一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置

摘要

本发明公开了一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，设在管试件内部并与2G环焊缝位置相对设置，其包括：引流筒、充气管、排气管和封堵件，引流筒的底部和顶部分别设有下封板和上封板，引流筒上还设有多个靠近上封板设置的第一通气孔，引流筒的中段位置上分别设有与引流筒内部连通的第一支管和第二支管，充气管的一端穿过2G环焊缝后与第一支管抵接，排气管的一端穿过2G环焊缝后在第二支管相应位置，但不与第二支管抵接，封堵件移动设置在排气管对应的支管内。本发明的氩弧焊内部保护气装置能彻底排空待焊管件中的空气，有效改善焊道背部保护效果，提高2G环焊缝内外两侧以及焊缝收尾焊接质量。

权利要求

1.一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，设在管试件内部并与2G环焊缝位置相对设置，其包括：引流筒、充气管、排气管和封堵件，其特征在于，所述引流筒的底部和顶部分别设有下封板和上封板，所述引流筒上还设有多个靠近所述上封板设置的第一通气孔，所述引流筒的中段位置上分别设有与所述引流筒内部连通的第一支管和第二支管，所述充气管的一端穿过2G环焊缝后与所述第一支管抵接，所述排气管的一端穿过2G环焊缝后，与所述第二支管对应的位置对应，但不抵接，所述封堵件移动设置在所述排气管对应的支管内。

2.根据权利要求1所述的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，其特征在于，所述引流筒上套设有上环板，所述上环板靠近所述第一通气孔并位于所述第一通气孔的下方，所述上环板上设有多个第二通气孔，其中所述上环板的直径与所述上封板和所述下封板直径相同。

3.根据权利要求1所述的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，其特征在于，所述充气管的外径小于所述2G环焊缝的焊缝间隙，所述充气管的内径略大于所述第一支管的内径。

4.根据权利要求2所述的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，其特征在于，所述排气管的外径小于所述2G环焊缝的焊缝间隙，所述排气管的内径略大于所述第二支管的内径。

5.根据权利要求1所述的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，其特征在于，所述第一支管和所述第二支管结构一致，且所述第一支管和所述第二支管位于所述引流筒外侧的端面上均设有喇叭口接头。

6.根据权利要求1所述的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，其特征在于，所述封堵件为球形的水溶性材质制成。

7.根据权利要求6所述的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，其特征在于，所述封堵件的直径与所述第一支管或所述第二支管的内径相同。

8.根据权利要求2所述的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，其特征在于，所述引流筒、所述上封板、所述下封板以及所述上环板均为水溶性材质制成。

9.根据权利要求1所述的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，其特征在于，所述第一支管和所述第二支管对称设在所述引流筒的两侧。

说明书

一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置

技术领域

[0001] 本发明涉及焊接辅助设备技术领域，具体而言，特别涉及一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置。

背景技术

[0002] 对于耐蚀合金材料的氩弧焊接施工，都需要施加背部保护气来保护根部焊缝，以保证焊接接头性能。一般管试件的焊接，会使用密封胶带封住两管端及焊缝，用充气管从管
端充气，选择合适的位置（焊缝间隙处或管端）排气，管试件内部空气排出充分后，边充气边
由焊缝间隙处排气，同时在排气位置处施焊，达到保护背部根焊道的效果。实际现场施工
中，经常会遇到不能从管端充保护气的情况，例如海底管道与水下生产设施连接的焊口，水
下设施结构复杂，在连接焊口（2G）焊接施工时，水下设施侧的阀门不能打开，不能从该侧进
行充气，而另外一侧是可以视为无限长的已完工海底管道，也不能进行充气操作。在这种情
况下，从焊缝间隙处充气、排气，能够起到一定的背部保护作用，但保护不充分，根焊道质量
较难保证，尤其是在环焊缝收尾焊接阶段，充气管与焊枪、焊丝存在干扰，有较长一段收尾
焊缝焊接时，不能进行充气保护，在这种管内空气排空不充分、氩气只出不进的情况下，收
尾阶段基本上不能获得合格焊缝。

发明内容

[0003] 本发明旨在在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明提供一种能彻底排空待焊管件中的空气，有效改善焊道背部保护效果，提高2G环焊缝内
外两侧以及焊缝收尾焊接质量的管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置。

[0004] 本发明提供一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，设在管试件内部并与2G环焊缝位置相对设置，其包括：引流筒、充气管、排气管和封堵件，所述引流筒的底部和顶部
分别设有下封板和上封板，所述引流筒上还设有多个靠近所述上封板设置的第一通气孔，
所述引流筒的中段位置上分别设有与所述引流筒内部连通的第一支管和第二支管，所述充
气管的一端穿过2G环焊缝后与所述第一支管抵接，所述排气管的一端穿过2G环焊缝，设置
在与第二支管对应的位置处，但不与所述第二支管抵接，所述封堵件移动设置在所述排气
管对应的支管中。

[0005] 根据本发明的一个实施例，所述引流筒上套设有上环板，所述上环板靠近所述第一通气孔并位于所述第一通气孔的下方，所述上环板上设有多个第二通气孔，其中所述上
环板的直径与所述上封板和所述下封板直径相同。

[0006] 根据本发明的一个实施例，所述充气管的外径小于所述2G环焊缝的焊缝间隙，所述充气管的内径略大于所述第一支管的内径。

[0007] 根据本发明的一个实施例，所述排气管的外径小于所述2G环焊缝的焊缝间隙，所述排气管的内径略大于所述第二支管的内径。

[0008] 根据本发明的一个实施例，所述第一支管和所述第二支管结构一致，且所述第一支管和所述第二支管位于所述引流筒外侧的端面上均设有喇叭口接头。

[0009] 根据本发明的一个实施例，所述封堵件为球形的水溶性材质制成。

[0010] 根据本发明的一个实施例，所述封堵件的直径与所述第一支管或所述第二支管的内径相同。

[0011] 根据本发明的一个实施例，所述引流筒、所述上封板、所述下封板以及所述上环板均为水溶性材质制成。

[0012] 根据本发明的一个实施例，所述第一支管和所述第二支管对称设在所述引流筒的两侧。

[0013] 本发明的管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，安置在待焊管件中后，将充气管插入第一支管，排气管插入到与第二支管对应的位置，但不与第二支管抵接，封堵件引入
第二支管中并封堵第二支管，环焊缝其他区域的焊缝间隙经由胶布密封，再利用氩气密度
大于空气的特点，由充气管向引流筒中冲入保护气氩气，在引流筒内部从下到上，排空筒体
内的空气，掺有氩气的气流经由引流筒上部的第一通气孔和上环板上的第二通气孔，流向
引流筒与待焊管件之间的环形空间，气流向下流动，并带动环形空间上部的气流向下流动，
经由排气管排出，其中气流中的部分氩气下沉至环形空间底部，将底部的空气向上排出，最
终经由排气管排出，彻底排空待焊的环焊缝内侧的空气，从而使2G环焊缝内侧处于高质量
的保护气状态，在氩弧焊枪喷出的正面保护气和管试件内部保护气的共同保护下，完成收
尾环焊缝的焊接，提高2G环焊缝内外两侧以及焊缝收尾焊接质量；进一步地，引流筒、上封
板、下封板、上环板和封堵件均为水溶性材质制成，焊接完成后，管试件内部冲水溶解即可，
使用操作方便。

附图说明

[0014] 图1是根据本发明的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置的使用状态的半剖视图。

[0015] 图2是根据本发明的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置的立体图。

[0016] 图3是根据本发明的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置的使用步骤中第四步操作示意图。

[0017] 图4是根据本发明的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置的使用步骤中第五步操作示意图。

[0018] 图5是根据本发明的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置的使用步骤中第六步操作示意图。

[0019] 图6是根据本发明的一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置的使用步骤中第七步操作示意图。

[0020] 附图标记：1‑引流筒；2‑充气管；3‑排气管；4‑封堵件；10‑2G环焊缝；11‑下封板；12‑上封板；13‑上环板；14‑第一通气孔；15‑第一支管；16‑第二支管；17‑喇叭口接头；20‑下
部管试件；30‑上部管试件；131‑第二通气孔。

具体实施方式

[0021] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0022] 如图1和图2所示，一种管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，设在管试件内部并与2G环焊缝10位置相对设置，其包括：引流筒1、充气管2、排气管3和封堵件4，引流筒1的
底部和顶部分别设有下封板11和上封板12，引流筒11上还设有多个靠近上封板12设置的第
一通气孔14，引流筒1的中段位置上分别设有与引流筒1内部连通的第一支管15和第二支管
16，充气管2的一端穿过2G环焊缝10后与第一支管15抵接，排气管3的一端穿过2G环焊缝10
后，设置在与与第二支管16对应的位置，但不抵接，封堵件4移动设置在排气管3对应的支管
中。

[0023] 本发明的管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置，安置在待焊管件中后，将充气管2插入第一支管15，排气管3插入与第二支管16对应的位置，但不与第二支管16抵接，封堵
件4引入第二支管16中并封堵第二支管16，环焊缝其他区域的焊缝间隙经由胶布密封，再利
用氩气密度大于空气的特点，由充气管2向引流筒1中冲入保护气氩气，在引流筒1内部从下
到上，排空筒体内的空气，掺有氩气的气流经由引流筒1上部的第一通气孔14和上环板13上
的第二通气孔131，流向引流筒1与待焊管件之间的环形空间，气流向下流动，并带动环形空
间上部的气体向下流动，经由排气管3排出，其中气流中的部分氩气下沉至环形空间底部，
将底部的空气向上排出，最终经由排气管3排出，彻底排空待焊的环焊缝内侧的空气，从而
使2G环焊缝10内侧处于高质量的保护气状态，在氩弧焊枪喷出的正面保护气和管试件内部
保护气的共同保护下，完成收尾环焊缝的焊接，提高2G环焊缝10内外两侧以及焊缝收尾焊
接质量；进一步地，引流筒1、上封板12、下封板11、上环板13和封堵件4均为水溶性材质制
成，焊接完成后，管试件内部冲水溶解即可，使用操作方便。

[0024] 如图1和图2所示，引流筒1上套设有上环板13，上环板13靠近第一通气孔14并位于第一通气孔14的下方，上环板13上设有多个第二通气孔131，其中上环板14的直径与上封板
12和下封板11直径相同，其中上封板12和下封板11为密封性的水溶性材质板，使引流筒1与
管试件形成气坝，同时上封板12和下封板11共同作用，起到将引流筒1扶正并固定在待焊管
试件内部的作用，上环板13上的第二通气孔131和第一通气孔14起到气体引流的作用。

[0025] 如图1和图2所示，充气管2的外径小于2G环焊缝10的焊缝间隙，充气管2的内径略大于第一支管15的内径；排气管3的外径小于2G环焊缝10的焊缝间隙，排气管3的内径略大
于第二支管16的内径，其中第一支管15和第二支管16结构一致，对称设在引流筒1的两侧，
第一支管15和第二支管16位于引流筒1外侧的端面上均设有喇叭口接头17，需要理解的是，
喇叭口接头17方便充气管2与第一支管15或第二支管16抵接，同时方便封堵件4通过排气管
3进入第二支管16或第一支管15中并固定。

[0026] 如图1和图2所示，封堵件4为球形的水溶性材质制成，封堵件4的直径与第一支管15或第二支管16的内径相同，需要理解的是，球形的封堵件4依靠摩擦力固定在第一支管15
或第二支管16中，起到封堵管路的作用，焊接完成后，管试件内部冲水使封堵件4溶解即可，
不会对管试件内部造成堵塞。

[0027] 如图1和图2所示，引流筒1、上封板12、下封板11以及上环板13均为水溶性材质制成，焊接完成后，管试件内部冲水使封堵件溶解即可，不会对管试件内部造成堵塞。

[0028] 如图1至图6所示，本发明的管试件2G环焊缝氩弧焊内部保护气装置的使用步骤如下：

[0029] 第一步、对2G环焊缝10坡口进行打磨除锈等处理，使坡口周围25mm范围内光亮并呈现金属光泽；

[0030] 第二步、将引流筒1下部套入下部管试件20中，使第一支管15和第二支管16与2G环焊缝10坡口间隙平齐，用直径略小于第一支管15和第二支管16的刚性铁丝，穿过第一支管
15和第二支管16，搭在2G环焊缝10坡口的钝边上，其中刚性铁丝与2G环焊缝坡口10钝边之
间垫一薄片，以补偿铁丝直径与第一支管15和第二支管16内径的差值，以及受力后铁丝的
微变形，保证试件组装后能正常使用该装置；

[0031] 第三步、将上部管试件30从引流筒1上部向下套装，组对成待焊试件，待焊试件组对完成并固定（固定方法可以有多种，如外对口器等）后，将辅助钢丝抽出，引流筒1靠摩擦
力固定在待焊试件内，至此完成试件的组对及装置的安装；

[0032] 第四步、将充气管2从2G环焊缝10坡口的间隙中插入待焊试件内部，与第一支管15对接，将一封堵件4送入第二支管16中，并依靠摩擦力使封堵件4固定在第二支管16内，将排
气管3从2G环焊缝10坡口的间隙中插入待焊试件内部，不与第二支管16对接，用密封胶带密
封除充气管2与排气管3之外整个2G环焊缝10坡口，由充气管2向待焊试件内部充保护气体
氩气，氩气在试件内部的行走过程即空气的排空过程，最终，经由排气管3排出，排气管3排
出的气体，由分析仪检测氧气含量，排空时间足够长的情况下，管试件内部的空气可以被完
全排净，待排出气体中氧气含量稳定并满足试验要求后，可进行后续操作；

[0033] 第五步、排空完成后，在充气管2附近选择合适的位置（位置以方便开始施焊为原则），揭开一小段密封胶带，同时拔掉排气管3，并用密封胶带封住拔掉排气管3处的焊缝，由
揭开密封胶带排气的位置上，开始沿预定方向边揭胶带边施焊，在第二支管16对应的位置，
留一段不焊，该段长度要略大于充气管外径；

[0034] 第六步、在完成上述步骤后，停止充气，将另一封堵件4通过充气管2送入第一支管15，封堵件4靠摩擦力固定在第一支管15中，拔掉充气管2，并用密封胶带密封该段焊缝，去
掉第二支管16处对应的密封胶带，用细铁丝将第二支管16中的封堵件4推进到引流筒1内
部，将充气管2从该段焊缝间隙插入试件内部，与第二支管16连接，用密封胶带将原充气管
两侧焊缝间隙密封，将第一支管15对应的未焊焊缝上的密封胶带揭开一小段，起到排气的
作用，从充气管2向待焊试件内部充保护气，由揭开密封胶带的焊缝间隙处排气，充分排空
后，开始在排气处沿预定方向边揭胶带边施焊，直到该段焊缝焊接完成，在即将完成时，将
充气管2一侧的胶带揭开，起到排气的作用，以免该段焊道焊接完成时，内部气压增大而影
响焊缝成型；

[0035] 第七步、将充气管两侧的密封胶带全部揭掉，充气管2充保护气，充气管2两侧排气，充分排空后，撤掉充气管2，并立即进行施焊，直至焊接完成。

[0036] 上述使用步骤中的有益效果为：

[0037] 1、利用保护气氩气密度大于空气的特点，通过装置内部的引流导向作用，排出待焊试件中的空气，排空彻底，可有效改善焊道背部保护效果。

[0038] 2、通过调整充气位置，可大大减小无充气保护的收尾焊道的长度，得益于此，去掉充气管的瞬间，即进行收尾焊接，氩弧焊枪喷出的保护气，可对只有几毫米的收尾焊缝形成
气罩保护，使得空气不能进入焊缝以及管试件内部，而管试件内部有高纯度的氩气进行保
护，内外两侧高质量的保护气，保证了收尾焊道的焊接质量。

[0039] 3、留在管试件内部的部分，包括引流筒及两个封堵件，均采用水溶性材质，焊接完成后，试件内部冲水溶解即可，不会残留固体残渣。

[0040] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。