一种可除烟雾式动态水下湿法焊接试验装置论文和设计-刘承林

全文摘要

本实用新型提供了一种可除烟雾式动态水下湿法焊接试验装置，包括三轴移动装置、循环水流系统和烟雾去除系统组成，所述三轴移动装置由X、Y和Z轴移动装置组成，可实现三维联动焊接；所述循环水流装置由水管支架、水箱、水箱卡座、水箱拖板、水泵和水管组成，通过水泵实现水箱内水的循环流动，在一定程度上复现了自然环境下的焊接试验；所述烟雾去除系统由软管挂件、烟雾吸收软管、烟雾吸板、高压抽吸装置、颗粒过滤板、集尘箱、水汽烟雾分离装置、滤水板、水处理装置、烟雾过滤板和烟雾处理装置组成，可去除焊接过程中的水汽烟雾。

主设计要求

1.一种可除烟雾式动态水下湿法焊接试验装置，该装置包括三轴移动装置（100）、循环水流系统（200）和烟雾去除系统（300），所述三轴移动装置（100）包括X轴移动装置（101）、Y轴移动装置（103）和Z轴移动装置（102），X轴移动装置（101）和Z轴移动装置（102）组成十字滑块运动机构，带动焊枪夹具（104）和烟雾吸板（303）移动至焊接位置，Y轴移动装置（103）固定在底板（105）上，并驱动水箱（202）及放置于水箱（202）内的待焊工件左右往复移动，其特征在于：所述循环水流系统包括水管支架Ⅰ（201）、水箱（202）、水箱卡座（203）、水泵（204）、水箱拖板（205）、水管（206）和水管支架Ⅱ（207），通过水泵（204）实现水箱（202）内水的循环流动；所述烟雾去除系统（300）包括软管挂件（301）、烟雾吸收软管（302）、烟雾吸板（303）、高压抽吸装置（304）、颗粒过滤板（305）、集尘箱（306）、水汽烟雾分离装置（307）、滤水板（308）、水处理装置（309）、烟雾过滤板（310）和烟雾处理装置（311），烟雾吸板（303）连接在焊枪夹具（104）上，烟雾吸收板（303）、烟雾吸收软管（302）、软管挂件（301）和高压抽吸装置（304）依次连接，高压抽吸装置（304）通过烟雾吸收软管（302）、烟雾吸板（303）和颗粒过滤板（305）将焊接时的水汽烟雾吸入水汽烟雾分离装置（307）内，滤水板（308）设置于水处理装置（309）上方，水处理装置（309）对分离后的水进行清洁处理，烟雾过滤板（310）设置于烟雾处理装置（311）上，烟雾处理装置（311）和烟雾过滤板（310）和固定连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种可除烟雾式动态水下湿法焊接试验装置，其特征在于，所述烟雾吸收软管（302）一端固定在烟雾吸板（303）上，另一端固定在高压抽吸装置（304）上，且烟雾吸收软管由软管挂件固定于Z轴上。

3.根据权利要求1所述的一种可除烟雾式动态水下湿法焊接试验装置，其特征在于，所述水汽烟雾分离装置（307）一端与颗粒过滤板（305）固定连接，另一端与烟雾过滤板（310）固定连接，并固定在滤水板（308）上。

4.根据权利要求1所述的一种可除烟雾式动态水下湿法焊接试验装置，其特征在于，所述滤水板（308）具有不同的孔径。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种焊接试验装置，尤其涉及一种用于水下焊接高压舱试验的可除烟雾式动态水下湿法焊接试验装置。

背景技术

随着水利水电工程和各种水中工作平台建设需求的提升，与之对应的水下焊接技术的要求也不断增加。然而，目前水下焊接技术主要采用人工潜水焊接的方式，存在焊接成本高、效率低，危险性大等不足。

目前，水下焊接一般采用水下弧焊焊接技术，根据焊接方法的不同，水下弧焊焊接技术可分为水下湿法焊接、干法焊接和局部干法焊接三种。相较于干法和局部干法焊接而言，水下湿法焊接在焊接过程中始终与水接触，不用采用隔水措施，电弧直接在水中燃烧，这种方法具有装置简单和操作灵活等优点。同时又因为自然环境中的水都是处于流动状态，因此在动态水流状态下进行水下湿法焊接试验程能较大程度的复现在自然环境中焊接时的状态。

在进行水下湿法焊接的试验时，经常会产生大量水蒸汽和烟雾混合物，如粉尘、氧化锰、臭氧、氮氧化物等。过去，在进行水下湿法焊接实验时，直接将水汽混合物排放到空气中，不仅污染环境，而且会直接影响到进行水下焊接的科研人员身体健康。

专利公开号CN 104475974 B公开了一种湿法水下激光焊接试验装置及工艺。其湿法水下激光焊接试验装置设有X、Y和Z三轴运动平台，能将焊接头移动至焊接位置，可实现三维空间的湿法焊接试验。但该装置水箱中的水处于不流通状态，其试验装置只能完成在静态水下的焊接试验，未能较好的还原处于在自然环境下进行水下焊接时的状态，因此，实验结果较为理想。同时，由于该装置将三轴移动机构均放置于水箱内，大大的减少了取放焊件时的操作空间，降低了取放焊件和清洗水箱的灵活性。

专利公开号CN 206998085 U公开了一种焊接系统，该系统包括烟尘净化器，并通过在焊枪上设置吸收焊枪产生的焊接烟尘的吸尘口，将产生的烟尘直接吸入焊烟过滤网内进行净化，从源头上解决了焊接烟尘直接排放到空气中而造成的危害。但就文中指出，其烟尘净化器含有烟尘过滤网、颗粒过滤网和活性炭过滤网等烟尘净化部件，主要针对于陆上焊接时的烟尘去除。而面对在水下湿法焊接试验中产生的含有大量水汽烟尘的混合气体烟雾时，由于缺乏水汽烟雾分离功能和水处理功能，使之不能较好的应用于水下湿法焊接过程中的烟雾去除。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种可除烟雾式动态水下湿法焊接试验装置，可以有效的去除水下湿法焊接过程中产生的水汽烟雾，同时通过水泵实现水箱内水循环流通，在一定程度上复现了自然环境下的焊接试验。

为实现上述目的，具体的技术方案如下：

一种可除烟雾式动态水下湿法焊接试验装置由三轴移动装置、循环水流系统和烟雾去除系统组成。所述三轴移动装置由X、Y和Z三轴移动装置组成，X和Z轴移动装置组成十字滑块运动机构，带动焊枪夹具和烟雾吸板移动至焊接位置，并且Y轴移动装置固定在底板上，带动水箱及放置于水箱内的待焊工件沿Y轴导轨往复移动；所述循环水流系统由水管支架Ⅰ、水箱、水箱托板、水箱卡座，水管、水泵和水管支架Ⅱ组成，通过水泵实现水箱内水的循环流动；所述烟雾去除系统由软管挂件、烟雾吸收软管、烟雾吸板、高压抽吸装置、颗粒过滤板、集尘箱、水汽烟雾分离装置、滤水板、水处理装置、烟雾过滤板和烟雾处理装置组成，烟雾吸板固定于焊枪夹具上，高压抽吸装置通过烟雾吸收软管、烟雾吸板和颗粒过滤板将焊接时的水汽烟雾吸入水汽烟雾分离装置内。

进一步的，所述十字滑块运动机构由Z轴支撑板通过螺栓紧固于底板上。

进一步的，所述水箱由水箱托板卡座定位放置于水箱托板上，且水箱托板固定于Y轴滑块上。

进一步的，所述烟雾吸收软管一端固定在烟雾吸板上，另一端固定在高压抽吸装置上，且烟雾吸收软管由软管挂件固定于Z轴上。

进一步的，所述颗粒过滤板设置于水汽烟雾分离装置和高压抽吸装置间，用于去除水汽烟雾中的大颗粒物质。

进一步的，所述水汽烟雾分离装置一端和颗粒过滤板固定连接，一端和烟雾过滤板固定连接，并固定在滤水板上。

进一步的，所述滤水板具有不同的孔径。

进一步的，所述滤水板设置于水处理装置上方，滤除混合在水中的微小杂质。

进一步的，所述烟雾过滤板设置于烟雾处理装置上进一步滤除烟雾中混合的微小杂质。

本实用新型的有益效果为：

（1）采用了循环水流系统，在进行水下湿法焊接试验时，能在一定程度上的复现在自然环境下的焊接试验，提升了试验数据的有效性。

（2）设置了烟雾去除系统，能直接吸收在焊接过程中产生的水汽烟雾，对水汽烟雾进行分离处理，解决了焊接过程中所产生的水汽烟雾对空气和水资源的污染，并保障了试验人员的人身健康。

附图说明

图1为本实用新型可除烟雾式水下湿法焊接试验装置的整体结构图；

图2为本实用新型循环水流系统结构示意图；

图3为本实用新型烟雾去除系统结构示意图。

图中：100-三轴移动装置，101-X轴移动装置，102-Z轴移动装置，103-Y轴移动装置，104-焊枪夹具，105-底板，200-循环水流系统， 201-水管支架Ⅰ，202-水箱，203-水箱卡座，204-水泵，205-水箱托板，206-水管，207-水管支架Ⅱ，300-烟雾去除系统，301-软管挂件，302-烟雾吸收软管，303-烟雾吸板，304-高压抽吸装置，305-颗粒过滤板，306-集尘箱，307-水汽烟雾分离装置，308-滤水板，309-水处理装置，310-烟雾过滤板，311-烟雾处理装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“ 上下”、“ 前后”、“ 左右”、等指示的方位为基于附图所示的方位，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

如图1-3所示，本实用新型提供了一种可除烟雾式动态水下湿法焊接试验装置，该装置包括三轴移动装置100、循环水流系统200和烟雾去除系统300。

该焊接试验装置的三轴移动装置100包括X轴移动装置101、Y轴移动装置103和Z轴移动装置102，X轴移动装置101和Z轴移动装置102组成十字滑块运动机构，带动焊枪夹具104和烟雾吸板303移动至焊接位置，Y轴移动装置固定在底板105上，并驱动水箱202及放置于水箱202内的待焊工件（图中未示出）左右往复移动。

该焊接试验装置的循环水流系统200包括\/由水管支架Ⅰ201、水箱202、水箱卡座203、水泵204、水箱托板205、水管206和水管支架Ⅱ207组成，水箱202由水箱卡座203定位放置于水箱托板205上，且水箱托板205固定在Y轴移动装置103的Y轴移动滑块上，水管206与水管支架Ⅰ201和水管支架Ⅱ207固定连接，并通过螺栓固定于底板115上，且水管206与水泵204固定连接，通过水泵204实现水箱202内水的循环流动。

该焊接试验装置的烟雾去除系统300包括\/由软管挂件301、烟雾吸收软管302、烟雾吸板303、高压抽吸装置304、颗粒过滤板305、集尘箱306、水汽烟雾分离装置307、滤水板308、水处理装置309、烟雾过滤板310和烟雾处理装置311组成，烟雾吸板303连接在焊枪夹具104上，烟雾吸收板303、烟雾吸收软管302和高压抽吸装置304依次连接，且烟雾吸收软管302通过软管挂件301固定在Z轴移动装置102上，高压抽吸装置304通过烟雾吸收软管302、烟雾吸板303、颗粒过滤板305和将焊接时的水汽烟雾吸入水汽烟雾分离装置307，滤水板308设置于水处理装置309上方，用于去除混合在水中的微小杂质，水处理装置309对分离后的水进行清洁处理，烟雾过滤板310设置于烟雾处理装置上，用于去除烟雾中的微小杂质，烟雾处理装置311和烟雾过滤板310固定连接，用于去除烟雾中的有毒气体。所述滤水板308具有不同的孔径。

如图2所示，水泵204循环转动，从而带动水箱202中的水沿着水管206循环流动，通过设置水泵204转速（如变频电机调速水泵），可动态调节水流速度，为模拟出不同水流速度状态下的焊接试验提供了支撑。

如图3所示，高压抽吸装置304通过烟雾吸收软管302将焊接时的水汽烟雾吸入水汽烟雾分离装置307内，经过颗粒过滤板305去除烟雾中的大颗粒杂质，并收集于集尘箱306内，固定于颗粒过滤板305上的水汽烟雾分离装置307的通过降温处理，完成对水汽烟雾的分离处理，分离出的水流穿过滤水板308，进一步去除混合在水中的微小杂质，最后在水处理装置309中完成对水的净化处理，而分理处的烟雾气体，经烟雾过滤板310去除烟雾中的微小颗粒，再由烟雾处理装置311去除烟雾中的有毒气体。

上述实施方式是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

设计图

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一种可除烟雾式动态水下湿法焊接试验装置论文和设计-刘承林

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