專利名稱：一種全自動(dòng)水下焊接設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種焊接i殳備，尤其是可實(shí)現(xiàn)水下環(huán)境的全自動(dòng)焊接，并可 以對(duì)焊接過程和焊接質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控的全自動(dòng)水下焊^i殳備。
背景技術(shù)：
隨著核電工業(yè)的t艮，核電站的相關(guān)維修工作也提上日程。核電站放射性容 器眾多，例如反應(yīng)堆壓力容器、蒸發(fā)器、穩(wěn)壓器、冷凝器、乏燃料池、換料水池、 給水池等。i文射性容器因?yàn)楹溯椛鋺?yīng)力等作用而容易產(chǎn)生嚴(yán)重威脅電站安全運(yùn)行 的腐蝕裂纟丈和表面磨蝕，需要進(jìn)行漏點(diǎn)補(bǔ)板焊接、裂紋開坡口補(bǔ)焊、磨損腐蝕表 面堆焊等形式的焊接修復(fù)。為了P爭(zhēng)低核輻射對(duì)施工人員和周圍環(huán)境的影響，焊接 需在水中進(jìn)行。雖然在其他許多核電設(shè)備維修之中采用了機(jī)器人，但目前還大都 是通過潛水焊工穿著厚重的專業(yè)防護(hù)服裝進(jìn)行手工焊接。潛水焊工手工焊接，直 接暴露在輻射環(huán)境之中，而且有的容器內(nèi)部水溫很高，作業(yè)環(huán)境極其惡劣， 一個(gè) 焊工作業(yè)時(shí)間通常不超過l小時(shí)，另外水面還需要^人員監(jiān)控潛水焊工所受輻射劑 量等，從而人力投入成本高昂。全自動(dòng)水下焊接方法能夠進(jìn)行水下環(huán)境的全自動(dòng) 焊接作業(yè)，并可對(duì)焊接過程和焊接質(zhì)量進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，這能夠極大地 降低人員輻射成本和停堆成本，對(duì)于諸如核電站放射性容器的維修而言具有重要 意義。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)背景技術(shù)所述，本實(shí)用新型的目的在于提供一種既能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制全 自動(dòng)水下彈接作業(yè)，又能夠保證焊縫成型良好，獲得高質(zhì)量水下焊接接頭的全自 動(dòng)水下焊"^i殳備。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種全自動(dòng)水下焊接設(shè)備，主要包括空氣壓縮機(jī)(1 )、氣瓶(2)、焊接攝像 機(jī)(3 )、焊接試驗(yàn)搶(4 )、排水裝置(5 )、液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)焊接平臺(tái)(6 )、水面(7 )、 焊接分析儀(8 )、焊接電源(9 )、監(jiān)視電視拒(10 )、控制系統(tǒng)拒(11)和手控盒 (12)，其中水下焊接試驗(yàn)艙(4)內(nèi)部加水到水面(7)，焊接攝#^幾(3)、排 水裝置(5 )和液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)焊接平臺(tái)(6 )安裝在水下焊接試驗(yàn)搶(4 )內(nèi)，排水 裝置(5)固定于一個(gè)相對(duì)于焊接試驗(yàn)艙(4)靜止的架板中間，焊槍位于排水裝 置(5)內(nèi)部的中央位置，架板兩側(cè)為螺栓連接快開結(jié)構(gòu)，空氣壓縮機(jī)(l)、氣瓶(2 )、焊接分析儀(8 )、焊接電源(9 )、監(jiān)視電^li巨(10 )、控制系統(tǒng)拒(11)和 手控盒(12)位于地面上，內(nèi)部和外部詔:4>之間通過電纜和氣管來(lái)連接。
所述的排水裝置(5 )的背面采用陶瓷襯墊用于坡口對(duì)接焊，密封墊的形狀與 坡口形狀相適應(yīng)。
由于采用了上述技術(shù)方案件，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果
1、 本實(shí)用新型區(qū)別于目前需潛水焊工手工作業(yè)的局部干式水下焊接，實(shí)現(xiàn)了 遠(yuǎn)程控制全自動(dòng)局部干法水下焊接作業(yè)。
2、 本實(shí)用新型的排水氣體同時(shí)用作焊接保護(hù)氣，增大了保護(hù)氣的保護(hù)區(qū)域； 排水裝置入水前提前通氣，使得排水裝備內(nèi)部始終處于干燥環(huán)境，保證了焊接質(zhì) 量。
3、 本實(shí)用新型使用手控盒遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)了多種擺動(dòng)方式的全自動(dòng)水下焊4秦 作業(yè)，焊接速度、擺動(dòng)速度、擺動(dòng)幅度及其左/右停滯時(shí)間可根據(jù)工況要求實(shí)時(shí)調(diào) 節(jié)。
4、 本實(shí)用新型采用一元化脈沖方式的熔化極惰性氣體保護(hù)焊，簡(jiǎn)化了焊接操 作，在相同平均電流的情況下，優(yōu)化了熔滴過渡形態(tài)，實(shí)現(xiàn)了水下堆焊和帶陶瓷 襯墊的坡口對(duì)接焊。
5、 本實(shí)用新型中柔性耐高溫材料作為排水裝置的密封墊，提高了排水效果和 持續(xù)有效排水密封時(shí)間。
6、 本實(shí)用新型采用的水下攝像系統(tǒng)，能夠?qū)φ麄€(gè)全自動(dòng)水下焊##作過程進(jìn) 行監(jiān)視和記錄。
7、 本實(shí)用新型采用的焊接質(zhì)量分析儀可以對(duì)焊接過程中的焊接電流、電弧電 壓等工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析，似ll可以對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控。


圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)組成示意圖
圖中1-空氣壓縮機(jī)，2-氣瓶，3-焊接攝#^幾，4-焊接試驗(yàn)搶，5-排7jc裝置， 6-液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)焊接平臺(tái)，7-水面，8-焊接分析儀，9-監(jiān)—見電^L拒，10-J^ 見電4見 拒，11-控制系統(tǒng)拒，12-手控盒。
具體實(shí)施方式
由圖l可知，全自動(dòng)水下焊接設(shè)備主要包括空氣壓縮機(jī)l、氣瓶2、焊接攝像 機(jī)3、焊接試驗(yàn)搶4、排7jc裝置5、液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)焊接平臺(tái)6、水面7、焊接分析 儀8、焊接電源9、監(jiān)視電視拒IO、控制系統(tǒng)柜11和手控盒12,其中水下焊接 試驗(yàn)搶4內(nèi)部加水到水面7,焊接攝像機(jī)3、排水裝置5和液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)焊接平臺(tái) 6安裝在水下焊接試驗(yàn)搶4內(nèi)，排水裝置5固定于一個(gè)相對(duì)于焊接試驗(yàn)搶4靜止
4的架板中間，焊槍位于排水裝置5內(nèi)部的中央位置，架板兩側(cè)為螺栓連接快開結(jié) 構(gòu)，空^i縮機(jī)l、氣瓶2、焊接分析儀8、焊接電源9、監(jiān)視電視拒IO、控制系 統(tǒng)拒11和手控盒12位于地面上，內(nèi)部和外部設(shè)^^之間通過電纜和氣管來(lái)連接。 另夕卜，排水裝置5的背面采用陶瓷襯墊用于坡口對(duì)接焊。 焊接時(shí)，排水裝置5固定于一個(gè)相對(duì)于焊接亂瞼槍4靜止的架板中間，焊槍 位于排水裝置5內(nèi)部的中央位置，架板兩側(cè)為螺栓連接快開結(jié)構(gòu)，便于對(duì)排7jc裝 置5以及焊槍的維護(hù)；液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)焊接升降平臺(tái)6抬升到適當(dāng)位置，焊接工件 裝卡，焊接試驗(yàn)艙4艙門關(guān)閉、卡箍鎖緊，Z向升降油缸貼緊工件；焊接工件固 定于液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)焊接平臺(tái)6的上端并隨平臺(tái)相對(duì)于排水裝置運(yùn)動(dòng)，液壓驅(qū)動(dòng)自 動(dòng)焊接平臺(tái)6在手控盒12的遙控下可以實(shí)現(xiàn)高/低、前/后的運(yùn)動(dòng)和左/右方向的 擺動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)速度、擺動(dòng)速度、擺動(dòng)幅度、左/右停滯時(shí)間通過手控盒 12遙控設(shè)定，并在焊接過程中隨工況要求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；開啟空氣壓縮機(jī)l加壓，直 至焊接試驗(yàn)艙4壓力達(dá)到設(shè)定實(shí)驗(yàn)壓力，設(shè)定焊接##:、電源參數(shù)、^^瞼平臺(tái)運(yùn) 動(dòng)參數(shù)，液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)焊接升降臺(tái)6下降，直至焊接工件和排水裝置5密封# 于水面以下，排水裝置5入水前提前通氣，〗吏得排水裝備內(nèi)部始終處于干燥環(huán)境， 保證了焊接質(zhì)量，調(diào)節(jié)排水裝置5內(nèi)充入氣體流量，以獲得良好的排水效果，排 水裝置5使用焊接保護(hù)氣-氬氣作為排水氣體，擴(kuò)大了保護(hù)氣的保護(hù)區(qū)域，提高了 保護(hù)效果；引弧焊接，采用一元化熔化極惰性氣體保護(hù)焊，通過遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)送絲速 度控制焊接電流，筒化了焊 作，采用脈沖焊接方式，在相同平均電流的情況 下，優(yōu)化了熔滴過渡形態(tài)，利于實(shí)現(xiàn)噴射過渡；水下焊接攝像機(jī)3監(jiān)視和記錄焊 接操作的整個(gè)過程，焊接質(zhì)量分析儀8對(duì)焊接過程中的焊接電流、電弧電壓等工 藝數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和統(tǒng)計(jì)分析；焊接結(jié)束后液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)焊接升降臺(tái)6上升至 焊接工件露出水面，關(guān)閉排水氣體；通過排氣管道卸壓，當(dāng)壓力達(dá)到常壓時(shí)柏升 卡箍，打開焊接試驗(yàn)搶4艙門；焊件檢驗(yàn)。
本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)水下平板堆焊、坡口堆焊和帶陶瓷襯墊的坡口對(duì)接焊；釆 用柔性耐高溫材料作為排水裝置5的密封墊，通過密封墊的壓縮及p及7jc作用，提 高了密封排水效果，耐高溫材料在惰性氣體環(huán)境下可以耐2000度以上高溫，延長(zhǎng) 了持續(xù)有效排水密封時(shí)間；水下焊接攝^4幾3具有遙控自動(dòng)變光遮光和遙控變焦 聚焦功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全自動(dòng)水下焊《^#作的整個(gè)過程進(jìn)行監(jiān)視和記錄；焊接質(zhì) 量分析儀8可以對(duì)焊接過程中的焊接電流、電弧電壓等工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和 統(tǒng)計(jì)分析，生產(chǎn)曲線圖和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，^Ut可以對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控。
權(quán)利要求1、一種全自動(dòng)水下焊接設(shè)備，包括空氣壓縮機(jī)(1)、氣瓶(2)、焊接攝像機(jī)(3)、焊接試驗(yàn)艙(4)、排水裝置(5)、液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)焊接平臺(tái)(6)、水面(7)、焊接分析儀(8)、焊接電源(9)、監(jiān)視電視柜(10)、控制系統(tǒng)柜(11)和手控盒(12)，其特征在于水下焊接試驗(yàn)艙(4)內(nèi)部加水到水面(7)，焊接攝像機(jī)(3)、排水裝置(5)和液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)焊接平臺(tái)(6)安裝在水下焊接試驗(yàn)艙(4)內(nèi)，排水裝置(5)固定于一個(gè)相對(duì)于焊接試驗(yàn)艙(4)靜止的架板中間，焊槍位于排水裝置(5)內(nèi)部的中央位置，架板兩側(cè)為螺栓連接快開結(jié)構(gòu)，空氣壓縮機(jī)(1)、氣瓶(2)、焊接分析儀(8)、焊接電源(9)、監(jiān)視電視柜(10)、控制系統(tǒng)柜(11)和手控盒(12)位于地面上，內(nèi)部和外部設(shè)備之間通過電纜和氣管來(lái)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動(dòng)水下焊接設(shè)備，其特征在于所述的排水裝置(5 )的背面采用陶資襯墊用于坡口對(duì)接焊，密封墊的形狀與坡口形狀相適應(yīng)。
專利摘要一種全自動(dòng)水下焊接設(shè)備，設(shè)備包括空氣壓縮機(jī)(1)、氣瓶(2)、焊接攝像機(jī)(3)、焊接試驗(yàn)艙(4)、排水裝置(5)、液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)焊接平臺(tái)(6)、水面(7)、焊接分析儀(8)、焊接電源(9)、監(jiān)視電視柜(10)、控制系統(tǒng)柜(11)和手控盒(12)。焊接采用局部干法水下焊接方式，進(jìn)行水下堆焊和坡口對(duì)接焊，焊接時(shí)采用一元化脈沖方式的熔化極惰性氣體保護(hù)焊，焊接排水氣體同時(shí)用作焊接保護(hù)氣，焊接前根據(jù)需要通過手控盒(12)設(shè)定包括焊接方式、焊接速度、擺動(dòng)速度、擺動(dòng)幅度及左右停滯時(shí)間等焊接參數(shù)，并通過攝像系統(tǒng)對(duì)焊接試驗(yàn)艙(4)內(nèi)部全方位遠(yuǎn)程監(jiān)控，焊接分析儀(8)對(duì)焊接電參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和統(tǒng)計(jì)分析。本實(shí)用新型可應(yīng)用于深水以及輻射環(huán)境等人員不能進(jìn)入的場(chǎng)合，既能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制全自動(dòng)水下焊接作業(yè)，又能夠保證焊縫成型良好，以獲得高質(zhì)量水下焊接的接頭。
文檔編號(hào)B23K31/12GK201342544SQ20082023391
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者燕 余, 劉德華, 周燦豐, 張俊寶, 朱加雷, 沈秋平, 焦向東, 煜 陳, 顧國(guó)興, 輝 高 申請(qǐng)人:北京石油化工學(xué)院;上海核工程研究設(shè)計(jì)院