專利名稱：一種全自動水下焊接設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種焊接i殳備，尤其是可實現(xiàn)水下環(huán)境的全自動焊接，并可 以對焊接過程和焊接質量進行監(jiān)控的全自動水下焊^i殳備。
背景技術：
隨著核電工業(yè)的t艮，核電站的相關維修工作也提上日程。核電站放射性容 器眾多，例如反應堆壓力容器、蒸發(fā)器、穩(wěn)壓器、冷凝器、乏燃料池、換料水池、 給水池等。i文射性容器因為核輻射應力等作用而容易產生嚴重威脅電站安全運行 的腐蝕裂纟丈和表面磨蝕，需要進行漏點補板焊接、裂紋開坡口補焊、磨損腐蝕表 面堆焊等形式的焊接修復。為了P爭低核輻射對施工人員和周圍環(huán)境的影響，焊接 需在水中進行。雖然在其他許多核電設備維修之中采用了機器人，但目前還大都 是通過潛水焊工穿著厚重的專業(yè)防護服裝進行手工焊接。潛水焊工手工焊接，直 接暴露在輻射環(huán)境之中，而且有的容器內部水溫很高，作業(yè)環(huán)境極其惡劣， 一個 焊工作業(yè)時間通常不超過l小時，另外水面還需要^人員監(jiān)控潛水焊工所受輻射劑 量等，從而人力投入成本高昂。全自動水下焊接方法能夠進行水下環(huán)境的全自動 焊接作業(yè)，并可對焊接過程和焊接質量進行遠程實時監(jiān)視和控制，這能夠極大地 降低人員輻射成本和停堆成本，對于諸如核電站放射性容器的維修而言具有重要 意義。
發(fā)明內容
根據(jù)背景技術所述，本實用新型的目的在于提供一種既能夠實現(xiàn)遠程控制全 自動水下彈接作業(yè)，又能夠保證焊縫成型良好，獲得高質量水下焊接接頭的全自 動水下焊"^i殳備。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的 一種全自動水下焊接設備，主要包括空氣壓縮機(1 )、氣瓶(2)、焊接攝像 機(3 )、焊接試驗搶(4 )、排水裝置(5 )、液壓驅動自動焊接平臺(6 )、水面(7 )、 焊接分析儀(8 )、焊接電源(9 )、監(jiān)視電視拒(10 )、控制系統(tǒng)拒(11)和手控盒 (12)，其中水下焊接試驗艙(4)內部加水到水面(7)，焊接攝#^幾(3)、排 水裝置(5 )和液壓驅動自動焊接平臺(6 )安裝在水下焊接試驗搶(4 )內，排水 裝置(5)固定于一個相對于焊接試驗艙(4)靜止的架板中間，焊槍位于排水裝 置(5)內部的中央位置，架板兩側為螺栓連接快開結構，空氣壓縮機(l)、氣瓶(2 )、焊接分析儀(8 )、焊接電源(9 )、監(jiān)視電^li巨(10 )、控制系統(tǒng)拒(11)和 手控盒(12)位于地面上，內部和外部詔:4>之間通過電纜和氣管來連接。
所述的排水裝置(5 )的背面采用陶瓷襯墊用于坡口對接焊，密封墊的形狀與 坡口形狀相適應。
由于采用了上述技術方案件，本實用新型具有如下優(yōu)點和效果
1、 本實用新型區(qū)別于目前需潛水焊工手工作業(yè)的局部干式水下焊接，實現(xiàn)了 遠程控制全自動局部干法水下焊接作業(yè)。
2、 本實用新型的排水氣體同時用作焊接保護氣，增大了保護氣的保護區(qū)域； 排水裝置入水前提前通氣，使得排水裝備內部始終處于干燥環(huán)境，保證了焊接質 量。
3、 本實用新型使用手控盒遠程控制，實現(xiàn)了多種擺動方式的全自動水下焊4秦 作業(yè)，焊接速度、擺動速度、擺動幅度及其左/右停滯時間可根據(jù)工況要求實時調 節(jié)。
4、 本實用新型采用一元化脈沖方式的熔化極惰性氣體保護焊，簡化了焊接操 作，在相同平均電流的情況下，優(yōu)化了熔滴過渡形態(tài)，實現(xiàn)了水下堆焊和帶陶瓷 襯墊的坡口對接焊。
5、 本實用新型中柔性耐高溫材料作為排水裝置的密封墊，提高了排水效果和 持續(xù)有效排水密封時間。
6、 本實用新型采用的水下攝像系統(tǒng)，能夠對整個全自動水下焊##作過程進 行監(jiān)視和記錄。
7、 本實用新型采用的焊接質量分析儀可以對焊接過程中的焊接電流、電弧電 壓等工藝數(shù)據(jù)進行實時采集和分析，似ll可以對焊接質量進行實時掌控。


圖1為本實用新型系統(tǒng)組成示意圖
圖中1-空氣壓縮機，2-氣瓶，3-焊接攝#^幾，4-焊接試驗搶，5-排7jc裝置， 6-液壓驅動自動焊接平臺，7-水面，8-焊接分析儀，9-監(jiān)—見電^L拒，10-J^ 見電4見 拒，11-控制系統(tǒng)拒，12-手控盒。
具體實施方式
由圖l可知，全自動水下焊接設備主要包括空氣壓縮機l、氣瓶2、焊接攝像 機3、焊接試驗搶4、排7jc裝置5、液壓驅動自動焊接平臺6、水面7、焊接分析 儀8、焊接電源9、監(jiān)視電視拒IO、控制系統(tǒng)柜11和手控盒12,其中水下焊接 試驗搶4內部加水到水面7,焊接攝像機3、排水裝置5和液壓驅動自動焊接平臺 6安裝在水下焊接試驗搶4內，排水裝置5固定于一個相對于焊接試驗搶4靜止
4的架板中間，焊槍位于排水裝置5內部的中央位置，架板兩側為螺栓連接快開結 構，空^i縮機l、氣瓶2、焊接分析儀8、焊接電源9、監(jiān)視電視拒IO、控制系 統(tǒng)拒11和手控盒12位于地面上，內部和外部設^^之間通過電纜和氣管來連接。 另夕卜，排水裝置5的背面采用陶瓷襯墊用于坡口對接焊。 焊接時，排水裝置5固定于一個相對于焊接亂瞼槍4靜止的架板中間，焊槍 位于排水裝置5內部的中央位置，架板兩側為螺栓連接快開結構，便于對排7jc裝 置5以及焊槍的維護；液壓驅動自動焊接升降平臺6抬升到適當位置，焊接工件 裝卡，焊接試驗艙4艙門關閉、卡箍鎖緊，Z向升降油缸貼緊工件；焊接工件固 定于液壓驅動自動焊接平臺6的上端并隨平臺相對于排水裝置運動，液壓驅動自 動焊接平臺6在手控盒12的遙控下可以實現(xiàn)高/低、前/后的運動和左/右方向的 擺動，運動方式、運動速度、擺動速度、擺動幅度、左/右停滯時間通過手控盒 12遙控設定，并在焊接過程中隨工況要求實時調節(jié)；開啟空氣壓縮機l加壓，直 至焊接試驗艙4壓力達到設定實驗壓力，設定焊接##:、電源參數(shù)、^^瞼平臺運 動參數(shù)，液壓驅動自動焊接升降臺6下降，直至焊接工件和排水裝置5密封# 于水面以下，排水裝置5入水前提前通氣，〗吏得排水裝備內部始終處于干燥環(huán)境， 保證了焊接質量，調節(jié)排水裝置5內充入氣體流量，以獲得良好的排水效果，排 水裝置5使用焊接保護氣-氬氣作為排水氣體，擴大了保護氣的保護區(qū)域，提高了 保護效果；引弧焊接，采用一元化熔化極惰性氣體保護焊，通過遠程調節(jié)送絲速 度控制焊接電流，筒化了焊 作，采用脈沖焊接方式，在相同平均電流的情況 下，優(yōu)化了熔滴過渡形態(tài)，利于實現(xiàn)噴射過渡；水下焊接攝像機3監(jiān)視和記錄焊 接操作的整個過程，焊接質量分析儀8對焊接過程中的焊接電流、電弧電壓等工 藝數(shù)據(jù)進行實時采集和統(tǒng)計分析；焊接結束后液壓驅動自動焊接升降臺6上升至 焊接工件露出水面，關閉排水氣體；通過排氣管道卸壓，當壓力達到常壓時柏升 卡箍，打開焊接試驗搶4艙門；焊件檢驗。
本實用新型可實現(xiàn)水下平板堆焊、坡口堆焊和帶陶瓷襯墊的坡口對接焊；釆 用柔性耐高溫材料作為排水裝置5的密封墊，通過密封墊的壓縮及p及7jc作用，提 高了密封排水效果，耐高溫材料在惰性氣體環(huán)境下可以耐2000度以上高溫，延長 了持續(xù)有效排水密封時間；水下焊接攝^4幾3具有遙控自動變光遮光和遙控變焦 聚焦功能，能夠實現(xiàn)對全自動水下焊《^#作的整個過程進行監(jiān)視和記錄；焊接質 量分析儀8可以對焊接過程中的焊接電流、電弧電壓等工藝數(shù)據(jù)進行實時采集和 統(tǒng)計分析，生產曲線圖和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，^Ut可以對焊接質量進行實時掌控。
權利要求1、一種全自動水下焊接設備，包括空氣壓縮機(1)、氣瓶(2)、焊接攝像機(3)、焊接試驗艙(4)、排水裝置(5)、液壓驅動自動焊接平臺(6)、水面(7)、焊接分析儀(8)、焊接電源(9)、監(jiān)視電視柜(10)、控制系統(tǒng)柜(11)和手控盒(12)，其特征在于水下焊接試驗艙(4)內部加水到水面(7)，焊接攝像機(3)、排水裝置(5)和液壓驅動自動焊接平臺(6)安裝在水下焊接試驗艙(4)內，排水裝置(5)固定于一個相對于焊接試驗艙(4)靜止的架板中間，焊槍位于排水裝置(5)內部的中央位置，架板兩側為螺栓連接快開結構，空氣壓縮機(1)、氣瓶(2)、焊接分析儀(8)、焊接電源(9)、監(jiān)視電視柜(10)、控制系統(tǒng)柜(11)和手控盒(12)位于地面上，內部和外部設備之間通過電纜和氣管來連接。
2、 根據(jù)權利要求l所述的全自動水下焊接設備，其特征在于所述的排水裝置(5 )的背面采用陶資襯墊用于坡口對接焊，密封墊的形狀與坡口形狀相適應。
專利摘要一種全自動水下焊接設備，設備包括空氣壓縮機(1)、氣瓶(2)、焊接攝像機(3)、焊接試驗艙(4)、排水裝置(5)、液壓驅動自動焊接平臺(6)、水面(7)、焊接分析儀(8)、焊接電源(9)、監(jiān)視電視柜(10)、控制系統(tǒng)柜(11)和手控盒(12)。焊接采用局部干法水下焊接方式，進行水下堆焊和坡口對接焊，焊接時采用一元化脈沖方式的熔化極惰性氣體保護焊，焊接排水氣體同時用作焊接保護氣，焊接前根據(jù)需要通過手控盒(12)設定包括焊接方式、焊接速度、擺動速度、擺動幅度及左右停滯時間等焊接參數(shù)，并通過攝像系統(tǒng)對焊接試驗艙(4)內部全方位遠程監(jiān)控，焊接分析儀(8)對焊接電參數(shù)進行實時采集和統(tǒng)計分析。本實用新型可應用于深水以及輻射環(huán)境等人員不能進入的場合，既能夠實現(xiàn)遠程控制全自動水下焊接作業(yè)，又能夠保證焊縫成型良好，以獲得高質量水下焊接的接頭。
文檔編號B23K31/12GK201342544SQ20082023391
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權日2008年12月31日
發(fā)明者燕 余, 劉德華, 周燦豐, 張俊寶, 朱加雷, 沈秋平, 焦向東, 煜 陳, 顧國興, 輝 高 申請人:北京石油化工學院;上海核工程研究設計院