发明内容

为了解决背景技术中所给出的现有技术存在的问题，本发明提供一种修复水下不锈钢壁面局部干法焊接装置，这种装置可以对在核乏池内部由于点蚀开裂或应力腐蚀开裂的水池壁面进行修补作业。通过搭建模拟现场的的水下环境，并在试验过程中进行多次测试，记录出合适的工艺参数，从而设计出一种能完成水下焊接的局部干法焊接装置来完成相应工况下的壁面修复工作。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种修复水下不锈钢壁面局部干法焊接装置，包括外部壳体、步进电机、排水罩体和焊枪旋转机构，所述步进电机设置在电机安装板上，所述步进电机输出端与带轮固定连接，所述带轮与同步带转动连接，所述同步带位于外部壳体的内部，所述外部壳体一侧设置有排水罩体，所述排水罩体内部设置有补片压紧机构。

优选的，所述同步带中部设置有张紧轮，所述步进电机与控制板电性连接。

优选的，所述补片压紧机构还包括弹簧压杆、柱塞固定块、铜轴管和补丁片，所述补丁片通过开孔安装在柱塞固定块的底端，所述柱塞固定块通过铜轴管与弹簧压杆相连，由于要修复的壁面是不锈钢材质，因此补丁片也选用同种材料。补丁片通过柱塞固定块的开孔可以固定在其底部，在弹簧压杆的作用下，可以使得补丁片压紧在壁面缺陷位置上，压紧后的补丁片与壁面不存在空隙。传统的修复方式是将补丁片边缘的几处位置点先与壁面进行固定，而后进行施焊。这种方式会使得面与面之间存在较大缝隙，焊接过程中会产生气泡，影响局部干法的焊接质量。但采用本文中设计的机构，可以将补丁片的底面完全贴合在不锈钢壁面上，加大了接触面积，避免了焊接过程中气泡的产生。

优选的，所述焊枪旋转机构还包括焊枪法兰、焊枪连接杆和TIG焊枪，所述同步带通过焊枪法兰与焊枪连接杆连接，所述连接杆上设置有TIG焊枪，焊枪旋转机构是安装在排水罩内用于固定TIG焊枪同时控制TIG焊枪转动的。选用TIG焊接方式，其焊枪喷出的Ar气，除了保护电极，熔池以及作为电离气体外，还起到了形成空穴的作用，并且焊接过程产生的热量也能一定程度的提高排水罩体内的干燥程度。该旋转机构通过法兰盘与罩体上方进行连接，机构上方安装有带轮，在步进电机带动同步带转动的过程中，带轮依靠同步带从动从而使得焊枪在罩体内实现圆周运动。旋转机构的轴线与补片夹持机构中的弹簧压杆中轴平行，TIG焊枪枪尖转动一圈扫掠的范围正好是补丁片的一周。这样的设计提高了焊接的精度，避免了焊枪因定位、规划路径等产生的偏差。

优选的，所述排水罩体还包括法兰盘，所述法兰盘外边缘开有四个对称的径向进气孔，所述排水罩体外围底端开有两个对称的排水孔，局部干法焊接实现的前提就是在水下形成局部的干燥环境。只有将排水罩体内的液体全部排出，才能最大程度地还原空气中焊接的效果。排水机构的主要由焊枪法兰和排水罩体配合而成。法兰外围四周开有对称的四个径向进气孔，排水罩体底部开有对称的两个半圆形排水孔。在排水罩体内部设计有厚度为2mm的多孔隔板通过卡簧固定。进气方式的选择是影响排水效果的决定因素。目前局部干法焊接排水罩体多用切向进气的方式，这种方式可以使罩内的流场形成环流从而将水排出，但若罩体中心位置处安装有其他机构时，这种进气方式不能够很好地将复杂机构上附着的水珠排出。本设计中的径向进气方式同时搭配空气加热器的使用可以解决上述问题。进行水下焊接作业之前首先是进行排水作业，将保护气气瓶与空气加热器连接，而后将空气加热器输出的气体与排水罩进气孔相连。调节空气加热器的温度，控制输出的气体温度恒定在60°后，并对排水罩体预热通气一段时间后投入水中，加热后的保护气从进气口进入罩体后，会经过多孔隔板的过滤，多孔隔板可以使得保护气在罩内避免产生紊流，使得保护气在罩内空间形成沿内壁的环流流线的同时，还能产生竖直向下的流线。这种流动方式可以既排出罩内的水，还可以将焊枪旋转机构和补片夹持机构上残留的水珠一并从玻璃罩下端开的排水孔处排出。由于通入的气体是加热后的保护气，这使得保证焊接正常进行的同时还可以对罩内进行烘干，使得局部空间的干燥度更高，而传统的排水罩排水后，虽然罩体内没有可见的水珠，但是罩内依旧潮湿，这会让焊接过程中电弧熄灭或者部件之间短接连电从而无法完成修补过程，本设计的排水罩则避免了这类问题。

优选的，所述排水孔为半圆形。

优选的，所述排水罩体内部通过卡簧固定安装有多孔隔板，所述排水罩体底端安装有密封圈。

优选的，所述多孔隔板表面设置有多个圆孔。

优选的，所述焊枪旋转机构用来对补丁片四周进行施焊，所述补片压紧机构用来存放修补用的补丁片。

优选的，所述焊枪旋转机构位于排水罩体的内部，所述焊枪旋转机构一端与柱塞块固定连接。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明提供一种修复水下不锈钢壁面局部干法焊接装置，结构简便，重量轻。设计的小型TIG焊枪可以直接绕补丁片进行焊接修补作业，减少了因寻位、规划路径产生的偏差，提高了精度，排水罩体采用的是径向进气方式，相比于常见的切向或旋向进气方式，这种进气方式能更好的排水罩体内机构上残留的水珠，并且通入加热后的压缩气体后提高了罩内的烘干效果，有效防止液体间连电短路导致的熄弧问题。

本发明提供一种修复水下不锈钢壁面局部干法焊接装置，通过将补丁片的底面完全贴合在不锈钢壁面上，增大了接触面积，避免了传统的修复方式中将补丁片边缘的几处位置点先与壁面进行固定而后施焊所导致的面与面之间的较大缝隙、焊接过程中产生气泡的问题，提高了焊接质量。