CN111515567A - 纵缝焊接防护结构、筒体纵缝焊接装置及相应的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纵缝焊接防护结构、筒体纵缝焊接装置及相应的焊接方法，包括焊缝外防护组件和焊缝内防护组件，焊缝外防护组件包括适于从筒体外侧贴靠在纵缝两侧的筒体上的一对外冷却衬垫，以及沿着外冷却衬垫的长度方向一一对应配接在一对外冷却衬垫内部的一对外冷却管道；焊缝内防护组件包括适于从筒体内侧贴靠在纵缝两侧的筒体上的内冷却衬垫、在冷却衬垫上沿着内冷却衬垫的长度方向且朝向纵缝设有的缺槽和与缺槽贯通的气管，以及沿着内冷却衬垫的长度方向在内冷却衬垫内且位于气管径向的两侧设有的一对内冷却管道。本发明可以优化对于筒体纵缝的焊接效果。

Description

纵缝焊接防护结构、筒体纵缝焊接装置及相应的焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接工艺技术领域，尤其涉及一种纵缝焊接防护结构、筒体纵缝焊接装置及相应的焊接方法。

背景技术

不锈钢罐体主要采用筒体与封头组焊而成，而筒体一般是由不锈钢板卷制后焊接而成，对奥氏体不锈钢而言，在450℃-850℃之间，是其温度敏化区间，焊接过程中或焊接后，若在该温度区间停留时间过长，则会造成贫铬效应，进而导致晶间腐蚀，故宜焊后快速冷却。其次，不锈钢在焊接高温下易氧化发黑，热输入越大，发黑越严重，故焊接时需采用惰性气体保护，如采用MIG焊、TIG焊时利用Ar,He或N₂等气体保护。也就是说不锈钢焊接时既要充惰性气体保护，也需要快速冷却保护。

对筒体外焊缝，保护气体装置与焊枪集成于一体，当焊接作业时，先通气，后焊接；当焊接结束后，再撤气；即保护气体早到晚出，实时保护焊缝及热影响区降低氧化，提升焊接质量，且当筒体壁厚度较大时，热输入量较大，为防止焊后在高温下持续氧化，可在焊接装置中增加铜衬垫或冷却***，以便于其快速散热冷却。

对筒体内焊缝，一般是用锡箔纸或专用堵头，将筒体两端封堵后，持续充入保护气体，直到保护气体将筒体内的空气驱除完毕或降到指定较小的含量指标后再进行焊接；焊接后，持续通气，直到焊缝温度低于敏化温度后再撤离。其特点如下：

1、充气时间长，焊接过程中的等待时间长，尤其当筒体内容积较大时，充气时长多达数小时；

2、保护气体消耗大，浪费严重，且不便于回收。一般保护气体的纯度较高，甚至高达99.999％，在充入筒体后与空气混合，其纯度降低，即使回收，需要提纯，成本高昂；

3、冷却效率低，在高温下停留时间长。尤其对厚壁筒体，热输入与热吸收均较大，空气或保护气体流动性较小，散热效率低。

4、生产效率低，由于焊前和焊后等待时间均较长，周转效率低，故生产效率也低。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种纵缝焊接防护结构，以解决优化对于筒体纵缝的焊接效果技术问题。

本发明的第二目的是提供一种筒体纵缝焊接装置，以解决优化对于筒体纵缝的焊接效果技术问题。

本发明的第三目的是提供一种筒体纵缝焊接方法，以解决优化对于筒体纵缝的焊接效果技术问题。

本发明的缝焊接防护结构是这样实现的：

一种缝焊接防护结构，包括：

焊缝外防护组件，所述焊缝外防护组件包括适于从筒体外侧贴靠在纵缝两侧的筒体上的一对外冷却衬垫，以及沿着外冷却衬垫的长度方向一一对应配接在一对外冷却衬垫内部的一对外冷却管道；

焊缝内防护组件，所述焊缝内防护组件包括适于从筒体内侧贴靠在纵缝两侧的筒体上的内冷却衬垫、在冷却衬垫上沿着内冷却衬垫的长度方向且朝向纵缝设有的缺槽和与所述缺槽贯通的气管，以及沿着内冷却衬垫的长度方向在内冷却衬垫内且位于所述气管径向的两侧设有的一对内冷却管道。

在本发明较佳的实施例中，对于一对所述内冷却管道中分别具有的两个端部，其中一个端部通过第一U形连接管实现一对内冷却管道的连通，而另一个端部则分别通过第二U形连接管实现与一对外冷却管道一一对应连通；以及

一对外冷却管道未连接第二U形连接管的端部则是分别连接一个开口管。

在本发明较佳的实施例中，所述气管的两端分别填充有一堵头；以及

对于气管两端的两个堵头，其中一个堵头连接有气体流通管，所述气体流通管远离该堵头的一端连接有测氧仪；以及另一个堵头则连接有气体导入管，所述气体导入管远离该堵头的一端连接有气罐。

在本发明较佳的实施例中，两个堵头中连接有气体导入管的堵头背离气体导入管的一端还连接有通过该堵头与气体导入管连通的气体扩散管；以及

所述气体扩散管的周向侧壁上开设了贯穿侧壁的螺旋出气槽。

在本发明较佳的实施例中，所述气管上沿其长度方向开设有与所述缺槽对应且适于朝向纵缝的出气槽；以及

所述出气槽所夹角度α大于纵缝的破口角度β。

本发明的筒体纵缝焊接装置是这样实现的：

一种筒体纵缝焊接装置，包括：

筒体支承机构，所述筒体支承机构包括适于从筒体的底部承托筒体的承托架，以及与所述承托架底部固连的底座；

纵缝焊接机构，所述纵缝焊接机构包括适于对筒体的纵缝进行焊接的焊枪和与焊枪相连的以带动焊枪移动的机械手臂；

纵缝焊接防护结构。

在本发明较佳的实施例中，所述筒体纵缝焊接装置还包括适于从筒体的内侧支承所述纵缝焊接防护结构的内冷却衬垫的支承横梁；

所述支承横梁凹设有适于嵌装所述内冷却衬垫的条形装配槽；以及

所述支承横梁宽度方向的两端分别连接有一横梁支承架。

在本发明较佳的实施例中，所述筒体纵缝焊接装置还包括适于从筒体的外侧抵压在所述纵缝焊接防护结构的外冷却衬垫背离筒体的侧端上的按压架；

所述按压架通过销钉或螺钉与外冷却衬垫配接。

在本发明较佳的实施例中，所述按压架宽度方向的两端分别连接有一按压固定架。

本发明的筒体纵缝焊接方法是这样实现的：

一种筒体纵缝焊接方法，采用所述的筒体纵缝焊接装置；包括：

步骤S1：对筒体制后将长条的纵缝处采用点焊预连接，并在筒体的一端焊接与筒体等厚的引弧板，以及在筒体的另一端焊接与筒体等厚的熄弧板；

步骤S2：将筒体架设在承托架上；

步骤S3：将焊缝外防护组件配置在筒体的外侧，以及将焊缝内防护组件配置在筒体的内侧，使得纵焊缝中心与焊缝内防护组件的气管中心对齐；

步骤S4：向气管内充惰性气体，实时监测气管内氧气含量；当气管内的氧气含量低于指定指标时，开启纵缝焊接防护结构的外冷却管道与内冷却管道形成的水循环回路，当水循环回路通水后，再启动焊接指令，使焊枪依次沿引弧板、纵缝、熄弧板完成焊接，焊接完成后持续通入水流和惰性气体，直到焊缝冷却至常温时，再依次关闭水循环回路和充气***。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：本发明的纵缝焊接防护结构、筒体纵缝焊接装置及相应的焊接方法，采用了水冷却防护工艺和保护气体防护工艺两种防护方式同步防护，并且配合内冷却衬垫和外冷却衬垫的协同来实现对于筒体上纵缝的内侧和外侧的同步防护，大大优化了筒体纵缝在焊接过程中的防护效果。此外，焊接筒体纵缝时，无需向筒体内整体充满保护气体，而只需向气管内充满保护气体，因此可以大大介绍气耗。

附图说明

图1为本发明的纵缝焊接防护结构的示意图；

图2为本发明的纵缝焊接防护结构的焊缝外防护组件和焊缝内防护组件的示意图；

图3为本发明的纵缝焊接防护结构的外冷却导管与内冷却导管的连接示意图；

图4为本发明纵缝焊接防护结构的气管的出气槽所夹角度与纵缝的破口角度的示意图；

图5为本发明的纵缝焊接防护结构的气体防护的原理示意图；

图6为本发明的纵缝焊接防护结构的气体扩散管的结构示意图；

图7为本发明的纵缝焊接防护结构的筒体的结构示意图；

图8为本发明的支承横梁与内冷却衬垫的配合状态下的结构示意图；

图9为本发明的按压架与外冷却衬垫的配合状态下的结构示意图；

图10为本发明的筒体纵缝焊接装置的示意图；

图11为图10的A向剖视示意图；

图12为本发明的筒体纵缝焊接装置的横梁支承架和按压固定架的结构示意图。

图中：筒体1、纵缝2、外冷却管道3、弧形凹陷口4、外冷却衬垫左分体部51、外冷却衬垫右分体部52、气管6、内冷却管道7、弧形凹口8、缺槽9、内冷却衬垫左分体101、内冷却衬垫右分体102、上分体部111、下分体部112、出气槽14、第一U形连接管15、第二U形连接管16、进水口17、出水口18、堵头13、气体流通管19、测氧仪20、气体导入管21、气罐22、气体扩散管23、螺旋出气槽25、承托架26、底座27、焊枪28、机械手臂29、支承横梁30、条形装配槽31、横梁支承架32、撑地固定座33、按压架35、按压固定架36、撑地支撑座38、引弧板41、熄弧板42。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

请参阅图1至图12所示，本实施例提供了一种缝焊接防护结构，包括：焊缝外防护组件和焊缝内防护组件。此处的焊缝外防护组件对于焊接过程中的筒体1来说，是位于筒体1外侧的，而焊接内防护组件则是对于焊接过程中的筒体1来说位于筒体1的内侧，即由焊缝外防护组件和焊缝内防护组件共同形成对于筒体1的长条纵缝2焊接过程中的防护效果。

详细来说，首先，焊缝外防护组件包括适于从筒体1外侧贴靠在纵缝2两侧的筒体1上的一对外冷却衬垫，以及沿着外冷却衬垫的长度方向一一对应配接在一对外冷却衬垫内部的一对外冷却管道3。此处的外冷却管道3具体是直接嵌状在外冷却衬垫内的，形成适于水流通的管道，再配合此处的外冷却衬垫和外冷却管道3来说优选采用铜基材质制成，使得外冷却衬垫具有较强的散热能力，从而使得对于整体的焊缝外侧来说，不仅可以通过水流在外冷却管道3内的流通来带走纵缝2焊接区的热量，还可以通过铜材质的外冷却管道3及铜材质的外冷却衬垫向空气中散热，散热顺序为：焊接区域的热量通过热辐射和筒体1热传递于铜材质的外冷却衬垫上，铜材质的外冷却衬垫的热量部分被空气带走、部分传递给铜材质的外冷却管道3，还有部分被铜材质的外冷却衬垫，逐步向其他接触部位及物质扩散。而传递给铜材质的外冷却管道3的部分则持续被水流降温。

考虑到具体的对于外冷却管道3与外冷却衬垫之间进行配接的便捷性，以一种可选的实施情况为例，对于本实施例外冷却衬垫来说包括适于通过例如但不限于螺钉配接的外冷却衬垫左分体部51和外冷却衬垫右分体部52，并且在外冷却衬垫左分体部51和外冷却衬垫右分体部52上分别设有弧形凹陷口4，并且分别位于外冷却衬垫左分体部51和外冷却衬垫右分体部52上的弧形凹陷口4适于拼接形成容纳外冷却管道3的容纳区间。也就是说通过外冷却衬垫左分体和外冷却衬垫右分体形成对于外冷却管道3周向外侧壁的夹持，来实现外冷却衬垫与外冷却管道3的配接效果。这样设计的意义在于针对不同外径的筒体1来说，为了保证外冷却衬垫与筒体1直接的接触效果，需要更换不同的外冷却衬垫，而对于外冷却管道3与外冷却衬垫的上述配接结构，使得对于适应不同筒体1的外冷却衬垫来说只需要预制相同大小的弧形凹陷口4即可适用同一规格的外冷却管道3，如此，即对于不同外径的筒体1的纵缝2的焊接来说，不需要一一对应配置不同的外冷却管道3，而可以采用相同的外冷却管道3配合不同的外冷却衬垫即可，如此，可以提高外冷却管道3的利用率，从而节约使用成本。

关于本实施例的外冷却衬垫来说，还需要加以说明的是，外冷却衬垫与需要对纵缝2进行焊接的筒体1接触的曲面曲率与筒体1的外径曲率相同，便于外冷却衬垫与筒体1的外壁获得较大的接触面，便于传热和散热。

其次，焊缝内防护组件包括适于从筒体1内侧贴靠在纵缝2两侧的筒体1上的内冷却衬垫、在冷却衬垫上沿着内冷却衬垫的长度方向且朝向纵缝2设有的缺槽9和与缺槽9贯通的气管6，以及沿着内冷却衬垫的长度方向在内冷却衬垫内且位于气管6径向的两侧设有的一对内冷却管道7。关于此处的内冷却衬垫和内冷却管道7来说同理优选采用铜基材质制成制成，具体的原理与外冷却衬垫和外冷却管道3类似，此处不再赘述。

需要加以说明的是，对于本实施例的内冷却衬垫来说，可以采用一体式的结构，也可以考虑到便于装配气管6和内冷却管道7采用分体式结构，本实施例结合附图以分体式结构为例。详细来说，本实施的内冷却衬垫包括适于从气管6两侧夹持气管6的内冷却衬垫左分体101部和内冷却衬垫右分体102部，且在内冷却衬垫左分体101部和内冷却衬垫右分体102部上分别设有弧形凹口8，并且分别位于内冷却衬垫左分体101部和内冷却衬垫右分体102部上的弧形凹口8适于拼接形成容纳气管6的容纳区间。也就是说通过内冷却衬垫左分体101和内冷却衬垫右分体102形成对于气管6周向内侧壁的夹持，来实现内冷却衬垫与气管6的配接效果，并且此处在内冷却衬垫左分体101和内冷却衬垫右分体102夹持气管6的过程中，还在内冷却衬垫左分体101和内冷却衬垫右分体102朝向筒体1纵缝2的端部形成有朝向纵缝2的缺槽9。而对于一对内冷却管道7来说一一对应设置在内冷却衬垫左分体101和内冷却衬垫右分体102内，此处对对于内冷却衬垫左分体101和内冷却衬垫右分体102分别与内冷却管道7的配接结构来说，具体的不管是内冷却衬垫左分体101部还是内冷却衬垫右分体102部均包括适于从内冷却管道7的上下两侧夹持内冷却管道7的上分体部111和下分体部112。如此也就是说对于整体的内冷却衬垫来说即是四段式的分体结构。

关于本实施例的内冷却衬垫来说，还需要加以说明的是，内冷却衬垫与需要对纵缝2进行焊接的筒体1接触的曲面曲率与筒体1的内径曲率相同，便于形成相对密封的环境，以减少保护气体充气过程中大量从内冷却衬垫与筒体1内壁间隙逸出，提高充气效率，降低保护气体的损耗。

为了便于气管6内流通的气体形成对于纵缝2焊接过程中的气体保护效果，本实施例在气管6上沿其长度方向开设有与缺槽9对应且适于朝向纵缝2的出气槽14；此处的出气槽14的槽口小于缺槽9的槽口，使得内冷却衬垫不会影响气管6排气。此处优选的一种情况是，出气槽14所夹角度α大于纵缝2的破口角度β，这样的结构便于保护气体从气管6的出气槽14溢出后，充分覆盖纵缝2的破口及焊接近区域得到充分保护。

再者来说，对于一对内冷却管道7中分别具有的两个端部，其中一个端部通过第一U形连接管15实现一对内冷却管道7的连通，而另一个端部则分别通过第二U形连接管16实现与一对外冷却管道3一一对应连通；以及一对外冷却管道3未连接第二U形连接管16的端部则是分别连接一个开口管，此处一个开口管形成进水口17，另一个开口管形成出水口18。也就是说对于本实施的内冷却管道7和外冷却管道3来说共同形成一个水循环控制***，实现了同时对筒体1的外焊缝和内焊缝的冷却防护，具体的冷却水的流通过程如下：水流依次经过外冷却管道3→内冷却管道7→内冷却管道7→外冷却管道3，通过水流带走焊接热影响区及焊缝处的热量(图中具体以箭头F表示具体的冷却水的流通方向)。

对于本实施例的气管6具体的实施原理如下：

气管6的两端分别填充有一堵头13；对于气管6两端的两个堵头13，其中一个堵头13连接有气体流通管19，气体流通管19远离该堵头13的一端连接有测氧仪20，该堵头13形成了对于气管6一端的封堵效果，使得气管6内的气体只能通过气体流通管19进行流通；以及另一个堵头13则连接有气体导入管21，气体导入管21远离该堵头13的一端连接有气罐22，此处的气罐22内预存有保护气体例如惰性气体，也就是说此处的气体导入管21形成了对于气管6的进气端。

优选的一种实施情况下，两个堵头13中连接有气体导入管21的堵头13背离气体导入管21的一端还连接有通过该堵头13与气体导入管21连通的气体扩散管23；以及气体扩散管23的周向侧壁上开设了贯穿侧壁的螺旋出气槽25。当保护气体从气罐22经气体导入管21穿过堵头13进入气管6时，气流沿着气体扩散管23的螺旋出气槽25排出，优先驱除靠近气管6内连接该气体扩散管23的堵头13附近的空气，从而提高对于整体的气管6的充气效率，缩短充气时间。若无螺旋出气槽25，同时气管6远离气体导入管21的端部不封堵的话，保护气体进入气管6后有一定动能，会沿着平行或***行于气管6轴向流动一段距离后再扩散，导致靠近气管6内连接该气体扩散管23的堵头13附近形成盲区，不便于此处空气及时排出。

需要加以说明的是，对于本实施例设置的测氧仪20来说。当保护气体流向气管6远离气体导入管21的端部，从位于气管6远离气体导入管21的端部堵头13开孔排出时，经测氧仪20传感器监测，并实时分析其气管6内气体的含氧量。当测氧仪20显示含氧量降到预先设定指标时，方可指示启动对于筒体1纵缝2的焊接。

对于本实施例的筒体1纵缝2的焊接过程中的气体保护来说，无需向整个筒体1内充满保护气体，只需向气管6内充满保护气体。具体来说，定义筒体1内径为D，长度为H；气管6内径为d，长度为h，保护气体密度为ρ，同时假设充气过程无保护气体逸出，无热胀冷缩。则实际充气体积应为：πd²h/4。相对于保护气体充满筒体1的节约比例为：1-d²h/D²H。但实际充气过程中，必然有气体交换，保护气体逸出等，同等充气速度下，充气时间越长，效率越低，气体耗量越大，浪费越大。故实际节约气体比例大于或远大于1-d²h/D²H。

实施例2：

请参阅图1至图12所示，在实施例1的纵缝2焊接防护结构的基础上，本实施例提供了一种筒体纵缝焊接装置，包括：筒体支承机构、纵缝2焊接机构和实施例1的纵缝2焊接防护结构。筒体支承机构包括适于从筒体1的底部承托筒体1的承托架26，以及与承托架26底部固连的底座27；纵缝2焊接机构包括适于对筒体1的纵缝2进行焊接的焊枪28和与焊枪28相连的以带动焊枪28移动的机械手臂29。

考虑到有效保证纵缝2焊接防护结构的焊缝内防护组件与筒体1的外侧壁和内侧壁之间的接触的充分性，本实施例的筒体1纵缝2焊接装置还包括适于从筒体1的内侧支承纵缝2焊接防护结构的内冷却衬垫的支承横梁30；支承横梁凹设有适于嵌装内冷却衬垫的条形装配槽31；以及支承横梁宽度方向的两端分别连接有一横梁支承架32。也就是说对于筒体1的内侧来说，通过内冷却衬垫与支承横梁的条形装配槽31的配接来由支承横梁来实现对于焊缝内防护组件的支承，使得焊缝内防护组件的内冷却衬垫可以与筒体1的内壁贴合以充分接触，有效保证焊缝内防护组件从筒体1内侧形成对于筒体1的纵缝2焊接的保护效果。此处需要说明的是，考虑到对于不同规格尺寸的筒体1来说，需要配置不同的内冷却衬垫，因此此处为了避免针对不同的内冷却衬垫来配置不同支承横梁造成物料浪费的问题，本实施例针对不同的内冷却衬垫只要设置其与筒体1的内侧壁的接触面的曲率不同即可，这样的情况下，对于条形装配槽31来说，在条形装配槽31与内冷却衬垫配接的时候，可选使得内冷却衬垫微凸起于条形装配槽31的槽口，这样使得对不同内冷却衬垫与筒体1内壁接触的端面不会受到条形装配槽31的影响，也就能实现一个支承横梁匹配多种内冷却衬垫使用。此外，还需要加以说明的是，对于内冷却衬垫与支承横梁之间为了提高配合的牢固度，也可以辅助螺钉进行配接，对此本实施例不做绝对限定。

关于本实施例的支承横梁与横梁支承架32之间的配接情况需要加以说明是，支承横梁与横梁支承架32之间采用便于拆卸的连接结构来实现两者的装配，这样是为了便于对待焊接的筒体1与支承横梁进行焊接前的配合以及焊接完成后的分离。并且可选的一种情况下，考虑到为了适应不同规格的筒体1的适应性，本实施例的横梁支承架32采用可升降的架体来配合不同规格尺寸的筒体1的内侧壁，此处的“可升降”例如是将横梁支承架32与一撑地固定座33配接，即通过横梁支承架32与撑地固定座33的不同位置的配接来调整横梁支承架32相对于地面的高度的不同，从而满足对于不同规格尺寸的筒体1的内侧壁的适应性。此处，还考虑到为了便于移动横梁支承架32，以便于待焊接的筒体1与支承横梁进行焊接前的配合以及焊接完成后的分离，可选在撑地固定座33的底部设置带自锁功能的滑轮。

再考虑到有效保证纵缝2焊接防护结构的焊缝外防护组件与筒体1的外侧壁和内侧壁之间的接触的充分性，筒体1纵缝2焊接装置还包括适于从筒体1的外侧抵压在纵缝2焊接防护结构的外冷却衬垫背离筒体1的侧端上的按压架35；按压架35通过销钉或螺钉与外冷却衬垫配接，以便于使得按压架35可以配合不同尺寸的按压架35使用。

由于整体的焊缝外防护组件设置在筒体1的外侧壁上，因此此处可以是通过设置一定自重按压架35来保证外冷却衬垫与筒体1的外侧壁之间的接触的充分性；还可选的情况是，按压架35宽度方向的两端分别连接有一按压固定架36，关于此处的按压固定架36与按压架35之间具体的配合情况可同理参考支承横梁30与横梁支承架32的配合情况，需要说明的是，当此处的按压固定架36同样需要实现升降来配合不同规格尺寸的筒体1时，可以将按压固定架36与一撑地支撑座38配接，即通过按压固定架36与撑地支撑座38的不同位置的配接来调整按压固定架36相对于地面的高度的不同，从而满足对于不同规格尺寸的筒体1的外侧壁的适应性。当同时存在撑地支撑座38和撑地固定座33时，可以使得两者相对设置，且分别位于支承横梁的轴向两侧位置，并且这样的分布位置还不会影响水循环控制***的使用。

实施例3：

在实施例2的筒体纵缝焊接装置的基础上，本实施例提供了一种筒体纵缝焊接方法，采用实施例2的筒体纵缝焊接装置；包括：

步骤S1：对筒体1制后将长条的纵缝2处采用点焊预连接，并在筒体1的一端焊接与筒体1等厚的引弧板41，以及在筒体1的另一端焊接与筒体1等厚的熄弧板42。

步骤S2：将筒体1架设在承托架26上。

步骤S3：将焊缝外防护组件配置在筒体1的外侧，以及将焊缝内防护组件配置在筒体1的内侧；并使得筒体1的纵焊缝中心与焊缝内防护组件的气管6中心对齐，以使得气管6内充入的保护气体可以形成对于纵焊缝在焊接过程中的气体保护效果；在此过程中通过支承横梁30和按压架35来保证外冷却衬垫和内冷却衬垫与筒体1之间的接触的全面性。

步骤S4：向气管6内充惰性气体(即启动充气***)，实时监测气管6内氧气含量；当气管6内的氧气含量低于指定指标时，开启纵缝焊接防护结构的外冷却管道3与内冷却管道7形成的水循环回路，当水循环回路通水后，再启动焊接指令，使焊枪28依次沿引弧板41、纵缝2、熄弧板42完成焊接，焊接完成后持续对焊接防护结构的外冷却管道3与内冷却管道7形成的水循环回路通入水流和对气管6充入惰性气体，直到焊缝冷却至常温时，再依次关闭水循环回路和充气***。

综上，本实施例的筒体纵缝焊接方法采用了水冷却防护工艺和保护气体防护工艺两种防护方式同步防护，且通过水冷却的单向流道实现了筒体1纵焊缝的外部与内部同时冷却，且对于筒体1内侧的充气防护实现了节气、高效的充气防护过程。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语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设备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。

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。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

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之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (10)

1.一种纵缝焊接防护结构，其特征在于，包括：

焊缝外防护组件，所述焊缝外防护组件包括适于从筒体外侧贴靠在纵缝两侧的筒体上的一对外冷却衬垫，以及沿着外冷却衬垫的长度方向一一对应配接在一对外冷却衬垫内部的一对外冷却管道；

焊缝内防护组件，所述焊缝内防护组件包括适于从筒体内侧贴靠在纵缝两侧的筒体上的内冷却衬垫、在冷却衬垫上沿着内冷却衬垫的长度方向且朝向纵缝设有的缺槽和与所述缺槽贯通的气管，以及沿着内冷却衬垫的长度方向在内冷却衬垫内且位于所述气管径向的两侧设有的一对内冷却管道。

2.根据权利要求1所述的纵缝焊接防护结构，其特征在于，对于一对所述内冷却管道中分别具有的两个端部，其中一个端部通过第一U形连接管实现一对内冷却管道的连通，而另一个端部则分别通过第二U形连接管实现与一对外冷却管道一一对应连通；以及

一对外冷却管道未连接第二U形连接管的端部则是分别连接一个开口管。

3.根据权利要求1所述的纵缝焊接防护结构，其特征在于，所述气管的两端分别填充有一堵头；以及

对于气管两端的两个堵头，其中一个堵头连接有气体流通管，所述气体流通管远离该堵头的一端连接有测氧仪；以及另一个堵头则连接有气体导入管，所述气体导入管远离该堵头的一端连接有气罐。

4.根据权利要求3所述的纵缝焊接防护结构，其特征在于，两个堵头中连接有气体导入管的堵头背离气体导入管的一端还连接有通过该堵头与气体导入管连通的气体扩散管；以及

所述气体扩散管的周向侧壁上开设了贯穿侧壁的螺旋出气槽。

5.根据权利要求1～4任一项所述的纵缝焊接防护结构，其特征在于，所述气管上沿其长度方向开设有与所述缺槽对应且适于朝向纵缝的出气槽；以及

所述出气槽所夹角度α大于纵缝的破口角度β。

6.一种筒体纵缝焊接装置，其特征在于，包括：

筒体支承机构，所述筒体支承机构包括适于从筒体的底部承托筒体的承托架，以及与所述承托架底部固连的底座；

纵缝焊接机构，所述纵缝焊接机构包括适于对筒体的纵缝进行焊接的焊枪和与焊枪相连的以带动焊枪移动的机械手臂；

纵缝焊接防护结构，所述纵缝焊接防护结构采用如权利要求1～5任一项所述的纵缝焊接防护结构。

7.根据权利要求6所述的筒体纵缝焊接装置，其特征在于，所述筒体纵缝焊接装置还包括适于从筒体的内侧支承所述纵缝焊接防护结构的内冷却衬垫的支承横梁；

所述支承横梁凹设有适于嵌装所述内冷却衬垫的条形装配槽；以及

所述支承横梁宽度方向的两端分别连接有一横梁支承架。

8.根据权利要求6或7任一项所述的筒体纵缝焊接装置，其特征在于，所述筒体纵缝焊接装置还包括适于从筒体的外侧抵压在所述纵缝焊接防护结构的外冷却衬垫背离筒体的侧端上的按压架；

所述按压架通过销钉或螺钉与外冷却衬垫配接。

9.根据权利要求8所述的筒体纵缝焊接装置，其特征在于，所述按压架宽度方向的两端分别连接有一按压固定架。

10.一种筒体纵缝焊接方法，其特征在于，采用如权利要求6～9任一项所述的筒体纵缝焊接装置；包括：

步骤S1：对筒体制后将长条的纵缝处采用点焊预连接，并在筒体的一端焊接与筒体等厚的引弧板，以及在筒体的另一端焊接与筒体等厚的熄弧板；

步骤S2：将筒体架设在承托架上；

步骤S3：将焊缝外防护组件配置在筒体的外侧，以及将焊缝内防护组件配置在筒体的内侧，使得纵焊缝中心与焊缝内防护组件的气管中心对齐；

步骤S4：向气管内充惰性气体，实时监测气管内氧气含量；当气管内的氧气含量低于指定指标时，开启纵缝焊接防护结构的外冷却管道与内冷却管道形成的水循环回路，当水循环回路通水后，再启动焊接指令，使焊枪依次沿引弧板、纵缝、熄弧板完成焊接，焊接完成后持续通入水流和惰性气体，直到焊缝冷却至常温时，再依次关闭水循环回路和充气***。

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