專利名稱：便攜式水下干式焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水下焊接領(lǐng)域，具體涉及一種便攜式水下干式焊接裝置。
背景技術(shù)：
水下焊接是水工結(jié)構(gòu)連接的主要方式，是艦船水下維修的重要手段，是水 下作業(yè)技術(shù)中最為重要的技術(shù)。對于高質(zhì)量和重要結(jié)構(gòu)的水下焊接，國外一般 采用干法焊接，即在焊接部位設(shè)計建造一個隔水艙，排除里面海水，讓電焊工 和焊接部位都處于干態(tài)環(huán)境。干法焊接質(zhì)量高，但是隔水艙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、 且不通用。
國內(nèi)由于哈爾濱焊接所在上個世紀(jì)80年代研制成功了水下局部排水二氧 化碳保護焊接裝置，水下通過二氧化碳氣體排水并保護焊接區(qū)域、通過自動供 絲箱供絲、焊接裝置與潛水頭盔連接，潛水焊工通過在焊接前，排干后可以觀 察被焊接部位。其主要缺點是用二氧化碳排水和保護焊接，由于排水過程是在 焊接過程中一直使用的，因此二氧化碳的消耗非常大，浪費也很嚴(yán)重，由于二 氧化碳的存儲、運輸都是比較困難，不適合艦艇搶修作業(yè)；焊絲細小， 一條焊 縫的形成速度相對較慢，局部干式空間是一個動態(tài)的密封空間，往往在焊接過 程中由于潛水員的擺動，海水就會進入焊接室，保持干態(tài)的時間較短；價格昂 貴，僅自動供絲焊接裝置就需要20萬/套；潛水員水下操作不如陸地上焊接操 作穩(wěn)，焊絲非常容易被焊接金屬母體粘著，由于焊絲柔軟、而且沒有裝置，焊 絲與金屬粘著后只能移開密封罩，剪掉焊絲，重新焊接。造成效率低下，焊絲 浪費嚴(yán)重；操作困難，對潛水員要求高。
華南理工大學(xué)在2006年研制成了半自動局部干法水下焊接裝置，通過空氣 排水、供絲箱供藥芯焊絲、微型排水罩排除焊接部位的海水。該裝置水下焊接 質(zhì)量高、易于操作且成本較低。但是其不足之處潛水員和水面人員無法觀察 到焊接部位和焊接過程，實際上是"盲焊"，更不適合渾水海域，如中國東海； 采用特殊的藥芯焊絲焊接，焊絲特殊，不易購得，焊絲柔軟，由于水下焊接潛 水員操作不如陸地上平穩(wěn)，焊絲容易與焊接表面粘住，粘住后只能靠潛水員用 鉗子剪短，焊接效率不高；微型罩小，使干態(tài)區(qū)域小于焊接熱影響區(qū)，影響焊接強度。
以上兩種方法均采用焊絲焊接，潛水員水下均需要攜帶笨重的供絲箱，且 焊絲的固有的細小、柔軟等缺點，影響了水下焊接作業(yè)的速度；缺少焊接過程 的遠程監(jiān)控功能，不適合艦船的水下?lián)屝蕖?br> 因此目前，我國水下焊接基本上還都是采用傳統(tǒng)的手工濕法焊接，即使用 電焊條在水中直接施焊，電弧在水中燃燒。濕法焊接，由于操作簡便、設(shè)備簡 單，適應(yīng)性廣；但是電弧不穩(wěn)定，焊縫成形不好，焊接接頭機械性差，因此濕 法焊接只能用于水下非重要結(jié)構(gòu)的臨時修補。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種便攜式水下干式 焊接裝置，該裝置通過空氣或者其他保護氣體排水在水下產(chǎn)生局部干式焊接空 間，焊接形成接近陸上焊接強度的焊縫，該裝置運用普通陸上焊條就可以進行 水下焊接，焊接過程中潛水員和水面工作人員可以清楚看到電弧燃燒過程，焊 條粘住后可以在焊接區(qū)保持干態(tài)情況下通過鉸鏈狀的焊條入口搖斷，還可以在 焊接區(qū)域保持干態(tài)情況下一邊焊接一邊移動焊接罩，該裝置可用于渾水環(huán)境或 能見度低的水下環(huán)境。
本發(fā)明目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成
一種便攜式水下干式焊接裝置，包括電焊機、空氣壓縮機、以及位于水下 的焊把和普通焊條，其特征在于該焯接裝置包括焊接罩，焊接罩口設(shè)置密封墊， 在罩殼表面設(shè)有進氣裝置，并設(shè)有焊條入口，進氣裝置接空氣壓縮機。
所述焊接罩上的焊條入口為鉸鏈狀焊條入口 。
所述進氣裝置設(shè)置若干進氣孔，若干進氣孔方向與中心線以相同角度等距 離分布排列。
所述焊接罩為柔性結(jié)構(gòu)，其罩體分為前、后兩部分，且兩部分之間通過波 紋管連接。
所述焊接罩的后部分固定設(shè)置有轉(zhuǎn)接板，以便于焊接人員的隨身攜帶。
所述焊接罩口至少在兩個位置上設(shè)置吸附磁鋼。
所述磁鋼為圓柱型。
所述的每一個位置上的磁鋼為一組磁鋼，該組磁鋼由至少兩個磁鋼組成， 且磁鋼之間接觸面為同一磁極，二者之間螺栓定位。 所述焊接罩上固定設(shè)置有護目鏡組件。本發(fā)明的優(yōu)點是，可采用普通焊接進行焊接，便于攜帶，焊接質(zhì)量高、焊 接速度快、易操作，成本低，可適用于渾水海域。


附圖1為本發(fā)明布置結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為本發(fā)明焊接罩結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖3為附圖2的側(cè)視圖； 附圖4為本發(fā)明進氣管結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5為本發(fā)明焊條入口局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細說 明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解
如圖1-5所示，標(biāo)號1-29分別表示連接管l、進氣閥扳手2、波紋管3、 照明燈組件4、手柄5、焊接罩殼6、密封墊7、吸附磁鋼8、螺栓9、磁鋼框架 10、焊條入口ll、護目鏡拉桿12、螺母13、螺母14、轉(zhuǎn)接板15、進氣管16、 水下區(qū)域17、空氣壓縮機18、顯示器和攝象機19、潛水員供氣系統(tǒng)20、直流 電焊機21、潛水員頭盔22、焊接罩23、焊把24、焊條25、工件26、攝像組件 27、進氣孔28、鉸鏈球29。
本實施例包括直流電焊機21、空氣壓縮機18、潛水員供氣系統(tǒng)20、顯示 器和攝象機19、水下焊把24、焊接罩23，焊接罩23的開口處設(shè)置密封墊7， 其外側(cè)在三個位置上分別設(shè)置吸附磁鋼8，在罩殼6表面設(shè)有進氣閥扳手2，調(diào) 節(jié)進氣閥控制進氣管16上進氣孔28的進氣量，開關(guān)和調(diào)節(jié)水面上的空氣壓縮 機18所供應(yīng)的壓縮空氣的量，開始排水時，把進氣閥開到最大，快速排除罩 23內(nèi)的水，當(dāng)焊接罩23內(nèi)的水快排干時，調(diào)小進氣閥。進氣管16接空氣壓縮 機18。從水面來的壓縮空氣，如果直接吹向被焊接工件26表面，不但不能排 干罩內(nèi)的水和焊接過程的煙塵，還會產(chǎn)生較大的法作用力，影響與被焊接工件 26表面的密封，因此在進氣管16上均勻設(shè)置約十五個進氣孔28，若干進氣孔 28方向與中心線以相同角度45。等距離排列。進氣管16產(chǎn)生螺旋狀的空氣，有 效地排干罩內(nèi)的水和焊接過程中產(chǎn)生的煙塵，同時，使排水、排煙所產(chǎn)生的反 作用力減弱到最小。
焊接罩23整體結(jié)構(gòu)是用醫(yī)用不銹鋼板加工而成，為柔性結(jié)構(gòu)，其罩體分為 前、后兩部分，且兩部分之間通過波紋管3連接，使?jié)撍畣T頭部具有一定范圍 的活動能力，焊接罩23的后部分中，波紋管3通過連接管1固定連接轉(zhuǎn)接板15，以便于焊接人員的隨身攜帶，連接管1設(shè)有護目鏡拉桿12。轉(zhuǎn)接板15實 現(xiàn)筒狀的焊接罩23與潛水頭盔22面罩前面板連接，潛水員在穿戴好潛水頭盔 22后方便地將焊接罩23安裝在潛水頭盔22上，同時不影響潛水裝具的完整性 和安全性。
密封墊7為可替換密封墊，是具有彈性的耐高溫材料，且根據(jù)被焊接部位 的形狀有一定的預(yù)制曲率，以保證其與被焊接工件26表面匹配。如焊接船體表 面，則密封墊曲率與船體鋼板曲率接近。
三個圓柱型吸附磁鋼8，分布在焊接罩口處，磁鋼8為一組磁鋼，該組磁 鋼由兩個磁鋼組成，且磁鋼之間接觸面為同一磁性，二者之間通過螺栓9、磁 鋼框架10定位。吸附磁鋼8產(chǎn)生縱向力把密封墊7壓緊到被焊接工件表面，以 保持密封，同時消除焊接過程中排水和排煙塵所產(chǎn)生的反作用力，減輕潛水員 水下勞動強度，使?jié)撍畣T水下焊接操作輕松自如。同時由于磁鋼8可旋轉(zhuǎn)，在 焊接過程中移動焊接罩23時，可降低焊接罩23與被焊接工件26表面的摩擦阻 力，便于潛水員移動使用焊接罩23。
罩殼6表面設(shè)有焊條入口 11，焊接過程中，為了提高焊接質(zhì)量，需要擺動 焊把24實現(xiàn)有效運條。在水下焊接時，由于焊把24在水中，而焊條25部分在 干態(tài)的焊接罩23內(nèi)，實現(xiàn)焊條25運動需要較大的間隙，有間隙就不能保持有 效密封。因此焊條入口 11采用球形鉸鏈結(jié)構(gòu)，在中心開孔插入焊條25而設(shè)計 的焊條入口 11，焊條25運動時鉸鏈球29轉(zhuǎn)動，而焊條25相對于入口 ll位置 不變，能有效保持密封。既保證了焊接過程中焊條的運動需要，又能保持有效 密封。
罩殼6表面設(shè)有照明燈組件4、微型攝像組件27、手柄5、護目鏡組件， 水下焊接過程中潛水員要找準(zhǔn)焊接部位，保持焊條與被焊接工件表面的合理距 離才能燒出合格焊縫，水下一片漆黑，在焊接罩23內(nèi)設(shè)計了具有水密性能照明 燈組件4產(chǎn)生符合要求的照明。以往水下焊接過程，水面的船東和工程技術(shù)人 員對水下焊接部位和焊接過程不可見，焊接質(zhì)量和焊接的效果無法考察，完全 依靠潛水焊工的技術(shù)和覺悟，安裝了水下微型攝像組件27，既保持水密，同時 能夠承受焊接過程中焊接罩內(nèi)的高溫，船東和水面技術(shù)人員通過顯示器可以清 楚地看見水下焊接部位的情況、潛水焊工焊接引弧部位、焊條燃燒的過程和焊 縫形成的過程，能夠有效監(jiān)控水下焊接質(zhì)量，水面上還可以錄制、存儲水下焊 接過程的視頻資料，供以后需要時調(diào)閱。手柄5的設(shè)置是為了方便潛水焊工水下悍接操作時，移動焊接罩23而設(shè)置的。由于焊接過程中，悍條燃燒所產(chǎn)生的 強烈紫外線，對潛水焊工的眼睛和面部具有害，因此設(shè)置護目鏡組件，潛水悍 工在焊接前，通過護目鏡拉桿12放下護目鏡保護眼睛，由于焊接罩23內(nèi)空間 有限，護目鏡在不用時與罩的軸線平行收于罩壁，不妨礙潛水焊工觀察焊接部 位；焊接時放下，鏡片與罩的軸線垂直，有效保護焊工。
焊接罩23安裝在潛水員潛水裝具頭盔面板上，水面供應(yīng)壓縮空氣通過管路 于焊接罩23內(nèi)的進氣管16相連，通過空氣排干焊接罩23內(nèi)的水和焊接過程產(chǎn) 生的煙塵，焊接罩23內(nèi)水或廢氣的排出是利用罩內(nèi)氣壓的變化通過密封墊7處 排出的，此處的密封墊7可以起到單向閥的作用，也就是說當(dāng)罩內(nèi)氣壓足夠大 時，罩內(nèi)水或氣體通過密封墊7外排，而罩外界的水無法進入罩內(nèi)，排空后， 罩內(nèi)壓力適中，則不會出現(xiàn)外排。
本實施例運用普通陸上焊條就可以進行水下焊接，焊接過程中潛水員和水 面工作人員可以清楚看到電弧燃燒過程，焊條粘住后可以在焊接區(qū)保持干態(tài)情 況下?lián)u斷，還可以在焊接區(qū)域保持干態(tài)情況下一邊焊接一邊移動焊接罩23。
直流電焊機21采用普通市售的直流電焊機，連接到水下焊把24進行水下 焊接?？諝鈮嚎s機18也采用普通的市售的潛水空壓機，用于排除焊接罩23內(nèi) 的水和焊接過程中產(chǎn)生的煙塵。作為潛水員供氣系統(tǒng)20的高壓氣瓶采用普通的 潛水用12L氣瓶，配合潛水供氣面板，供潛水焊工水下呼吸需要。顯示器和攝 象機19用于顯示并存儲水下焊接部位和水下焊接過程的視頻圖像。
本實施例在具體使用時，將焊接罩23整個裝置與潛水員生命支持系統(tǒng)潛水 員供氣系統(tǒng)20 (潛水供氣、通信)、裝置空氣排水系統(tǒng)、水下焊接系統(tǒng)和焊接 過程遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)相連接，布置如圖1所示。潛水員穿戴好潛水服和潛水 裝具后，戴上改造后的頭盔后，將焊接罩23安裝在頭盔的潛水面罩上。潛水員 在水面上測試各裝置內(nèi)的排水排氣開關(guān)、焊接護目鏡開關(guān)、焊條入口、照明、 視頻監(jiān)控頭等等。把焊條25安裝在焊把24上。潛水員下水，潛入到水下需要 焊接修理部位，打開照明燈，將安裝在頭盔上的焊接罩23貼緊焊接部位，調(diào)節(jié) 進氣閥扳手2打開進氣開關(guān)進行排水，通過空氣排干罩內(nèi)和焊接區(qū)域海水。潛 水員手持焊把，焊條對準(zhǔn)焊接部位，通過護目鏡拉桿12按下護目鏡，進行焊接 操作。 一邊焊接， 一邊移動焊接罩23，形成一條完整焊縫。焊條燒完后更換焊 條繼續(xù)焊接，直到完成焊接作業(yè)。最后從被焊接工件26移開焊接罩23，關(guān)閉 進氣閥。
權(quán)利要求
1.一種便攜式水下干式焊接裝置，包括電焊機、空氣壓縮機、以及位于水下的焊把和焊條，其特征在于該焊接裝置包括焊接罩，焊接罩口設(shè)置密封墊，在罩殼表面設(shè)有進氣裝置，并設(shè)有焊條入口，進氣裝置接空氣壓縮機。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種便攜式水下干式悍接裝置，其特征在于所述焊 接罩上的焊條入口為鉸鏈狀焊條入口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種便攜式水下干式焊接裝置，其特征在于所述進 氣裝置設(shè)置若干進氣孔，若干進氣孔以與中心線相同傾角等距離排列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種便攜式水下干式焊接裝置，其特征在于所述焊 接罩為柔性結(jié)構(gòu)，其罩體分為前、后兩部分，且兩部分之間通過波紋管連 接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種便攜式水下干式焊接裝置，其特征在于所述焊 接罩的后部分固定設(shè)置有轉(zhuǎn)接板與潛水面罩連接，以便于潛水焊工攜帶。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種便攜式水下干式焊接裝置，其特征在于所述焊 接罩口至少在兩個位置上設(shè)置吸附磁鋼。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種便攜式水下干式焊接裝置，其特征在于所述磁鋼為圓柱型。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種便攜式水下干式焊接裝置，其特征在于所述的 每一個位置上的磁鋼為一組磁鋼，該組磁鋼由至少兩個磁鋼組成，且磁鋼 之間接觸面為同一磁性，二者之間螺栓定位。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種便攜式水下干式焊接裝置，其特征在于所述焊 接罩上固定設(shè)置有護目鏡組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種便攜式水下干式焊接裝置，該裝置包括電焊機、空氣壓縮機、以及位于水下的焊把和普通焊條，其特征在于該焊接裝置包括焊接罩，焊接罩口設(shè)置密封墊，在罩殼表面設(shè)有進氣裝置，并設(shè)有焊條入口，進氣裝置接空氣壓縮機，該裝置通過空氣或者其他保護氣體排水在水下產(chǎn)生局部干式焊接空間，焊接形成接近陸上焊接強度的焊縫，該裝置運用普通陸上焊條就可以進行水下焊接，焊接過程中潛水員和水面工作人員可以清楚看到電弧燃燒過程，在焊接區(qū)域保持干態(tài)情況下一邊焊接一邊移動焊接罩，該裝置可用于渾水環(huán)境或能見度低的水下環(huán)境。
文檔編號B23K37/00GK101254563SQ200810033708
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月20日
發(fā)明者周德文, 張文瑤, 王小偉, 貝全榮 申請人:中國人民解放軍91872部隊上海研究室