CN101648331B - 防爆风机热镀锌外壳的黄铜内套焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防爆风机热镀锌外壳的黄铜内套焊接工艺，该工艺是采用弧形夹具将带开口的黄铜内套胀紧于风机外壳内壁上，使黄铜内套外壁与风机外壳内壁无间隙接触，对黄铜内套的上、下套口外边与风机外壳内壁形成上结合线和下结合线进行同向同步连续焊接的方式顺次氩弧焊接，焊接一段后顺次位移弧形夹具进行下一焊接工段的焊接，完成一个圆周方向多段工段的焊接，并加固焊接填平黄铜内套开口，在焊接工段上加固一层焊接带。该工艺可使黄铜内套与风机外壳内壁焊接无间隙，焊接牢固，焊接应力降至最低，提高了焊接强度，风机质量好，使用寿命长，更能适应防爆炸、防海水锈蚀和其他易锈蚀的恶劣环境下的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺，具体是一种广泛应用于防爆炸、防海水锈蚀和其他易锈蚀的恶劣环境下的防爆风机热镀锌外壳的黄铜内套焊接工艺。
背景技术
目前，一般防爆风机热镀锌外壳的焊接工艺是：先将黄铜板用手工折成非标准的带开口筒状放在风机外壳的内腔中，用小木棍顶紧，将黄铜板一周每隔10～15cm点焊一固定点，使之固定在风机外壳的内壁上，然后再沿铜板跟风机外壳的结合线依次氩弧焊接，最后送至热镀锌车间进行热镀锌。
由于手工折成非标准筒状，不是滚筒机滚成圆弧状，即使用木棍顶住它只顶住一点，而不可能与风机外壳内壁重叠得很吻合，给后续加工产生应力留下很大余地，且黄铜板一周是每隔10～15cm点焊一固定点，这样黄铜板的两固定点间就是10～15cm的弦长，而对应的风机外壳是弧长，弦长和弧长是不等的而且相差很多，虽然将两固定间的黄铜板与风机外壳内壁焊接起来，表面上看黄铜板与风机外壳内壁焊接吻合，实际焊接过程黄铜板从弦长被拉成了弧长，产生较大内应力，加之没有二次加固焊接，焊接处易产生砂、气孔和焊接接头不牢等缺陷，导致焊接处出现裂纹和起鼓现象。
应用于防爆炸、防海水锈蚀和其它易锈蚀的恶劣环境下的防爆风机，在热镀锌后具有较好的耐腐蚀性，不易锈蚀。热镀锌的工艺是将工件浸泡在弱酸溶液中进行酸洗，除去工件表面的锈迹和其它杂质；清水浸泡工件，使工件表面的酸溶液洗去；将工件放在400～500℃的锌溶液中完成热镀锌。
由于上述焊接原因产生的砂、气孔和拉裂焊缝缺陷，在酸洗和清水洗工件的过程中，大量水份从产生的砂、气孔和焊接裂缝中渗进铜板与风机外壳内壁间隙中。工件清洗后，铜板和风机外壳间留有大量水份，当浸泡到400～500℃的锌溶液中时，水份遇到400～500℃锌溶液就会变成水蒸汽，立即膨胀爆炸，锌溶液易进入铜板与风机外壳的间隙内膨胀起鼓，严重的使工件报废，轻微的也会将焊缝变成裂缝，即便进行返工后重新镀锌，产品的质量也得不到保证，成品率低，增加生产成本，且返工补焊时易产生有害气体，对环境污染严重，操作人员的安全得不到保障。
发明内容
为了解决现有技术中风机外壳内点焊接铜套工艺不合理，焊接密封性差，存在焊缝、裂缝，焊接不牢固，且在热镀锌工艺中黄铜内套易起鼓报废，质量差、成品率低、制作成本高等缺点，本发明目的是提供一种工艺简单、采用弧形夹具将风机外壳与黄铜内套进行连续顺次段焊接的方式，工作效率高，焊接牢固，密封性能好，避免内应力的产生，克服砂孔、气孔和焊接裂缝现象，成品率和成品质量高的防爆风机热镀锌外壳的黄铜内套焊接工艺。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的：
一种防爆风机热镀锌外壳的黄铜内套焊接工艺，包括以下步骤：
(1)将一黄铜板毛坯通过剪板机剪出与风机外壳内壁周长、风机叶片轴向宽度相对应的黄铜板，所剪出的黄铜板长度小于等于风机外壳内壁周长3-5mm，黄铜板宽度大于等于风机叶片轴向宽度1～10mm，且小于风机外壳的轴向宽度8-16mm；
(2)将该黄铜板放在滚筒机上滚出以长度为周长且留有开口的黄铜内套；
(3)将黄铜内套放入风机外壳的内腔，并将由一调节螺杆和两只旋拧于调节螺杆两端的弧形伸缩块组成的弧形夹具放置于黄铜内套的内腔，调节弧形夹具的调节螺杆使对应两弧形伸缩块处的黄铜内套胀紧于风机外壳内壁上，确保焊接段的黄铜内套外壁与风机外壳内壁无间隙接触；
(4)弧形夹具一端弧形伸缩块胀紧处的黄铜内套上、下套口外边与风机外壳内壁形成的上结合线和下结合线为焊接工段，对该焊接工段的上结合线和下结合线进行同向同步连续氩弧焊接，氩弧焊接的电流为60～80A，焊接速度为20～150mm/min，焊接深度为0.5～1.5mm，并以该焊接工段为初始位置顺时针或逆时针方向旋转弧形夹具进行下一焊接工段的焊接，直至将黄铜内套上、下套口外边与风机外壳内壁的上、下两结合线的一圆周方向焊接完毕；
(5)取出弧形夹具，对黄铜内套开口与风机外壳内壁形成的两结合线由上而下进行氩弧焊接；
(6)通过氧气焊接将紫铜条熔化至黄铜内套上、下套口外边与风机外壳内壁形成的上、下结合线的焊缝上进行加固加宽焊接形成焊接带，所述焊接带的宽度为4～8mm；
(7)通过氧气焊接将紫铜条熔化至黄铜内套开口与防爆风机外壳内壁形成的两结合线的焊缝以及黄铜内套开口上进行加固填平焊接，磨平黄铜内套开口焊接处使焊接处与黄铜内套内壁处于同一圆柱面上；
(8)对焊接有黄铜内套的风机外壳进行热处理、酸洗、热镀锌，再将黄铜内套内壁的锌层磨除即可。
进一步地，所述弧形夹具包括两只弧形伸缩块、两只调节螺母、一调节螺杆，两只弧形伸缩块的内弧面均径向固定连接一调节螺母，两调节螺母的内螺纹方向相反，调节螺杆的两端外螺纹方向相反，两调节螺母的内螺纹分别与调节螺杆两端的外螺纹配合使两弧形伸缩块呈径向伸缩状态，且所述弧形伸缩块的弧形与风机外壳内壁吻合，弧形伸缩块的扇形角度为30°～180°。该夹具结构简单，操作方便，只需旋转调节螺杆使弧形夹具脱离风机外壳内腔，或反方向旋拧调节螺杆使调节螺杆两端的弧形伸缩块将黄铜内套胀紧风机外壳内壁，达到黄铜内套外壁与风机外壳内壁紧密贴合无间隙的目的。
由于本发明的焊接工艺采用了上述的弧形夹具稳定支承黄铜内套定位不位移，使黄铜内套与风机外壳内壁配合紧密，提高焊接质量，特别是弧形夹具所对应处焊接段的黄铜内套与风机外壳内壁更是无间隙配合实现全密封焊接，避免了水份或其它溶液的渗入，焊接后无间隙、无裂纹，在后续酸洗工序中，酸溶液无法进入黄铜内套外壁与风机外壳内壁之间，避免了热镀锌时残留水份在高温下形成水蒸汽膨胀破坏黄铜内套导致的工件报废，焊接效率高，提高产品质量，成品率高，无须后续返工修补，降低了生产成本，减少了返工时焊接产生有毒气体对环境的污染。
本发明采用弧形夹具支承使黄铜内套的上、下套口外边与风机外壳内壁形成上结合线和下结合线，并将上结合线和下结合线作为焊接工段采用同向同步连续焊接的方式顺次焊接，使焊接段的黄铜内套与风机外壳内壁焊接紧密，无间隙，焊接一段后顺次位移弧形夹具进行下一焊接工段的焊接，可自动消除焊接段的大部分应力，焊接变形量小，相邻焊接工段焊接过渡平滑，且始终保持黄铜内套与风机外壳内壁的无间隙配合，分段同向连续的焊接方式，并选取合适的焊接电流、焊接速度，提高了焊接效果，避免了焊缝、裂缝、焊接不牢固的产生，在焊接工段上加固一层焊接带，使黄铜内套与风机外壳内壁焊接牢靠，提高了焊接强度和风机质量，使利用该焊接工艺加工的风机外壳更能适应防爆炸、防海水锈蚀和其他易锈蚀的恶劣环境下的使用要求，延长使用寿命。
附图说明
图1为本发明黄铜内套胀紧于风机外壳内壁的示意图；
图2为本发明采用的弧形夹具的结构示意图；
图3为焊接焊接工段I、I’的示意图；
图4为焊接焊接工段II、II’的示意图。
图中：风机外壳1，黄铜内套2，调节螺杆3，弧形伸缩块4，调节螺母5。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明按下表中的多个实施例进行加工，各实施例的焊接工艺相同，但本发明的保护范围不局限于列举的实施例给出的范围。
具体工艺步骤如下：
(1)将一黄铜板毛坯通过剪板机剪出与风机外壳内壁周长、风机叶片轴向宽度相对应的黄铜板；
(2)将该黄铜板放在滚筒机上滚出以长度为周长且留有开口的黄铜内套；
(3)将黄铜内套放入风机外壳的内腔，并将一弧形夹具放置于黄铜内套的内腔，调节弧形夹具使黄铜内套胀紧于风机外壳内壁上(如图1所示)，确保焊接段的黄铜内套外壁与风机外壳内壁无间隙接触；所述的弧形夹具(如图2所示)包括两只弧形伸缩块、两只调节螺母、一调节螺杆，两只弧形伸缩块的内弧面均径向固定连接一调节螺母，两调节螺母锁紧在调节螺杆的两头，两调节螺母的内螺纹方向相反，调节螺杆的两端外螺纹方向相反，两调节螺母的内螺纹分别与调节螺杆两端的外螺纹配合使两弧形伸缩块径向伸缩。调节螺杆向一方向旋转时，锁紧于调节螺杆两头的调节螺母分别带动弧形伸缩块向外伸出，使弧形伸缩块推动黄铜内套外扩胀紧于风机外壳内壁，弧形伸缩块的弧形与风机外壳内壁吻合，保证弧形伸缩块对应处的黄铜内套与风机外壳内壁无间隙贴合；
(4)如图3、4所示，弧形夹具两端的弧形伸缩块对应处的黄铜内套与风机外壳内壁贴合后，黄铜内套的上、下套口外边与风机外壳内壁形成上、下结合线，上、下结合线即为上、下焊接工段，弧形伸缩块的弧形长度代表了与之对应的黄铜内套与风机外壳内壁该段无间隙贴合的弧长，也是焊接工段的长度。焊接时，以弧形夹具所支承段为起始焊接段，先对上、下焊接工段I、I’进行同时同向连续氩弧焊接，或先将上焊接工段I向一个方向连续氩弧焊接完后，再将 焊接工段I’也按焊接工段I的同一焊接方向连续氩弧焊接。上、下焊接工段I、I’焊接完成后，正向旋转调节螺杆使调节螺母带动弧形伸缩块收缩，弧形夹具脱离风机外壳内壁，按焊接工段I、I’的焊接方向将弧形夹具旋转至下一焊接工段，并反向旋拧调节螺杆使弧形伸缩块再次伸出支承黄铜内套，黄铜内套与风机外壳内壁无间隙贴合形成的新的上、下结合线为焊接工段II、II’，焊接工段II、II’的焊接方法与焊接工段I、I’相同，且焊接方向始终相同，以此类推，直至完成一个圆周方向的焊接，使黄铜内套与风机外壳内壁焊接牢固；
(5)取出弧形夹具，对黄铜内套开口与风机外壳内壁形成的两结合线由上而下进行氩弧焊接；
(6)通过氧气焊接将紫铜条熔化至黄铜内套上、下套口外边与风机外壳内壁形成的上、下结合线的焊缝上进行加固加宽焊接形成焊接带；
(7)通过氧气焊接将紫铜条熔化至黄铜内套开口与防爆风机外壳内壁形成的两结合线的焊缝上以及黄铜内套开口进行加固填平焊接，磨平黄铜内套开口焊接处使焊接处与黄铜内套内壁处于同一圆柱面上；
(8)对焊接有黄铜内套的风机外壳进行热处理、酸洗、热镀锌，再将黄铜内套内壁的锌层磨除即可。
本发明工艺步骤简洁，操作方便，黄铜内套与风机外壳相互间无间隙，焊接应力小，无裂纹、裂缝、气孔，在焊接好黄铜内套的风机外壳酸洗后进行热镀锌的操作中，锌溶液无法进入风机外壳内壁与黄铜内套间，风机外壳质量好，成品率高。
Claims (5)
1.一种防爆风机热镀锌外壳的黄铜内套焊接工艺，包括以下步骤：
(1)将一黄铜板毛坯通过剪板机剪出与风机外壳内壁周长、风机叶片轴向宽度相对应的黄铜板；
(2)将该黄铜板放在滚筒机上滚出以长度为周长且留有开口的黄铜内套；
(3)将黄铜内套放入风机外壳的内腔，并将由一调节螺杆、两调节螺母和两只旋拧于调节螺杆两端的弧形伸缩块组成的弧形夹具放置于黄铜内套的内腔，调节弧形夹具的调节螺杆使对应两弧形伸缩块处的黄铜内套胀紧于风机外壳内壁上；
(4)弧形夹具一端弧形伸缩块胀紧处的黄铜内套上、下套口外边与风机外壳内壁形成的上结合线和下结合线为焊接工段，对该焊接工段的上结合线和下结合线进行同向同步连续氩弧焊接，并以该焊接工段为初始位置顺时针或逆时针方向旋转弧形夹具进行下一焊接工段的焊接，直至将黄铜内套与风机外壳内壁的上、下两结合线的一圆周方向焊接完毕；
(5)取出弧形夹具，对黄铜内套开口与风机外壳内壁形成的两结合线由上而下进行氩弧焊接；
(6)通过氧气焊接将紫铜条熔化至黄铜内套上、下套口外边与风机外壳内壁形成的上、下结合线的焊缝上进行加固加宽焊接形成焊接带；
(7)通过氧气焊接将紫铜条熔化至黄铜内套开口与防爆风机外壳内壁形成的两结合线的焊缝上以及黄铜内套开口进行加固填平焊接，磨平黄铜内套开口焊接处使焊接处与黄铜内套内壁处于同一圆柱面上；
(8)对焊接有黄铜内套的风机外壳进行热处理、酸洗、热镀锌，再将黄铜内套内壁的锌层磨除。
2.根据权利要求1所述的防爆风机热镀锌外壳的黄铜内套焊接工艺，其特征是：所述氩弧焊接的电流为60～80A，焊接速度为20～150mm/min，焊接深度为0.5～1.5mm。
3.根据权利要求1所述的防爆风机热镀锌外壳的黄铜内套焊接工艺，其特征是：所述焊接带的宽度为4～8mm。
4.根据权利要求1所述的防爆风机热镀锌外壳的黄铜内套焊接工艺，其特征是：所述弧形夹具包括两只弧形伸缩块、两只调节螺母、一调节螺杆，两只弧形伸缩块的内弧面均径向固定连接一调节螺母，两调节螺母的内螺纹方向相反，调节螺杆的两端外螺纹方向相反，两调节螺母的内螺纹分别与调节螺杆两端的外螺纹配合使两弧形伸缩块呈径向伸缩状态。
5.根据权利要求1或4防爆风机热镀锌外壳的黄铜内套焊接工艺，其特征是：所述弧形伸缩块的弧形与风机外壳内壁吻合，且弧形伸缩块的扇形角度为30°～180°。
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