[发明专利]一种回弹式方管焊接内侧气体保护装置

说明书

本发明提供了一种回弹式方管焊接内侧气体保护装置，该装置包括氩气保护罩(1)、轮轴组件(2)、导向轮组(3)和摆动轮组(4)，轮轴组件(2)位于氩气保护罩(1)和导向轮组(3)之间，摆动轮组(4)安装在轮轴组件(2)侧边，在摆动轮组(4)上连接弹力绳(5)。本发明所述回弹式焊接内侧气体保护装置可有效提高焊道位置焊接部位的氩气浓度，避免氧气与焊道接触，用其进行保护的不锈钢管焊接后内侧焊缝表面纹路平滑无氧化物，焊接质量较高，且本发明所述气体保护装置操作简单，仅由一人便可同时完成外侧焊接和内侧气体保护，焊接效率提高。

技术领域

本发明涉及大型不锈钢焊接方管的制造，特别涉及核电站核岛设备余热排出热交换器中的大型不锈钢方管外侧焊接内侧气体保护的装置以及气体保护方法。

背景技术

方管为一种常见的型材，广泛应用于厂房建设、高层建筑、桥梁建设和其他大型钢结构中。大型不锈钢方管常用于条件苛刻、环境恶劣工况的产品结构中，例如核电站核岛设备余热排出热交换器，常年浸泡在安全壳下的冷却水中，设备管束支撑部分由规格为260mm×260mm的大型不锈钢方管构成，长度为2～4m，换热管内高速流动的介质会对其产生高频振动，方管的支承起到重要的作用。这种大型不锈钢方管壁厚达20mm，轧制成型难度大，造价昂贵。

相比之下，由两根规格相同的C形钢对接焊接成形的不锈钢方管更实惠，制造难度及成本大大降低。C形钢对接焊缝焊接质量要求高，焊后整条焊缝要进行严格的无损检测。由于其结构限制，焊接时仅能焊接外侧，对于不锈钢材质且单侧坡口的结构应采用钨极气体保护焊接进行焊缝首层的焊接方法，其效果为从一侧焊接使熔化金属透过焊缝在背侧形成焊道使整条焊缝完全焊透。这种焊接方法要求C型钢组对时保留一定间隙来确保熔化金属能够透过焊缝，内侧焊道冷却过程中必须对其表面进行惰性气体保护来防止氧化，焊缝一旦氧化将无法满足无损检测。对于钨极气体保护焊接通常选用氩气作为保护气体，焊道位置氩气浓度越高焊缝质量越好，对于这种形式的焊缝焊接时通常需要两名人员，一人进行焊接，另一人在背侧进行气体保护。

不锈钢方管长度为2～4m，内侧空间仅为220mm×220mm，为保证内侧焊缝质量，对气体保护有以下要求：1.焊接时背侧气体保护装置应能够达到方管内侧整条焊道各位置；2.气体保护装置应始终贴合在焊道背侧；3.气体保护装置需要准确跟随焊接位置并笼罩熔池，并且在焊道冷却的过程中始终确保其表面氩气浓度；4.焊缝焊接时受电弧热量产生收缩和塌陷时气体保护装置能满足在方管内侧自由移动。不锈钢材质导热系数小，热量比较难散去，高温熔池存在的时间也比较长，而且气体保护装置笼罩焊缝区域设计不宜过长，会导致氩气未经过焊道便从焊缝流失而降低氩气浓度。若气体保护不当在方管内侧人员不可达位置造成焊道氧化物则难以去除，需要将焊缝全部清除重新焊接，还会造成方管报废的后果，造成较大损失。综上所述不锈钢方管焊接内侧气体保护存在一定难度。

发明内容

基于上述技术背景，本发明人进行了锐意进取，设计出一种回弹式方管焊接内侧气体保护装置，该装置包括氩气保护罩、轮轴组件、导向组件和摆动组件，轮轴组件位于氩气保护罩和导向轮组之间，摆动轮组安装在轮轴组件的侧边，在摆动轮组上连接弹力绳。本发明所述的回弹式方管焊接内侧气体保护装置仅由一人便可同时完成外侧焊接和内侧气体保护，且本发明所述的气体保护装置可有效提高焊道位置焊接部位的氩气浓度，防止氧气与焊道接触，用其进行保护的不锈钢管焊接后内侧焊缝表面纹路平滑无氧化物，焊接质量较高。

本发明的第一方面在于提供一种回弹式方管焊接内侧气体保护装置，该装置包括氩气保护罩1、轮轴组件2、导向组件3和摆动轮组4，所述轮轴组件2位于氩气保护罩1和导向轮组3之间，摆动轮组4安装在轮轴组件2的侧边。

所述氩气保护罩1包括管嘴11、进气侧挡板12、焊接侧挡板14、U形板15和连接螺柱16，U形板15位于进气侧挡板12和焊接侧挡板14之间；

U形板15、进气侧挡板12和焊接侧挡板14连接形成无盖的长方形盒体；