[发明专利]便携式水下局部干法自动焊专用微型排水罩

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下焊接设备，尤其是一种便携式水下局部干法自动焊专用微型排水罩。

背景技术

海洋工程水下焊接技术已经成为当前海洋资源开发和海洋工程技术中必不可少的关键技术之一。海洋工程结构物在海上服役期间由于受到外部载荷的作用，会产生不同程度的损伤与性能损耗，如撞击缺陷、腐蚀、疲劳裂纹等，造成海洋工程抗力的衰减，使得这些海洋结构物在役期间都需要不间断地进行维护、修复，以保证结构能够安全可靠地运行。

目前，世界各国正在应用和研究的水下焊接方法种类繁多，应用较成熟的是电弧焊。湿法焊接的最大特点是设备简便、施工灵活、价格便宜，但是湿法水下焊接仍难得到较好的焊接接头，因此还不能用于焊接重要的海洋工程结构。干法焊接设备复杂，施工费用高，周期长，其适应的接头形式有限。因此，寻找一种既简单灵活，又能获得优质焊缝的新型水下焊接方法，已成为我国水下焊接研究的主要目标。

局部干式焊接是用气体将正在焊接局部区的水人为地排开，形成一个较小的气相区，使电弧在其中稳定燃烧的焊接方法。与高压干式焊接相比，局部干式无需大型昂贵的排水气室，适应性明显增大。由于它降低了水的有害影响，使焊接接头质量较湿法焊接有明显改善。它综合了湿式和干式两者的优点，既具有湿式焊接简单灵活的优点，又能像干式焊接那样得到优质焊缝，同时由于设备简单，成本较低，因此是很有应用前景的水下焊接方法。

早在80年代，国内哈焊所就研制出了水下局部排水CO₂半自动焊接，得到了质量较好的焊缝，并成功地进行了海洋工程结构的修复，不足之处是焊接工程需要大量的CO₂气体，而且排水罩较大，操作不方便，另外，排水罩与潜水员头盔相连接，限制了潜水员的灵活性。华南理工大学水下焊接课题组成功研制出一套采用微型排水罩的水下局部干法药芯焊丝焊接设备和工艺，但其操作基本处于盲焊状态，无法观察焊接电弧与熔池形态，更无法实现焊枪的摆动，且焊接起始时电弧区域有水的存在，影响焊接质量。北京石油化工学院发明的局部干式自动焊接排水装置，采用水下焊接摄像头与自动遮光电焊镜片，首次实现了自动化焊接，可是焊枪与罩体是柔性连接，无法实现稳定地有规律地摆动，焊枪结构过于简单，影响焊接电弧稳定性，且密封垫与橡胶裙组成的密封体在坡口焊或较大角焊时不容易实现较好的排水效果，无法保证焊接过程的稳定性，排水气体的消耗量依然很大。

目前，水下局部干法自动焊接方法仍然存在一些不足之处：（1）不能很好地排除焊接烟雾的影响，降低摄像头拍摄质量。（2）在进行坡口焊或较大角焊时，无法保证焊接区域没有水的存在，影响焊接质量。（3）由于冷却速度过快，熔池不易铺展，易造成焊道与母材或焊道之间的未熔合等缺陷。（4）排水罩尺寸过大，无法到达空间较小的焊接修复区域，进而无法修复。（5）排水气体的消耗量很大，需要携带大量的储气瓶。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明提供一种便携式水下局部干法自动焊专用微型排水罩，用气体将焊接局部区的水排开，形成一个较小的气相区，使电弧在其中稳定燃烧，实现稳定可靠的焊接过程以及形成接近陆上焊接质量的接头。该装置运用普通陆上实芯焊丝或药芯焊丝就可以进行水下焊接，焊接过程中水面工作人员可以清楚看到电弧燃烧过程及熔池形态。该装置可用于浑水环境或能见度较低的水下环境以及恶劣环境的焊接，如水流速度较大、强辐射等水下环境，可以进行堆焊、角焊、坡口焊等焊接。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种便携式水下局部干法自动焊专用微型排水罩，其中：该排水罩包括有排水罩体、焊枪、水下摄像组件、焊接摆动器和排水密封装置；

所述排水罩体包括有上端盖、有机玻璃罩、下端盖，通过螺纹连接将夹持杆、进气快插接头、下锁紧套，镇静气室、水下摄像组件分别固定在上端盖的上、下侧，上端盖、下端盖通过螺纹与有机玻璃罩连接；

所述焊枪包括有依次连接的铜制焊炬、喷气嘴，导电嘴；铜制焊炬上部夹持有焊接摆动器；

所述排水密封装置的结构是在下端盖外周设有排水毛毡，并在排水毛毡的外周套有毛毡裙，并通过喉箍将排水排水毛毡、毛毡裙紧固在下端盖上；焊枪的铜制焊炬通过上锁紧套、下锁紧套紧固，并使焊枪插入有机玻璃罩内，上锁紧套、下锁紧套之间设有弹性橡胶皮套。