[发明专利]一种基于液体保护的水下湿法焊接装置及方法

说明书

本发明提供一种基于液体保护的水下湿法焊接装置及方法，其装置包括自动焊接机构，所述自动焊接机构包括水下焊枪，水下焊枪滑动连接于焊枪移动平台上；自动焊接机构的运动前方设有保护液体输入机构，所述自动焊接机构和保护液体输入机构的周向还设有保护液体控制机构，待焊接区域处于所述保护液体控制机构所围设的区域范围内，保护液体控制机构的顶端通过连接侧板与焊枪移动平台固定连接。其方法是将待焊接区域附近的水排并置换为保护液，使焊接在保护液环境中进行，该方法经济实用，可有效减少焊接接头冷裂纹及电弧气囊迅速长大破裂对熔池扰动的影响，提高了焊接过程的稳定性及焊缝质量，该装置和方法可广泛应用于水下湿法焊接技术领域。

技术领域

本发明属于水下湿法焊接技术领域，具体地说是涉及一种基于液体保护的水下湿法焊接装置及方法。

背景技术

自保护药芯焊丝水下湿法焊接技术，具有操作方便、效率高、成本低和质量高等诸多优点，是水下自动化和智能化焊接的重要发展方向之一。但是，在焊接过程中，由于在水中冷却速度较快，焊接接头处容易产生冷裂纹，冷裂纹的存在严重影响了焊接接头的韧性，降低构件的使用安全性，使得构件在远低于强度极限的条件下发生断裂。此外，电弧的高温使得其周围的大量水分急速汽化，产生大量电弧气囊，这些电弧气囊的在短时间内急速形成和长大，然后破裂。电弧气囊的迅速长大和破裂加剧了熔池上方水的流动，这对于熔池存在着巨大的冲击作用。不仅增加了焊接飞溅，也造成了表层熔渣的损失，削弱了熔渣的保护作用，降低焊缝质量，并且使得焊缝表面高低不平，布满凹坑，严重降低了焊缝成型。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提出了一种基于液体保护的水下湿法焊接装置及方法，该装置及方法简单易行，保护液价格经济，可有效减少焊接接头冷裂纹及电弧气囊迅速长大破裂对熔滴过渡、熔池扰动的影响，且提高了焊接过程的稳定性及焊缝质量。

为此，先提供一种基于液体保护的水下湿法焊接装置，包括自动焊接机构，所述自动焊接机构包括水下焊枪，水下焊枪滑动连接于焊枪移动平台上，其特征在于，所述自动焊接机构的运动前方设有保护液体输入机构，所述自动焊接机构和保护液体输入机构的周向还设有保护液体控制机构，待焊接区域处于所述保护液体控制机构所围设的区域范围内，所述保护液体控制机构的顶端通过连接侧板与焊枪移动平台固定连接。

优选的，保护液体输入机构包括依次连接的储液箱、输液管和输液枪，所述输液管上还设有压力泵，所述输液枪滑动连接于焊枪移动平台上。

优选的，保护液体控制机构包括周向侧板，所述周向侧板的高度大于300mm，所述周向侧板围设的区域内且输液枪的周向设有上盖板，上盖板不覆盖水下焊枪的正上方。

优选的，保护液体控制机构的材质为铝合金。

优选的，储液箱内的保护液的密度及粘度均大于水，热导率低于水，不具有可燃性，且化学性质稳定对人体无毒害，对环境无污染。

优选的，输液枪的前端为倒漏斗形。

优选的，储液箱内的保护液为丙三醇、丁三醇中的一种或多种组合。

此外，又提供一种基于液体保护的水下湿法焊接方法，步骤如下：

步骤一：根据焊丝和焊接工件要求选用合适的保护液，通常情况下使用纯净的丙三醇；

步骤二：调整保护液体控制机构，使待焊接区域处于保护液体控制机构围设的范围内；

步骤三：打开保护液体输入机构，向保护液体控制机构围设的范围内通入保护液，将待焊接区域附近的水排开并置换成保护液；

步骤四：调整水下焊枪至待焊接区域的起始位置，再调节保护液体输入机构的输液枪处于水下焊枪焊接运动方向的前端，根据焊接速度调节保护液体输入机构的保护液输送率，使焊接始终置于高纯度的保护液环境内。