本發(fā)明涉及一種焊接模塊，特別是涉及一種立焊縫一次成型的水冷強(qiáng)制成型模塊。

背景技術(shù)：

大型鋼結(jié)構(gòu)立焊縫的焊接，長期以來一直采用手工電弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和埋弧自動焊。這三種焊接方法都是靠多層多道焊接來完成立焊縫的焊接，費工費時效率低，焊接質(zhì)量難以掌控，工人勞動強(qiáng)度也大。

要實現(xiàn)立焊縫一次焊接成型的焊接技術(shù)，在焊接過程中關(guān)鍵技術(shù)是如何實現(xiàn)形成焊接熔池和熔池鐵水冷凝成型，而要突破此項關(guān)鍵技術(shù)，一次成型焊接模塊就是關(guān)鍵部件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種立焊縫一次成型的水冷強(qiáng)制成型模塊，本發(fā)明可以實現(xiàn)立焊縫一次焊接成型，這樣，可以控制焊縫質(zhì)量，保證焊縫外形均勻，提高焊縫強(qiáng)度和焊接效率，改善焊接工人的工作環(huán)境。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種立焊縫一次成型的水冷強(qiáng)制成型模塊，所述模塊包括凹槽，接觸面，焊接缺口，進(jìn)氣孔，溝槽，出水孔，進(jìn)水孔和冷卻水通道；成型模塊呈長方體；模塊的主工作面制有工作接觸面、焊接缺口和成型凹槽，模塊主工作面與被焊接的鋼板焊縫坡口接合；焊槍從模塊的焊接缺口介入，焊絲導(dǎo)入焊縫焊點；焊接缺口的側(cè)面設(shè)有一個通孔，該通孔為焊接保護(hù)氣體的進(jìn)氣孔，焊接保護(hù)氣體管道從模塊的背面上方接入此進(jìn)氣孔中，模塊靠下方的內(nèi)部設(shè)置一個冷卻水通道，該冷卻水通道與出水孔和進(jìn)水孔相通，模塊的背面中間還設(shè)置“工”字形凹槽，外部裝置接觸此凹槽與模塊施壓力緊貼鋼板。

所述的一種立焊縫一次成型的水冷強(qiáng)制成型模塊，所述凹槽為上下兩部分，上面一端開設(shè)一個長方體凹槽，該長方體凹槽為焊接缺口。

所述的一種立焊縫一次成型的水冷強(qiáng)制成型模塊，所述成型凹槽為圓弧形凹槽，橫截面的圓弧弦長應(yīng)該與被焊接件的焊縫寬度相等。

所述的一種立焊縫一次成型的水冷強(qiáng)制成型模塊，所述冷卻水通道分別與出水孔和進(jìn)水孔相通。

本發(fā)明的優(yōu)點與效果是：

采用此模塊進(jìn)行焊接，焊接的焊縫不僅具有外形均勻、成型較快的優(yōu)點，還具有較高焊縫強(qiáng)度和焊接效率，同時改善焊接工人的工作環(huán)境。

附圖說明

圖1立焊縫一次焊接成型水冷強(qiáng)制成型模塊正面結(jié)構(gòu)圖；

圖2立焊縫一次焊接成型水冷強(qiáng)制成型模塊背面結(jié)構(gòu)圖；

圖3立焊縫一次焊接成型水冷強(qiáng)制成型模塊焊接熔池圖；

圖4立焊縫一次焊接成型水冷強(qiáng)制成型模塊焊接過程圖。

圖中數(shù)字標(biāo)號的含義：1—塊體，2—成型凹槽，3—接觸面，4—缺口，5—進(jìn)氣孔，6—溝槽，7—出水孔，8—進(jìn)水孔，9—冷卻水通道，10—焊槍，11—被焊接鋼板，12—焊絲，13—熔池鐵水，14—紫銅擋排，15—成型焊縫， 16—起弧楔塊。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明由成型凹槽2，接觸面3，焊接缺口4，進(jìn)氣孔5，溝槽6，出水孔7，進(jìn)水孔8和冷卻水通道9組成。焊接工作時，由成型凹槽2，接觸面3、紫銅擋排15以及被焊接鋼板11坡口組成焊接熔化區(qū)。 依靠出水孔7、冷卻水通道9和進(jìn)水孔8組成冷卻系統(tǒng)，在冷卻水的作用下，可以將焊接熔化區(qū)的熔池鐵水13逐漸實現(xiàn)焊縫鐵水的冷凝和成型，轉(zhuǎn)變?yōu)槌尚秃缚p。

成型模塊呈長方體。模塊的主工作面（正面）制有工作接觸面、焊接缺口和成型凹槽，通過模塊主工作面與被焊接的鋼板焊縫坡口接合形成封閉的焊接燃燒區(qū)。焊槍從模塊的焊接缺口介入并將焊絲導(dǎo)入焊縫焊點。焊接缺口的側(cè)面設(shè)有一個通孔，該通孔為焊接中保護(hù)氣體的進(jìn)氣孔，焊接中保護(hù)氣體管道從模塊的背面上方接入此進(jìn)氣孔中，形成保護(hù)氣體通道，保護(hù)氣體CO2由此通道進(jìn)入并保護(hù)焊接熔池。模塊靠下方的內(nèi)部設(shè)置一個冷卻水通道，該冷卻水通道與出水孔和進(jìn)水孔相通，模塊依靠這個冷卻水通道對模塊和焊縫進(jìn)行冷卻。模塊的背面中間還設(shè)置“工”字形凹槽，外部裝置通過此凹槽向模塊施加壓力使之工作面緊貼鋼板，同時也保證模塊沿著焊縫向焊接方向進(jìn)行自下向上的豎直移動。

實施例1

如圖1和圖2所示，模塊主體以純紫銅為原料；其結(jié)構(gòu)由塊體1，成型凹槽2，接觸面3，缺口4，進(jìn)氣孔5，溝槽6，出水孔7，進(jìn)水孔8和冷卻水通道9所組成，

塊體1的接觸面3位于塊體1正面的兩側(cè)，接觸面3用于與被焊鋼板相接觸。塊體1接觸面3的中間，制一凹槽，該凹槽分為上和下兩部分，上面一端開設(shè)一個長方體凹槽，該長方體凹槽為焊接缺口4，以便焊槍從此進(jìn)入焊接位置；成型凹槽位于下端，該凹槽為圓弧形凹槽，橫截面的圓弧弦長應(yīng)該與被焊接件的焊縫寬度相等。

焊接工作時由接觸面3、成型凹槽2、紫銅擋排14以及被焊接鋼板11坡口組成焊接熔化區(qū)。

在焊接缺口4的內(nèi)側(cè)面上開設(shè)一個進(jìn)氣孔5，保護(hù)氣體從CO2進(jìn)氣孔5引入到焊接熔化區(qū)的上部。

如圖2 所示，塊體1的背面制有一個“工”字形溝槽6，外部裝置依靠它將塊體1壓向被焊接鋼板11坡口。此外，在焊接時也依靠這個溝槽6使整個模塊沿焊縫方向自下向上移動。

在塊體1的背面下方還設(shè)置出水孔7和進(jìn)水孔8，塊體1的內(nèi)部還制有一個冷卻水通道9（如圖3所示），此冷卻水通道9分別與出水孔7和進(jìn)水孔8相通，冷卻水從這條水路通過并對模塊的冷卻，從而實現(xiàn)對焊縫鐵水的冷凝和成型。

使用時，首先通過溝槽6將塊體1壓向被焊接鋼板11并貼緊之，同時也將起弧用的起弧楔塊16壓在成型凹槽2的下面。這樣，由塊體1焊接工作面上的各個部分與起弧楔塊16、被焊接鋼板11組成半封閉狀態(tài)的焊接熔池區(qū)域。

將焊槍10深入塊體1上缺口4的內(nèi)部，使焊絲12從焊槍10的槍口伸出25毫米長，焊絲12的前端頭抵近被焊接鋼板的中間部位。

將保護(hù)氣體CO2從進(jìn)氣孔6接入。將冷卻水從進(jìn)水孔9接入，從出水孔8導(dǎo)出。再將紫銅擋排14安放在焊縫的背面，一方面協(xié)助焊縫背面成型，另一方面防止鐵水向焊縫背面流淌。

準(zhǔn)備就緒后，就可以起弧焊接。隨著電能輸入和焊絲的高速填充，高溫熔化的鐵水在熔池區(qū)和成型區(qū)的燃燒、集聚，被焊接鋼板處于熔池部分的母材隨之熔化形成熔池鐵水13。隨著熔池鐵水13逐漸填滿熔池區(qū)和成型區(qū)，模塊開始沿著焊縫方向向上移動，移動的速度正好與焊絲填滿熔池的速率相匹配。也就是在焊接過程中，隨著焊絲填充焊縫和燃燒熔化，熔池液面也隨之上升，但隨著模塊的上移，焊縫空間也隨之?dāng)U展，鐵水依靠自重流淌到擴(kuò)展的焊縫空間，致使熔池液位下降。協(xié)調(diào)好送絲、熔池液位升降和模塊向上移動速度三者關(guān)系，使三者處于動態(tài)平衡，就可以使焊接過程連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。保護(hù)氣體CO2的介入是為了保護(hù)熔池液面不受空氣氧化。隨著冷卻水的對塊體1的冷卻作用，使處于成型凹槽2 的鐵水冷凝成型，成型焊縫15是焊接過后自然形成的焊縫。