CN113427155A - 一种保护气氛下的多功能焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保护气氛下的多功能焊接设备，包括箱体、支撑框架、加热箱、等离子焊枪、滑动模组、氩弧焊平台及控制装置；加热箱固定安装在支撑框架内；加热箱上方连接滑动模组，等离子焊枪安装在滑动模组上，控制装置能够控制滑动模组将等离子焊枪伸入/伸出加热箱并调控等离子焊枪在XYZ三个方向的焊接位移；氩弧焊平台安装在支撑框架上；箱体覆盖在加热箱和氩弧焊平台上端，箱体中始终保持保护气氛。本发明可针对厚板构件焊接难度大的问题，进行氩弧焊的打底焊接加上等离子弧焊的自动焊接，有效避免厚板构件未焊透的现象。将氩弧焊和等离子弧焊集中在一个充氩箱内，简化了打底‑自动焊接的操作步骤，且无需通入保护气。

Description

一种保护气氛下的多功能焊接设备

技术领域

本发明属于焊接设备技术领域，尤其涉及一种保护气氛下的多功能焊接设备。

背景技术

氩弧焊，是一种在保护气体氩气的氛围中进行焊接的方法。使用氩气作为保护气体，可以有效避免试样在焊接过程中与空气接触，从而防止试样氧化，提高焊接质量。氩弧焊利用电极与试样间产生自由电弧熔化试样，冷却凝固实现焊接。氩弧焊可手工完成，具有灵活方便的特点。

等离子弧焊，同样是一种需要在保护气体中进行焊接的方法。它利用高电压及高频振荡将气体电离形成等离子弧，等离子弧加热并且熔化试样，冷却凝固后完成焊接。相较于氩弧焊而言，等离子弧焊的能量密度更大，且具有更大的深宽比，热影响区较小，应力变形更小。

氩弧焊和等离子弧焊都可适用于薄板件的焊接，在焊接较厚的试件时，可能会发生未焊透的现象。此时用氩弧焊进行打底焊接，再用等离子弧焊进行背面的自动焊接可实现较厚试样的焊接。传统的氩弧焊与等离子弧焊需在独立的两套设备上进行，且在焊接过程中焊枪需一直通入氩气作为保护气。

发明内容

本发明提供的一种保护气氛下的多功能焊接设备，可以将氩弧焊与等离子弧焊集中在一台设备上，在一个焊箱内完成氩弧焊和等离子弧焊的协同操作，焊箱内充入氩气作为保护气，无需在焊枪中额外通保护气，且等离子弧焊配备了控制装置，可以控制加热箱平台以及等离子焊枪的移动，焊接精度高且易于操作；且该焊接设备还可以进行较厚试样的打底-自动焊接。

具体的，本发明提供一种保护气氛下的多功能焊接设备，包括箱体、支撑框架、加热箱、等离子焊枪、滑动模组、氩弧焊平台及控制装置；

所述加热箱固定安装在所述支撑框架内，所述加热箱用于放置和加热待焊接试样；

所述加热箱上方连接滑动模组，所述等离子焊枪安装在所述滑动模组上，所述控制装置与所述滑动模组电连接，所述控制装置能够控制所述滑动模组将所述等离子焊枪伸入/伸出所述加热箱并调控所述等离子焊枪在XYZ三个方向的焊接位移；

所述氩弧焊平台安装在所述支撑框架上；

所述箱体覆盖在所述加热箱和所述氩弧焊平台上端，所述箱体中始终保持氩气气氛，使等离子弧焊和氩弧焊过程始终处于氩气气氛中。

作为本发明的进一步说明，所述焊接设备还包括过渡仓；

所述过渡仓连接在所述箱体一侧，所述过渡仓两端均设置有密封盖板，靠近所述箱体一端的所述密封盖板用于所述箱体和所述过渡仓之间的隔断/连通；

所述过渡仓与真空泵连接，所述真空泵电连接所述控制装置，所述真空泵用于对所述过渡仓内抽真空。

作为本发明的进一步说明，所述过渡仓具体设置为大小不同尺寸的两个。

作为本发明的进一步说明，所述加热箱包括上隔热平台和下加热仓两部分，所述下加热仓内构成加热室，所述加热室内设置加热台以及水冷装置。

作为本发明的进一步说明，所述上隔热平台上还开设有焊接口，所述焊接口一侧连接有隔热盖板，所述焊接口用于所述等离子焊枪伸入/伸出所述加热室。

作为本发明的进一步说明，所述上隔热平台和所述下加热仓四周均由内侧硅酸铝板、中间隔热棉及外侧金属板的结构组成。

作为本发明的进一步说明，所述滑动模组包括设置在所述支撑框架上端两侧的X向滑动轨道，所述上隔热平台滑动配合在所述X向滑动轨道上，所述上隔热平台能够沿着X轴方向移出所述下加热仓，或者在焊接过程中沿着X轴方向进行小距离移动。

作为本发明的进一步说明，所述滑动模组还包括固定在所述上隔热平台上的YZ向滑动模组，所述等离子焊枪安装在所述YZ向滑动模组上，所述YZ向滑动模组用于控制所述等离子焊枪在Y轴方向和Z轴方向上的移动。

作为本发明的进一步说明，所述箱体侧面设置观察窗与手套口，且位于等离子弧焊和氩弧焊两个工位的上方位置均配置所述观察窗与所述手套口。

作为本发明的进一步说明，所述氩弧焊平台上还设置有夹具。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明可针对厚板构件焊接难度大的问题，进行氩弧焊的打底焊接加上等离子弧焊的自动焊接，可以有效避免厚板构件未焊透的现象。将氩弧焊和等离子弧焊集中在一个充氩箱内，简化了打底-自动焊接的操作步骤，且无需通入保护气，简化了焊枪。

附图说明

图1为本发明提供的保护气氛下的多功能焊接设备的结构示意图；

图2为本发明提供的保护气氛下的多功能焊接设备的箱体内焊接装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、箱体；2、观察窗；3、手套口；4、控制装置；5、过渡仓；6、密封盖板；7、支撑框架；8、X向滑动轨道；9、上隔热平台；10、下加热仓；11、隔热盖板；12、YZ向滑动模组；13、等离子焊枪；14、氩弧焊平台；15、夹具；16、加热箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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”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“设置”、“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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案加以解释。

如图1-2所示，提供一种保护气氛下的多功能焊接设备，包括箱体1、支撑框架7、加热箱16、等离子焊枪13、滑动模组、氩弧焊平台14及控制装置4；

所述加热箱16固定安装在所述支撑框架7内，所述加热箱16用于放置和加热待焊接试样；

所述加热箱16上方连接滑动模组，所述等离子焊枪13安装在所述滑动模组上，所述控制装置4与所述滑动模组电连接，所述控制装置4能够控制所述滑动模组将所述等离子焊枪13伸入/伸出所述加热箱16并调控所述等离子焊枪13在XYZ三个方向的焊接位移；所述氩弧焊平台14安装在所述支撑框架7上；

所述箱体1覆盖在所述加热箱16和所述氩弧焊平台14上端，所述箱体1中始终保持氩气气氛，使等离子弧焊和氩弧焊过程始终处于氩气气氛中，从而满足氩弧焊以及等离子弧焊对保护气的要求。

所述氩弧焊平台4上还设置有夹具15，用于固定待焊试样。在氩弧焊过程中，先将待焊试样固定在夹具15上，再手工操作氩弧焊枪进行焊接。

由于箱体1中始终保持氩气气氛，在焊接过程中试样处于氩气的保护下，不会出现氧化。由于试样始终处于氩气保护下，无需额外在焊枪中连接气管通入保护气，简化了设备。但在等离子弧焊时，等离子焊枪中13依然需通入氩气作为离子气以产生等离子弧。

在进行厚板构件焊接时，例如厚板单面坡口对接焊时，可先在氩弧焊平台14上进行接口背面的打底焊接，后在箱体1内将试样转移到加热箱16内，并根据实际需要选择是否加热，然后控制等离子焊枪13进行等离子弧的自动焊接，这样可在箱体1内协同完成厚板构件的打底-自动焊接。

在一种可实现的方式中，所述焊接设备还包括过渡仓5；所述过渡仓5连接在所述箱体1一侧，所述过渡仓5两端均设置有密封盖板6，靠近所述箱体1一端的所述密封盖板6用于所述箱体1和所述过渡仓5之间的隔断/连通；所述过渡仓5与真空泵连接，所述真空泵电连接所述控制装置4，所述真空泵用于对所述过渡仓5内抽真空。

过渡仓5用于将试样放入箱体1或从箱体1中取出，在放入试样前，需要先将两侧的密封盖板6密封，对过渡仓5内进行抽真空操作，确保过渡仓5处于真空状态，然后打开远离箱体1一侧的密封盖板6，将试样放入过渡仓5，立即关闭该侧的密封盖板6，再次抽真空，最后靠近箱体1一侧的密封盖板6，使工作人员能够将试样从过渡仓5拿出至箱体1内进行后续的焊接操作；上述过渡仓5的设置，能够有效避免试样在拿进和取出过程中对箱体1内的保护气氛造成影响。

优选的，所述过渡仓5具体设置为大小不同尺寸的两个，从而满足取放不同尺寸试样的需求。

此外，控制装置4上还配备显示器，使其不仅可对真空泵、等离子焊枪13、滑动模组等部件进行控制，并可显示箱体1和过渡仓5的气氛情况。

具体的，所述加热箱6包括上隔热平台9和下加热仓10两部分，所述下加热仓10内构成加热室，所述加热室内设置加热台以及水冷装置，以满足焊接过程中加热及冷却的需要。此加热箱6可以将待焊试样整体加热到适合变形的较高温度，并进行保温，从而避免脆性试样在焊接过程以及冷却过程中因应力过大而产生裂纹。

进一步的，为了防止热量散失，所述上隔热平台9和所述下加热仓10四周均由内侧硅酸铝板、中间隔热棉及外侧金属板的结构组成。

在一种可实现的方式中，所述滑动模组包括设置在所述支撑框架7上端两侧的X向滑动轨道8，所述上隔热平台9滑动配合在所述X向滑动轨道8上，所述上隔热平台9能够沿着X轴方向移出所述下加热仓10，或者在焊接过程中沿着X轴方向进行小距离移动。

所述滑动模组还包括固定在所述上隔热平台9上的YZ向滑动模组12，所述等离子焊枪13安装在所述YZ向滑动模组12上，所述YZ向滑动模组12用于控制所述等离子焊枪13在Y轴方向和Z轴方向上的移动。

上述上隔热平台9可以沿着X轴方向移出加热箱下平台10，露出加热室，以满足装夹试样的需要。此外上隔热平台9还可以在焊接过程中沿着X轴方向进行小距离的移动，以满足焊接的需要；由于下加热仓10四周的隔热围板较厚，所以在小距离移动过程中并不会产生空隙造成热量损失。而滑动模组12可以控制等离子焊枪13在Y轴方向和Z轴方向上的移动。

更进一步的，所述上隔热平台9上还开设有焊接口，所述焊接口一侧连接有隔热盖板11，所述焊接口用于所述等离子焊枪13伸入/伸出所述加热室。

在加热箱16加热过程中，隔热盖板11关闭，此时等离子焊枪13位于加热箱16的外部。待加热到一定温度后，打开隔热盖板11，启动滑动模组12将等离子焊枪13伸入加热室内进行焊接，并可通过滑动模组12对等离子焊枪13在Y轴方向进行小范围的位移调整，焊接完毕后移出等离子焊枪13，关闭隔热盖板11，可继续进行保温或缓冷操作。

所述箱体1侧面设置观察窗2与手套口3，且位于等离子弧焊和氩弧焊两个工位的上方位置均配置所述观察窗2与所述手套口3；观察窗2用于操作人员在操作设备时实时观察内部情况，手套口3连接手套，操作人员通过手套口3可在箱体1内部进行装夹试样，手工氩弧焊等操作。

本发明提供的多功能焊接设备，可针对厚板构件焊接难度大的问题，进行氩弧焊的打底焊接加上等离子弧焊的自动焊接，可以有效避免厚板构件未焊透的现象。且将氩弧焊和等离子弧焊集中在一个充氩箱内，简化了打底-自动焊接的操作步骤，且无需通入保护气，简化了焊枪。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种保护气氛下的多功能焊接设备，其特征在于：包括箱体(1)、支撑框架(7)、加热箱(16)、等离子焊枪(13)、滑动模组、氩弧焊平台(14)及控制装置(4)；

所述加热箱(16)固定安装在所述支撑框架(7)内，所述加热箱(16)用于放置和加热待焊接试样；

所述加热箱(16)上方连接滑动模组，所述等离子焊枪(13)安装在所述滑动模组上，所述控制装置(4)与所述滑动模组电连接，所述控制装置(4)能够控制所述滑动模组将所述等离子焊枪(13)伸入/伸出所述加热箱(16)并调控所述等离子焊枪(13)在XYZ三个方向的焊接位移；

所述氩弧焊平台(14)安装在所述支撑框架(7)上；

所述箱体(1)覆盖在所述加热箱(16)和所述氩弧焊平台(14)上端，所述箱体(1)中始终保持氩气气氛，使等离子弧焊和氩弧焊过程始终处于氩气气氛中。

2.根据权利要求1所述的保护气氛下的多功能焊接设备，其特征在于：所述焊接设备还包括过渡仓(5)；

所述过渡仓(5)连接在所述箱体(1)一侧，所述过渡仓(5)两端均设置有密封盖板(6)，靠近所述箱体(1)一端的所述密封盖板(6)用于所述箱体(1)和所述过渡仓(5)之间的隔断/连通；

所述过渡仓(5)与真空泵连接，所述真空泵电连接所述控制装置(4)，所述真空泵用于对所述过渡仓(5)内抽真空。

3.根据权利要求2所述的保护气氛下的多功能焊接设备，其特征在于：所述过渡仓(5)具体设置为大小不同尺寸的两个。

4.根据权利要求1所述的保护气氛下的多功能焊接设备，其特征在于：所述加热箱(6)包括上隔热平台(9)和下加热仓(10)两部分，所述下加热仓(10)内构成加热室，所述加热室内设置加热台以及水冷装置。

5.根据权利要求4所述的保护气氛下的多功能焊接设备，其特征在于：所述上隔热平台(9)上还开设有焊接口，所述焊接口一侧连接有隔热盖板(11)，所述焊接口用于所述等离子焊枪(13)伸入/伸出所述加热室。

6.根据权利要求4所述的保护气氛下的多功能焊接设备，其特征在于：所述上隔热平台(9)和所述下加热仓(10)四周均由内侧硅酸铝板、中间隔热棉及外侧金属板的结构组成。

7.根据权利要求4所述的保护气氛下的多功能焊接设备，其特征在于：所述滑动模组包括设置在所述支撑框架(7)上端两侧的X向滑动轨道(8)，所述上隔热平台(9)滑动配合在所述X向滑动轨道(8)上，所述上隔热平台(9)能够沿着X轴方向移出所述下加热仓(10)，或者在焊接过程中沿着X轴方向进行小距离移动。

8.根据权利要求7所述的保护气氛下的多功能焊接设备，其特征在于：所述滑动模组还包括固定在所述上隔热平台(9)上的YZ向滑动模组(12)，所述等离子焊枪(13)安装在所述YZ向滑动模组(12)上，所述YZ向滑动模组(12)用于控制所述等离子焊枪(13)在Y轴方向和Z轴方向上的移动。

9.根据权利要求1所述的保护气氛下的多功能焊接设备，其特征在于：所述箱体(1)侧面设置观察窗(2)与手套口(3)，且位于等离子弧焊和氩弧焊两个工位的上方位置均配置所述观察窗(2)与所述手套口(3)。

10.根据权利要求1所述的保护气氛下的多功能焊接设备，其特征在于：所述氩弧焊平台(4)上还设置有夹具(15)。

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