一種用于管道焊接的圓弧形半密閉氣體保護拖罩的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種管道焊接用圓弧形半密閉氣體保護拖罩，屬于自動化焊接設備保護裝置技術領域，適用于各行業系列直徑焊接管道焊接時高溫區焊縫表面的氣體保護。
【背景技術】
[0002]核電現場核島回路管道材料多采用奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、鎳基合金，對焊縫性能要求很高，小直徑回路管道焊接時多采用開放式自動焊接軌道機頭，焊接過程中只有陶瓷噴嘴正下方的熔池區及很小范圍的焊縫區處于氣體保護之中，而焊接接頭高溫區焊縫及熱影響區尤其是處于400°C以上的焊縫及熱影響區處于大氣環境下，得不到氣體保護。由于不銹鋼、鎳基合金自身的焊接性，處于高溫區的焊縫及熱影響區極易氧化，被空氣、水分、油脂等污染，極易吸收氧、氮、氫、碳等雜質，產生各種焊接缺陷，進而導致焊接接頭的塑性和韌性顯著降低。
[0003]所以核電現場核島回路管道焊接的關鍵是加強高溫區焊縫及熱影響區的保護。加強氣體保護作用的措施常見有兩大類:一是在管道外附加通有保護氣的拖罩，使在400°C以上的焊縫和熱影響區處于保護之中；二是在焊縫背面采用可通保護氣體的墊板、反面保護罩或在被焊管子內部局部密閉氣腔內充滿保護氣體以加強反面的保護。由于核電現場的情況，回路管道的長度，直徑，采用等二種氣體保護措施不可行，只有采用第一種措施在管道外附加通有保護氣的拖罩。
[0004]目前常采用的氣體保護拖罩存在的不足有:
[0005]1、氣體拖罩夾持陶瓷噴嘴的部位設計不合理，焊接過程中常因壓力過大導致陶瓷噴嘴碎裂，加大生產成本；
[0006]2、氣體通道設計不合理，使達到高溫區焊縫及熱影響區的保護氣分布不均勻，達不到良好的保護效果，導致焊接接頭表面發藍；
[0007]3、保護拖罩直接與焊縫剛性接觸，極易造成焊縫C、Fe等元素的污染，影響焊縫質量;
[0008]4、保護拖罩與機頭噴嘴分離，自動焊時不能隨機頭自動轉動，需要另外增加一人進行輔助，隨時拖動氣體保護拖罩，增加人工成本。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型的目的在于，針對現常用氣體保護拖罩存在的不足，在陶瓷噴嘴周圍狹小的安裝空間內，在不破壞現場開放式軌道焊接機頭情況下，在不影響原有機頭送絲裝置的情況下，設計一種管道焊接用圓弧形半密閉氣體保護拖罩，該保護拖罩設計合理，結構簡單，單人操作，能有效并大范圍進行接頭高溫區焊縫及熱影響區的保護。
[0010]為達到上述實用新型目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0011]一種用于管道焊接的圓弧形半密閉氣體保護拖罩，包括:弧形殼體、弧形壓環、不銹鋼絲網層、弧形擋板、固定耳、緩沖層和進氣組件；
[0012]弧形殼體朝向焊接管道的內壁開有弧形腔，弧形腔內開有卡槽，卡槽內放置不銹鋼絲網層，弧形擋板與所述卡槽相配合，將不銹鋼絲網層壓在所述卡槽內，且弧形擋板的內表面與所述弧形殼體朝向焊接管道的內表面平齊，弧形擋板上均勻分布有通孔，弧形壓環上開有所述氣體保護拖罩的出氣孔，且弧形壓環與所述弧形殼體的內表面相匹配，將弧形擋板的邊緣壓住，弧形擋板的其余中間部分露出，弧形擋板露出部分的寬度、所述氣體保護拖罩的出氣孔的寬度以及弧形殼體內弧形腔的寬度相同，寬度范圍為:15?25_ ；
[0013]弧形殼體的徑向側壁上加工有錐形螺紋進氣孔，進氣組件與所述錐形螺紋進氣孔連通，用于給弧形殼體內的弧形腔提供保護氣體；
[0014]弧形殼體的一端通過固定耳與焊槍固定連接，弧形殼體與焊槍之間以及固定耳與焊槍之間均貼有緩沖層，管道工件的待焊接部位與所述弧形壓環上的出氣孔相對應，管道工件的軸線平行于弧形壓環的內表面，管道工件表面與弧形壓環的內表面不接觸。
[0015]弧形殼體和弧形壓環的弧度相同，弧度范圍:120?180度，所述弧形腔的弧度比弧形殼體的弧度小30度。
[0016]所述弧形壓環通過三組壓緊螺釘和弧形殼體緊密連接貼合。
[0017]所述弧形擋板上均勻分布的通孔直徑相同，通孔的朝向為弧形擋板的弧面徑向方向，通孔直徑范圍為:1?2mm，軸向間隔范圍為:1.5?3mm，徑向間隔范圍為:4?6度。
[0018]所述不銹鋼絲網層包括五層不銹鋼絲網，中間一層不銹鋼絲網目數范圍為:100-110，靠近弧形擋板的兩層不銹鋼絲網目數為60-70，遠離弧形擋板的兩層不銹鋼絲網目數為80-90。
[0019]所述進氣組件包括兩個進氣接嘴、兩個氣管和三通接頭，外部氣源通過三通接頭的輸入端輸入，三通接頭的兩個輸出端分別通過兩個氣管與兩個進氣接嘴連接，進氣接嘴與所述錐形螺紋進氣孔匹配連接，外部氣源提供的保護氣體依次經過三通接頭、氣管和進氣接嘴進入弧形殼體內的弧形腔。
[0020]所述圓弧形半密閉氣體保護拖罩還包括耐高溫柔性裙邊，裙邊的一端與管道工件的表面接觸，另一端連接在弧形壓環的側壁上。
[0021]所述弧形壓環上出氣口的氣體流量小于焊槍中固有氣路的保護氣體流量，所述保護氣體為氬氣、氦氣或者氬氣氦氣的混合氣體。
[0022]所述緩沖層采用橡膠或者玻璃棉材料。
[0023]本實用新型相對現有技術帶來的有益效果為:
[0024](I)本實用新型的氣體保護拖罩氣體通道設計合理、結構簡單、操作方便、氣密性好、與焊槍一體化、與工件及焊縫不接觸，保護范圍大，有效地對焊接后高溫區焊縫及熱影響區進行保護，表面銀白色，焊接質量優良，減少了焊接工時，顯著提高了焊接效率。
[0025](2)本實用新型的氣體保護拖罩安裝在焊槍陶瓷噴嘴的下后部，氣瓶氣體經本實用新型氣體保護拖罩流出后形成層流流態，不斷向焊縫及熱影響區提供均勻充足的保護氣體，延長了氣體保護時間，防止了焊縫氧化，保證了接頭焊接質量；同時與焊槍形成一體，可隨焊接機頭自帶的焊接軌道一起圍繞焊接管道運動，不存在人工拖動氣體保護拖罩的情況，節約了人工成本；另外在氣體保護拖罩轉動的過程中是不與焊接工件直接接觸的，避免了接頭焊縫C、Fe等元素的污染，提高了焊接接頭的質量。
[0026](3)本實用新型的氣體保護拖罩的進氣組件安裝在氣罩的徑向側壁上，從氣瓶經過進氣組件進入拖罩弧形腔內的保護氣體先吹向對面側壁，經對面側壁反射后充滿整個弧形腔后再流向不銹鋼絲網層，起到初步降低保護氣體流速的作用；同時內部設置有多層不同目數的不銹鋼絲網，進一步降低保護氣體的流速，有效地逐層分散并均勻保護氣體，形成層流層，提高了保護效果；同時采用兩個進氣嘴給氣罩供氣，分散了氣體流量，初步降低了氣體流速，利于氣體最終流出流態呈層流流態。
[0027](4)本實用新型的氣體保護拖罩的三面設置柔的耐高溫裙邊，一端與工件柔性接觸，將保護氣體包裹在一個區域內，隔離了外界氣體，避免了保護氣體受外界氣流的影響，使得保護氣體不發散，加強了氣體保護，同時一定程度上節省了氣體用量。
[0028](5)本實用新型的氣體保護拖罩用緩沖層與焊槍的陶瓷噴嘴軟接觸，一定程度上降低了氣體保護拖罩安裝及使用過程中因壓力過大導致陶瓷噴嘴碎裂的頻率，節約了生產成本。
[0029](6)本實用新型的氣體保護拖罩的出氣孔的寬度及弧度大，加大了保護范圍，提高了焊接質量；進氣組件采用管螺紋與弧形殼體連接，加強了氣體保護拖罩的密封性。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型結構示意圖；
[0031]圖2為本實用新型機構剖視圖；
[0032]圖3為本實用新型拖罩立體示意圖；
[0033]圖4為本實用新型拖罩、焊槍和工件組合示意圖；
[0034]圖5為本實用新型殼體結構示意圖；
[0035]圖6為本實用新型壓環結構示意圖。
【具體實施方式】
[0036]如圖1、2、3、4所示，本實用新型提供了一種用于管道焊接的圓弧形半密閉氣體保護拖罩，包括:弧形殼體1、弧形壓環2、不銹鋼絲網層3、弧形擋板4、固定耳9、緩沖層11和進氣組件12 ;弧形殼體I和弧形壓環2的弧度相同，弧度范圍:120?180度。弧形腔的弧度比弧形殼體I的弧度小30度。采用上述的弧形殼體的弧度及弧形腔的弧度方便焊接現場氣體保護拖罩直接從待焊管道側裝卡在焊槍上，同時也延長了焊縫保護范圍，弧度過小，起不到保護接頭高溫區焊縫及熱影響區的作用，弧度過大，一方面不方便直接從管道側裝卡在焊槍上，需要從管道端穿過移動到接頭所在的位置，然后再裝卡到焊槍上，增加了裝卡的不方便性，另一方面超過管道180°以外的焊縫表面的溫度已將降低，沒有進行氣體保護的必要性了，同時還會造成保護氣體的浪費。
[0037]如圖5所示，弧形殼體I朝向焊接管道的內壁開有弧形腔，弧形腔內開有卡槽，卡槽內放置不銹鋼絲網層3，弧形擋板4與所述卡槽相配合，將不銹鋼絲網層3壓在所述卡槽內，且弧形擋板4的內表面與所述弧形殼體I朝向焊接管道的內表面平齊，弧形擋板4上均勻分布有通孔，所述弧形擋板4上均勻分布的通孔朝向為弧形擋板4的弧面徑向方向，通孔直徑范圍為:Φ I?Φ2mm，軸向間隔范圍為:1.5?3mm，徑向間隔范圍為:4?6度，這樣能在保證弧形擋板4剛度的情況下，使通孔盡可能密集分布并朝向待焊接接頭，能夠分散均勻保護氣體。如圖6所示，弧形壓環2上開有所述氣體保護拖罩的出氣孔，且弧形壓環2與所述弧形殼體I的內表面相匹配，所述弧形壓環2通過三組壓緊螺釘5和弧形殼體I緊密連接貼合，將弧形擋板4的邊緣壓住，弧形擋板4的其余中間部分露出，弧形擋板4露出部分的寬度、所述氣體保護拖罩的出氣孔的寬度以及弧形殼體I內弧形腔的寬度相同，寬度范圍為:15?25mm ;根據客戶所焊的材料及所用的焊接工藝，經過試驗驗證，采用上述的弧形腔寬度能很好地進行焊縫及焊縫兩側熱影響區的保護，過大造成保護氣體的浪費，加大氣體保護拖罩的體積，根據所要焊的接頭形式、母材種類及所要采用的焊接工藝的不同，寬度范圍不止局限于上述寬度范圍內；弧形腔的過渡處圓滑，沒有死角，利于弧形腔內保護氣體的流動；卡槽的設置保證了氣體保護拖罩的密閉性，有效地防止保護氣體從兩側跑出，一定程度上節省了保護氣體的用量；弧形擋板的存在不但起到固定支撐五層不銹鋼絲網層的作用，還起到進一步減緩保護氣體流速，在保護氣罩的正下方形成層流層的作用。
[0038]弧形殼體I的徑向側壁上加工有錐形螺紋進氣孔，進氣組件與所述錐形螺紋進氣孔連通，用于給弧形殼體I內的弧形腔提供保護氣體，這樣從氣瓶經過進氣組件進入拖罩弧形腔內的保護氣體先吹向對面側壁，經對面側壁反射后充滿整個弧形腔后再流向不銹鋼絲網層，起到初步降低保護氣體流速的作