小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板自動(dòng)焊接工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管與管板焊接工藝，具體涉及一種小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板自動(dòng)焊接工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]管與管板焊接廣泛應(yīng)用于換熱器等裝置的生產(chǎn)制造中，管與管板接頭在運(yùn)行過程中發(fā)生泄漏是換熱器不能正常工作的主要原因，針對(duì)不同規(guī)格、材質(zhì)的換熱管與管板，為達(dá)到良好的焊接質(zhì)量和滿足產(chǎn)品要求，需采用與之相配合的特定焊接工藝。
[0003]目前為止，小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板之間的焊接仍具有很大難度，尤其是外徑小于10_，管壁厚度小于1_的管與管橋小于3_的管板之間的焊接，目前還沒有較為成熟的工藝技術(shù)，尤其是自動(dòng)焊接技術(shù)，這主要是由于一方面小規(guī)格薄壁管對(duì)焊接參數(shù)較為敏感，焊接參數(shù)調(diào)試及焊接操作難度較大，在焊接中極易焊漏或產(chǎn)生管端內(nèi)翻、焊縫不均勻等缺陷，另一方面當(dāng)孔橋間距較小時(shí)，極易出現(xiàn)焊縫搭接，焊接質(zhì)量不易控制。
[0004]核島主設(shè)備蒸氣發(fā)生器、余熱排出熱交換器等產(chǎn)品均設(shè)計(jì)有換熱管與管板焊接，多為小規(guī)格薄壁管，管橋間距小，且換熱管數(shù)量多，人工焊接效率低且質(zhì)量難以保證，而核島主設(shè)備對(duì)管與管板焊接質(zhì)量要求高，常規(guī)工藝難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，因此，亟需開發(fā)與之相適應(yīng)的自動(dòng)焊接工藝。
[0005]由于現(xiàn)有技術(shù)中上述問題的存在，本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的管與管板焊接技術(shù)進(jìn)行研究，以便研究出焊縫成型均勻，焊接過程高效、穩(wěn)定的一種小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板自動(dòng)焊接工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，設(shè)計(jì)出適用于外徑小于10mm，管壁厚度小于1_的管與管橋小于3_的管板之間的自動(dòng)焊接工藝，保證焊接過程穩(wěn)定，焊縫成形均勻美觀，且能夠獲得滿足核島產(chǎn)品要求的焊接質(zhì)量。
[0007]本發(fā)明的目的在于提供小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板自動(dòng)焊接工藝，該工藝包括:
[0008]步驟I)，將管板待焊接部位加工成坡口 ；
[0009]步驟2)，將管與管板裝配，并定位；
[0010]步驟3)，安裝、調(diào)試焊接設(shè)備，輸入焊接工藝參數(shù)；
[0011]步驟4)，開始焊接，在焊接前及焊接過程中進(jìn)行清潔。
[0012]本發(fā)明所具有的有益效果包括:
[0013](I)本發(fā)明提供的小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板自動(dòng)焊接工藝采用特定的管與管板接頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配，提供合適的熔池體積和熔池形狀，同時(shí)保證熔深及熔透良好，提高焊接質(zhì)量；
[0014](2)本發(fā)明提供的小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板自動(dòng)焊接工藝采用脈沖TIG自動(dòng)焊接裝置，有利于調(diào)整焊接能量和控制熔池形狀，使環(huán)形焊縫成型均勻，焊接過程高效、穩(wěn)定;
[0015](3)本發(fā)明提供的小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板自動(dòng)焊接工藝采用的特定型號(hào)和尺寸的鎢極，并選取合適的鎢極位置及角度，使得焊縫具有較大的熔深和較小的熔寬，在適用的焊接工藝參數(shù)下有效的保證了側(cè)壁熔合；
[0016](4)本發(fā)明提供的小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板自動(dòng)焊接工藝結(jié)合特定的管與管板接頭結(jié)構(gòu)、特定的焊接工藝參數(shù)和鎢極選擇，適用于外徑小于10_，管壁厚度小于1_的管與管橋小于3mm的管板之間的焊接，使得焊接接頭密封性好、焊接質(zhì)量高、過程穩(wěn)定可靠、焊縫成形均勻美觀、根部熔合良好、焊接效率高，且經(jīng)各項(xiàng)無損檢驗(yàn)及理化性能試驗(yàn)，其結(jié)果滿足核島主設(shè)備管與管板焊接質(zhì)量要求。
【附圖說明】
[0017]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的管與管板接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的鎢極的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)號(hào)說明:
[0020]1-管板
[0021]2-管
[0022]3-坡口面
[0023]A-坡口深度
[0024]B-管的端面伸出管板面的長度
[0025]4-鎢極桿
[0026]5_媽極端部圓錐
[0027]6-尖端平臺(tái)
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面通過附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。通過這些說明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚明確。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，提供小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板自動(dòng)焊接工藝，該工藝包括以下步驟:
[0030]步驟I)，將管板待焊接部位加工成坡口。
[0031]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖1所示，將管板I 一側(cè)的管孔加工成單邊“V”型坡口，所述“V”型坡口包括坡口面3，所述坡口面3與管孔軸線所成角度為30°?45°，所述“V”型坡口的坡口深度A為I?1.2mm，上述“V”型坡口為配合本發(fā)明提供的特定焊接工藝及特定規(guī)格的薄壁管與小孔橋管板而設(shè)置，提供合適的熔池體積和熔池形狀，同時(shí)保證熔深及熔透良好，使得焊接接頭處形成完整的熔池且管口不出現(xiàn)過大內(nèi)縮。
[0032]本發(fā)明提供的自動(dòng)焊接工藝適用于孔橋長度小于3mm的管板，所述管板的材質(zhì)為SA-182 F304L 鋼材。
[0033]步驟2)，將管與管板裝配，并定位。
[0034]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，將管與管板進(jìn)行液壓脹接定位，以實(shí)現(xiàn)管與管板之間的小間隙穩(wěn)固連接。管壁厚度較小的管與管板在焊接過程中，由于管與管板裝配后存在一定間隙，管板厚而管壁薄，焊接時(shí)管板邊緣還未熔化而管壁已經(jīng)熔化，因此接頭處管端極易發(fā)生向內(nèi)翻邊，導(dǎo)致無法形成焊接熔池，減小管與管板間隙對(duì)小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板焊接尤為重要，本發(fā)明優(yōu)選管與管板間隙小于0.1mm，使得焊接過程中管端與管孔溫度保持一致，同時(shí)熔化，形成共同的焊接熔池以達(dá)到焊接的目的，并減少管端向內(nèi)翻邊現(xiàn)象。
[0035]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，為了增加熔池體積并保證熔深，采用管端伸出管板面的裝配方式，如圖1所示，所述管2的端面伸出管板I面的長度B為0.3?0.5mm。
[0036]本發(fā)明提供的自動(dòng)焊接工藝適用于外徑小于10mm，管壁厚度小于Imm的管，所述管的材質(zhì)為SA-213 TP304L鋼材。
[0037]步驟3)，安裝、調(diào)試焊接設(shè)備，輸入焊接工藝參數(shù)。
[0038]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述焊接設(shè)備為TIG自動(dòng)焊接裝置，可對(duì)焊接工藝參數(shù)及過程進(jìn)行編程控制，具有自動(dòng)電壓控制(AVC)功能，焊接過程穩(wěn)定，可以獲得良好的焊縫成形與焊接質(zhì)量，優(yōu)選為脈沖TIG自動(dòng)焊接裝置，焊接過程中脈沖式加熱，熔池金屬高溫停留時(shí)間短，金屬冷卻快，且電弧挺度好，能量集中，有利于調(diào)整焊接能量和控制熔池形狀，使環(huán)形焊縫成型均勻，焊接過程穩(wěn)定，尤其適用于焊接難度大、對(duì)焊接工藝參數(shù)敏感的小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板間接頭的全位置焊接。
[0039]使用前對(duì)上述焊接設(shè)備進(jìn)行安裝、調(diào)試，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，保證各線路連接正確、各功能正常，焊接用氣體等滿足要求，設(shè)備定位裝置保證焊槍回轉(zhuǎn)中心與待焊管中心位置保持一致。
[0040]根據(jù)待焊接管與管板的規(guī)格及接頭結(jié)構(gòu)，經(jīng)反復(fù)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，得到最優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)，以保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠且焊縫成形均勻美觀，包括:
[0041]焊接平均電流為50?70A，焊接脈沖頻率為3?5Hz，脈寬比為40?60%，焊接電壓為9?15V，焊接速度為100?170mm/min，保護(hù)氣體為氬氣與氫氣按體積比95:5混合的混合氣體，保護(hù)氣體流量為10?15L/min。
[0042]所述TIG自動(dòng)焊接裝置包括鎢極，鎢極的規(guī)格和端部形狀直接影響許用電流、引弧、穩(wěn)弧以及焊縫熔深、熔寬，基于小規(guī)格薄壁管與小孔橋管板焊接的特殊性，要求焊縫具有較大的熔深和較小的熔寬，并結(jié)合所述“V”型坡口的結(jié)構(gòu)、尺寸及上述焊接工藝參數(shù)，選用特定型號(hào)和尺寸的鎢極，在適用的焊接工藝參數(shù)下有效的保證了側(cè)壁熔合，如圖2所示，所述鎢極包括鎢極桿4、鎢極端部圓錐5和設(shè)置在鎢極端部圓錐上的尖端平臺(tái)6，其中，所述媽極桿4的直徑為1.6mm或2.4mm，所述媽極端部圓錐5的圓錐角為20°?45°，所述尖端平臺(tái)6的直徑為0.2?0.5_，所述尖端平臺(tái)6的圓心位于所述媽極端部圓錐5的中心軸線上。
[0043]步驟4)，開始焊接，在焊接前及焊接過程中進(jìn)行清潔。
[0044]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，焊接方式為自熔焊接，將裝配并定位好的管與管板水平位置固定，對(duì)管與管板進(jìn)行環(huán)縫全位置焊接，每條焊道從時(shí)鐘11點(diǎn)位置起弧施焊，旋轉(zhuǎn)焊接至與起弧點(diǎn)搭接2°位置收弧，每條焊道的焊接位置均經(jīng)歷仰焊、立向上焊、平焊的變化，至焊滿坡口停止。
[0045]為保證根部熔合的質(zhì)量，采用特定型號(hào)及尺寸的鎢極，選取合適的鎢極位置和角度，以使電弧直接作用于坡口根部待焊部位，本發(fā)明優(yōu)選鎢極伸出長度為4?5mm，鎢極的尖端平臺(tái)6距待焊部位1.5?3mm，鎢極指向所述坡口的根部或坡口面3，焊炬角度為-5?
5° ο
[0046]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在管與管板裝配前需進(jìn)行嚴(yán)格清理，管端、管板坡口和管孔進(jìn)行打磨處理，除去鐵銹、氧化皮等，使其見金屬光澤，并用磨頭機(jī)去除管口的毛刺，最后使用白色無紡布蘸取丙酮擦拭待焊部位，至無紡布不變色，以除去水分和油污。