CN202114422U - 双层气室式局部干法水下焊接装置 - Google Patents

双层气室式局部干法水下焊接装置 Download PDF

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Abstract

一种双层气室式局部干法水下焊接装置，主要由内气室（1）、外气室（2）、焊枪摆动机构（3）、焊枪高低调整机构（4）、内气室舱门开关机构（5）、焊枪装置（6）和焊接行走机构（9）组成，其中：外气室（2）主要进行焊接区域的排水密封，内气室（1）连接焊接运动系统并辅助防水，内、外气室固定连接并在焊接过程中静止，在焊前、焊后和外气室（2）排水效果不佳的焊接过程中，焊枪装置（6）连同焊接摄像及工艺参数传感监测系统可以收回内气室（1）里侧并及时关闭内气室舱门以确保防水安全，在焊接过程中焊枪装置（6）又可以伸出至待焊位置并进行焊接。本实用新型的焊接运动系统采用带传动、滚珠丝杠传动和齿轮传动机构，在保证传动精度的同时，有效降低了整体机构尺寸；本实用新型总体结构简单、使用操作方便、性能可靠，可以实现气室式局部干法自动水下焊接作业。

Description

双层气室式局部干法水下焊接装置
技术领域
本实用新型涉及水下自动焊接设备，特别是一种双层气室式局部干法水下焊接装置。
背景技术
局部干法水下焊接综合了干法和湿法两种水下焊接方式的优点，是一种较先进的水下焊接方法,也是当前水下焊接研究的重点与方向。排水装置是发展局部干法水下焊接的关键要素。目前排水装置以局部微型排水装置为主，焊接过程中排水装置连同焊枪一起运动。上述局部干法虽然在一定范围内能够实现密封排水和焊接熔池保护，但焊接过程中排水装置的持续有效排水密封时间较短，焊接过程欠稳定，焊接质量和效率较低；焊接烟雾和飞溅造成焊接区域的可视性差，容易造成焊缝不连续和产生缺陷。
为了克服现有局部微型排水装置的保护区域狭小、焊接过程欠稳定的不足，针对较大的水下焊接场合，设计一种具有较大焊接保护区域、适应自动化要求且能够提供双重防水保护的双层气室式局部干法水下焊接装置是十分必要的。
发明内容
根据背景技术所述，本实用新型的目的在于提供一种双层气室式局部干法水下焊接装置，排水装置包括两个防水气室，即内气室和外气室，外气室仅提供充气排水功能，内气室与焊接运动机构直接相连；内、外气室在焊接过程中均静止，焊接所需运动由内气室连接的焊接运动机构提供；当外气室不能有效排水形成焊接所需的干式空间甚至有水进入时，焊接运动机构可将焊枪装置全部收进内气室，同时内气室底部的舱门开关机构及时关闭；而在进行焊接时，当外气室进过一定的排水时间，达到了焊接条件时，内气室底部的舱门开启，焊接运动机构将焊枪装置送至待焊位置并提供焊接所需的运动；双气室结构在保证整套焊接装置防水安全的同时，避免了对各个运动单元和传感检测系统单独防水密封所带来的结构尺寸庞大、运动不便的缺点，该装置结合气室外部的水下位置调整系统，可以实现自动化焊接，提高了局部干法的焊接质量和焊接效率。 
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案： 
一种双层气室式局部干法水下焊接装置，主要由内气室（1）、外气室（2）、焊枪摆动机构（3）、焊枪高低调整机构（4）、内气室舱门开关机构（5）、焊枪装置（6）和焊接行走机构（9）组成，其中：外气室（2）包裹内气室（1），两层气室固定连接，内气室（2）设置有焊接行走机构（9），焊接行走机构（9）的底板和内气室舱门开关机构（5）的驱动电机（51）连接于内气室（1）内部的同一侧，内气室（1）和外气室（2）底部根据待焊焊缝的形状开设相应的焊接窗口，外气室（2）的焊接窗口同时作为排水气体的出气口，焊接高低调整机构（4）通过连接板与焊接行走机构（9）螺接，焊枪摆动机构（3）通过连接板与焊枪高低调整机构（4）螺接，焊枪装置（6）与焊枪摆动机构（3）螺接，共同组成了焊枪的焊接运动系统；内气室舱门开关机构（5）与驱动电机（51）相连接，内气室底部活动板（7）的上表面固接一齿条（71），并通过内气室底部活动板（7）压紧密封胶条（8）,以实现沿固定槽（72）平面运动。
所述的内气室（1）和外气室（2）均为防水气室。 
所述的外气室（2）焊接窗口外部周围布置可压缩耐高温材料阻燃海绵。 
所述的内气室（1）、外气室（2）均布置照明和摄像系统，焊枪装置（6）上加装随焊枪同步运动的焊接工艺参数传感监测系统。
所述的焊接运动系统采用带传动、滚珠丝杠传动和齿轮传动机构。
由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下优点和效果：
（1）本实用新型外气室的整体尺寸较大，焊接过程中内、外气室均无需实时移动，外气室与待焊工件的密封属于静密封，排水密封效果得到明显改善；
（2）本实用新型内气室舱门开关机构可以根据外气室的排水效果及焊接需要及时方便的开关内气室底部活动板，并通过压紧内气室密封胶条实现内气室的防水密封，以确保关键运动装置的防水安全；
（3）本实用新型采用双层气室结构，实现焊接运动的驱动电机和传动模块均无需单独进行防水封装，大大减少了运动模块的尺寸、提高了运动机构轻便程度；
（4）本实用新型气室的运动模块根据各部分的不同要求采用了滚珠丝杠传动、带传动和齿轮传动，在满足传动精度要求的前提下，大大降低了整体结构尺寸；
（5）本实用新型总体结构简单、使用操作方便、性能可靠，结合水下自动焊接位置调整系统，可以实现局部干法水下自动焊接操作。
附图说明
图1是本实用新型的结构及工作原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种双层气室式局部干法水下焊接装置，主要由内气室1、外气室2、焊枪摆动机构3、焊枪高低调整机构4、内气室舱门开关机构5、焊枪装置6和焊接行走机构9组成，其中：外气室2包裹内气室1，两层气室固定连接，内气室1和外气室2均为防水气室，内气室2设置有焊接行走机构9，焊接行走机构9和内气室1的内壁连接，焊接行走机构9的底板和内气室舱门开关机构5的驱动电机51连接于内气室1内部的同一侧，为减少机构的整体尺寸，电机通过带传动驱动各运动部件，并通过齿轮传动实现一定角度范围内的摆动；焊接高低调整机构4通过连接板与焊接行走机构9螺接，焊枪摆动机构3通过连接板与焊枪高低调整机构4螺接，焊枪装置6与焊枪摆动机构3螺接，以上机构共同组成了焊枪的焊接运动系统；内气室舱门开关机构5与驱动电机51相连接，内气室底部活动板7的上表面固接一齿条71，实现内气室舱门的开关操作同时通过内气室底部活动板7压紧密封胶条8, 通过调节驱动电机终端齿轮与齿条的相对安装位置，实现通过电机带动齿轮转动，驱动齿条及与之相连接的内气室底部活动板7在固定运动槽做平面运动，同时通过内气室底部活动板7压紧内气室1底部开槽两侧的内气室密封胶条8实现内气室舱门的开关操作和机械密封。
内气室1和外气室2底部根据待焊焊缝的形状开设相应的焊接窗口，外气室2分别开设排水气体进气口和焊接窗口，焊接窗口同时作为排水气体的出气口，外气室2焊接窗口外部周围布置阻燃海绵等可压缩耐高温材料，外气室主要进行焊接区域的排水密封。
内气室1、外气室2均布置照明和摄像系统，焊枪装置6上可加装随焊枪同步运动的焊接工艺参数传感监测系统，实现了对焊接区域的视觉监控以及水下焊接工艺参数的实时采集。
内气室1提供焊接所需行走、摆动和高低运动的焊接运动系统采用带传动、滚珠丝杠传动和齿轮传动机构，在保证传动精度的同时，有效降低了整体机构尺寸。
在焊接开始前和焊接完成后，焊枪装置6可以通过焊枪高低调整机构的调整，收回内气室1里侧并关闭内气室舱门以确保防水安全；在焊接过程中焊枪装置6又可以伸出至待焊位置并进行焊接。在排水焊接过程中，内气室1通过其底部舱门的及时关闭，也可以在外气室2排水效果不佳的情况下对其内部的焊接和传感监测装置进行及时有效的防水保护。 
内、外气室1、2以及焊接运动系统、视觉监控系统、传感监测系统和内气室舱门开关机构的协调动作，可以实现双层气室式局部干法自动水下焊接作业。
焊接行走机构9、焊枪高低调整机构4的底板、端板以及焊枪装置6的夹持机构和各连接板、支撑板均可采用不同厚度的铝合金板加工而成，内气室1和外气室2可以用不锈钢薄板折弯焊接而成。 

Claims (5)

1.一种双层气室式局部干法水下焊接装置，主要由内气室（1）、外气室（2）、焊枪摆动机构（3）、焊枪高低调整机构（4）、内气室舱门开关机构（5）、焊枪装置（6）和焊接行走机构（9）组成，其特征在于：外气室（2）包裹内气室（1），两层气室固定连接，内气室（2）设置有焊接行走机构（9），焊接行走机构（9）的底板和内气室舱门开关机构（5）的驱动电机（51）连接于内气室（1）内部的同一侧，内气室（1）和外气室（2）底部根据待焊焊缝的形状开设相应的焊接窗口，外气室（2）的焊接窗口同时作为排水气体的出气口，焊接高低调整机构（4）通过连接板与焊接行走机构（9）螺接，焊枪摆动机构（3）通过连接板与焊枪高低调整机构（4）螺接，焊枪装置（6）与焊枪摆动机构（3）螺接，以上机构共同组成了焊枪的焊接运动系统；内气室舱门开关机构（5）与驱动电机（51）相连接，内气室底部活动板（7）的上表面固接一齿条（71），并通过内气室底部活动板（7）压紧密封胶条（8）,以实现沿固定槽（72）平面运动。
2.根据权利要求1所述的双层气室式局部干法水下焊接装置，其特征在于：所述的内气室（1）和外气室（2）均为防水气室。
3.根据权利要求1所述的双层气室式局部干法水下焊接装置，其特征在于：所述的外气室（2）焊接窗口外部周围布置可压缩耐高温材料阻燃海绵。
4.根据权利要求1所述的双层气室式局部干法水下焊接装置，其特征在于：所述的内气室（1）、外气室（2）均布置照明和摄像系统，焊枪装置（6）上加装随焊枪同步运动的焊接工艺参数传感监测系统。
5.根据权利要求1所述的双层气室式局部干法水下焊接装置，其特征在于：所述的焊接运动系统采用带传动、滚珠丝杠传动和齿轮传动机构。
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