一种水下湿法焊接装置及方法

摘要

本发明涉及一种水下湿法焊接装置，其特征在于，包括微波发生器、微波控制器、微波辐射器、波导管、云母片、焊枪夹持装置和焊枪，所述微波控制器通过导线与所述微波发生器连接，所述微波辐射器的一端与所述微波发生器相连接；所述波导管位于所述微波辐射器的外侧，其一端设置有所述云母片；所述焊枪安装在所述焊枪夹持装置上。本发明提供的水下湿法焊接装置及方法，利用微波加热原理，通过微波辐射器发射微波对焊缝处的水进行震荡加热，使水温度升高并气化，产生气泡，产生的气泡可以悬浮于水中，从而使得焊缝表面达到无水或含少量水的程度，将水对焊接的影响降到最低。

权利要求

1.一种水下湿法焊接装置，其特征在于，包括微波发生器、微波控制器、微波辐射器、波导管、云母片、焊枪夹持装置和焊枪，所述微波控制器通过导线与所述微波发生器连接，所述微波辐射器的一端与所述微波发生器相连接；所述波导管位于所述微波辐射器的外侧，其一端设置有所述云母片；所述焊枪安装在所述焊枪夹持装置上。

2.根据权利要求1所述的水下湿法焊接装置，其特征在于，所述波导管截面为圆形或矩形。

3.根据权利要求1所述的水下湿法焊接装置，其特征在于，还包括壳体，所述微波发生器设置在所述壳体内，所述壳体的底面上设置有通孔。

4.根据权利要求1所述的水下湿法焊接装置，其特征在于，所述焊枪夹持装置包括第一夹紧件和第二夹紧件。

5.根据权利要求4所述的水下湿法焊接装置，其特征在于，所述第一夹紧件和第二夹紧件为两个圆柱形金属块，两个所述圆柱形金属块上均有一端沿径向方向设置有一半圆柱形槽，所述半圆柱形槽沿所述圆柱形金属块的径向方向完全贯穿圆柱形金属块的端面，所述圆柱形金属块未设置有半圆柱形槽的端面上设置有与端面垂直的螺纹通孔，所述螺纹通孔沿所述圆柱形金属块的轴向完全贯穿所述圆柱形金属块，并分布在所述半圆柱形槽的两侧。

6.根据权利要求3所述的水下湿法焊接装置，其特征在于，所述壳体及焊枪夹持装置均安装至移动装置上，并由所述移动装置带动所述波导管及焊枪移动。

7.根据权利要求3所述的水下湿法焊接装置，其特征在于，所述焊枪夹持装置安装在所述壳体的侧面上，所述壳体安装到移动装置上，并由所述移动装置带动所述波导管及焊枪移动。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的水下湿法焊接装置，其特征在于，所述微波发生器、微波辐射器、波导管及云母片设置两组，并对称的设置在所述焊枪的两侧。

9.一种权利要求1所述的水下湿法焊接装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：调整所述波导管及焊枪的位置使其位于焊件的焊缝正上方一定距离的位置；

步骤二：接通所述微波控制器电源，设定好所述微波发生器的工作时间和微波频率；

步骤三：待所述微波发生器先工作一段时间后，打开焊接电源，调节好焊接参数后，所述焊枪开始工作，同时由移动装置带动所述波导管及焊枪沿所述焊缝移动；

步骤四：所述微波控制器设定时间结束后，关闭所述焊接电源，焊接停止。

10.根据权利要求9所述的水下湿法焊接装置的使用方法，其特征在于，焊缝焊接结束后，关闭所述焊枪的焊接电源，再由所述移动装置带动所述波导管及焊枪沿所述焊缝往回移动，通过微波加热对焊缝进行缓冷。

说明书

一种水下湿法焊接装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及水下焊接技术领域，特别是一种水下湿法焊接装置及方法。

背景技术

[0002] 水下焊接是海底石油开采、海洋工程制造、海底管道维修的关键技术。同时水下焊接也是国防建设中一项重要的应用技术，用于海上舰艇的应急修理和海上救助。水下湿法焊接，由于水的存在，导致热量损耗大，残余氢增加，最终使得焊缝质量不高，传统的水下湿法焊接方法无法有效的避免水的影响。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水下湿法焊接装置及方法，以解决现有技术中的技术问题。

[0004] 根据本发明的第一方面，提供一种水下湿法焊接装置，包括微波发生器、微波控制器、微波辐射器、波导管、云母片、焊枪夹持装置和焊枪，所述微波控制器通过导线与所述微波发生器连接，所述微波辐射器的一端与所述微波发生器相连接；所述波导管位于所述微波辐射器的外侧，其一端设置有所述云母片；所述焊枪安装在所述焊枪夹持装置上。

[0005] 优选地，所述波导管截面为圆形或矩形。

[0006] 优选地，还包括壳体，所述微波发生器设置在所述壳体内，所述壳体的底面上设置有通孔。

[0007] 优选地，所述焊枪夹持装置包括第一夹紧件和第二夹紧件。

[0008] 优选地，所述第一夹紧件和第二夹紧件为两个圆柱形金属块，两个所述圆柱形金属块上均有一端沿径向方向设置有一半圆柱形槽，所述半圆柱形槽沿所述圆柱形金属块的径向方向完全贯穿圆柱形金属块的端面，所述圆柱形金属块未设置有半圆柱形槽的端面上设置有与端面垂直的螺纹通孔，所述螺纹通孔沿所述圆柱形金属块的轴向完全贯穿所述圆柱形金属块，并分布在所述半圆柱形槽的两侧。

[0009] 优选地，所述壳体及焊枪夹持装置均安装至移动装置上，并由所述移动装置带动所述波导管及焊枪移动。

[0010] 优选地，所述焊枪夹持装置安装在所述壳体的侧面上，所述壳体安装到移动装置上，并由所述移动装置带动所述波导管及焊枪移动。

[0011] 优选地，所述微波发生器、微波辐射器、波导管及云母片设置两组，并对称的设置在所述焊枪的两侧。

[0012] 根据本发明的第二方面，提供一种水下湿法焊接装置的使用方法，包括如下步骤：

[0013] 步骤一：调整所述波导管及焊枪的位置使其位于焊件的焊缝正上方一定距离的位置；

[0014] 步骤二：接通所述微波控制器电源，设定好所述微波发生器的工作时间和微波频率；

[0015] 步骤三：待所述微波发生器先工作一段时间后，打开焊接电源，调节好焊接参数后，所述焊枪开始工作，同时由移动装置带动所述波导管及焊枪沿所述焊缝移动；

[0016] 步骤四：所述微波控制器设定时间结束后，关闭所述焊接电源，焊接停止。

[0017] 优选地，焊缝焊接结束后，关闭所述焊枪的焊接电源，再由所述移动装置带动所述波导管及焊枪沿所述焊缝往回移动，通过微波加热对焊缝进行缓冷。

[0018] 本发明提供的水下湿法焊接装置及方法，利用微波加热原理，通过微波辐射器发射微波对焊缝处的水进行震荡加热，使水温度升高并气化，产生气泡，产生的气泡可以悬浮于水中，从而使得焊缝表面达到无水或含少量水的程度，将水对焊接的影响降到最低。

附图说明

[0019] 通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

[0020] 图1为本发明水下湿法焊接装置示意图；

[0021] 图2为焊枪夹持装置示意图。

具体实施方式

[0022] 以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

[0023] 如图1-2所示，本发明提供的水下湿法焊接装置，包括微波发生器1、壳体2、微波辐射器3、波导管4、云母片5、焊枪夹持装置6、焊枪7、微波控制器8和焊接电源10，所述微波控制器8通过导线与所述微波发生器1连接，用来控制所述微波发生器1的工作时间及产生的微波的功率及频率等，微波功率为0～900W，采用的微波工作频率为2400～2500MHz，优选为2450MHz；所述微波发生器1设置在所述壳体2内，并通过螺栓固定在所述壳体2的底面上，所述壳体2的底面上设置有通孔(图中未示出)，所述壳体2各面之间及与其他设备之间的连接均为密封连接，以使所述焊接装置在水下工作时所述壳体2内不会进入水；所述微波辐射器
3穿过所述壳体2底面上的通孔并安装到所述微波发生器1上，所述微波辐射器3的一部分位于所述壳体2外部；所述波导管4的长度为20～200mm，截面为圆形或矩形，当所述波导管4截面为圆形时，其内径为70～80mm；当所述波导管4的截面为矩形时，其截面的长为109～
110mm，宽为54～55mm，优选地，所述波导管4的材质为不锈钢的波纹管，最小壁厚为2mm，且其内壁做抛光处理，使其更利于微波的传播，所述波导管4与所述壳体2底面上的通孔密封连接，所述波导管4未与所述壳体2底面上通孔连接的一端设置有所述云母片5，所述云母片
5的形状与所述波导管4的截面形状相同，所述云母片5与所述波导管4的端部密封连接，将所述波导管4的端部封闭，使微波可穿过所述云母片5对水进行震荡加热，但水不能进入所述波导管4中。本申请中，由于所述壳体2、云母片5和波导管4之间均为密封结构和密封连接，因此本申请中的焊接装置可以在水下使用。

[0024] 如图2所示，所述焊枪夹持装置6包括第一夹紧件和第二夹紧件，所述第一夹紧件和第二夹紧件的形状没有特殊的要求，只要能够将所述焊枪7夹紧即可。优选地，所述第一夹紧件和第二夹紧件为两个圆柱形金属块61，两个所述圆柱形金属块61上均有一端沿径向方向设置有一半圆柱形槽62，所述半圆柱形槽62沿所述圆柱形金属块61的径向方向完全贯穿圆柱形金属块61的端面，所述圆柱形金属块61未设置有半圆柱形槽62的端面上设置有与端面垂直的螺纹通孔63，所述螺纹通孔63沿所述圆柱形金属块61的轴向完全贯穿所述圆柱形金属块61，并分布在所述半圆柱形槽62的两侧，两个所述圆柱形金属块61上相对应的设置有两个或多个所述螺纹通孔63。一块所述圆柱形金属块61未设置有所述半圆柱形槽62的一端通过螺栓连接并固定在所述壳体2的侧面上，所述焊枪7置于所述半圆柱形槽62内，然后将另一个所述圆柱形金属块61的半圆柱形槽62对准所述焊枪7并通过螺栓将两个所述圆柱形金属块61连接，调整所述焊枪7的位置，并使所述焊枪7的导电嘴与所述波导管4设置有所述云母片5的一端平齐，然后将连接两个所述圆柱形金属块61的螺栓拧紧，以固定所述焊枪7的位置，所述焊枪7与所述焊接电源10连接，优选地，所述焊接电源10为熔化极焊接电源。所述壳体2安装到移动装置上(图中未示出)，并由所述移动装置带动所述波导管4及焊枪7移动。优选地，所述焊枪夹持装置6和壳体2可分别安装到所述移动装置上，并使所述波导管4设置有所述云母片5的一端与所述焊枪7的导电嘴平齐。当所述移动装置移动时在移动方向上所述波导管4位于所述焊枪7的前方时，进行焊接操作，焊接结束后，关闭所述焊接电源10，再使所述移动装置以所述焊枪7在前，所述波导管4在后的方向沿焊缝移动进行焊缝缓冷操作。

[0025] 优选地，所述焊枪7的两侧均设置所述微波发生器1、壳体2、微波辐射器3、波导管4及云母片5，并使所述焊枪7及两个所述波导管4位于同一直线上，且所述波导管4上设置有所述云母片5的一端均与所述焊枪7的导电嘴平齐，且在移动方向上一组所述微波发生器1、壳体2、微波辐射器3、波导管4及云母片5位于所述焊枪7的前方，另一组位于所述焊枪7的后方。此时，所述移动装置只需沿焊缝走向移动一次即可完成焊接操作与缓冷操作。

[0026] 本发明提供的水下湿法焊接装置的使用方法为：

[0027] 将所述波导管4及焊枪7调整至位于焊件9焊缝的正上方并距所述焊缝10～30mm的位置，打开所述微波控制器8的电源，设定微波频率及焊接时间，使所述微波发生器1先工作一段时间，优选地为5分钟；所述微波发生器1工作一段时间后打开所述焊接电源10调整好焊接参数后，所述焊枪7开始焊接，同时移动装置带动所述波导管4和焊枪7沿焊缝移动，且所述波导管4位于所述焊枪7的前面，这样，利用微波加热原理，通过微波辐射器3发射微波对焊缝处的水进行震荡加热，使水温度升高并气化，产生气泡，产生的气泡悬浮于水中，从而使得焊缝表面达到无水或含少量水的程度，将水对焊接的影响降到最低；所述焊缝焊接结束后，关闭所述焊枪7的焊接电源10，再由所述移动装置带动所述波导管4及焊枪7沿所述焊缝往回移动，此时，所述焊枪7位于所述波导管4的前面，通过微波加热对焊缝进行缓冷，进一步提高焊接质量。待所述微波控制器8设定的焊接时间结束后，关闭所述微波控制器8的电源，移开所述波导管4及焊枪7。

[0028] 当所述焊枪7的两侧均设置所述微波发生器1、壳体2、微波辐射器3、波导管4及云母片5，所述移动装置只需沿焊缝走向移动一次即可完成焊接操作与缓冷操作。

[0029] 最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。