匯流排焊接工藝方法
2023-11-30 21:15:06 1
專利名稱：匯流排焊接工藝方法
技術領域：
本發明涉及一種匯流排焊接工藝方法，主要應用於城市軌道交通匯流排的連接。
背景技術：
城市軌道交通的接觸線安裝在匯流排上，匯流排要承受一定的壓力並且必須具有良好的導電作用，因此，要求匯流排的連接接頭不但要有一定的機械強度，而且必須具有良好的導電性及撓度。目前，匯流排的連接一般均採用螺栓連接方式，結構笨重，消耗材料多，導電性差，匯流排上的螺孔削弱了匯流排的機械強度，且使用中易發生螺栓鬆動，影響連接的可靠性。
發明內容
本發明所要解決的技術問題提供一種匯流排焊接工藝方法，採用整體焊接工藝將匯流排一段一段連接起來，然後將接觸線安裝在匯流排上，接頭機械強度高，導電性能好，消耗材料少，連接可靠性高，保證了城市軌道交通的安全高速運行。
本發明的設計思想T型匯流排為6063鋁合金擠壓而成的型材，熱處理狀態為T4，且匯流排安裝後須在高空焊接，焊接難度大。一是鋁和氧的親和力大，鋁合金表面有一層難溶的氧化膜，熔點高、非常穩定、能吸潮、不易去除，妨礙焊接的進行，很容易產生氣孔、夾雜、未熔合、未焊透等焊接缺陷，因此焊前必須清除氧化膜，並且在焊接過程中防止被氧化。二是鋁合金的比熱率、熱導率大，焊接時的熱輸入將向母材迅速流失，因此宜選用熱量集中的焊接方法，如熔化極氬弧焊(MIG焊)，不熔化極氬弧焊(TIG焊)。三是由於鋁合金的線膨脹係數大，焊接時焊件的變形趨勢大，所以焊接時需用夾具減小焊接變形。四是在鋁合金焊接中易產生氫氣孔，主要從減少氫的來源和嚴格控制工藝參數來防止氫氣孔。所有焊接材料(包括保護氣體、焊絲、焊條)要嚴格控制含水量，焊前均須除水處理。TIG焊時採用大的焊接電流配合較高的焊接速度以防止產生氣孔，MIG焊時降低焊接速度和提高線能量，有利於減少焊縫中的氣孔。五是6063鋁合金焊接熱裂傾向大，主要靠選擇合適的填充材料和合理的工藝參數來減少熱裂，5356焊絲與4043焊絲相比對氣體保護要求比較嚴格，不適於野外作業，因此宜選用4043焊絲和減小焊接速度和焊接電流以減小熱裂傾向。六是接頭熱影響區的軟化問題，6063屬於強化鋁合金，在熔焊條件下熱影響區軟化是不可避免的現象，熱影響區的強度和塑性遠遠低於母材，抗拉強度為母材的70％左右，MIG焊比TIG焊接頭熱影響區範圍小。七是TIG焊與MIG焊相比存在效率低、焊縫質量差、操作難度大等缺點，特別是TIG焊要想獲得滿意的焊接接頭，焊前必須對工件進行預熱(溫度150℃-200℃)，野外焊接很難做到，而MIG焊不需預熱，且效率高、焊件變形小、焊縫質量高、表面氧化膜易清除，因此宜採用MIG焊。八是坡口的形狀及結構要消除仰焊位置，便於空中作業。
本發明的技術解決方案(1)焊前準備①將要對接的匯流排的兩個端頭製成相對稱的30°～40°的坡口，②清理焊絲表面、坡口表面及坡口兩側表面的油汙、水分、灰塵和氧化膜，③用工裝將匯流排的兩個端頭固定在一起，保證使匯流排對接部位不出現臺階，尤其是匯流排接觸線的安裝面必須平齊，④在焊縫的背面加銅墊板，⑤匯流排曲率半徑小於150m的應進行焊前預彎；(2)焊接工藝採用熔化極氬弧焊焊接工藝焊接，先立焊後平焊，電源極性為直流反極性，多層焊時，先清理氧化膜後方可進行焊接；(3)焊後加工①溫度下降到100℃以下時拆卸工裝，②將線夾、接觸線的安裝面加工平整；(4)焊後檢驗①檢查焊縫的外觀，餘高是否符合要求，有無咬邊缺陷等，②分別對直線段、曲線段及內曲線段的彎曲度進行檢查，③無損檢測，檢查焊縫表面、近表面有無氣孔、裂紋等缺陷；(5)焊後補焊及矯正①補焊，磨削有缺陷的焊縫表面直到缺陷被完全清除後再進行補焊，②矯正，彎曲度未達到要求的用矯正裝置進行焊後矯正。
熔化極氬弧焊(MIG焊)焊接工藝採用4043焊絲焊接。匯流排的兩個對接端頭間隙為2～3mm。焊接工藝參數為
本發明具有的優點和效果1、本發明焊接的接頭機械強度高，導電性能好，消耗材料少，連接可靠性高，保證了城市軌道交通的安全高速運行。
2、經檢測接頭強度為母材強度的70％左右，導電性能基本與母材相近，匯流排的彎曲度在1/1000以下。
圖1為坡口的結構示意圖，圖2為圖1的左視圖，圖3為圖1的俯視圖，圖4為直線段彎曲度的檢查方法示意圖，圖5為外曲線段彎曲度的檢查方法示意圖，圖6為內曲線段彎曲度的檢查方法示意圖。
具體實施例方式
結合附圖1、2、3、4、5、6描述本發明的一種實施例。
(1)焊前準備①將要對接的匯流排的兩個端頭製成相對稱的35°的坡口。
②清理焊絲表面、坡口表面及坡口兩側表面至少25mm範圍內的油汙、水分、灰塵和氧化膜，用鋼絲刷清除氧化膜，用汽油擦洗油汙和灰塵，用電吹風吹乾水分，24h內施焊。
③用手動螺旋工裝將匯流排的兩個端頭固定在一起，保證使匯流排對接部位不出現臺階，尤其是匯流排接觸線的安裝面必須平齊，匯流排的兩個對接端頭間隙為2～3mm。
④在焊縫的背面加銅墊板，以保證焊透和減小操作難度。
⑤匯流排曲率半徑小於150m的應進行焊前預彎。
(2)焊接工藝採用熔化極氬弧焊(MIG焊)焊接工藝焊接，先立焊後平焊，焊接設備為500型MIG焊機，焊絲為4043焊絲，電源極性為直流反極性，多層焊時，先清理氧化膜後方可進行焊接。
焊接工藝參數為
(3)焊後加工①溫度下降到100℃以下時拆卸工裝，②將線夾、接觸線的安裝面用砂輪機、刮刀、銼刀等工具加工平整。
(4)焊後檢驗①檢查焊縫的外觀，餘高、寬度是否符合要求，有無咬邊缺陷等，②分別對直線段、曲線段及內曲線段的彎曲度進行檢查，檢查方法將長1m的平尺中心對準焊縫中心，兩端緊靠匯流排的表面，用塞尺或遊標卡尺檢查平尺中心處的間隙即可判斷匯流排的彎曲度是否符合要求。
a.直線段彎曲度的檢查將長1m的平尺中心對準焊縫中心，兩端緊靠匯流排的表面，用塞尺檢查平尺中心處的間隙應不大於0.5mm。
b.外曲線段彎曲度的檢查將長1m兩端制有凸臺的平尺中心對準焊縫中心，兩端凸臺緊靠匯流排的表面，用塞尺或遊標卡尺檢查平尺中心處的間隙應在下表範圍內。
c.內曲線段彎曲度的檢查將長1m兩端制有凸臺的平尺中心對準焊縫中心，兩端凸臺緊靠匯流排的表面，用塞尺或遊標卡尺檢查平尺中心處的間隙應在下表範圍內。
③無損檢測，檢查焊縫表面、近表面有無氣孔、裂紋等缺陷。
具體方法a.預處理。在焊縫表面及兩側至少25mm區域，用砂輪打磨的方法清除焊渣、飛濺及氧化皮。
b.滲透處理。把滲透劑(溶劑去除型滲透探傷劑)噴在焊縫表面，溫度10-15℃，時間不少於5min。
c.去除處理。先在受檢表面噴塗丙酮溶劑，然後用布或紙沿一個方向將表面滲透劑擦洗乾淨。
d.乾燥處理。用電吹風吹乾，表面溫度不超過50℃。
e.顯像。把顯像劑噴在焊縫表面，顯像時間為7min。
f.觀察。觀察焊接缺陷痕跡，一般為圓形、橢圓、長圓形及細條紋等痕跡。
g.後處理。將表面用布擦洗乾淨。
(5)焊後補焊及矯正①補焊，磨削有裂紋、氣孔等缺陷的焊縫表面，直到裂紋、氣孔等缺陷被完全清除後再進行補焊，然後再進行檢驗。
②矯正，彎曲度未達到要求的用矯正裝置進行焊後矯正使其符合要求。
(6)經檢驗焊接接頭的性能參數為
權利要求
1.一種匯流排焊接工藝方法，其特徵是(1)焊前準備①將要對接的匯流排的兩個端頭製成相對稱的30°～40°的坡口，②清理焊絲表面、坡口表面及坡口兩側表面的油汙、水分、灰塵和氧化膜，③用工裝將匯流排的兩個端頭固定在一起，保證使匯流排對接部位不出現臺階，尤其是匯流排接觸線的安裝面必須平齊，④在焊縫的背面加銅墊板，⑤匯流排曲率半徑小於150m的應進行焊前預彎；(2)焊接工藝採用熔化極氬弧焊焊接工藝焊接，先立焊後平焊，電源極性為直流反極性，多層焊時，先清理氧化膜後方可進行焊接；(3)焊後加工①溫度下降到100℃以下時拆卸工裝，②將線夾、接觸線的安裝面加工平整；(4)焊後檢驗①檢查焊縫的外觀，餘高是否符合要求，有無咬邊缺陷等，②分別對直線段、曲線段及內曲線段的彎曲度進行檢查，③無損檢測，檢查焊縫表面、近表面有無氣孔、裂紋等缺陷；(5)焊後補焊及矯正①補焊，磨削有缺陷的焊縫表面直到缺陷被完全清除後再進行補焊，②矯正，彎曲度未達到要求的用矯正裝置進行焊後矯正。
2.根據權利要求1所述的匯流排焊接工藝方法，其特徵是熔化極氬弧焊焊接工藝採用4043焊絲焊接。
3.根據權利要求1所述的匯流排焊接工藝方法，其特徵是匯流排的兩個對接端頭間隙為2～3mm。
4.根據權利要求1所述的匯流排焊接工藝方法，其特徵是焊接工藝參數為
5.根據權利要求1所述的匯流排焊接工藝方法，其特徵是彎曲度的檢查方法為將平尺中心對準焊縫中心，兩端緊靠匯流排的表面，用塞尺或遊標卡尺檢查平尺中心處的間隙即可判斷匯流排的彎曲度是否符合要求。
6.根據權利要求5所述的匯流排焊接工藝方法，其特徵是平尺長為1m，且其兩端制有凸臺。
全文摘要
一種匯流排焊接工藝方法，(1)焊前準備①將要對接的匯流排的兩個端頭製成相對稱的30°～40°的坡口，②清理表面油汙、水分、灰塵和氧化膜，③用工裝將匯流排的兩個端頭固定在一起，④在焊縫的背面加銅墊板，⑤匯流排曲率半徑小於150m的應進行焊前預彎；(2)焊接工藝採用熔化極氬弧焊焊接工藝焊接，先立焊後平焊，電源極性為直流反極性；(3)焊後加工①溫度下降到100℃以下時拆卸工裝，②將線夾、接觸線的安裝面加工平整；(4)焊後檢驗①檢查焊縫外觀是否符合要求，②對彎曲度進行檢查，③無損檢測；(5)焊後補焊及矯正。本發明焊接的接頭機械強度高，導電性能好，消耗材料少，連接可靠性高，保證了城市軌道交通的安全高速運行。
文檔編號B23K31/00GK1411944SQ0213956
公開日2003年4月23日 申請日期2002年11月22日 優先權日2002年11月22日
發明者李貴明, 趙允剛 申請人:鐵道部電氣化工程局寶雞器材廠