所述后夹胀紧块5的形状匹配对应，多个所述后夹胀紧爪7的内周侧均与所述后夹胀紧块5的外周侧紧密贴合，通过相贴合的斜面，所述后夹胀紧爪7与所述后夹胀紧块5二者之间可实现传动，多个所述后夹胀紧爪7的外周侧套设有至少一个用于起整体活动限位作用的后夹胀紧爪弹簧箍8、本实施例中设置有两个。

在实际操作时，多个所述后夹胀紧爪7实际上是由一整块金属材料均匀切割形成，在本实施例中，将一块圆环状金属材料均匀切割为6块，使其与所述后夹胀紧块5相匹配。

所述前夹胀紧机构包括一块前夹胀紧块9，所述前夹胀紧块9沿其中心轴贯通并套设于所述夹紧器轴1上，所述前夹胀紧块9的上、下端部与所述夹紧器轴1外周侧相接触的位置处均嵌设有前夹胀紧块密封圈10，所述前夹胀紧块9的内部中心位置处开设有氩气输送空腔、所述前夹胀紧块9外周侧下端位置处开设有所述加工间隙，所述氩气输送空腔与所述加工间隙之间通过多条开设于所述前夹胀紧块9内部的氩气输送通道11相连通，所述氩气输送空腔还与所述夹紧器轴1上所开设的氩气充气通道2相连通。

所述前夹胀紧块9的下半部分呈圆台状、所述前夹胀紧块9的上半部分呈圆柱状，所述前夹胀紧块9上半部分与下半部分共轴且其下半部分的外径大于其上半部分的外径，所述前夹胀紧块9下半部分的下端面与所述后夹回位弹簧6的上端相触接，所述前夹胀紧块9下半部分的外周侧为上窄下宽的斜面，所述前夹胀紧块9下半部分的上端面均布有多个前夹弹簧孔，每个所述前夹弹簧孔内均设置有一个前夹回位弹簧12、所述前夹回位弹簧12的下端与所述前夹弹簧孔的孔底相触接。

所述前夹胀紧机构还包括多个前夹胀紧爪13，多个所述前夹胀紧爪13环绕所述夹紧器轴1设置，且可共同形成一个圆环结构，多个所述前夹胀紧爪13所形成圆环结构的形状与所述前夹胀紧块9下半部分的形状匹配对应，多个所述前夹胀紧爪13的内周侧均与所述前夹胀紧块9下半部分的外周侧紧密贴合，通过相贴合的斜面，所述前夹胀紧爪13与所述前夹胀紧块9二者之间可实现传动，多个所述前夹胀紧爪13的外周侧套设有至少一个用于起整体活动限位作用的前夹胀紧爪弹簧箍14、本实施例中设置有两个。此处多个所述前夹胀紧爪13的结构设置方式与前述多个所述后夹胀紧爪7的结构设置方式相同，也是由整块金属材料均匀切割形成。

所述气路驱动机构还包括一块气缸后盖15、一个气缸套筒16以及一块气缸前盖17，所述气缸后盖15、所述气缸套筒16以及所述气缸前盖17三者上均开设有相匹配的螺栓连接孔，每个所述螺栓连接孔内均固定设置有一根固定螺栓，所述气缸后盖15、所述气缸套筒16以及所述气缸前盖17三者按序借助多根所述固定螺栓固定连接成一整体。

所述气缸后盖15整体套设于所述前夹胀紧块9上半部分的外周侧，所述气缸后盖15的下端面与所述前夹回位弹簧12的上端相触接，所述气缸后盖15与所述前夹胀紧块9上半部分外周侧相接触的位置处还嵌设有气缸后盖密封圈18。

所述气缸前盖17的上端面设置有连接凸起，所述气缸前盖17借助所述连接凸起与一根圆筒状的外部接杆19固定连接，所述夹紧器轴1上开设有所述氩气充气通道2一侧的端部贯穿所述气缸前盖17并伸入所述外部接杆19内，且所述氩气充气通道2的端部连接有一根用于氩气导入的软管接头。

除上述结构外，所述气路驱动机构还包括一个前夹活塞20以及一个后夹活塞21。

所述前夹活塞20的下端面通过所述前夹胀紧块9上半部分外周侧所设置的台阶面与所述前夹胀紧块9相触接，所述前夹活塞20的上端面与一个前夹活塞固定螺母22相触接，所述前夹活塞固定螺母22的四周需要进行倒角铣边处理，且所述前夹活塞20与所述前夹胀紧块9二者通过所述前夹活塞固定螺母22实现固定连接，所述前夹活塞20的侧壁外径与所述气缸套筒16的侧壁内径相匹配，所述前夹活塞20的外侧壁与所述气缸套筒16的内侧壁之间嵌设有至少一个前夹活塞密封圈23、本实施例中设置有两个。

所述后夹活塞21的下端面与所述夹紧器轴1外周侧所设置的台阶面相触接，所述后夹活塞21的上端面与一个后夹活塞固定螺母24相触接，且所述前夹活塞20与所述前夹胀紧块9二者在所述夹紧器轴1外周侧所设置的台阶面及所述后夹活塞固定螺母24的配合下实现固定连接，所述后夹活塞21的侧壁外径与所述前夹活塞20的侧壁内径相匹配，所述后夹活塞21的外侧壁与所述前夹活塞20的内侧壁之间嵌设有至少一个后夹活塞密封圈25。

所述气路驱动机构的驱动控制作用主要依靠其内部的气室设置实现，具体结构如下。

所述气缸后盖15的上端面、所述前夹活塞20的下端面以及所述气缸套筒16的内侧壁三者共同形成一个用于驱动所述前夹胀紧机构运动的前夹驱动气室，所述前夹驱动气室通过开设于所述气缸后盖15、所述气缸套筒16以及所述气缸前盖17三者上的前夹气室通道26与外部环境相连通，所述前夹气室通道26的一端连通至所述前夹驱动气室、所述前夹气室通道26的另一端连接有一根用于气体导入的软管接头。

所述前夹活塞20的上端面、所述后夹活塞21的下端面以及所述前夹活塞20的内侧壁三者共同形成一个用于驱动所述后夹胀紧机构运动的后夹驱动气室，所述后夹驱动气室通过开设于所述前夹活塞20、所述气缸套筒16以及所述气缸前盖17三者上的后夹气室通道27与外部环境相连通，所述后夹气室通道27的一端连通至所述后夹驱动气室、所述后夹气室通道27的另一端连接有一根用于气体导入的软管接头。

另外还需要补充的是，考虑到实际的应用要求，本方案还对所使用的各部件的材质进行了最优化尝试，其中的最优方案为，所述夹紧器轴1由40Cr钢材经机加工制成；所述六角螺母3、平垫4均为A3材质钢材制成；所述后夹胀紧块5、前夹胀紧块9、固定螺栓、气缸后盖15、气缸套筒16、气缸前盖17、前夹活塞20、前夹活塞固定螺母22、后夹活塞21、后夹活塞固定螺母24以及外部接杆19均由316不锈钢材质制成；所述后夹回位弹簧6、后夹胀紧爪弹簧箍8、前夹回位弹簧12以及前夹胀紧爪弹簧箍14均由65锰钢材质制成；所述后夹胀紧爪7与所述前夹胀紧爪13均由铝青铜材质制成；所述前夹胀紧块密封圈10、前夹活塞密封圈23以及后夹活塞密封圈25均由丁腈橡胶材质制成；所述气缸后盖密封圈18由青壳纸材质制成；所述软管接头为高分子弹性材质管。

以下结合上述技术方案，对本发明装置的运动过程进行简述。

如图3所示，步骤1中的动作为：向所述前夹气室通道26充入压缩空气，压缩空气进入所述前夹驱动气室、随气体体积增大所述气缸后盖15与所述前夹活塞20产生相对运动，所述前夹胀紧块9及所述前夹胀紧爪13通过所述前夹回位弹簧12产生相对运动，所述前夹回位弹簧12自然收紧，气体充满所述前夹驱动气室、所述前夹胀紧爪13完成对前段有色金属管道的胀紧固定后进入下一步骤。

如图4所示，步骤2中的动作为：向所述后夹气室通道27充入压缩空气，压缩空气进入所述后夹驱动气室、随气体体积增大所述前夹活塞20与所述后夹活塞21产生相对运动，所述后夹活塞21带动所述夹紧器轴1运动到相对行程，所述后夹胀紧爪7及所述后夹胀紧块5通过所述后夹回位弹簧6产生相对运动后，所述后夹回位弹簧6自然收紧，气体充满所述后夹驱动气室、所述后夹胀紧爪7完成对后段有色金属管道的胀紧固定后进入下一步骤。

如图5所示，步骤3中的动作为：向所述氩气充气通道2充入氩气，氩气进入所述氩气输送空腔，所述氩气输送空腔内的氩气对氩弧焊对接过程中的接缝位置起保护作用，随后进入下一步骤。

步骤4中的动作为：待焊接完成后，切断所有氩气和压缩空气，各气室自然排气，所述后夹胀紧爪7及所述后夹胀紧块5通过所述后夹回位弹簧6产生相对运动后，所述后夹回位弹簧6自然放松；所述前夹活塞20复位，所述后夹活塞21带动所述夹紧器轴1运动到相对行程、回复到初始状态。所述前夹胀紧块9及所述前夹胀紧爪13通过所述前夹回位弹簧12产生相对运动，所述前夹回位弹簧12自然放松；此时可将两段有色金属管道从装置上取下，对接焊的对接和焊接过程就此完成。

综上所述，本发明所提出的一种充氩密封保护装置，针对有色金属管道、特别是大管径管道的氩弧焊加工过程，能够最大限度地减少管道内部气室的容积，缩短充氩时间、减少氩气用量，在提升加工企业生产效率的同时降低了氩弧焊技术的应用成本。

同时，本发明可有效排出管道内部的空气，在最短时间内保证有色金属管道内部待焊接位置处的氩气浓度达标，对焊道内侧的保护更彻底，降低了焊缝氧化的可能、显著地提升了焊接质量，保证了加工企业的良品率。

此外，本发明机械结构直观、传动关系清晰，加工企业可以通过对现有部件的组合、改造而获得本发明的技术方案，装置整体的制造成本相对较低，可大规模批量加工，为装置标准化提供了便利条件。而且在实际使用时，本发明仅需要少量压缩空气驱动，操作步骤简洁，对于人工的依赖性较低，十分适合企业的大规模推广应用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

最后，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，可在两段有色金属管道的氩弧焊对接过程中使用，其特征在于：包括前夹胀紧机构、后夹胀紧机构以及气路驱动机构，所述前夹胀紧机构及所述后夹胀紧机构二者均与所述气路驱动机构传动连接并由其控制驱动；所述前夹胀紧机构的外周侧存在一加工间隙，所述气路驱动机构内部设置有一条氩气输送通道（11），所述氩气输送通道（11）的一端与所述加工间隙相连通；在两段有色金属管道的氩弧焊对接过程中，所述前夹胀紧机构完成对前段有色金属管道的胀紧固定、所述后夹胀紧机构完成对后段有色金属管道的胀紧固定，所述加工间隙处于前段有色金属管道及后段有色金属管道二者接缝位置的内周侧，且所述加工间隙与前段有色金属管道及后段有色金属管道二者的管壁相配合、共同形成氩气填充气室，氩弧焊对接过程中的氩气经由所述氩气输送通道（11）被输送至所述氩气填充气室内。

2.根据权利要求1所述的一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，其特征在于：所述气路驱动机构内包含有一根夹紧器轴（1），所述夹紧器轴（1）的一侧端部沿平行其中心轴方向开设有一条氩气充气通道（2），所述夹紧器轴（1）的周向外侧位置沿垂直其中心轴方向开设有另一条氩气充气通道（2），两条所述氩气充气通道（2）相连通，所述夹紧器轴（1）的另一侧端部套接紧固有六角螺母（3）。

3.根据权利要求2所述的一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，其特征在于：所述后夹胀紧机构包括一块整体呈圆台状的后夹胀紧块（5），所述后夹胀紧块（5）沿其中心轴贯通并套设于所述夹紧器轴（1）上，所述后夹胀紧块（5）的下端面与所述夹紧器轴（1）二者通过所述六角螺母（3）实现固定连接、所述后夹胀紧块（5）的下端面与所述六角螺母（3）之间还设置有平垫（4），所述后夹胀紧块（5）的外周侧为上窄下宽的斜面，所述后夹胀紧块（5）的上端面与所述夹紧器轴（1）二者通过所述夹紧器轴（1）外周侧所设置的台阶面实现固定连接、所述后夹胀紧块（5）的上端面还均布有多个后夹弹簧孔，每个所述后夹弹簧孔内均设置有一个后夹回位弹簧（6）、所述后夹回位弹簧（6）的下端与所述后夹弹簧孔的孔底相触接。

4.根据权利要求3所述的一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，其特征在于：所述后夹胀紧机构还包括多个后夹胀紧爪（7），多个所述后夹胀紧爪（7）环绕所述夹紧器轴（1）设置，且可共同形成一个圆环结构，多个所述后夹胀紧爪（7）所形成圆环结构的形状与所述后夹胀紧块（5）的形状匹配对应，多个所述后夹胀紧爪（7）的内周侧均与所述后夹胀紧块（5）的外周侧紧密贴合、多个所述后夹胀紧爪（7）的外周侧套设有至少一个用于起整体活动限位作用的后夹胀紧爪弹簧箍（8）。

5.根据权利要求4所述的一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，其特征在于：所述前夹胀紧机构包括一块前夹胀紧块（9），所述前夹胀紧块（9）沿其中心轴贯通并套设于所述夹紧器轴（1）上，所述前夹胀紧块（9）的上、下端部与所述夹紧器轴（1）外周侧相接触的位置处均嵌设有前夹胀紧块密封圈（10），所述前夹胀紧块（9）的内部中心位置处开设有氩气输送空腔、所述前夹胀紧块（9）外周侧下端位置处开设有所述加工间隙，所述氩气输送空腔与所述加工间隙之间通过多条开设于所述前夹胀紧块（9）内部的氩气输送通道（11）相连通，所述氩气输送空腔还与所述夹紧器轴（1）上所开设的氩气充气通道（2）相连通；所述前夹胀紧块（9）的下半部分呈圆台状、所述前夹胀紧块（9）的上半部分呈圆柱状，所述前夹胀紧块（9）上半部分与下半部分共轴且其下半部分的外径大于其上半部分的外径，所述前夹胀紧块（9）下半部分的下端面与所述后夹回位弹簧（6）的上端相触接，所述前夹胀紧块（9）下半部分的外周侧为上窄下宽的斜面，所述前夹胀紧块（9）下半部分的上端面均布有多个前夹弹簧孔，每个所述前夹弹簧孔内均设置有一个前夹回位弹簧（12）、所述前夹回位弹簧（12）的下端与所述前夹弹簧孔的孔底相触接。

6.根据权利要求5所述的一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，其特征在于：所述前夹胀紧机构还包括多个前夹胀紧爪（13），多个所述前夹胀紧爪（13）环绕所述夹紧器轴（1）设置，且可共同形成一个圆环结构，多个所述前夹胀紧爪（13）所形成圆环结构的形状与所述前夹胀紧块（9）下半部分的形状匹配对应，多个所述前夹胀紧爪（13）的内周侧均与所述前夹胀紧块（9）下半部分的外周侧紧密贴合、多个所述前夹胀紧爪（13）的外周侧套设有至少一个用于起整体活动限位作用的前夹胀紧爪弹簧箍（14）。

7.根据权利要求6所述的一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，其特征在于：所述气路驱动机构还包括一块气缸后盖（15）、一个气缸套筒（16）以及一块气缸前盖（17），所述气缸后盖（15）、所述气缸套筒（16）以及所述气缸前盖（17）三者上均开设有相匹配的螺栓连接孔，每个所述螺栓连接孔内均固定设置有一根固定螺栓，所述气缸后盖（15）、所述气缸套筒（16）以及所述气缸前盖（17）三者按序借助多根所述固定螺栓固定连接成一整体；所述气缸后盖（15）整体套设于所述前夹胀紧块（9）上半部分的外周侧，所述气缸后盖（15）的下端面与所述前夹回位弹簧（12）的上端相触接，所述气缸后盖（15）与所述前夹胀紧块（9）上半部分外周侧相接触的位置处还嵌设有气缸后盖密封圈（18）；所述气缸前盖（17）的上端面设置有连接凸起，所述气缸前盖（17）借助所述连接凸起与一根圆筒状的外部接杆（19）固定连接，所述夹紧器轴（1）上开设有所述氩气充气通道（2）一侧的端部贯穿所述气缸前盖（17）并伸入所述外部接杆（19）内，且所述氩气充气通道（2）的端部连接有一根用于氩气导入的软管接头。

8.根据权利要求7所述的一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，其特征在于：所述气路驱动机构还包括一个前夹活塞（20）以及一个后夹活塞（21）；所述前夹活塞（20）的下端面通过所述前夹胀紧块（9）上半部分外周侧所设置的台阶面与所述前夹胀紧块（9）相触接，所述前夹活塞（20）的上端面与一个前夹活塞固定螺母（22）相触接，且所述前夹活塞（20）与所述前夹胀紧块（9）二者通过所述前夹活塞固定螺母（22）实现固定连接，所述前夹活塞（20）的侧壁外径与所述气缸套筒（16）的侧壁内径相匹配，所述前夹活塞（20）的外侧壁与所述气缸套筒（16）的内侧壁之间嵌设有至少一个前夹活塞密封圈（23）；所述后夹活塞（21）的下端面与所述夹紧器轴（1）外周侧所设置的台阶面相触接，所述后夹活塞（21）的上端面与一个后夹活塞固定螺母（24）相触接，且所述前夹活塞（20）与所述前夹胀紧块（9）二者在所述夹紧器轴（1）外周侧所设置的台阶面及所述后夹活塞固定螺母（24）的配合下实现固定连接，所述后夹活塞（21）的侧壁外径与所述前夹活塞（20）的侧壁内径相匹配，所述后夹活塞（21）的外侧壁与所述前夹活塞（20）的内侧壁之间嵌设有至少一个后夹活塞密封圈（25）。

9.根据权利要求8所述的一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，其特征在于：所述气缸后盖（15）的上端面、所述前夹活塞（20）的下端面以及所述气缸套筒（16）的内侧壁三者共同形成一个用于驱动所述前夹胀紧机构运动的前夹驱动气室，所述前夹驱动气室通过开设于所述气缸后盖（15）、所述气缸套筒（16）以及所述气缸前盖（17）三者上的前夹气室通道（26）与外部环境相连通，所述前夹气室通道（26）的一端连通至所述前夹驱动气室、所述前夹气室通道（26）的另一端连接有一根用于气体导入的软管接头。

10.根据权利要求8所述的一种适用于管道氩弧焊的充氩密封保护装置，其特征在于：所述前夹活塞（20）的上端面、所述后夹活塞（21）的下端面以及所述前夹活塞（20）的内侧壁三者共同形成一个用于驱动所述后夹胀紧机构运动的后夹驱动气室，所述后夹驱动气室通过开设于所述前夹活塞（20）、所述气缸套筒（16）以及所述气缸前盖（17）三者上的后夹气室通道（27）与外部环境相连通，所述后夹气室通道（27）的一端连通至所述后夹驱动气室、所述后夹气室通道（27）的另一端连接有一根用于气体导入的软管接头。

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