CN115138943A - 多功能水下tig电弧修复焊接排水装置及修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置及修复方法,涉及水下电弧焊接和水下电弧增材修复设备技术领域,以解决现有技术中没有适用于拐角位置的局部干法水下TIG电弧增材修复用排水装置的问题。该装置包括排水罩主体、连接机构以及设置在排水罩主体上的进气机构、焊接机构、监测机构和照明机构,排水罩主体通过连接机构与水下运动平台相连接,排水罩主体内部形成有焊接腔室;进气机构包括高压进气模块和低压进气模块,排水气体能通过低压进气模块通入排水罩主体内,待焊接区域排水稳定后通过高压进气模块向排水罩主体内通入高压气体以吹扫待焊接区域水珠;监测机构包括双目模块、气体压力传感器和温湿度传感器。
Description
技术领域
本发明涉及水下电弧焊接和水下电弧增材修复设备技术领域,尤其是涉及一种多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置及修复方法。
背景技术
随着人类对能源的需求越来越迫切,海洋油气、核电以及内陆水资源开发成为人类能源的主要新的来源,相关工程中水下钢结构件的制造、连接和在役后结构件的再制造都离不开水下加工技术的参与,其中很多水下大型结构中存在大量直角焊缝需要焊接再制造。水下焊接技术成为水下工程建设与维护必不可少的关键技术。
水下焊接技术包括湿法和干法的水下激光焊接与水下电弧焊接。其中TIG电弧焊接技术具备如下优势:TIG电弧焊接工艺目前应用最广泛,技术最成熟,成本低廉,可以实现多数材料的成型维修;TIG电弧维修工艺保证了焊接速度、焊接接头质量、焊缝可达性并避免了飞溅,是一种优选的焊接工艺。而局部干法水下焊接***易于简化和搭建,特别适应于大型、小型设备的维修,并且很大程度上提高了焊接效率,降低工作成本。因此,局部干法水下TIG电弧焊接被作为一种具有巨大发展应用潜力的水下再制造技术,受到越来越广泛的关注,随着水下结构件各位置焊接再制造的需求逐渐增多,仅仅针对平面位置的焊接方式已经不能完全满足水下焊接需求,其中,针对结构件拐角交界处的焊接再制造成为新的研究重点。
为保证水下焊接与增材修复质量,需要营造一个工件待增材区域的局部干燥环境,现有技术中还没有一套适用于拐角位置的局部干法水下TIG电弧增材修复用排水装置。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置及修复方法,以解决现有技术中没有适用于拐角位置的局部干法水下TIG电弧增材修复用排水装置的技术问题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,包括排水罩主体、连接机构以及设置在所述排水罩主体上的进气机构、焊接机构、监测机构和照明机构,所述排水罩主体通过所述连接机构与水下运动平台相连接,所述排水罩主体内部形成有焊接腔室;
所述进气机构包括高压进气模块和低压进气模块,排水气体能通过所述低压进气模块通入所述排水罩主体内,待焊接区域排水稳定后通过高压进气模块向所述排水罩主体内通入高压气体以吹扫待焊接区域水珠;
所述监测机构包括双目模块、气体压力传感器和温湿度传感器,所述照明机构为焊接腔室提供照明,所述双目模块用于观察所述焊接腔室内的焊接情况,所述气体压力传感器和所述温湿度传感器均设置于所述排水罩主体上,用于监测所述焊接腔室内的气体压力和温湿度变化。
作为本发明的进一步改进,所述排水罩主体包括排水罩本体和排水罩端盖,所述排水罩端盖可拆卸的固定在所述排水罩本体上且所述排水罩端盖与所述排水罩本体之间设置有密封结构,所述排水罩本体内部形成所述焊接腔室,且所述排水罩本体上远离所述排水罩端盖的端部为开口结构,所述连接机构与所述排水罩本体相连接,所述进气机构、所述焊接机构、所述监测机构和所述照明机构均安装在所述排水罩端盖上。
作为本发明的进一步改进,所述排水罩本体包括排水罩中部以及与所述排水罩中部相连接的排水罩下部,所述排水罩中部设置有用于与所述连接机构相连接的连接孔,所述排水罩下部的内壁上设置有仿形密封海绵,所述仿形密封海绵通过仿形隔热钢圈挤压安装在所述排水罩下部的内壁上,所述仿形密封海绵和所述仿形隔热钢圈均设置于所述焊接腔室内。
作为本发明的进一步改进,所述焊接机构包括焊枪夹具、TIG焊枪、送丝管、同步吹气管以及固定架,所述焊枪夹具安装在所述排水罩端盖上,所述焊枪夹具上形成有焊枪安装孔,所述排水罩端盖上开设有同步吹气管安装孔和送丝管安装孔,所述固定架设置于所述焊接腔室内,所述TIG焊枪能穿过所述焊枪安装孔安装于所述固定架上,所述送丝管能穿过所述送丝管安装孔安装与所述固定架上,所述同步吹气管能穿过所述同步吹气管安装孔安装与所述固定架上,且所述送丝管和所述同步吹气管位于所述TIG焊枪的两侧。
作为本发明的进一步改进,所述低压进气模块包括低压排水气体快接插头,所述排水罩端盖上开设有低压排水气体进气孔,所述低压排水气体快接插头安装在所述低压排水气体进气孔处;
所述高压进气模块包括高压排水气体快接插头和高压气体喷管,所述排水罩端盖上开设有高压排水气体进气孔,所述高压排水气体快接插头安装在所述高压排水气体进气孔处,所述高压气体喷管与所述高压排水气体快接插头相连通。
作为本发明的进一步改进,所述低压排水气体进气孔的数量为四个,且在所述排水罩端盖上以所述TIG焊枪为中心呈矩形分布,所述高压排水气体进气孔的数量为两个且对称设置于所述TIG焊枪的两侧,排水气体能通过所述低压排水气体快接插头通入所述排水罩主体内部,待焊区域局部排水稳定后,进入所述高压排水气体快接插头内的高压气体能通过所述高压气体喷管喷出至所述排水罩主体内部。
作为本发明的进一步改进,所述排水罩端盖上开设有两个双目模块安装孔和两个照明机构安装孔,两个所述照明机构与两个双目模块以TIG焊枪为中心呈矩形分布,其中,两个所述照明机构按照对角线分布,两个所述双目模块按照另一对角线分布。
作为本发明的进一步改进,所述连接机构包括连接部与安装部,所述安装部通过所述连接部与所述排水罩主体形成可拆卸式固定连接,所述安装部与水下运动平台之间为可拆卸式固定连接,所述连接部与所述安装部固定连接。
作为本发明的进一步改进,所述仿形密封海绵为可压缩阻燃海绵材料,所述仿形密封海绵与所述排水罩下部的内壁通过胶接的方式形成连接。
一种水下TIG电弧修复修复方法,应用所述的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,包括如下步骤:
S1:将多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置连接并调试好后安装在水下运动平台上,打开照明机构、双目模块与气体压力传感器,完成入水动作,此时排水气体通过低压进气模块通入排水罩主体内;
S2:移动水下运动平台到达待焊区域,通过双目模块观察多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置内的排水情况,打开温湿度传感器,待排水情况稳定后,确定焊接起始点;此时通过高压进气模块向排水罩主体内通入高压气体,通过双目模块和温湿度传感器示数进行吹扫待焊区域残留水珠与其他杂质,形成相对干燥且洁净的焊接空间;
S3:待温湿度传感器示数稳定后,根据焊接要求设定焊接参数,起弧后,通过双目模块观察焊接位置移动情况以及熔池形态,在焊接过程中,根据不同水深,结合温湿度传感器、气体压力传感器示数以及双目模块的观察情况,及时调整焊接机构的位置以及焊接腔室内的气流量;
S4:焊接工作完成后,多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置随水下运动平台完成出水动作。
本发明提供的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,针对拐角位置的的焊接排水装置,此焊接排水装置拐角的形状与角度可通过排水罩主体下部的仿形结构的调整满足不同待修复拐角位置的需求,具有更高实用性;此焊接排水装置在焊接过程中通过气体压力传感器和温湿度传感器的实时监测焊接腔室内的气体压力以及焊接过程中排水罩主体内部的温度变化来调整气体流量,防止气体流量过小降低密封排水性能、气体流量过大破坏熔池,从而达到最佳成形效果,可适应不同水深与焊接环境温度,具有更好适应性;此焊接水装置设有双目模块,其前摄像头用于待焊位置的对准,后摄像头用于观察焊缝成形情况与熔池形态,防止断弧及沾丝,实现焊缝实时跟踪,提高焊接过程可控性,从而降低工作失效率,提高工作效率;此焊接排水装置集成多种传感器,可有效节省人工复检成本、最大限度减少保护气体消耗,从而有效降低焊接成本,提高焊接质量;结构合理、适应拐角位置、工作腔室空间充足、水密性能良好,适用于浅水环境和深水环境下水下电弧增材制造工件,以及完成对结构件进行水下环境修复和电弧焊接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置的底部示意图;
图3是本发明实施例提供的排水罩主体的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的排水罩本体的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的排水罩端盖的示意图;
图6是本发明实施例提供的焊接机构的示意图;
图7是本发明实施例提供的双目模块的结构示意图;
图8是本发明实施例提供的固定架的结构示意图;
图9是本发明实施例提供的焊枪夹具的结构示意图;
图10是本发明实施例提供的连接机构的结构示意图;
图11是本发明实施例提供的仿形隔热钢圈的结构示意图;
图12是本发明实施例提供的仿形密封海绵的结构示意图;
图13是本发明实施例提供的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置的一张工作状态示意图;
图14是本发明实施例提供的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置的另一张工作状态示意图。
附图标记:1、连接机构;110、安装部;120、连接部;2、焊枪夹具;3、排水罩端盖;31、安装螺纹孔;32、低压排水气体进气孔;33、照明机构安装孔;34、同步吹气管安装孔;35、温湿度传感器安装孔;36、气体压力传感器安装孔;37、双目模块安装孔;38、高压排水气体进气孔;39、送丝管安装孔;4、排水罩本体;41、排水罩中部;411、连接孔;42、排水罩下部;5、仿形密封海绵;6、仿形隔热钢圈;7、同步吹气管;8、照明机构;9、TIG焊枪;10、送丝管;11、高压气体喷管;12、固定架;13、双目模块;131、摄像头;132、衰减片;133、滤光片;134、防飞溅镜头;135、保护壳;14、焊件;15、气体压力传感器;16、温湿度传感器;17、低压排水气体快接插头;18、高压排水气体快接插头。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1-图14,本发明提供了一种多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,包括排水罩主体、连接机构1以及设置在排水罩主体上的进气机构、焊接机构、监测机构和照明机构8,排水罩主体通过连接机构1与水下运动平台相连接,排水罩主体内部形成有焊接腔室;进气机构包括高压进气模块和低压进气模块,排水气体能通过低压进气模块通入排水罩主体内,待焊接区域排水稳定后通过高压进气模块向排水罩主体内通入高压气体以吹扫待焊接区域水珠;监测机构包括双目模块13、气体压力传感器15和温湿度传感器16,照明机构8为焊接腔室提供照明,双目模块13用于观察焊接腔室内的焊接情况,气体压力传感器15和温湿度传感器16均设置于排水罩主体上,用于监测焊接腔室内的气体压力和温湿度变化。
本实施例中的排水罩主体包括排水罩本体4和排水罩端盖3,排水罩端盖3可拆卸的固定在排水罩本体4上,具体的,排水罩端盖3上设置有安装螺纹孔31,与排水罩本体4之间可以通过螺栓实现连接。排水罩端盖3与排水罩本体4之间设置有密封结构,该密封结构可以为密封硅胶圈,排水罩本体4内部形成焊接腔室,且排水罩本体4上远离排水罩端盖3的端部为开口结构,开口结构与焊接腔室相连通,连接机构1与排水罩本体4相连接,进气机构、焊接机构、监测机构和照明机构8均安装在排水罩端盖3上。
具体的,本实施例中的排水罩本体4包括排水罩中部41以及与排水罩中部41相连接的排水罩下部42,排水罩中部41设置有用于与连接机构1相连接的连接孔411,排水罩下部42的内壁上设置有仿形密封海绵5,仿形隔热钢圈6通过仿形密封海绵5与排水罩下部42的内壁相连接,仿形密封海绵5和仿形隔热钢圈6均设置于焊接腔室内。排水气体能通过仿形密封海绵5有效的将水排出焊接腔室;仿形隔热钢圈6与仿形密封海绵5安装挤压排水罩本体4。需要说明的是,为了适应不同的焊件14,本实施例中的排水罩下部42可通过改变形状以适应不同角度的待焊接拐角位置需求。仿形密封海绵5与仿形隔热钢圈6,可根据不同待焊拐角位置角度,为适应排水罩下部42的结构改变其形状。
本实施例中的照明机构8采用LED照明灯,其灯体为不锈钢材质,防护等级为IP68,仿形密封海绵5为可压缩阻燃海绵材料,仿形密封海绵5通过仿形隔热钢圈6挤压安装在排水罩下部42的内壁上,为了进一步加强仿形隔热钢圈6、仿形密封海绵5与排水罩下部42之间的固定,优选的,可将仿形密封海绵5与排水罩下部42的内壁之间以及仿形隔热钢圈6与仿形密封海绵5之前通过胶接的方式连接一下。
本实施例中,焊接机构包括焊枪夹具2、TIG焊枪9、送丝管10、同步吹气管7以及固定架12,焊枪夹具2安装在排水罩端盖3上,焊枪夹具2上形成有焊枪安装孔,安装孔内用于安装TIG焊枪9,焊枪夹具2用于TIG焊枪9定位,排水罩端盖3上开设有同步吹气管安装孔34和送丝管安装孔39,固定架12设置于焊接腔室内,TIG焊枪9能穿过焊枪安装孔安装于固定架12上,送丝管10能穿过送丝管安装孔39安装与固定架12上,同步吹气管7能穿过同步吹气管安装孔34安装与固定架12上,且送丝管10和同步吹气管7位于TIG焊枪9的两侧。同步吹气管7、焊枪、送丝管10与固定架12用螺栓连接固定,送丝管10可通过转动不同送丝角度与焊丝材质满足实际工艺需求。
低压进气模块包括低压排水气体快接插头17,排水罩端盖3上开设有低压排水气体进气孔32,低压排水气体快接插头17安装在低压排水气体进气孔32处;高压进气模块包括高压排水气体快接插头18和高压气体喷管11,排水罩端盖3上开设有高压排水气体进气孔38,高压排水气体快接插头18安装在高压排水气体进气孔38处,高压气体喷管11与高压排水气体快接插头18相连通。排水气体通过低压排水气体快接插头17均匀通入排水罩主体内,待焊区域局部排水稳定后,高压气体通过高压排水气体快接插头18进入,通过高压气体喷管11从喷嘴处喷出,有效吹扫待焊区域残留水珠,实现待焊区域为干燥环境,其中,高压气体喷管11可根据不同焊接位置调整吹气方向。
低压排水气体快接插头17和高压气体快接插头均选用304不锈钢螺纹直通接头,其耐高低温、抗腐蚀。低压排水气体进气孔32的数量为四个,且在排水罩端盖3上以TIG焊枪9为中心呈矩形分布,高压排水气体进气孔38的数量为两个且对称设置于TIG焊枪9的两侧,排水气体能通过低压排水气体快接插头17通入排水罩主体内部,待焊区域局部排水稳定后,进入高压排水气体快接插头18内的高压气体能通过高压气体喷管11喷出至排水罩主体内部。两个高压气体喷管11相应的也呈对称分布,高压气体喷管11的前端为扇形喷嘴,能有效吹扫焊接区域位置的残留水珠,然后由仿形密封海绵5吸附。
本实施例中的温湿度传感器16为分体式耐高温的温湿度传感器16,其防水等级为IP44,精度为0.1℃、1.5%RH,温度范围-40℃~120℃,采用304不锈钢外壳,实时监测排水效果以及焊接腔室内温度的变化情况;气体压力传感器15为扩散硅自动温补传感器,其防水等级为IP68,精度为0.2%FS,采用新一代温补技术可有效避免因温度变化而产生的测量不准的问题,适应-40℃~125℃工作环境,通过实时监测气体压力来进行气体流量的调整,防止气体流量过小降低密封排水性能、气体流量过大破坏熔池。排水罩端盖3上设置有用于安装温湿度传感器16的温湿度传感器安装孔35和用于安装气体压力传感器15的气体压力传感器安装孔36。
排水罩端盖3上开设有两个双目模块安装孔37和两个照明机构安装孔33,两个照明机构8与两个双目模块13以TIG焊枪9为中心呈矩形分布,其中,两个照明机构8按照对角线分布,两个双目模块13按照另一对角线分布。本实施例中的双目模块13包括摄像头131、衰减片132、滤光片133、防飞溅镜头134和保护壳135,摄像头131与保护壳135连接处涂有防漏胶,滤光片133能滤除掉大部分弧光,衰减片132可以有效避免曝光,观察焊接全过程,实现焊缝实时跟踪。并且该双目模块13选用双摄像头131,其前摄像头131用于待焊位置的对准,后摄像头131用于观察焊缝成形情况熔池形态,防止断弧及沾丝,实现焊缝实时跟踪,提高焊接过程可控性,从而降低工作失效率,提高工作效率。摄像头131为1944P高清内窥镜摄像头131,可录像,内置LED灯补光,防水等级为IP67级,具有自动对焦调节功能,可以快速清晰看到排水装置内的情况。
本实施例中的连接机构1包括连接部120与安装部110,安装部110通过连接部120与排水罩主体形成可拆卸式固定连接,安装部110与水下运动平台之间为可拆卸式固定连接,连接部120与安装部110固定连接。具体的,连接部120与排水罩主体之间通过螺栓形成连接,安装部110与水下运动平台之间通过螺栓进行连接。
此外,本发明还提供了一种水下TIG电弧修复修复方法,使用上述的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置进行水下修复工作,具体实施步骤包括:
S1:将多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置连接并调试好后安装在水下运动平台上,打开照明机构8、双目模块13与气体压力传感器15,水下运动平台连接本装置(多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置)完成入水动作,此时低压排水气体通过低压进气模块通入排水罩主体内;
S2:移动水下运动平台到达待焊区域,通过双目模块13观察多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置内的排水情况,打开温湿度传感器16,待排水情况稳定后,通过双目模块13来观察并调整待焊位置与钨极的距离,确定焊接起始点;此时通过高压进气模块向排水罩主体内通入高压气体,通过双目模块13和温湿度传感器16示数进行吹扫待焊区域残留水珠与其他杂质,形成相对干燥且洁净的焊接空间;
S3:待温湿度传感器16示数稳定后,根据焊接要求设定焊接参数,起弧后,前摄像头131观察焊接位置移动情况,后摄像头131观察熔池形态,在焊接过程中,根据不同水深与排水罩主体内的温度,结合温湿度传感器16、气体压力传感器15示数与双目模块13观察并及时调整焊接机构的位置以及气流量(焊接腔室内的低压气体流量)的大小,防止断弧或粘丝,提高成形效果与焊接效率;
S4:焊接工作完成后,此时根据气体压力传感器15的监测示数,加大气流量,本装置随水下运动平台完成出水动作。
本发明提供的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,专门用于水下大型、小型钢结构件底面与侧壁、侧壁与侧壁的拐角位置动态排水密封与水下TIG电弧焊接维修,具有更高针对性;此焊接排水装置拐角的形状与角度可通过排水罩下部42的仿形结构和仿形密封海绵的调整满足不同待修复拐角位置的需求,具有更高实用性;此焊接排水装置在焊接过程中通过气体压力传感器15和温湿度传感器16的实时监测焊接腔室内的气体压力以及焊接过程中排水罩主体内部的温度变化来调整气体流量,防止气体流量过小降低密封排水性能、气体流量过大破坏熔池,从而达到最佳成形效果,可适应不同水深与焊接环境温度,具有更好适应性;此焊接水装置设有双目模块13,其前摄像头131用于待焊位置的对准,后摄像头131用于观察焊缝成形情况与熔池形态,防止断弧及沾丝,实现焊缝实时跟踪,提高焊接过程可控性,从而降低工作失效率,提高工作效率;此焊接排水装置中的双目模块13可实现精确检测钨极、焊丝以及待焊工件的距离,实现焊前焊接起始位置的确定,可有效避免人工手动焊前对准与调试的工作量与误差,从而提高焊接工作效率与准确性;此焊接排水装置集成多种传感器,可有效节省人工复检成本、最大限度减少保护气体消耗,从而有效降低焊接成本,提高焊接质量;结构合理、适应拐角位置、工作腔室空间充足、水密性能良好,适用于浅水环境和深水环境下水下电弧增材制造工件,以及完成对结构件进行水下环境修复和电弧焊接。
以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,其特征在于,包括排水罩主体、连接机构以及设置在所述排水罩主体上的进气机构、焊接机构、监测机构和照明机构,所述排水罩主体通过所述连接机构与水下运动平台相连接,所述排水罩主体内部形成有焊接腔室;
所述进气机构包括高压进气模块和低压进气模块,排水气体能通过所述低压进气模块通入所述排水罩主体内,待焊接区域排水稳定后通过高压进气模块向所述排水罩主体内通入高压气体以吹扫待焊接区域水珠;
所述监测机构包括双目模块、气体压力传感器和温湿度传感器,所述照明机构为焊接腔室提供照明,所述双目模块用于观察所述焊接腔室内的焊接情况,所述气体压力传感器和所述温湿度传感器均设置于所述排水罩主体上,用于监测所述焊接腔室内的气体压力和温湿度变化。
2.根据权利要求1所述的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,其特征在于,所述排水罩主体包括排水罩本体和排水罩端盖,所述排水罩端盖可拆卸的固定在所述排水罩本体上且所述排水罩端盖与所述排水罩本体之间设置有密封结构,所述排水罩本体内部形成所述焊接腔室,且所述排水罩本体上远离所述排水罩端盖的端部为开口结构,所述连接机构与所述排水罩本体相连接,所述进气机构、所述焊接机构、所述监测机构和所述照明机构均安装在所述排水罩端盖上。
3.根据权利要求2所述的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,其特征在于,所述排水罩本体包括排水罩中部以及与所述排水罩中部相连接的排水罩下部,所述排水罩中部设置有用于与所述连接机构相连接的连接孔,所述排水罩下部的内壁上设置有仿形密封海绵,所述仿形密封海绵通过仿形隔热钢圈挤压安装在所述排水罩下部的内壁上,所述仿形密封海绵和所述仿形隔热钢圈均设置于所述焊接腔室内。
4.根据权利要求2所述的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,其特征在于,所述焊接机构包括焊枪夹具、TIG焊枪、送丝管、同步吹气管以及固定架,所述焊枪夹具安装在所述排水罩端盖上,所述焊枪夹具上形成有焊枪安装孔,所述排水罩端盖上开设有同步吹气管安装孔和送丝管安装孔,所述固定架设置于所述焊接腔室内,所述TIG焊枪能穿过所述焊枪安装孔安装于所述固定架上,所述送丝管能穿过所述送丝管安装孔安装与所述固定架上,所述同步吹气管能穿过所述同步吹气管安装孔安装与所述固定架上,且所述送丝管和所述同步吹气管位于所述TIG焊枪的两侧。
5.根据权利要求4所述的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,其特征在于,所述低压进气模块包括低压排水气体快接插头,所述排水罩端盖上开设有低压排水气体进气孔,所述低压排水气体快接插头安装在所述低压排水气体进气孔处;
所述高压进气模块包括高压排水气体快接插头和高压气体喷管,所述排水罩端盖上开设有高压排水气体进气孔,所述高压排水气体快接插头安装在所述高压排水气体进气孔处,所述高压气体喷管与所述高压排水气体快接插头相连通。
6.根据权利要求5所述的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,其特征在于,所述低压排水气体进气孔的数量为四个,且在所述排水罩端盖上以所述TIG焊枪为中心呈矩形分布,所述高压排水气体进气孔的数量为两个且对称设置于所述TIG焊枪的两侧,排水气体能通过所述低压排水气体快接插头通入所述排水罩主体内部,待焊区域局部排水稳定后,进入所述高压排水气体快接插头内的高压气体能通过所述高压气体喷管喷出至所述排水罩主体内部的待焊接区域。
7.根据权利要求4所述的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,其特征在于,所述排水罩端盖上开设有两个双目模块安装孔和两个照明机构安装孔,两个所述照明机构与两个双目模块以TIG焊枪为中心呈矩形分布,其中,两个所述照明机构按照对角线分布,两个所述双目模块按照另一对角线分布。
8.根据权利要求1所述的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,其特征在于,所述连接机构包括连接部与安装部,所述安装部通过所述连接部与所述排水罩主体形成可拆卸式固定连接,所述安装部与水下运动平台之间为可拆卸式固定连接,所述连接部与所述安装部固定连接。
9.根据权利要求3所述的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,其特征在于,所述仿形密封海绵为可压缩阻燃海绵材料,所述仿形密封海绵与所述排水罩下部的内壁通过胶接的方式形成连接。
10.一种水下TIG电弧修复修复方法,其特征在于,应用如权利要求1~7任一项所述的多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置,包括如下步骤:
S1:将多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置连接并调试好后安装在水下运动平台上,打开照明机构、双目模块与气体压力传感器,完成入水动作,此时排水气体通过低压进气模块通入排水罩主体内;
S2:移动水下运动平台到达待焊区域,通过双目模块观察多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置内的排水情况,打开温湿度传感器,待排水情况稳定后,确定焊接起始点;此时通过高压进气模块向排水罩主体内通入高压气体,通过双目模块观察与温湿度传感器示数进行吹扫待焊区域残留水珠与其他杂质,形成相对干燥与洁净的焊接空间;
S3:待温湿度传感器示数稳定后,根据焊接要求设定焊接参数,起弧后,通过双目模块观察焊接位置移动情况以及熔池形态,在焊接过程中,根据不同水深,结合温湿度传感器、气体压力传感器示数以及双目模块的观察情况,及时调整焊接机构的位置以及焊接腔室内的气流量;
S4:焊接工作完成后,多功能水下TIG电弧修复焊接排水装置随水下运动平台完成出水动作。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0761362A1 (de) * | 1995-08-01 | 1997-03-12 | Albert Seufert | Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung von Rohren |
CN101254563A (zh) * | 2008-02-20 | 2008-09-03 | 中国人民解放军91872部队上海研究室 | 便携式水下干式焊接装置 |
CN103433606A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-12-11 | 天津大学 | 便携式水下局部干法自动焊专用微型排水罩 |
CN105316472A (zh) * | 2015-08-13 | 2016-02-10 | 江苏大学 | 一种提高激光诱导冲击波压力的方法及装置 |
CN205128620U (zh) * | 2015-11-13 | 2016-04-06 | 江苏友富薄板科技有限公司 | 轧机高效气体吹扫装置 |
CN106624258A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-05-10 | 华南理工大学 | 双气流结构局部干法水下机器人焊接微型排水罩 |
CN108581145A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-09-28 | 天津大学 | 一种集成了预热功能的局部干法焊接排水罩的制作方法 |
CN112355475A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-12 | 北京石油化工学院 | 集成多种传感器水下激光增材排水装置 |
-
2022
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0761362A1 (de) * | 1995-08-01 | 1997-03-12 | Albert Seufert | Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung von Rohren |
CN101254563A (zh) * | 2008-02-20 | 2008-09-03 | 中国人民解放军91872部队上海研究室 | 便携式水下干式焊接装置 |
CN103433606A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-12-11 | 天津大学 | 便携式水下局部干法自动焊专用微型排水罩 |
CN105316472A (zh) * | 2015-08-13 | 2016-02-10 | 江苏大学 | 一种提高激光诱导冲击波压力的方法及装置 |
US20190010576A1 (en) * | 2015-08-13 | 2019-01-10 | Jiangsu University | Method and Device for Increasing Laser-Induced Shock Wave Pressure |
CN205128620U (zh) * | 2015-11-13 | 2016-04-06 | 江苏友富薄板科技有限公司 | 轧机高效气体吹扫装置 |
CN106624258A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-05-10 | 华南理工大学 | 双气流结构局部干法水下机器人焊接微型排水罩 |
CN108581145A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-09-28 | 天津大学 | 一种集成了预热功能的局部干法焊接排水罩的制作方法 |
CN112355475A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-12 | 北京石油化工学院 | 集成多种传感器水下激光增材排水装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
朱征宇;张强勇;李晓泉;赵先锐;陈勇;: "水下局部干法焊接技术的发展", 南京工程学院学报(自然科学版), no. 04, pages 60 - 64 * |
雷仕湛: "激光智能制造技术", vol. 1, 复旦大学出版社, pages: 376 * |
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