[实用新型]用于厚壁压力容器焊接的焊接机器人配套预热装置

说明书

本实用新型涉及厚壁压力容器焊接加工设备技术领域；用于厚壁压力容器焊接的焊接机器人配套预热装置，包括第一燃烧室、氩气管、吹氧管、铝丝电极装置、第二燃烧室、混热腔、压缩空气管，第一燃烧室为长椭球型容器，其长轴纵置，上端与吹氧管联通，吹氧管与其长轴共轴，氩气管连接在第一燃烧室上部侧面；第一燃烧室中部侧面对称开孔，并于开孔处安装两个铝丝电极装置；本实用新型提供了一种氩保护下电弧融铝并吹氧燃烧的加热装置，用于对厚壁焊件预热可避免燃烧产物对焊缝质量造成不利影响，使预热工序无需远离焊缝坡口区域，有效提高了能源利用率，降低了预热能耗，可以大幅改善生产环境，便于实现焊接机器人对厚壁压力容器焊件的精密加工。

技术领域：

本实用新型涉及厚壁压力容器焊接加工设备技术领域。

背景技术：

高等级压力容器、管路有广泛的工业应用，尤其在化工行业中，由于化工工艺的压力要求，缺乏高等级压力容器往往意味着生产无法实现。

用于化工工业的高等级压力容器除抗压要求外，还会涉及耐腐蚀、磨损要求，因此其设计时需要为容器壁厚预留较大尺寸的腐蚀磨损余量，以保证设备在设计寿命范围内不会因腐蚀磨损导致抗压性能低于工艺需求。所以该领域的容器普遍有厚壁特征。

在对钢制厚壁容器进行焊接生产加工时，通常的加工流程采用厚钢材卷板加工为筒状，通过焊接使其两端连接成型，在焊接时需要对焊件进行预热以防止焊接过程中热变形造成废品。

上述预热焊接过程中，目前多采用乙炔焰灼烧加热。由于乙炔焰直接灼烧钢材会在钢材表面留下炭黑层，而该炭黑层如混入焊接熔池易导致焊缝缺陷，对于高等级压力容器而言这是必须避免的，因此对焊件的预热点需要远离焊缝区域，即对焊件整体加热，能源浪费严重并且会造成生产环境高温，使自动化的焊接机器人操作精度严重下降，在夏季易造成工人中暑，危害生产安全。

实用新型内容：

鉴于此，有必要设计一种不需要规避焊缝的厚壁压力容器焊接预热装置，降低预热过程的能耗。

用于厚壁压力容器焊接的焊接机器人配套预热装置，包括第一燃烧室、氩气管、吹氧管、铝丝电极装置、第二燃烧室、混热腔、压缩空气管。

其中，第一燃烧室为长椭球型容器，其长轴纵置，上端与吹氧管联通，吹氧管与其长轴共轴，氩气管连接在第一燃烧室上部侧面，氩气管与连接处的第一燃烧壁切线共面、输气方向向下倾斜；第一燃烧室中部侧面对称开孔，并于开孔处安装两个铝丝电极装置，该铝丝电极装置用于将两根铝丝分别由两个开孔推入第一燃烧室，并为上述两根铝丝通电，使其在第一燃烧室中央处产生电弧并升温。

第二燃烧室为纵置的圆管，竖直安装在第一燃烧室下端；混热腔上段为圆筒状有顶容腔，其顶部中央开孔，第二燃烧室下部由该孔伸入混热腔上段内部，混热腔下段为向下收敛的锥台状管，混热腔上段与混热腔下段相互连接密封，混热腔下段底部管口为加热喷口。

压缩空气管连接在混热腔上端侧面，压缩空气管与连接处的混热腔上段壁切线共面。

工作时，铝丝电极装置将两根铝丝分别从第一燃烧室侧壁开孔处匀速推入第一燃烧室，并对铝丝通电使两根铝丝之间产生电弧并升温融化，同时，吹氧管向第一燃烧室内通入纯氧，该纯氧气流冲击融化的铝丝使铝液滴破碎飞散，并使铝液在该过程中燃烧放热；纯氧气流与铝液滴在第二燃烧室中继续燃烧反应，直至离开第二燃烧室进入混热腔中。

上述过程中，氩气管用于提供贴附第一燃烧室与第二燃烧室内壁螺旋向下移动的惰性气流，使高温的纯氧气流不接触其内壁，防止第一燃烧室、第二燃烧室内壁材料氧化损毁。优选的，上述过程中纯氧供应量应过量，使铝材料充分反应。