奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置的製作方法

2023-06-14 00:28:41

專利名稱：奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置的製作方法
技術領域：
奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置技術領域本發明涉及一種奧氏體不鏽鋼管焊接過程中採用水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置。
背景技術：
奧氏體不鏽鋼直管接長採用熱絲鎢極氬弧焊可獲得較高的一次合格率和焊接效率，但由於機械焊是連續焊接，層間溫度無法控制、熱輸入比較大，熱影響區相對較寬，增加了產生熱裂紋和焊接接頭敏化的傾向，試驗測量結果顯示，焊接層間溫度可達500°C以上。 450 - 850°C是不鏽鋼材料的敏化溫度區間，如果焊接接頭在此溫度區間停留後，在一定的介質及應力作用下將會產生晶間腐蝕，從而導致焊接接頭的提前失效。所以對該類對接接頭層間溫度的控制是能否得到合適接頭的關鍵。如果僅僅通過減小焊接電流、電壓，降低焊接熱輸入的方式來控制敏化及產生熱裂紋的傾向，就會降低焊接效率，不能發揮機械熱絲鎢極氬弧焊高效率的焊接特點。發明內容本發明的目的是提供一種奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置，實現了在不影響焊接效率的情況下，對焊接接頭熱輸入的控制，從而保證了接頭的質量及性能。上述的目的通過以下的技術方案實現一種奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置，其組成包括焊槍，連接旋轉裝置的工件上方對應有具有噴孔的噴淋裝置，所述的噴淋裝置的噴頭通過進水管連接水箱， 所述的進水管裝有冷卻水閥門，所述的工件下方具有脫水盤。所述的奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置，所述的噴淋裝置包括多種孔徑的噴頭和位置調整支架，所述的噴頭的噴水孔的孔徑直徑為0. 3或0. 5或0. 7mm或者 0. 3-0. 7mm之間，所述的冷卻水閥門包括調節閥和截止閥。有益效果1.本發明解決了現有技術的不足，即在不降低焊接效率的前提下防止了奧氏體不鏽鋼管機械熱絲鎢極氬弧焊焊接接頭產生的敏化及熱裂紋。本發明在進水管路上布置了調節閥和關斷閥。其中調節閥保證了焊工可以緩慢、 穩定地開啟及調節，從而使冷卻水柱的高度變化緩慢、平穩，能穩定、平緩地到達管子表面。本發明由於焊接設備的槍和絲是同一個氣路保護，保護氣體能夠很好的保護焊接電弧，水冷焊接過程中產生的蒸汽沒有對焊縫的質量產生影響，焊接過程比較穩定。本發明奧氏體鋼的物理特性是導熱係數小、線膨脹係數大，在焊接局部加熱和冷卻條件下，焊接接頭部位的高溫停留時間較長，焊縫金屬及近縫區在高溫承受較高的拉伸應力與拉伸應變，是產生熱裂紋的基本條件之一；當奧氏體鋼焊接接頭熱影響區中加熱峰值溫度在600-1000°C範圍時，易發生晶間腐蝕。而採用較小的焊接熱輸入，加快冷卻速度， 有利於防止晶間腐蝕的發生。本發明水冷熱絲鎢極氬弧焊工藝既保留了熱絲鎢極氬弧焊焊高效率的優點，又由於噴淋冷卻裝置的作用而加快了焊接接頭的冷卻速度、降低了層間溫度，從而控制了焊接接頭的熱應力及焊接層間溫度，有效防止了熱裂紋及晶間腐蝕的發生，保證了最終焊接接頭的質量。本發明由於是在機械熱絲焊設備TIG上加裝了噴淋冷卻裝置，焊接與冷卻同步進行，不影響焊接效率，焊接過程中焊接操作工只需通過控制閥的開啟、關斷和微調來調節水的流量，即可達到冷卻焊接接頭的目的，操作簡單，容易掌握。本發明選用了多種孔徑的噴頭確定冷卻效果，通過多次試驗證明，當水冷噴頭的噴水孔的直徑為0.5mm、噴頭相對於工件的高度在30 — 50mm時，冷卻效果比較合適。奧氏體不鏽鋼之間焊接持續噴水到焊接結束，層間溫度基本在100 - 150°C之間。由於焊接設備的槍和絲是同一個氣路保護，保護氣體能夠很好的保護焊接電弧，水冷焊接過程中產生的蒸汽沒有對焊縫的質量產生影響，焊接過程比較穩定。本發明噴淋裝置的噴頭、排水託盤均採用了不鏽鋼材質，可防止鏽蝕對水質的影響；為了防止奧氏體鋼焊接接頭產生應力腐蝕，冷卻水採用了氯離子(Cl-)含量控制在 20ppm以下的純淨水。


附圖1本發明的噴淋冷卻裝置與焊接工件及機械熱絲焊設備中焊槍的相對位置不意。附圖2是附圖1的側視圖。
具體實施方式
實施例1 奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊方法，首先進行焊前準備，進行焊槍高度和位置的調整，將奧氏體不鏽鋼直管進行對接並冷卻水供水位置調整，焊接設備的槍和採用同一個氣路保護，在焊接打底層、管子轉動至270°時，打開冷卻水閥門，對焊接接頭處採用噴淋裝置進行噴淋冷卻，直至完成所有打底層、填充層、蓋面層的焊接。實施例2 實施例1所述的奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊方法，所述的噴淋裝置，包括多種孔徑的噴頭，當水冷噴頭的噴水孔的直徑為0. 5mm、選擇噴頭相對於工件的高度在 30 - 50mm時，單層焊縫厚度控制在1. 5mm以下。實施例3 實施例1或2所述的奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊方法，所述噴淋裝置的噴頭的位置位於焊口的正下方，管徑範圍為Φ 32mm Φ 70mm時，所述的噴頭的初始位置距離管子下表面為30mm ；在焊接過程中，在上下方向的調整範圍為50mm，即噴頭上表面距離管子下表面的最大距離為80mm，以焊口中心線為基準，左右方向調整範圍為士50mm，正對焊縫中心；所述的噴頭的軸線與管子的軸線相平行，所述的噴頭噴出的水柱垂直於管子表面，保證冷卻水能有效地噴到焊口的正下方。實施例4 上述的奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊方法，所述的焊前準備工作，進行焊槍高度和位置的調整調整好噴淋裝置的噴頭的位置、其高度距離管子下表面30 50mm， 打開總閥，用閥門調整水柱高度，噴頭的出水應保證水柱高度穩定，並隨時檢查噴水孔是否堵塞，注意不要讓水噴到焊槍及焊絲上。實施例5
4[0033]上述實施例所述的奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊方法，將奧氏體不鏽鋼直管進行對接並冷卻水供水位置調整焊縫對準噴頭中心，保證最佳冷卻效果；首層焊至 270°時將冷卻水打開，並保持到焊接結束；冷卻水中的氯離子Cl-含量控制在20ppm以下。實施例6 一種使用上述的方法進行奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置，其組成包括焊槍1，連接旋轉裝置的工件2上方對應有具有噴孔3的噴淋裝置，所述的噴淋裝置的噴頭4通過進水管5連接水箱6，所述的進水管裝有冷卻水閥門8，所述的工件下方具有脫水盤9。所述的奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置，所述的的噴淋裝置，包括多種孔徑的噴頭和位置調整支架，所述的噴頭的噴水孔的孔徑直徑為0. 3或0. 5或0. 7mm或者0. 3-0. 7mm之間，所述的冷卻水閥門包括調節閥7和截止閥8。實施例7 上述的奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置，所述的噴頭的位置位於焊口的正下方，所述的噴頭的軸線與管子的軸線相平行，所述的噴頭噴出的水柱垂直於管子表面，保證冷卻水能有效地噴到焊口的正下方。所述的以噴頭上表面為基準，噴頭的初始位置距離管子下表面為30mm，正對焊縫中心，並可隨管徑的不同而變化，管徑範圍為Φ32πιπι Φ 70mm;在焊接過程中，在上下方向的調整範圍為50mm，即噴頭上表面距離管子下表面的最大距離為80mm，以焊口中心線為基準，左右方向調整範圍為士50mm。所述的噴頭的材料選用不鏽鋼，直徑不大於Φ 20mm,長度約100mm，並且兩側應用堵塞密封。在使用一段時間後，可將兩側堵塞卸下，對噴頭內部進行清理。實施例8:上述的奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置，所述的在進水管路上至少應布置兩個控制閥，一個為調節閥，另一個為截止閥。其中調節閥應保證焊工可以緩慢、穩定地開啟及調節，從而使冷卻水柱的高度變化緩慢、平穩，能穩定、平緩地到達管子表面。實施例9 上述的奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置，所述的排水託盤為不鏽鋼材料，未蒸發的冷卻水回落到託盤中，通過排水孔及其連接管路流出。實施例10 實施例1或2所述的奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置，在焊前調節好水冷裝置的相對位置和高度，焊接過程中，工件轉動到一定的角度以後打開水冷裝置開關 (手動閥)使噴頭持續噴水到焊縫上達到層間冷卻效果。實施例11 水冷焊接操作要點1.焊前準備工作⑴調整好噴頭的位置、高度(距離管子下表面30 50mm)，打開總閥，用微調閥門調整水柱高度，噴頭的出水應保證水柱高度穩定，並隨時檢查噴水孔是否堵塞。⑵注意不要讓水噴到焊槍及焊絲上。奧氏體不鏽鋼直管對接⑴焊縫對準噴頭中心，保證最佳冷卻效果。⑵首層焊至270°時將冷卻水打開，並保持到焊接結束。單層焊縫厚度控制在1. 5mm以下，避免產生熔合不良缺陷。冷卻水中的氯離子(Cl-)含量控制在20ppm以下。
權利要求1.一種奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置，其組成包括焊槍，其特徵是連接旋轉裝置的工件上方對應有具有噴孔的噴淋裝置，所述的噴淋裝置的噴頭通過進水管連接水箱，所述的進水管裝有冷卻水閥門，所述的工件下方具有脫水盤。
2.根據權利要求1所述的奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置，其特徵是 所述的噴淋裝置包括多種孔徑的噴頭和位置調整支架，所述的噴頭的噴水孔的孔徑直徑為 0. 3或0. 5或0. 7mm或者0. 3-0. 7mm之間，所述的冷卻水閥門包括調節閥和截止閥。
專利摘要奧氏體不鏽鋼管水冷熱絲鎢極氬弧焊的裝置。如果僅僅通過減小焊接電流、電壓，降低焊接熱輸入的方式來控制敏化及產生熱裂紋的傾向，就會降低焊接效率，不能發揮機械熱絲鎢極氬弧焊高效率的焊接特點。本產品其組成包括焊槍(1)，連接旋轉裝置的工件(2)上方對應有具有噴孔(3)的噴淋裝置，所述的噴淋裝置的噴頭(4)通過進水管(5)連接水箱(6)，所述的進水管裝有冷卻水閥門，所述的工件下方具有脫水盤(9)。本實用新型用於奧氏體不鏽鋼管氬弧焊。
文檔編號B23K9/32GK201969995SQ20102059594
公開日2011年9月14日 申請日期2010年11月8日 優先權日2010年11月8日
發明者張亞奇, 徐祥久, 李世魁, 李宜男, 李春光, 王萍, 趙衛君 申請人:哈爾濱鍋爐廠有限責任公司