【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接，具体涉及一种水下角焊缝局部干法焊接装置。
技术介绍
1、随着服役时间的增长，许多水下设施结构会出现点蚀、裂纹等缺陷，影响设施安全性。例如，在核电水池结构服役过程中，受高辐射、焊缝残余应力影响，容易出现的应力腐蚀开裂等，造成水池内液体泄露，需进行维修。目前，应对水下缺陷的焊接维修方法常采用蛙人水下湿法焊接或水下干法焊接。湿法焊接时电弧周围有水存在，使得焊接能见度差、焊缝含氢量高，焊接质量较差，难以满足要求。水下干法焊接需要将水池中的水全部排出后，再采用手工焊接的方式对缺陷进行修复，但对于一些难以排空水的结构无法适用，并且在核电放射性环境中，人工焊接存在一定风险。水下局部干法焊接技术能在不排空水源的条件下提高焊接质量，并且该方法能实现远程维修，适合核电行业水池维修。
2、经搜索相关专利，哈尔滨工业大学(威海)专利技术了用于水下局部干法焊接的装置及焊接方法，但只能用于平面结构的焊接，无法在角焊缝结构处使用。上海核工程研究设计院股份有限公司提出了一种水下设施边角区域局部干法焊接装置及方法，主体由上壳体、下壳体和水密焊接装置组成。下壳体与边角区域避免之间形成密闭空间，上壳体与下壳体滑动连接实现焊接过程。北京石油化工学院提出一种多功能水下tig电弧修复焊接排水装置及修复方法，排水罩主体与运动平台连接实现排水和焊接功能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种水下角焊缝局部干法焊接装置，适用于角焊缝的水下远程维修，通过多层多道填丝堆焊扩大维修范围，确保完成
2、为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
3、一种水下角焊缝局部干法焊接装置，密封材料固定在排水罩体的底面和侧壁上，包括沿与角焊缝结构接触的下底面和侧壁面以及下底面与侧壁面的外边线，排水罩体的上表面安装有电缆气管接头和焊枪电缆接头，沿侧壁上的密封材料固定有一号进气管，沿底面上的密封材料固定有二号进气管、一号排水管、二号排水管和内窥镜管；固定支架固定在排水罩体的内壁上，行走模块电机和行走模块安装在固定支架上，avc模块与行走模块连接固定，avc模块的前端安装osc模块，osc模块与旋转模块和旋转模块电机相连，旋转模块连接焊接枪头，焊接枪头与视觉模块相连，送丝嘴固定在视觉模块上；舱门固定装置安装在排水罩体的内壁上，舱门固定装置前端与下压气缸连接，前推气缸固定板固定在排水罩体的内壁上，与前推气缸连接，前推气缸与下压气缸通过铰接块连接，舱门本体固定在下压气缸的前部，在舱门本体的舱门上安装有舱门通孔，舱门本体的外表面固定有舱门密封材料填充槽，前推气缸通过铰接块工作时顶升下压气缸，同时调整舱门本体的角度，再通过下压气缸推动舱门本体朝向排水罩体上的开口区域移动，舱门密封材料填充槽中的密封材料与排水罩体接触实现舱门处的密封。
4、密封材料为硅胶。
5、密封材料是密闭不透水可压缩的密封材料。
6、焊接枪头与视觉模块通过固定板相连。
7、行走模块实现焊接枪头沿排水罩体长度方向的移动；调节旋转模块和avc模块实现焊接枪头对准不同焊接位置。
8、avc模块实现焊接枪头的进给运动，即完成焊接枪头伸出或缩回排水罩体的动作，达到准备焊接与停止焊接的效果。
9、osc模块实现焊接枪头在垂直于焊接方向平面内的摆动，优化焊缝成型效果。
10、旋转模块实现焊接枪头在垂直于焊接方向平面的旋转运动，即完成焊接角度的调整，达到改善多层多道焊接成型的效果。
11、舱门固定装置前端通过铰接形式与下压气缸连接，前推气缸固定板通过铰接与前推气缸连接。
12、s1、在舱门关闭的条件下，将水下角焊缝局部干法焊接装置固定至待焊位置，并沿角焊缝的底面与壁面压紧，使密封材料发生形变，隔离外部水源，此时舱门通孔关闭，通过电缆气管接头向排水罩体内部通气，使内部气压与外部水下平衡；
13、s2、向一号进气管和二号进气管进气，排出待焊角焊缝区域内的水，使该区域的水沿一号排水管和二号排水管排出，并通过内窥镜观察是否排干，若排干则进行下一步；
14、s3、打开舱门本体上的舱门通孔，使排水罩体内部气压与待焊区域的气压平衡，收回前推气缸与下压气缸，打开舱门并使其靠近排水罩内壁，通过行走模块使焊接装置移动至舱门口区域，并进一步通过视觉模块观察，并调整行走模块、avc模块、旋转模块使焊接枪头以合适的焊接角度对准待焊区域；
15、s4、联合控制行走模块、avc模块、osc模块，填充焊丝穿过送丝嘴达到焊接区域，完成水下局部干法填充焊接；完成一道焊缝焊接后焊接枪头返回焊接前位置；
16、s5、调整旋转模块和avc模块，使焊接枪头从最高角度焊接位置改变至中间角度焊接位置，焊接位置的调整角度根据角焊缝需焊接区域大小调节，实现多层多道焊；
17、s6、重复步骤s4与s5，完成整个焊缝的多层多道焊接后收回焊接装置，并关闭舱门使排水罩内部空间密封，最后整体装置出水。
18、本专利技术所取得的有益效果为：
19、本专利技术在排水罩体外部沿角焊缝待焊区域四周布置密封材料(密封材料可压缩且不透水，如硅胶材料)，使焊接区域与外部水源隔离，随后充气排水形成水下密封区域，进而实现水下角焊缝结构的局部干法焊接。
20、本专利技术的焊接机构装有旋转模块和avc模块，可以实现焊枪的焊接角度与焊接高度的调整，从而实现水下角焊缝结构的多层多道焊接，使焊接区域覆盖更大的角焊缝面积。
21、本专利技术的密封材料除了在待焊区域四周布置外，还在下底面与侧壁面的外边线上布置，以保证排水罩体沿壁面与底面压紧过程中不发生倾斜或偏移，使密封材料变形更加均匀，以保证密封效果与焊接效果。
22、本专利技术在排水罩体上部开有进气孔和出气孔，在焊接过程中通入气体以带走焊接产生的烟尘，防止排水罩体内堆积烟尘，以便于通过视觉模块观测焊接过程。
23、本专利技术在舱门上设计一个舱门通孔，该孔可人为控制关闭与开启，在舱门开启之前先打开舱门通孔，使舱门内空间的气压与外部焊接区域的气压相同，防止舱门打开时气压突变导致水流倒灌。
24、本专利技术的焊接装置包含avc和osc模块，能实现焊接过程中的弧压自动调节与自动摆动，以实现更好的焊接效果。
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1.一种水下角焊缝局部干法焊接装置，其特征在于：密封材料固定在排水罩体的底面和侧壁上，包括沿与角焊缝结构接触的下底面和侧壁面以及下底面与侧壁面的外边线，排水罩体的上表面安装有电缆气管接头和焊枪电缆接头，沿侧壁上的密封材料固定有一号进气管，沿底面上的密封材料固定有二号进气管、一号排水管、二号排水管和内窥镜管；固定支架固定在排水罩体的内壁上，行走模块电机和行走模块安装在固定支架上，AVC模块与行走模块连接固定，AVC模块的前端安装OSC模块，OSC模块与旋转模块和旋转模块电机相连，旋转模块连接焊接枪头，焊接枪头与视觉模块相连，送丝嘴固定在视觉模块上；舱门固定装置安装在排水罩体的内壁上，舱门固定装置前端与下压气缸连接，前推气缸固定板固定在排水罩体的内壁上，与前推气缸连接，前推气缸与下压气缸通过铰接块连接，舱门本体固定在下压气缸的前部，在舱门本体的舱门上安装有舱门通孔，舱门本体的外表面固定有舱门密封材料填充槽，前推气缸通过铰接块工作时顶升下压气缸，同时调整舱门本体的角度，再通过下压气缸推动舱门本体朝向排水罩体上的开口区域移动，舱门密封材料填充槽中的密封材料与排水罩体接触实现舱门处的密封。
2.根据权利要求1所述的水下角焊缝局部干法焊接装置，其特征在于：密封材料为硅胶。
3.根据权利要求1所述的水下角焊缝局部干法焊接装置，其特征在于：密封材料是密闭不透水可压缩的密封材料。
4.根据权利要求1所述的水下角焊缝局部干法焊接装置，其特征在于：焊接枪头与视觉模块通过固定板相连。
5.根据权利要求1所述的水下角焊缝局部干法焊接装置，其特征在于：行走模块实现焊接枪头沿排水罩体长度方向的移动；调节旋转模块和AVC模块实现焊接枪头对准不同焊接位置。
6.根据权利要求1所述的水下角焊缝局部干法焊接装置，其特征在于：AVC模块实现焊接枪头的进给运动，即完成焊接枪头伸出或缩回排水罩体的动作，达到准备焊接与停止焊接的效果。
7.根据权利要求1所述的水下角焊缝局部干法焊接装置，其特征在于：OSC模块实现焊接枪头在垂直于焊接方向平面内的摆动，优化焊缝成型效果。
8.根据权利要求1所述的水下角焊缝局部干法焊接装置，其特征在于：旋转模块实现焊接枪头在垂直于焊接方向平面的旋转运动，即完成焊接角度的调整，达到改善多层多道焊接成型的效果。
9.根据权利要求1所述的水下角焊缝局部干法焊接装置，其特征在于：舱门固定装置前端通过铰接形式与下压气缸连接，前推气缸固定板通过铰接与前推气缸连接。
10.根据权利要求1所述的水下角焊缝局部干法焊接装置，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种水下角焊缝局部干法焊接装置，其特征在于：密封材料固定在排水罩体的底面和侧壁上，包括沿与角焊缝结构接触的下底面和侧壁面以及下底面与侧壁面的外边线，排水罩体的上表面安装有电缆气管接头和焊枪电缆接头，沿侧壁上的密封材料固定有一号进气管，沿底面上的密封材料固定有二号进气管、一号排水管、二号排水管和内窥镜管；固定支架固定在排水罩体的内壁上，行走模块电机和行走模块安装在固定支架上，avc模块与行走模块连接固定，avc模块的前端安装osc模块，osc模块与旋转模块和旋转模块电机相连，旋转模块连接焊接枪头，焊接枪头与视觉模块相连，送丝嘴固定在视觉模块上；舱门固定装置安装在排水罩体的内壁上，舱门固定装置前端与下压气缸连接，前推气缸固定板固定在排水罩体的内壁上，与前推气缸连接，前推气缸与下压气缸通过铰接块连接，舱门本体固定在下压气缸的前部，在舱门本体的舱门上安装有舱门通孔，舱门本体的外表面固定有舱门密封材料填充槽，前推气缸通过铰接块工作时顶升下压气缸，同时调整舱门本体的角度，再通过下压气缸推动舱门本体朝向排水罩体上的开口区域移动，舱门密封材料填充槽中的密封材料与排水罩体接触实现舱门处的密封。
2.根据权利要求1所述的水下角焊缝局部干法焊接装置，其特征在于：密封材料为硅胶。
3.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：周政，万潇彬，黄建生，张潇，张晓冬，高晶，王登星，高月，
申请(专利权)人：中核武汉核电运行技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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