專利名稱：用于焊接的背保護系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及焊接領(lǐng)域，尤其涉及一種用于焊接的背保護系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
使用焊機對部件進行焊接操作時，在部件的焊縫背部需要進行氣體保護，以防止 焊縫被氧化。通常的作法是人工拖動可噴射保護氣體(例如，氬氣)的裝置，對焊縫背面進 行保護。然而，對于具有立體形狀的部件，例如筒體，的側(cè)面和底面進行焊接時，上述方法給 操作人員的實際操作增加了難度。以筒體的焊接為例，焊接形式主要包括以下兩種沿筒體側(cè)壁與所述筒體的軸線 平行的縱縫焊接和環(huán)繞所述筒體側(cè)壁的環(huán)縫焊接。縱縫焊接時需要兩名操作人員同時完 成，浪費人力，增加了操作人員的勞動強度，生產(chǎn)效率很低。進行筒體環(huán)縫焊接時，大直徑筒 體需要在筒體內(nèi)部用支架支撐可噴射保護氣體的裝置，一道焊縫焊接完成后，需要操作人 員進入筒體內(nèi)重新將支架固定在下一待焊接處，以進行下一道環(huán)縫的焊接。對于小直徑的 筒體，需要操作人員進入筒體內(nèi)，用盲板在焊縫兩側(cè)進行封堵以形成密閉空間，然后向該密 閉空間內(nèi)通入氣體進行保護，上述方法不但影響生產(chǎn)效率，提高操作人員的勞動強度，而且 保護效果較差。因此，需要提供一種用于焊接的背保護系統(tǒng)以解決上述問題。
實用新型內(nèi)容在實用新型內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式
部分 中進一步詳細(xì)說明。本實用新型的實用新型內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護 的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保 護范圍。為了解決上述問題，本實用新型公開了一種用于焊接的背保護系統(tǒng)，所述背保護 系統(tǒng)包括背保護裝置、第一移動機構(gòu)、第二移動機構(gòu)和支架，所述背保護裝置用于噴射保護 氣體，以對焊縫的背面進行保護，所述第一移動機構(gòu)與所述背保護裝置連接，用于使所述背 保護裝置沿第一方向移動，所述第二移動機構(gòu)設(shè)置在所述支架上，并且與所述第一移動機 構(gòu)連接，用于使所述第一移動機構(gòu)連同所述背保護裝置一起沿不同于所述第一方向的第二 方向移動。優(yōu)選地，所述第一移動機構(gòu)包括驅(qū)動裝置和橫梁，所述橫梁的一端連接至所述驅(qū) 動裝置，所述橫梁的另一端連接至所述背保護裝置，所述驅(qū)動裝置用于通過所述橫梁帶動 所述背保護裝置沿所述第一方向移動。優(yōu)選地，所述第二移動機構(gòu)包括絲桿和手輪，所述支架上設(shè)置有第一支撐件，所述 絲杠沿所述第二方向穿過所述第一支撐件，并且所述絲杠的一端連接至所述手輪，所述驅(qū) 動裝置通過固定件設(shè)置在所述絲杠上，所述絲桿和所述手輪帶動所述第一移動機構(gòu)沿所述
第二方向移動。[0009]優(yōu)選地，所述支架上還設(shè)置有導(dǎo)向桿和第二支撐件，所述導(dǎo)向桿沿所述第二方向 穿過所述固定件且平行于所述絲杠，所述導(dǎo)向桿的兩端分別通過所述第一支撐件和所述第 二支撐件固定在所述支架上。優(yōu)選地，所述驅(qū)動裝置為直線電機。優(yōu)選地，所述背保護系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于控制所述驅(qū)動裝置 的速度和移動方向。優(yōu)選地，所述背保護裝置包括底座，所述底座與所述第一移動機構(gòu)連接；保護 罩，所述保護罩設(shè)置在所述底座上，且所述保護罩的開口面對所述焊縫的背面；輸氣管，所 述輸氣管從所述保護罩的側(cè)面伸入所述保護罩內(nèi)，所述輸氣管的位于所述保護罩內(nèi)的部分 上設(shè)置有通孔，以使所述輸氣管內(nèi)的所述保護氣體擴散到所述保護罩內(nèi)；和石棉板，所述石 棉板設(shè)置在所述保護罩的開口處，用于與所述焊縫的背面的四周接觸。優(yōu)選地，所述輸氣管呈叉形。優(yōu)選地，所述通孔設(shè)置在所述輸氣管的面向所述保護罩的底部一側(cè)。優(yōu)選地，所述輸氣管的位于所述保護罩內(nèi)的部分上包圍有金屬網(wǎng)。根據(jù)本實用新型的用于焊接的背保護系統(tǒng)，通過第一移動機構(gòu)和第二移動機構(gòu)可 以對背保護裝置進行定位，因此可以降低操作人員的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。

本實用新型的下列附圖在此作為本實用新型的一部分用于理解本實用新型。附圖 中示出了本實用新型的實施方式及其描述，用來解釋本實用新型的原理。在附圖中，圖IA是根據(jù)本實用新型一個實施方式的背保護系統(tǒng)的主視圖；圖IB是根據(jù)本實用新型一個實施方式的背保護系統(tǒng)的左視圖；圖2A是根據(jù)本實用新型另一個實施方式的背保護系統(tǒng)的主視圖；圖2B是根據(jù)本實用新型另一個實施方式的背保護系統(tǒng)的左視圖；圖3是根據(jù)本實用新型一個實施方式的背保護裝置的示意圖；圖4是根據(jù)本實用新型一個實施方式的輸氣管的示意圖；圖5是根據(jù)本實用新型另一個實施方式的背保護裝置的示意圖。
具體實施方式
在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本實用新型更為徹底的理 解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本實用新型可以無需一個或多個這些細(xì) 節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本實用新型發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些 技術(shù)特征未進行描述。為了徹底了解本實用新型，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本實用新型 的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本實用新型的較佳方式詳細(xì)描述 如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本實用新型還可以具有其他實施方式。圖IA是根據(jù)本實用新型一個實施方式的背保護系統(tǒng)100的主視圖，圖IB是根據(jù) 本實用新型一個實施方式的背保護系統(tǒng)100的左視圖。背保護系統(tǒng)100包括背保護裝置 110、第一移動機構(gòu)120、第二移動機構(gòu)130和支架140。為了便于觀看，圖IB所示的背保護系統(tǒng)100不包含背保護裝置110。以下描述均以焊接筒體180的縱縫181為例，來說明本實 用新型的原理，然而以下示例均不構(gòu)成對本實用新型的背保護系統(tǒng)的用途的限制。背保護裝置110用于向焊縫的背面噴射保護氣體，例如，氬氣，以對焊縫的背面進 行保護，防止高溫狀態(tài)下焊縫被氧化。關(guān)于背保護裝置Iio的結(jié)構(gòu)將在后文結(jié)合圖3進行 詳細(xì)描述。第一移動機構(gòu)120與背保護裝置110連接，用于使背保護裝置110沿第一方向移 動。第二移動機構(gòu)130設(shè)置在支架140上，并且與第一移動機構(gòu)120連接，用于使第一移動 機構(gòu)120連同背保護裝置110—起沿不同于第一方向的第二方向移動。圖IA中示出的第一 方向為水平方向，第二方向為豎直方向?？梢岳斫獾氖?，本實用新型的第一方向和第二方向 不限于此，其中，第一方向可以垂直于第二方向，第一方向還可以與第二方向呈任意角度。根據(jù)本實用新型一個實施方式，第一移動機構(gòu)120包括驅(qū)動裝置121和橫梁122， 其中，橫梁122的一端連接至驅(qū)動裝置121，橫梁122的另一端連接至背保護裝置110。橫 梁122用于將背保護裝置110伸入筒體的內(nèi)部，以便于對距離筒口較遠的焊縫進行保護。此 外，還可以改變橫梁122的長度，以適應(yīng)距離筒口各種距離的焊縫的需要。驅(qū)動裝置121用 于通過橫梁122帶動背保護裝置110沿第一方向移動。優(yōu)選地，驅(qū)動裝置121可以為直線 電機，所述直線電機用于通過橫梁122帶動背保護裝置110在第一方向上沿直線移動?？?以理解的是，驅(qū)動裝置121不限于此，驅(qū)動裝置121還可以為其它可驅(qū)動橫梁122沿直線移 動的動力裝置。第二移動機構(gòu)130包括絲桿131和手輪132。支架140上設(shè)置有第一支撐件141， 絲杠131沿第二方向穿過第一支撐件141，并且絲杠131的一端連接至手輪132。具體地， 第一支撐件141上設(shè)置有通孔，通孔內(nèi)壁上設(shè)置有內(nèi)螺紋，絲杠131上設(shè)置有與所述內(nèi)螺紋 匹配的外螺紋，將絲杠131放置在通孔內(nèi)，通過轉(zhuǎn)動手輪132，絲桿131和手輪132可以在第 二方向上移動。為了使絲桿131和手輪132平穩(wěn)地移動，在支架140上可以設(shè)置多個第一 支撐件141。舉例來說，可以在支架140的上部和下部分別設(shè)置一個第一支撐件141，這兩 個第一支撐件141之間的距離可以保證絲杠131沿第二方向移動時，絲杠131的兩端不脫 離兩個第一支撐件141。當(dāng)待焊部件的體積較大時，為了增大背保護裝置110沿第二方向移 動的范圍，可以增大支架140長度。在支架140較高并且需豎直放置的情況下，手輪132可 以如圖1A-1B所示設(shè)置在絲杠131的下端，以便于操作人員操作。優(yōu)選地，第一支撐件141 與手輪132位于絲杠131的同一端，以保證絲桿131和手輪132可以平穩(wěn)地移動。第一移 動機構(gòu)120的驅(qū)動裝置121通過固定件150設(shè)置在絲杠131上，以使絲桿131和手輪132 帶動第一移動機構(gòu)120沿第二方向移動。固定件150固定至絲杠131，所述固定方式可以是 將絲杠131穿過固定件150，并使兩者間不產(chǎn)生相對移動，然后將驅(qū)動裝置121固定至固定 件 150。根據(jù)本實用新型的第一移動機構(gòu)和第二移動機構(gòu)還可以實施為其它結(jié)構(gòu)，上述實 施方式僅為示范性的，因此并不構(gòu)成對本實用新型的限制。例如，第一移動機構(gòu)由絲桿和手 輪，或者其它動力裝置代替。第二移動機構(gòu)可以由驅(qū)動裝置和橫梁，或者其它動力裝置代替。為了保證背保護裝置沿第二方向平穩(wěn)移動，本實用新型提出另一個實施方式的背 保護系統(tǒng)200。圖2A是根據(jù)本實用新型另一個實施方式的背保護系統(tǒng)200的主視圖，圖2B是根據(jù)本實用新型另一個實施方式的背保護系統(tǒng)200的左視圖。背保護系統(tǒng)200包括背保護裝置210、第一移動機構(gòu)220、第二移動機構(gòu)230和支 架240。為了便于觀看，圖2B所示的背保護系統(tǒng)200不包含背保護裝置210。在本實施方 式中，背保護裝置210、第一移動機構(gòu)220、第二移動機構(gòu)230和支架240的主要結(jié)構(gòu)可以與 上述實施方式相同，不同之處僅在于在支架240上設(shè)置導(dǎo)向桿260和第二支撐件242。下面 對導(dǎo)向桿260及其與第二移動機構(gòu)230和支架240的連接方式進行詳細(xì)描述。支架240上還設(shè)置有導(dǎo)向桿260和第二支撐件242，導(dǎo)向桿260沿第二方向穿過固 定件250且平行于絲杠231。固定件250上導(dǎo)向桿260穿過的位置處設(shè)置有導(dǎo)套，所述導(dǎo)套 用于減小固定件250在導(dǎo)向桿260上移動時受到的摩擦力，使第一移動機構(gòu)220在第二方 向上平穩(wěn)移動。導(dǎo)向桿260的兩端分別通過第一支撐件241和第二支撐件242固定在支架 240上。優(yōu)選地，導(dǎo)向桿260與絲杠231的長度基本相等，使導(dǎo)向桿260 —端設(shè)置在第一支 撐件241上，第二支撐件242設(shè)置在導(dǎo)向桿260的另一端，并對導(dǎo)向桿260進行固定，以保 證不干擾絲杠231的移動。導(dǎo)向桿260用于使手輪232沿第二方向平穩(wěn)地移動，保證背保 護裝置210的移動精度，以準(zhǔn)確地對準(zhǔn)焊縫的背面，改善保護效果。此外，導(dǎo)向桿260還可 以分擔(dān)用于支撐背保護裝置210的第一移動機構(gòu)220的力，從而延長第二移動機構(gòu)230的 使用壽命，降低成本。進一步，上述兩種實施方式的背保護系統(tǒng)100和200還可以包括控制系統(tǒng)(未示 出)，該控制系統(tǒng)用于控制驅(qū)動裝置的速度和移動方向，以實現(xiàn)背保護裝置的自動跟蹤定 位，提高自動化水平，提高生產(chǎn)效率。圖3是根據(jù)本實用新型一個實施方式的背保護裝置300的示意圖。背保護裝置 300包括底座300、保護罩310、輸氣管320和石棉板330。底座300與第一移動機構(gòu)120連接，兩者之間可以采用螺接、鉚接、卡接或焊接。優(yōu) 選地，底座300上設(shè)置有通孔，第一移動機構(gòu)120的橫梁上與底座300連接的一端設(shè)置有外 螺紋，將該端伸入到底座300內(nèi)，并用螺栓301在底座300內(nèi)部將第一移動機構(gòu)120的橫梁 與底座300固定在一起。保護罩310設(shè)置在底座300上，且保護罩310的開口面對焊縫的 背面。保護罩310和底座300之間可以采用螺接、鉚接、卡接或焊接等固定方式。采用螺接 固定時，可以在保護罩310和底座300相對應(yīng)的位置上設(shè)置通孔，通過螺栓和螺母的組合件 302將兩者固定在一起，優(yōu)選地，可以設(shè)置多個組合件302，以增加兩者之間連接的牢固度。 輸氣管320從保護罩310的側(cè)面伸入保護罩310內(nèi)，輸氣管320的位于保護罩310內(nèi)的部 分上設(shè)置有通孔(未示出)，以使輸氣管320內(nèi)的保護氣體擴散到保護罩310內(nèi)。石棉板 330設(shè)置在保護罩310的開口處，用于與焊縫的背面的四周接觸，以在焊縫的背面形成包含 保護氣體的密閉環(huán)境，進而防止焊縫被氧化。根據(jù)本實用新型一個實施方式，石棉板330與 保護罩310之間通過螺栓303和螺母(未示出)連接。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述對兩種結(jié)構(gòu)之 間的連接關(guān)系的描述僅為示范性的，因此并不構(gòu)成對本實用新型的限制。圖4是根據(jù)本實用新型一個實施方式的輸氣管400的示意圖。如圖4所示，輸氣 管400呈叉形，其中叉形的柄部401 —端為輸氣口，保護氣體從該輸氣口進入。叉形的尖端 402為密閉結(jié)構(gòu)。在輸氣管400的位于保護罩內(nèi)的部分上設(shè)置有通孔403，優(yōu)選地，通孔403 均勻地設(shè)置在輸氣管400上，以形成保護氣體濃度均勻的氛圍。此外，當(dāng)通入的保護氣體的 分子量大于空氣的平均分子量時，通孔401可以設(shè)置在輸氣管400的面向保護罩的底部一側(cè)。由于保護氣體的分子量較大，因此會有較多的氣體聚集在保護罩的底部，通孔401面向 保護罩的底部可以使從通孔401噴出的保護氣體不斷沖擊聚集在保護罩的底部的保護氣 體，進而形成對流，這樣可以避免保護氣體的浪費。另外，經(jīng)對流的氣體擴散到焊縫的背面 時濃度較為均勻，因此保護效果較好?？梢岳斫獾氖?，輸氣管400的形狀不限于圖4中所示的情況，輸氣管400還可以實 施為多于兩根杈的情況。進一步，為了使保護罩中的保護氣體較為均勻，本發(fā)明提出另一實施方式的背保 護裝置。圖5是根據(jù)本實用新型另一個實施方式的背保護裝置500的示意圖。背保護裝置 500的主要結(jié)構(gòu)與上述實施方式中背保護裝置300的結(jié)構(gòu)相同，因此不再詳述。不同之處 僅在于，在輸氣管520的位于保護罩510內(nèi)的部分上包圍金屬網(wǎng)521，金屬網(wǎng)521可以是銅 網(wǎng)。優(yōu)選地，所述金屬網(wǎng)521可以為100目以上的篩網(wǎng)，其中，100目是指每平方英寸篩網(wǎng)上 的網(wǎng)孔數(shù)。由于金屬網(wǎng)521的網(wǎng)孔尺寸非常小，并且將金屬網(wǎng)521包圍在輸氣管520上時， 在兩者之間設(shè)置縫隙，因此，一方面金屬網(wǎng)521將通孔分割成若干區(qū)域，以對噴出的保護氣 體進行分流；另一方面，保護氣體還會沿著所述縫隙擴散，并從其它區(qū)域的網(wǎng)孔噴出。這樣 可以使噴出的氣體更加均勻，進而提高保護效果。當(dāng)該縱縫為水平方向時，將支架豎直放置，以使第二移動機構(gòu)帶動第一移動機構(gòu) 和背保護裝置沿豎直方向移動，然后將第一移動機構(gòu)和背保護裝置沿豎直方向移動到與該 縱縫相同的高度，并使背保護裝置與待焊部件的背面接觸，最后通過第一移動機構(gòu)帶動背 保護裝置在水平方向上與焊機同步移動，以對焊縫的背面進行保護。當(dāng)進行環(huán)縫焊接時，可 以通過例如滾輪架的機械裝置支撐待焊部件，通過第二移動機構(gòu)使第一移動機構(gòu)和背保護 裝置沿第二方向移動到預(yù)定位置，然后通過第一移動機構(gòu)帶動背保護裝置沿第一方向移動 到焊縫背面的某一位置，以對背保護裝置進行定位。利用例如電機的動力裝置帶動該待焊 部件轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)對焊縫背面的保護。根據(jù)本實用新型的用于焊接的背保護系統(tǒng)，通過第一移動機構(gòu)和第二移動機構(gòu)可 以對背保護裝置進行定位，因此可以降低操作人員的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。本實用新型已經(jīng)通過上述方式進行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述方式只是用于 舉例和說明的目的，而非意在將本實用新型限制于所描述的方式范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以理解的是，本實用新型并不局限于上述方式，根據(jù)本實用新型的教導(dǎo)還可以做出 更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本實用新型所要求保護的范圍以內(nèi)。本實用 新型的保護范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
權(quán)利要求一種用于焊接的背保護系統(tǒng)，其特征在于，所述背保護系統(tǒng)包括背保護裝置、第一移動機構(gòu)、第二移動機構(gòu)和支架，所述背保護裝置用于噴射保護氣體，以對焊縫的背面進行保護，所述第一移動機構(gòu)與所述背保護裝置連接，用于使所述背保護裝置沿第一方向移動，所述第二移動機構(gòu)設(shè)置在所述支架上，并且與所述第一移動機構(gòu)連接，用于使所述第一移動機構(gòu)連同所述背保護裝置一起沿不同于所述第一方向的第二方向移動。
2.如權(quán)利要求1所述的背保護系統(tǒng)，其特征在于，所述第一移動機構(gòu)包括驅(qū)動裝置和 橫梁，所述橫梁的一端連接至所述驅(qū)動裝置，所述橫梁的另一端連接至所述背保護裝置，所 述驅(qū)動裝置用于通過所述橫梁帶動所述背保護裝置沿所述第一方向移動。
3.如權(quán)利要求2所述的背保護系統(tǒng)，其特征在于，所述第二移動機構(gòu)包括絲桿和手輪， 所述支架上設(shè)置有第一支撐件，所述絲杠沿所述第二方向穿過所述第一支撐件，并且所述 絲杠的一端連接至所述手輪，所述驅(qū)動裝置通過固定件設(shè)置在所述絲杠上，所述絲桿和所 述手輪帶動所述第一移動機構(gòu)沿所述第二方向移動。
4.如權(quán)利要求3所述的背保護系統(tǒng)，其特征在于，所述支架上還設(shè)置有導(dǎo)向桿和第二 支撐件，所述導(dǎo)向桿沿所述第二方向穿過所述固定件且平行于所述絲杠，所述導(dǎo)向桿的兩 端分別通過所述第一支撐件和所述第二支撐件固定在所述支架上。
5.如權(quán)利要求2所述的背保護系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置為直線電機。
6.如權(quán)利要求2所述的背保護系統(tǒng)，其特征在于，所述背保護系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，所 述控制系統(tǒng)用于控制所述驅(qū)動裝置的速度和移動方向。
7.如權(quán)利要求1所述的背保護系統(tǒng)，其特征在于，所述背保護裝置包括底座，所述底座與所述第一移動機構(gòu)連接；保護罩，所述保護罩設(shè)置在所述底座上，且所述保護罩的開口面對所述焊縫的背面；輸氣管，所述輸氣管從所述保護罩的側(cè)面伸入所述保護罩內(nèi)，所述輸氣管的位于所述 保護罩內(nèi)的部分上設(shè)置有通孔，以使所述輸氣管內(nèi)的所述保護氣體擴散到所述保護罩內(nèi)； 和石棉板，所述石棉板設(shè)置在所述保護罩的開口處，用于與所述焊縫的背面的四周接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的背保護系統(tǒng)，其特征在于，所述輸氣管呈叉形。
9.如權(quán)利要求7所述的背保護系統(tǒng)，其特征在于，所述通孔設(shè)置在所述輸氣管的面向 所述保護罩的底部一側(cè)。
10.如權(quán)利要求7所述的背保護系統(tǒng)，其特征在于，所述輸氣管的位于所述保護罩內(nèi)的 部分上包圍有金屬網(wǎng)。
專利摘要本實用新型公開了一種用于焊接的背保護系統(tǒng)，所述背保護系統(tǒng)包括背保護裝置、第一移動機構(gòu)、第二移動機構(gòu)和支架，所述背保護裝置用于噴射保護氣體，以對焊縫的背面進行保護，所述第一移動機構(gòu)與所述背保護裝置連接，用于使所述背保護裝置沿第一方向移動，所述第二移動機構(gòu)設(shè)置在所述支架上，并且與所述第一移動機構(gòu)連接，用于使所述第一移動機構(gòu)連同所述背保護裝置一起沿不同于所述第一方向的第二方向移動。根據(jù)本實用新型的用于焊接的背保護系統(tǒng)，通過第一移動機構(gòu)和第二移動機構(gòu)可以對背保護裝置進行定位，因此可以降低操作人員的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號B23K37/00GK201760723SQ20102051637
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者劉克學(xué), 馬昆 申請人:中國國際海運集裝箱(集團)股份有限公司;大連中集重化裝備有限公司