一种立角焊缝专用一次成型冷却滑块的制作方法

1.本实用新型涉及立角焊缝焊接领域，特别是一种立角焊缝专用一次成型冷却滑块。


背景技术：

2.立角焊缝是建筑、船舶、工程机械等行业生产中最常见的焊缝形式之一。由于是在垂直位置焊接（立焊），焊缝金属受到重力影响，焊缝成型质量较难控制，目前主要采用手工电弧焊或者半自动焊的方式进行焊接。而且，当焊脚尺寸要求大于8mm的焊缝还需采用多层多道的方式进行焊接。手工电弧焊或者半自动焊的方式焊接立角焊缝对操作者的工艺水平和体力是双重考验，且焊接质量参差不齐，易产生各种焊接缺陷、焊接效率也低。
3.气电立焊是一种采用移动式水冷铜滑块挡住焊缝正面熔融的金属，背面采用固定式水冷铜挡排或者陶瓷衬垫封底，强迫焊缝成形，实现立缝向上对接位置单面焊双面成型的高效自动接焊方法，主要应用于天然气、石油化工、电力、造船等行业的大型储罐容器制造、船舶制造等的纵向立对接焊缝的自动焊接。由于结构和技术条件的限制，气电立焊设备目前只适用于立对接焊缝的焊接，在立角焊缝的焊接应用鲜有报道。
4.另外，在气电立焊时，极易造成焊接熔渣堆积在熔池表面，从而导致电弧不稳定，所以每焊800mm-1000mm必须停弧清理，停弧又在接头收弧处的产生缩孔，需要返修，费时费力。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种立角焊缝专用一次成型冷却滑块，该立角焊缝专用一次成型冷却滑块能用于挡住立角焊缝区域正面的焊接熔融金属，并通过循环水冷，强迫立角焊缝成型，解决立角焊缝传统焊接方法8mm以上焊脚需要多层多道、焊接质量不稳定且效率低等问题；并以传统气电立焊设备为焊枪载体，作为焊接行走执行机构，实现8-20mm大焊脚立角焊缝的一次焊接成型，提高焊接质量和焊接效率。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
7.一种立角焊缝专用一次成型冷却滑块，包括滑块本体、通水接口和气舱。
8.立角为竖直钢板一和竖直钢板二的垂直焊接角。
9.滑块本体位于立角中，且与两侧的竖直钢板一和竖直钢板二围合形成立角焊缝区域；立角焊缝区域为等腰直角三角形。
10.滑块本体的材质为铜材，包括一体设置的立板部和熔液阻挡部。
11.熔液阻挡部包括阻挡面、斜面一和熔渣槽。
12.阻挡面朝向立角焊缝区域设置，且为立角焊缝区域的直角斜边。
13.阻挡面的两侧各设置一个斜面一，每个斜面一均能与竖直钢板一或竖直钢板二滑动配合。
14.每个斜面一中均设置有一个熔渣槽。
15.立板部包括气舱安装槽和斜面二。
16.气舱安装槽设置在立板部的顶部，且气舱安装槽的底面高度不低于熔液阻挡部的顶面高度。
17.斜面二设置在气舱安装槽和熔液阻挡部两侧的立板部上，且均能与竖直钢板一或竖直钢板二滑动配合。
18.通水接口设置在立板部的外侧背面，且与内置在滑块本体中的冷却水流道相连通。
19.气舱安装在所述气舱安装槽中，用于向立角焊缝区域顶面通入保护气；气舱的出气口位于熔渣槽的后方。
20.熔液阻挡部还包括自身顶面的保护气导向斜面，保护气导向斜面向立角焊缝区域方向倾斜，用于保护气的导向。
21.保护气导向斜面与立角焊缝区域顶面的夹角为45度。
22.熔渣槽的形状为弧形或u形，熔渣槽的深度为3-5mm。
23.通水接口的数量为两个，分别为进水接口和出口接口，对称布设在立板部背面竖直中心线两侧；在立板部背面竖直中心线处还设置有竖直槽，竖直槽用于安装滑块本体压紧装置。
24.气舱的纵截面为矩形，气舱安装槽为u型开口槽。
25.熔液阻挡部的两侧均设置有与斜面二相连接的立面，每个立面与竖直钢板一或竖直钢板二的夹角均为45
°
。
26.本实用新型具有如下有益效果：
27.1、上述滑块本体在滑块本体压紧装置的作用下，压紧在立角的竖直钢板一和竖直钢板二上；熔液阻挡部能挡住立角焊缝区域正面的焊接熔融金属，并通过循环水冷，强迫立角焊缝成型，解决立角焊缝传统焊接方法8mm以上焊脚需要多层多道、焊接质量不稳定且效率低等问题。
28.2、上述熔渣槽和气舱的设置，能使得立角焊缝区域顶部产生的熔融焊渣从两侧的焊渣槽中排出。气舱产生的保护气能对立角焊缝区域顶面的熔融金属进行保护，同时，能使得熔融焊渣进行导向，使其均匀进入两侧的熔渣槽中，且不会进入气舱中。
29.3、斜面一与立角角点之间的距离为焊脚长度，故而当焊脚长度调整时，只需更改滑块的大小即可，从而能够适应8-20mm大焊脚立角焊缝的一次焊接成型，提高焊接质量和焊接效率。
附图说明
30.图1显示了本实用新型一种立角焊缝专用一次成型冷却滑块的结构示意图。
31.图2显示了本实用新型一种立角焊缝专用一次成型冷却滑块焊接时的仰视图。
32.图3显示了本实用新型一种立角焊缝专用一次成型冷却滑块焊接时原理图。
33.其中有：
34.11.竖直钢板一；12.竖直钢板二；13.立角角点；
35.20.滑块本体；
36.21.立板部；211.气舱安装槽；212.斜面二；213.立面；214.竖直槽；
37.22.熔液阻挡部；221.阻挡面；222.斜面一；223.熔渣槽；224.保护气导向斜面；
38.23.通水接口；
39.30.气舱；31.通气接口；32.出气口；
40.40.焊枪；50.焊缝熔融金属；60.立角焊缝区域。
具体实施方式
41.下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
42.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。
43.立角钢板呈t型或l型，采用竖直钢板一11和竖直钢板二12垂直焊接形成。竖直钢板一11和竖直钢板二12的垂直焊接角称为立角。竖直钢板一11或竖直钢板二12的中部设置有竖直滑轨，竖直滑轨上滑动连接有气电立焊设备，气电立焊设备为现有技术，这里不再赘述。
44.如图1所示，一种立角焊缝专用一次成型冷却滑块，包括滑块本体20、通水接口23和气舱30。
45.如图2所示，上述滑块本体位于立角中，且与两侧的竖直钢板一和竖直钢板二围合形成立角焊缝区域60；立角焊缝区域为等腰直角三角形，等腰直角三角形的腰长即为角焊缝的焊脚大小。
46.滑块本体的材质为铜材，包括一体设置的立板部21和熔液阻挡部22。
47.熔液阻挡部包括阻挡面221、斜面一222、熔渣槽223和保护气导向面224。
48.阻挡面朝向立角焊缝区域设置，且为立角焊缝区域的直角斜边。
49.阻挡面的两侧各设置一个斜面一，每个斜面一均能与竖直钢板一或竖直钢板二滑动配合。
50.斜面一与立角角点13之间的距离为焊脚长度。故而当焊脚长度调整时，只需更改滑块的大小即可，从而能够适应8-20mm大焊脚立角焊缝的一次焊接成型，提高焊接质量和焊接效率。
51.每个斜面一中均设置有一个熔渣槽。每个熔渣槽的形状均优选为弧形或u形等，熔渣槽的深度优选3-5mm，以便留有足够的熔渣流出空间。
52.上述保护气导向斜面向立角焊缝区域方向倾斜，用于保护气的导向。保护气导向斜面与立角焊缝区域顶面的夹角优选为45度，以便保护气进入焊接熔池上方，保护熔池。
53.立板部包括气舱安装槽211、斜面二212、立面213和竖直槽214。
54.气舱安装槽设置在立板部的顶部，且气舱安装槽的底面高度不低于熔液阻挡部的顶面高度，进一步防止熔渣进入气舱内。
55.进一步，上述气舱安装槽优选为顶部开口的u型开口槽。
56.斜面二设置在气舱安装槽和熔液阻挡部两侧的立板部上，且均能与竖直钢板一或竖直钢板二滑动配合，斜面二与斜面一位于同一直线。
57.通水接口设置在立板部的外侧背面，且与内置在滑块本体中的冷却水流道相连通。冷却水流道在滑块本体中的布设位置为现有技术，这里不再赘述。
58.通水接口的数量优选为两个，分别为进水接口和出口接口，对称布设在立板部背面竖直中心线两侧。进一步，进水接口和出口接口优选平行且等高设置。
59.上述立面优选设置在熔液阻挡部的两侧，且分别与斜面二相连接，每个立面与竖直钢板一或竖直钢板二的夹角均优选为45
°
。
60.上述竖直槽用于安装滑块本体压紧装置，滑块本体压紧装置为现有技术，滑块本体压紧装置的另一端优选与气电立焊设备相连接。
61.气舱安装在所述气舱安装槽中，用于向立角焊缝区域顶面通入保护气。
62.气舱的纵截面优选为矩形，且通过通气接口31通入保护气；气舱的出气口32优选位于熔渣槽的后方，从而防止熔渣进入气舱内。
63.图3显示了采用一种立角焊缝专用一次成型冷却滑块焊接时的原理图。
64.工作时，选择合适大小的滑块本体紧贴在t型或十字型相交的立角钢板上；焊枪40安装在气电立焊设备的焊枪夹持器上，枪头在熔池上方，随着熔池（焊接熔融金属50）液面上升，气电立焊设备的车体自动爬升，从而带动滑块本体上升，并保持弧长稳定；同时，滑块本体通有循环冷却水，熔池在滑块的强制约束下不断冷却、凝固形成角焊缝，熔渣也可从滑块两侧的焊渣槽溢出，气舱产生的保护气能对立角焊缝区域顶面的熔融金属进行保护，同时，能使得熔融焊渣进行导向，使其均匀进入两侧的熔渣槽中，且不会进入气舱中，从而使得焊接过程稳定而持续，最终实现立角焊缝的一次成型焊接。
65.以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种立角焊缝专用一次成型冷却滑块，其特征在于：包括滑块本体、通水接口和气舱；立角为竖直钢板一和竖直钢板二的垂直焊接角；滑块本体位于立角中，且与两侧的竖直钢板一和竖直钢板二围合形成立角焊缝区域；立角焊缝区域为等腰直角三角形；滑块本体的材质为铜材，包括一体设置的立板部和熔液阻挡部；熔液阻挡部包括阻挡面、斜面一和熔渣槽；阻挡面朝向立角焊缝区域设置，且为立角焊缝区域的直角斜边；阻挡面的两侧各设置一个斜面一，每个斜面一均能与竖直钢板一或竖直钢板二滑动配合；每个斜面一中均设置有一个熔渣槽；立板部包括气舱安装槽和斜面二；气舱安装槽设置在立板部的顶部，且气舱安装槽的底面高度不低于熔液阻挡部的顶面高度；斜面二设置在气舱安装槽和熔液阻挡部两侧的立板部上，且均能与竖直钢板一或竖直钢板二滑动配合；通水接口设置在立板部的外侧背面，且与内置在滑块本体中的冷却水流道相连通；气舱安装在所述气舱安装槽中，用于向立角焊缝区域顶面通入保护气；气舱的出气口位于熔渣槽的后方。2.根据权利要求1所述的立角焊缝专用一次成型冷却滑块，其特征在于：斜面一与立角角点之间的距离为焊脚长度。3.根据权利要求1所述的立角焊缝专用一次成型冷却滑块，其特征在于：熔液阻挡部还包括自身顶面的保护气导向斜面，保护气导向斜面向立角焊缝区域方向倾斜，用于保护气的导向。4.根据权利要求2所述的立角焊缝专用一次成型冷却滑块，其特征在于：保护气导向斜面与立角焊缝区域顶面的夹角为45度。5.根据权利要求1所述的立角焊缝专用一次成型冷却滑块，其特征在于：熔渣槽的形状为弧形或u形，熔渣槽的深度为3-5mm。6.根据权利要求1所述的立角焊缝专用一次成型冷却滑块，其特征在于：通水接口的数量为两个，分别为进水接口和出口接口，对称布设在立板部背面竖直中心线两侧；在立板部背面竖直中心线处还设置有竖直槽，竖直槽用于安装滑块本体压紧装置。7.根据权利要求1所述的立角焊缝专用一次成型冷却滑块，其特征在于：气舱的纵截面为矩形，气舱安装槽为u型开口槽。8.根据权利要求1所述的立角焊缝专用一次成型冷却滑块，其特征在于：熔液阻挡部的两侧均设置有与斜面二相连接的立面，每个立面与竖直钢板一或竖直钢板二的夹角均为45
°
。

技术总结
本实用新型公开了一种立角焊缝专用一次成型冷却滑块，包括滑块本体、通水接口和气舱；滑块本体的材质为铜材，包括一体设置的立板部和熔液阻挡部；熔液阻挡部包括阻挡面、斜面一和熔渣槽；阻挡面的两侧各设置一个斜面一，每个斜面一中均设置有一个熔渣槽；立板部包括气舱安装槽和斜面二；气舱安装槽设置在立板部的顶部；斜面二设置在气舱安装槽和熔液阻挡部两侧的立板部上；通水接口设置在立板部的外侧背面，且与内置在滑块本体中的冷却水流道相连通；气舱安装在气舱安装槽中，气舱的出气口位于熔渣槽的后方。本申请能挡住焊接熔融金属，并通过循环水冷，强迫立角焊缝成型，实现8-20mm大焊脚立角焊缝的一次焊接成型，提高焊接质量和焊接效率。质量和焊接效率。质量和焊接效率。


技术研发人员：宋秋平 唐智博 王杰 赵宇豪 张瑞
受保护的技术使用者：中船重工鹏力（南京）智能装备系统有限公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/5/25