[发明专利]一种适用于钛矩形管手工直线焊接的模块化气体保护工装

说明书

本发明涉及一种适用于钛矩形管手工直线焊接的模块化气体保护工装，属于焊接技术领域。所述保护工装由一个以上的模块工装组成，每个模块工装结构组成及工作方式一致；每个模块工装包括壳体、蜂窝芯、气流挡板、滚珠、轴承轮、气体输送管、管道和定位装置；模块工装通过定位装置组合连接；组合连接后模块工装的进气管通过管道连通，可以使保护气体在所述模块工装之间流通。所述保护工装在焊接时焊缝及周围进行惰气保护，有效防止钛在高温中与空气中元素的化学反应，保护效果显著；可根据焊接速度需求，一个模块工装独立作为保护所述工装使用，或是将若两个以上的模块工装组装成一个整体形成所述保护工装使用，增长保护区域长度。

技术领域

本发明涉及一种适用于钛矩形管手工直线焊接的模块化气体保护工装，属于焊接技术领域。

背景技术

钛及钛合金具有较高的强度、良好的塑性及韧性，有足够的耐蚀性和高温强度，最为突出的是比强高，是一种优良的轻质结构材料。现在海军装备中大量使用，例如，某海军装备采用钛TA3矩形管焊接而成。但由于钛化学特性活泼，在高温300℃以上极易和空气中的氢、氧以及氮等元素发生化学反应，使得焊缝及焊缝周边材质的力学特性降低，无法满足设计要求。因此，焊接时对温度超过300℃的焊缝和热影响区域要进行保护。

现有产品焊接生产中，根据设计要求对不同壁厚矩形钛管进行直角焊接，单条连续焊缝可长达3.5m，因此需要对焊缝进行多层施焊，由于工艺特性，使得不同的焊层焊接速度不同；但是现有技术中的气体保护工装存在如下缺陷：一、对钛矩形管直角区域的焊缝及热影响区域无法进行有效的保护；二、不能根据焊接速度需要，调节保护区域长短。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于钛矩形管手工直线焊接的模块化气体保护工装，所述保护工装既能对钛矩形管直角区域的焊缝及热影响温度超过300℃以上区域进行有效的保护，还可根据焊接速度需求，一个模块工装独立作为保护所述工装使用，或是将若两个以上的模块工装组装成一个整体形成所述保护工装使用，可增长保护区域长度。

为实现本发明的目的，提供以下技术方案。

一种适用于钛矩形管手工直线焊接的模块化气体保护工装，所述保护工装由一个以上的模块工装组成，每个模块工装结构组成及工作方式一致。其中，每个模块工装包括壳体、蜂窝芯、气流挡板、滚珠、轴承轮、气体输送管、管道和定位装置。

其中，壳体的横截面为六边形，壳体具有八个面，其中七个面密闭构成腔体，分别为顶盖、前端面、后端面、左上侧面、左下侧面、右上侧面和右下侧面，底面为底框，固定安装有蜂窝芯作为出气口。其中，顶盖为矩形平板，前端面和顶盖前端垂直连接，后端面与顶盖后端垂直连接；左上侧面和左下侧面成角度连接构成左侧面，右上侧面和右下侧面成角度连接构成右侧面；左侧面顶端与顶盖左边成角度连接，左侧面底端与底框左边成角度连接，左侧面前端与前端面垂直连接，左侧面后端与后端面垂直连接；右侧面顶端与顶盖右边成角度连接，右侧面底端与底框右边成角度连接，右侧面前端与前端面垂直连接，右侧面后端与后端面垂直连接。

所述模块工装壳体与焊接件相邻面的边沿均固定有气流挡板，起到格挡保护气体气流的作用。优选所述气流挡板为铜箔；更优选所述铜箔厚度为0.2mm，折叠成U型，弧形面超出壳体边沿2mm～2.5mm。

左下侧面和右下侧面分别设有若干滚珠，优选左下方和右上侧面下方的距离为2mm，所述滚珠凸出所在面的高度为2mm，使壳体与焊接件的间距为2mm。

气体输送管由进气管和喷气管构成；喷气管位于在壳体的腔体内靠近顶盖内侧，喷气管上设有若干喷孔，用于喷出保护气体；进气管一端位于腔体内与喷气管连通，另一端进气口穿过顶盖伸出腔体外与保护气连通；气体输送管通过进气管与顶盖固定连接；组合连接后的模块工装之间，进气管通过管道连接，可以使保护气体在组合连接的模块工装之间流通。