能夠拍攝水下電弧并模擬不同水深的自動平焊裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種能夠拍攝水下電弧并模擬不同水深的自動平焊裝置，該裝置的機架設在焊接壓力艙內，機架上設有相互嚙合的滑動軌道和滑動導輪，可使機架平行進出焊接壓力艙；焊條/焊槍垂直送進機構通過螺栓固定在機架的頂部，焊條/焊槍夾具是固定在焊條/焊槍垂直送進機構的移動滑塊上，機架的底部依次設有水平二維運動x方向平臺、水平二維運動y方向平臺，水槽設置在水平二維運動x方向平臺上。有益效果是可以對水下焊接過程中熔滴過渡、電弧形態及熔池行為進行高速攝像，既可以模擬水下濕法與局部干法焊接；又可以模擬高壓干法焊接。焊接壓力艙最大設計壓力為3Mpa，實現300m水深的水下濕法、局部干法與高壓干法焊接。
【專利說明】能夠拍攝水下電弧并模擬不同水深的自動平焊裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及水下焊接設備，特別是一種能夠拍攝水下電弧并模擬不同水深的自動
平焊裝置。
【背景技術】
[0002]為了滿足人類對資源的需求，海洋資源開采的力度將會越來越大，海洋上開采資源的構筑物也會逐漸增多，然而所有的海洋構筑物都不可能一直進行使用，水下構筑物焊接結構不但要承受工作載荷，還要抵抗海水環境下的各種附加載荷。在這種條件下，焊接結構很容易產生疲勞破壞、脆性斷裂或應力腐蝕開裂。為了維護和維修海洋構筑物，水下焊接技術越來越重要，得到了國內外許多焊接工作者的關注。同時，水下焊接的工作量和技術需要也越來越強烈。
[0003]為模擬不同水深的水下焊接試驗，需要在壓力艙內進行，并且要求自動化焊接。目前，用于水下高壓試驗的壓力艙在國外數見不鮮。英國Cranfield大學海洋工程中心的Hyperweld250Simulator ;巴西CENPES中心的水下高壓焊接艙；德國GKSS中心的高壓焊接試驗艙。國內哈爾濱焊接研究所HSC-2模擬水下焊接試驗艙，最大工作壓力為3Mpa ;北京石油化工學院海洋工程連接技術研究中心設計建造了壓力為1.5MPa的高壓焊接試驗裝置。
[0004]通過對不同水深水下焊接過程中熔滴過渡、電弧形態及熔池行為開展視覺檢測和理論研究，從焊縫成形、電弧物理及焊接冶金機理角度對研制新型焊接材料、改進焊接工藝和提高焊接質量提供數據支持和理論指導。這就要求高速攝像機與電弧位置相對固定，工件進行移動，從而完成焊接操作。但是目前國內外未見有滿足上述要求的壓力艙水下自動焊接裝置。

【發明內容】

[0005]針對現有技術中結構上的不足，本發明的目的在于提供一種能夠拍攝水下電弧并模擬不同水深的自動平焊裝置，可以對不同水深水下焊接過程中熔滴過渡、電弧形態及熔池行為進行高速攝像，用于水下濕法、局部干法以及高壓干法焊接工藝研究。
[0006]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種能夠拍攝水下電弧并模擬不同水深的自動平焊裝置，其中:該裝置包括有焊接壓力艙、機架、焊條/焊槍垂直送進機構、焊條/焊槍夾具、水槽、水平二維運動X方向平臺、水平二維運動y方向平臺、艙內全局攝像頭、聞速攝像機；
[0007]所述機架設在焊接壓力艙內，機架上設有相互嚙合的滑動軌道和滑動導輪，可使機架平行進出焊接壓力艙；焊條/焊槍垂直送進機構通過螺栓固定在機架的頂部，焊條/焊槍夾具是固定在焊條/焊槍垂直送進機構的移動滑塊上，機架的底部依次設有水平二維運動X方向平臺、水平二維運動y方向平臺，水槽設置在水平二維運動X方向平臺上。
[0008]本發明的效果是:
[0009]1.本發明提供一種能夠拍攝水下電弧的自動平焊裝置，可以對水下焊接過程中熔滴過渡、電弧形態及熔池行為進行高速攝像。
[0010]2.本發明在水平二維運動平臺上放置一水槽，將工件浸泡在其中，在水中施焊，可以模擬水下濕法與局部干法焊接；將水槽撤掉，工件直接放在平臺上，可以模擬高壓干法焊接。
[0011]3.本發明提供一種能夠模擬不同水深的自動平焊裝置，焊接壓力艙最大設計壓力為3Mpa，可以實現最深300m水深的水下濕法，局部干法與高壓干法焊接。
[0012]4.焊條或焊槍垂直送進機構與水平二維運動平臺中的運動機構均采用絲杠傳動，精確度高，誤差不超過±0.5_，穩定性好，并設置安裝了光柵尺定位裝置，可實時控制與顯示當前位置、運動速度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1自動平焊裝置的主視圖；
[0014]圖2自動平焊裝置的側視圖。
[0015]圖中:
[0016]1、焊接壓力艙 2、機架 3、焊條/焊槍垂直送進機構
[0017]4、焊條/焊槍夾具5、水槽6、工件水平7、二維運動X方向平臺
[0018]8、水平二維運動y方向平臺 9、艙內全局攝像頭10、高速攝像機
【具體實施方式】
[0019]結合附圖對本發明的能夠拍攝水下電弧并模擬不同水深的自動平焊裝置結構加以說明。
[0020]如圖1、2所示，本發明的一種能夠拍攝水下電弧并模擬不同水深的自動平焊裝置，該裝置包括有焊接壓力艙1、機架2、焊條/焊槍垂直送進機構3、焊條/焊槍夾具4、水槽5、水平二維運動X方向平臺7、水平二維運動y方向平臺8、艙內全局攝像頭9、高速攝像機10 ；
[0021]所述機架2設在焊接壓力艙I內，機架2上設有相互嚙合的滑動軌道和滑動導輪，可使機架2平行進出焊接壓力艙I ;所述焊條/焊槍垂直送進機構3通過螺栓固定在機架2的頂部，焊條/焊槍夾具4固定在焊條/焊槍垂直送進機構3的移動滑塊上，機架2的底部依次設有水平二維運動X方向平臺7、水平二維運動y方向平臺8，水槽5設置在水平二維運動X方向平臺7上；艙內全局攝像頭9、高速攝像機10安裝在機架2上。
[0022]本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0023]如圖1、2所示，在焊條/焊槍夾具4處將焊條/焊槍固定住，將工件6放置盛有定量水的水槽5中。通過調節焊條/焊槍送進機構、水平二維運動X方向平臺7、水平二維運動y方向平臺8進行焊前對中，并調節艙內全局攝像頭9、高速攝像機10至恰當位置。將機架2整體推進焊接壓力艙1，封蓋，進行打壓。根據試驗要求，調節艙內壓強即0.1MPa代表IOm水深，根據不同試驗要求改變壓強值，焊接工藝參數及焊接輔助設備，如高速攝像系統、電信號采集系統、光譜信號采集系統等參數，準備就緒方可焊接。
【權利要求】
1.一種能夠拍攝水下電弧并模擬不同水深的自動平焊裝置，其特征是:該裝置包括有焊接壓力艙(I)、機架(2)、焊條/焊槍垂直送進機構(3)、焊條/焊槍夾具(4)、水槽(5)、水平二維運動X方向平臺(7)、水平二維運動y方向平臺(8)、艙內全局攝像頭(9)、高速攝像機(10)； 所述機架(2)設在焊接壓力艙(I)內，機架(2)上設有相互嚙合的滑動軌道和滑動導輪，可使機架(2)平行進出焊接壓力艙(I);所述焊條/焊槍垂直送進機構(3)通過螺栓固定在機架(2)的頂部，焊條/焊槍夾具(4)固定在焊條/焊槍垂直送進機構(3)的移動滑塊上，機架(2)的底部依次設有水平二維運動X方向平臺(7)、水平二維運動y方向平臺(8)，水槽(5)設置在水平二維運動X方向平臺(7)上；艙內全局攝像頭(9)、高速攝像機(10)安裝在機架(2)上。
【文檔編號】B23K9/133GK103447659SQ201310362655
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】王保祥, 程方杰, 王東坡, 高文斌, 任成龍 申請人:天津大學