一種適于野外應(yīng)急作業(yè)的水下自蔓延焊接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水下焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種適合野外應(yīng)急作業(yè)、不需手持、安全便攜式水下自蔓延焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水下焊接由于水的存在，使焊接過程變得更加復(fù)雜，并且會出現(xiàn)各種各樣陸地焊接所未遇到的問題，目前，世界各國正在應(yīng)用和研究的水下焊接方法種類繁多，應(yīng)用較成熟的是電弧焊，按照具體實施手段，又可歸為濕法水下焊接、局部干法水下焊接和干法水下焊接三大類。但是，從各國海洋開發(fā)和軍事應(yīng)用的前景來看，水下焊接的研究遠遠不能適應(yīng)形勢發(fā)展、尤其是野外應(yīng)急作業(yè)的需要。目前的水下焊接方法通常需要復(fù)雜、笨重的設(shè)備，并且都要求操作者必須經(jīng)過嚴格的專門訓(xùn)練，這些條件極大地限制了野外應(yīng)急水下作業(yè)以及極端災(zāi)害情況下水下應(yīng)急焊修任務(wù)的完成。因此，對于在野外無大功率電源、無氣條件下，開展損傷水下結(jié)構(gòu)件的應(yīng)急快速修理作業(yè)研究具有十分重要的意義。
[0003]近年來出現(xiàn)的手工自蔓延焊接是利用自蔓延反應(yīng)的放熱及其產(chǎn)物來焊接待焊母材，將可進行自蔓延反應(yīng)的焊藥制成形狀類似筆狀的燃燒型焊條，焊藥反應(yīng)放出的熱量使焊條維持燃燒并產(chǎn)生類似焊弧的燃燒弧，采用手工電焊條的運條方法，即可實施焊接。例如，中國專利公開號為CN101444876的實用新型專利公開了一種手工熱劑焊條及其制備和使用方法。焊條焊藥多由鋁熱劑、造渣劑和合金劑組成。
[0004]雖然這種焊條小巧輕便，可隨時隨地進行陸上焊接、切割作業(yè)，但是因為焊接反應(yīng)較為劇烈，反應(yīng)可控性差，而使用時又是由操作人員手持焊條操作，焊接高度、角度、準確度都需要人為控制，所以對操作人員的要求較高。另外，對于水下焊接，由于水的存在及產(chǎn)生的水壓使得水下焊接過程遠比陸上焊接過程復(fù)雜，因此燃燒型焊條不適于水下焊接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無需外界大功率能源和設(shè)備，攜帶方便、操作簡單，滿足戰(zhàn)場或野外情況下水下應(yīng)急焊接、焊補的水下自蔓延焊接裝置。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0007]—種適于野外應(yīng)急作業(yè)的水下自蔓延焊接裝置，由裝置本體構(gòu)成，其特征在于，所述裝置包括耐高溫容器，耐高溫容器底部中間位置為燃燒室，燃燒室內(nèi)填有焊料容器，焊料容器內(nèi)填充焊料，沿焊料容器開口處在耐高溫容器底部為點火槽，點火槽尺寸與焊料容器開口尺寸一致，點火槽內(nèi)填充熱源藥粉，熱源藥粉中插有發(fā)熱體，熱源藥粉與焊料接觸，在接觸位置及熱源藥粉上部澆鑄密封材料進行防水。
[0008]所述耐高溫容器由剛玉陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化鎂陶瓷、莫來石陶瓷或石墨制成。
[0009]所述焊料容器，其材質(zhì)為矩形鋼管，厚度為0.5mm?1mm，采用氬弧焊進行封接，其開口處與點火槽尺寸一致。
[0010]所述發(fā)熱體為鎢螺旋絲、陶瓷發(fā)熱體、電阻絲，通電電流為5A?15A。
[0011]所述發(fā)熱體通過漆包線與通用控制開關(guān)、蓄電池連接，蓄電池電壓為24V?48V。
[0012]所述密封材料為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂或石蠟。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014](一 )本發(fā)明利用焊料發(fā)生鋁熱反應(yīng)放熱燒穿焊料容器、熔化待焊母材，反應(yīng)產(chǎn)生液態(tài)金屬填充焊縫，反應(yīng)噴出氣體抵消水壓，隔絕水環(huán)境，保護焊縫，實現(xiàn)焊接。
[0015]( 二)本發(fā)明無需借助任何焊接設(shè)備和大功率電源，焊接過程無須人工干預(yù)，操作簡便。
[0016](三)本發(fā)明焊縫與熔渣分離徹底，獲得良好接頭，可控性強。
【附圖說明】
[0017]附圖1為本發(fā)明的水下自蔓延焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖1中:1:耐高溫容器，2:燃燒室，3:焊料容器，4:焊料，5:點火槽，6:熱源藥粉，7:發(fā)熱體，8:密封材料，9:導(dǎo)線，10:點火開關(guān)，11:便攜式電源。
[0019]附圖2為本發(fā)明的水下自蔓延焊接裝置的耐高溫容器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明提供一種用于野外應(yīng)急焊接的水下自蔓延焊接裝置，主要利用鋁熱反應(yīng)放熱燒穿焊料容器、熔化待焊母材，反應(yīng)產(chǎn)生液態(tài)金屬填充焊縫，反應(yīng)噴出氣體抵消水壓，隔絕水環(huán)境，保護焊縫，實現(xiàn)焊接。
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述:
[0022]如附圖1所示，本發(fā)明首先包括一個耐高溫容器I，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，耐高溫容器I底部中間位置為燃燒室2，燃燒室2內(nèi)填有焊料容器3，焊料容器3內(nèi)填充有焊料4，沿焊料容器3開口處在耐高溫容器I底部為點火槽5，點火槽5尺寸與焊料容器3開口尺寸一致，點火槽5內(nèi)填充熱源藥粉6，熱源藥粉6中插有發(fā)熱體7，熱源藥粉6與焊料4緊密接觸，在接觸位置及熱源藥粉上部澆鑄密封材料8進行防水。
[0023]耐高溫容器I 一般由耐熱溫度在1600°C?2000°C之內(nèi)的材料制成，例如，可采用剛玉陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化鎂陶瓷、莫來石陶瓷整體燒制成形，也可采用耐火溫度更高的石墨，對其進行切削加工成形。
[0024]焊料容器3的整體尺寸略小于燃燒室2尺寸，以使焊料容器3能完全放入燃燒室2內(nèi)，且保持緊密接觸，焊料容器3底部與耐高溫容器I的底部在同一個平面。
[0025]焊料4含有高熱劑、造渣劑、合金劑、造氣劑四種組成。高熱劑的作用是提供反應(yīng)所需要的熱量和產(chǎn)生連接使用的金屬，造渣劑的作用是使反應(yīng)產(chǎn)生的熔渣盡快從熔池中脫出并在后期提供保溫作用，合金劑的作用保證焊接接頭具有良好的力學(xué)性能與其他特殊性能，造氣劑的作用是在焊料燃燒時產(chǎn)生氣體，抵消水壓，隔絕水環(huán)境，保護焊縫，可通過調(diào)節(jié)造氣劑的焊料來確定焊接深度，如按高熱劑(Cu0+Cu20+A1)混合粉末:80%?85%，造渣劑B2O3粉末:5%?8%，合金劑FeSi粉術(shù):4.5%~ 6.5%，造氣劑CaCO3粉末:3.3%?5.5%的質(zhì)量百分比稱取粒徑小于300#的原料，混合均勻，填充到焊料容器中，進行水下焊接時，可在水深0.5m條件下以平焊方式焊接厚度3mm?5mm的Q235鋼。造氣劑除了選用CaCO3夕卜，還可選用纖維素。
[0026]熱源藥粉6最好按KNO3粉末:60%?65%，1%粉末:20%?25%，Al粉末:15%?20%的質(zhì)量百分比稱取粒徑相近的原料，研磨均勻而得。
[0027]點火槽5中的發(fā)熱體7兩端通過導(dǎo)線9分別與便攜式電源11的兩電極連接，在其中一條導(dǎo)線上設(shè)置點火開關(guān)10。
[0028]使用時，將水下自蔓延焊接裝置放置于工件待焊處，保持焊料容器3與待焊母材完全接觸，接通導(dǎo)線上開關(guān)，引燃熱源藥粉6，熱源藥粉6產(chǎn)生熱量加熱并引燃焊料4，發(fā)生鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)噴出氣體抵消水壓，隔絕水環(huán)境，保護焊縫，反應(yīng)放熱燒穿焊料容器底部、熔化待焊母材，反應(yīng)產(chǎn)生液態(tài)金屬沉積于待焊處，形成焊縫。
[0029]根據(jù)具體應(yīng)用情況選擇自蔓延焊接裝置中耐高溫容器I的材質(zhì)以及位于其底部的燃燒室和點火槽的尺寸，并最終決定焊料容器3的尺寸。
[0030]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體操作方式，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利保護的范圍情況下，還可以做出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種適于野外應(yīng)急作業(yè)的水下自蔓延焊接裝置，由裝置本體構(gòu)成，其特征在于，所述裝置包括耐高溫容器，耐高溫容器底部中間位置為燃燒室，燃燒室內(nèi)填有焊料容器，焊料容器內(nèi)填充焊料，沿焊料容器開口處在耐高溫容器底部為點火槽，點火槽尺寸與焊料容器開口尺寸一致，點火槽內(nèi)填充熱源藥粉，熱源藥粉中插有發(fā)熱體，熱源藥粉與焊料接觸，在接觸位置及熱源藥粉上部澆鑄密封材料進行防水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于野外應(yīng)急作業(yè)的水下自蔓延焊接裝置，其特征在于，所述耐高溫容器由剛玉陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化鎂陶瓷、莫來石陶瓷或石墨制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于野外應(yīng)急作業(yè)的水下自蔓延焊接裝置，其特征在于，所述焊料容器，其材質(zhì)為矩形鋼管，厚度為0.5mm?1mm，采用氬弧焊進行封接，其開口處與點火槽尺寸一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于野外應(yīng)急作業(yè)的水下自蔓延焊接裝置，其特征在于，所述發(fā)熱體為鎢螺旋絲、陶瓷發(fā)熱體、電阻絲，通電電流為5A?15A。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于野外應(yīng)急作業(yè)的水下自蔓延焊接裝置，其特征在于，所述發(fā)熱體通過漆包線與普通控制開關(guān)、蓄電池連接，蓄電池電壓為24V?48V。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適于野外應(yīng)急作業(yè)的水下自蔓延焊接裝置，其特征在于，所述密封材料為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂或石蠟。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適于野外應(yīng)急作業(yè)的水下自蔓延焊接裝置，它包括耐高溫容器，耐高溫容器底部中間位置為燃燒室，在燃燒室內(nèi)填有焊料容器，焊料容器內(nèi)填充焊料，沿焊料容器開口處在耐高溫容器底部為點火槽，點火槽尺寸與焊料容器開口尺寸一致，點火槽內(nèi)填充熱源藥粉，熱源藥粉中插有發(fā)熱體，熱源藥粉與焊料接觸，在接觸位置及熱源藥粉上部澆鑄密封材料進行防水。本發(fā)明利用焊料發(fā)生鋁熱反應(yīng)放熱燒穿焊料容器、熔化待焊母材，反應(yīng)產(chǎn)生液態(tài)金屬填充焊縫，反應(yīng)噴出氣體抵消水壓，隔絕水環(huán)境，保護焊縫，實現(xiàn)焊接，無需借助任何焊接設(shè)備和大功率電源，焊接過程無須人工干預(yù)，操作簡便，焊縫與熔渣分離徹底，接頭性能良好，可控性強。
【IPC分類】B23K23-00
【公開號】CN104690419
【申請?zhí)枴緾N201310661004
【發(fā)明人】潘傳增, 尹玉軍, 蘇珊
【申請人】中國人民解放軍軍械工程學(xué)院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月5日