焊缝背面氩气保护装置的制作方法

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种焊缝背面氩气保护装置。

背景技术：

不锈钢、钛合金及高合金钢在焊接时，为了避免焊接过程中合金元素的过渡烧损，同时为了避免焊缝背面出现氧化发渣等缺陷，通常在焊接的背面或管道内侧充入惰性气体进行保护。惰性气体保护方式通常包含橡胶气室、气球、水溶纸、移动气罩，但这些方式均要求充气区域内为密封状态，对于不可达且无法密封区域无法进行有效的保护。

目前通用做法是在管道或结构内部制作氩气室，室气室的构成一般由两块密封板、不锈钢缆绳、氩气进气孔及软管构成。两块密封板同管道或结构一同组成密封腔室，焊缝间隙用胶带进行封堵后整体形成一个封闭环境。焊接时在氩气室上部开一个小孔，通过软管将氩气输送至密封腔室，氩气密度大沉积在底部，空气被下沉的氩气通过上部小孔挤出，等待一段时间后氩气室内的气体成份全部为氩气。氩气在焊接时提供背面保护作业，焊接完成后将密封板通过不锈钢缆绳拉出。

然而上述技术仅适用于人工可接触的范围，对于人工无法直接接触的区域，无法使其与待焊区域紧密贴合。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有的氩气室仅适用于人工可接触的范围，对于人工无法直接接触的区域，无法使氩气室与待焊区域紧密贴合的问题，提供一种焊缝背面氩气保护装置。

本发明提供了一种焊缝背面氩气保护装置，其特征在于，包括：

外腔室，所述外腔室的上方为开口结构；

内腔室，所述内腔室的上方为开口结构，所述内腔室设置在所述外腔室内部，且所述内腔室能够沿所述内腔室的高度方向在所述外腔室内部运动；

充气管，所述充气管的一端与外部气泵连接，另一端依次穿过所述外腔室和所述内腔室后伸入到所述内腔室中。

上述焊缝背面氩气保护装置，由于内腔室能够沿内腔室的高度方向在外腔室内部运动，当整体装置移动到预设位置后，内腔室自动抵接在待焊区域的背面，从而就可以确保整体装置与待焊区域紧密贴合。

在其中一个实施例中，还包括弹性件，所述内腔室的底面通过所述弹性件与所述外腔室内部底面连接。

在其中一个实施例中，所述弹性件包括四个压缩弹簧，所述外腔室内部底面的四个拐角处分别设置有一个所述压缩弹簧，每个所述压缩弹簧远离所述外腔室内部底面的一端均与所述内腔室的底面连接。

在其中一个实施例中，位于所述内腔室中的所述充气管上的侧壁上设置有多个排气孔。

在其中一个实施例中，多个所述排气孔的方向不同。

在其中一个实施例中，所述充气管与所述内腔室固定连接。

在其中一个实施例中，还包括牵引挂钩，所述外腔室沿长度方向的两侧面的外侧分别设置有一个所述牵引挂钩。

在其中一个实施例中，还包括牵引绳，所述牵引绳与所述牵引挂钩连接。

在其中一个实施例中，还包括滚动件，所述滚动件设置在所述外腔室的底面。

在其中一个实施例中，还包括摄像头，所述摄像头设置在所述外腔室的内壁上。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的焊缝背面氩气保护装置的结构示意图；

图2为图1的正视图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

现有的不锈钢、钛合金及高合金钢在焊接时，为了避免焊接过程中合金元素的过渡烧损，同时为了避免焊缝背面出现氧化发渣等缺陷，通常在焊接的背面或管道内侧充入惰性气体进行保护。惰性气体保护方式通常包含橡胶气室、气球、水溶纸、移动气罩，但这些方式均要求充气区域内为密封状态，对于不可达且无法密封区域无法进行有效的保护。

目前通用做法是在管道或结构内部制作氩气室，室气室的构成一般由两块密封板、不锈钢缆绳、氩气进气孔及软管构成。两块密封板同管道或结构一同组成密封腔室，焊缝间隙用胶带进行封堵后整体形成一个封闭环境。焊接时在氩气室上部开一个小孔，通过软管将氩气输送至密封腔室，氩气密度大沉积在底部，空气被下沉的氩气通过上部小孔挤出，等待一段时间后氩气室内的气体成份全部为氩气。氩气在焊接时提供背面保护作业，焊接完成后将密封板通过不锈钢缆绳拉出。

然而上述技术仅适用于人工可接触的范围，对于人工无法直接接触的区域，无法使其与待焊区域紧密贴合。

为了解决上述问题，如图1并结合图2所示，本发明一实施例中，提供了一种焊缝背面氩气保护装置，包括：外腔室10、内腔室20以及充气管40，其中，外腔室10的上方为开口结构，内腔室20的上方为开口结构，内腔室20设置在外腔室10内部，且内腔室20能够沿内腔室20的高度方向在外腔室10内部运动，充气管40的一端与外部气泵连接，另一端依次穿过外腔室10和内腔室20后伸入到内腔室20中。

具体地，上述外腔室10采用304不锈钢薄板制作，材质为00cr19ni10不锈钢板材制作成长方体无盖盒子，外腔室10的长、宽、高分别为300mm、150mm、60mm；内腔室20也采用304不锈钢薄板制作，材质为00cr19ni10不锈钢板材制作成长方体无盖盒子，内腔室20的长、宽、高分别为280mm、140mm、50mm，内腔室20的升降高度为0-60mm；充气管40选用不锈钢管。

采用上述技术方案，由于内腔室能够沿内腔室的高度方向在外腔室内部运动，当整体装置移动到预设位置后，内腔室自动抵接在待焊区域的背面，从而就可以确保整体装置与待焊区域紧密贴合；在内腔室与待焊区域的背面紧贴后，此时利用充气管给内腔室中充入惰性气体即可。

在一些实施例中，为了方便内腔室20沿高度方向在外腔室10内部运动，如图1或者图2所示，本申请中的焊缝背面氩气保护装置还包括弹性件30，内腔室20的底面通过弹性件30与外腔室10内部底面连接。

进一步地，上述弹性件30包括四个压缩弹簧，外腔室10内部底面的四个拐角处分别设置有一个压缩弹簧，每个压缩弹簧远离外腔室10内部底面的一端均与内腔室20的底面连接。

在设计时需考虑弹簧的弹力大小，弹力太小无法达到使内腔室紧贴焊缝背面板/管材的效果，弹力太大的情况下，将氩气保护装置拖拉至使用位置时不流畅导致氩气室卡在内部无法取出，严重时会造成板或管材的背面保护区域划伤留下划痕。

需要说明的是，本申请实施例中的弹性件包括压缩弹簧的结构仅为示例，在其他可替代的方案中，也可以采用其它结构，例如，弹性件为电动伸缩杆，通过电动伸缩杆带动内腔室上下运动。本申请对弹性件的具体结构不作特殊限制，只要上述结构能实现本申请的目的便可。

在一些实施例中，由于惰性气体在充入保护装置的过程中会将小部分空气卷入，降低了焊缝的保护的效果。为防止惰性气体流速过快产生涡流将空气卷入，氧化不锈钢垫板或焊缝背面，如图2所述，本申请中的位于内腔室20中的充气管40上的侧壁上设置有多个排气孔401，同时多个排气孔401的方向不同，从而使得气体在保护装置内部均匀分散，减少了强气流对内部气体的搅动，且对充气管40的未端进行焊接封堵。

在一些实施例中，本申请中的充气管40与内腔室20固定连接，内腔室20通过焊接在底部的压缩弹簧连接，依靠充气管40-不锈钢管道进行限位，从而可以防止内腔室20从外腔室10中弹出，进而造成相关构件遗留在待焊接管道的内部无法取出的现象。

在一些实施例中，为了方便拉动整体装置，如图1或者图2所示，本申请中的焊缝背面氩气保护装置还包括牵引挂钩50，外腔室10沿长度方向的两侧面的外侧分别设置有一个牵引挂钩50，同时该牵引挂钩50上连接有牵引绳。

在使用时，通过拉动牵引绳从而带动整体装置运动，当整体装置拉动到预设位置后，停止拉动牵引绳，工作完成后再拉动另一侧的牵引绳将整体装置拉出即可。

在一些实施例中，为了减小整体装置在运动时外腔室与待焊接管道内壁的摩擦力，本申请中的焊缝背面氩气保护装置还包括滚动件，滚动件设置在外腔室10的底面。

具体地，上述滚动件为多个圆形滚珠，多个圆形滚珠均匀分布在外腔室10的底面，这样在拉动整体装置时，外腔室10的底面与待焊接管道的内壁就会变成滚动摩擦，有效的降低了两者之间的摩擦力、

在一些实施例中，为了方便检测整体装置是否拉动到预设位置，本申请中的焊缝背面氩气保护装置还包括摄像头，摄像头设置在外腔室10的内壁上。当整体装置拉动到待焊接管道的内部时，通过摄像头可以方便观察整体装置是否运动到预设位置。

综上所述，本发明提供了一种焊缝背面氩气保护装置，包括：外腔室10、内腔室20、弹性件30以及充气管40，其中，外腔室10的上方为开口结构，内腔室20的上方为开口结构，内腔室20设置在外腔室10内部，内腔室20的底面通过弹性件30与外腔室10内部底面连接，充气管40的一端与外部气泵连接，另一端依次穿过外腔室10和内腔室20后伸入到内腔室20中。

由于内腔室在弹性件的作用下能够沿内腔室的高度方向在外腔室内部运动，当整体装置移动到预设位置后，内腔室靠弹性件的反作用力自动抵接在待焊区域的背面，从而就可以确保整体装置与待焊区域紧密贴合；在内腔室与待焊区域的背面紧贴后，此时利用充气管给内腔室中充入惰性气体即可。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。