CN102513665A - 一种复合管接头焊接方法 - Google Patents

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杨永升
张志昌
程洪建
张建锋
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Abstract

本发明公开了一种复合管接头焊接方法，主要针对基层为20低碳钢、覆层为1Cr18Ni9Ti不锈钢复合管与管接头的焊接工艺，包括复合管焊接部位和法兰接头体清理、复合管焊接部位和法兰接头组装、采用钨极氩弧自动焊、焊接材料选用ER50-6型焊丝、环境温度不低于5℃、焊接区域风速不大于1M/s、焊接质量检测等工艺；焊接用焊丝直径是1.0mm，焊接电流是140～190A，焊接电压是11～15V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是180～250mm/min。本发明采用上述焊接工艺方法显著提高复合管与管接头焊接质量，提高劳动生产率，满足铁路货车制动管系制造要求，焊接过程电弧燃烧稳定、飞溅少；焊缝成型美观、焊缝金属气孔敏感性小。

Description

一种复合管接头焊接方法
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺，具体的说是一种复合管管接头TIG自动焊焊接方法。
背景技术
随着铁路运输需要的发展，各种铁路车辆对制动系统的要求进一步提高。目前铁路货车制动系统多采用低碳钢管系和不锈钢管系，其焊接工艺方法多采用焊条电弧焊和熔化极气体保护焊。随着新型复合管，如基层为20低碳钢，覆层为1Cr18Ni9Ti不锈钢复合管的开发成功，将其应用到铁路货车制动管系中，既能满足耐大气腐蚀的要求，又能降低铁路货车的制造成本。原来的碳钢管系和不锈钢管系焊接工艺对焊接热输入没有做严格的要求，而新型复合管管接头焊接必须严格控制热输入，所以必须设计一种适用于新型复合管接头的焊接工艺方法。
TIG自动焊接是目前常用的焊接工艺。TIG自动焊接是用纯钨或活化钨(钍钨、铈钨、锆钨、镧钨)作为不熔化电极的惰性气体保护电弧焊，利用钨极和工件之间的电弧使金属熔化而形成焊缝。焊接过程中钨极不熔化，只起电极的作用。同时由焊炬的喷嘴送进氩气或氦气作保护。还可根据需要另外添加金属。TIG自动焊接优点是可以焊接材料范围广，包括厚度在0.6mm及其以上的工件，材质包括合金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通干、各种青铜、镍、银、钛和铅。主要的应用领域是焊接薄的和中等厚度的工件。TIG自动焊接对环境风力要求苛刻，当环境风力大于4m/s时，将影响气体的保护效果，焊接效率低，适合一些精细产品构件的焊接。目前TIG自动焊接对基层为20低碳钢、覆层为1Cr18Ni9Ti不锈钢复合管的焊接还没有质量完全符合要求的焊接工艺方法。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种复合管接头焊接方法，本发明要解决的问题是提供一种通过焊接方法选择、焊接设备的选择、焊接材料的选择、焊接工艺参数的设计和焊接质量检测实现基层为20低碳钢、覆层为1Cr18Ni9Ti不锈钢复合管与管接头安全、高效、高质量焊接的方法。
本发明通过以下技术方案实现：
复合管接头焊接方法，包括以下步骤：
(1)复合管焊接部位和法兰接头体清理；
(2)复合管焊接部位和法兰接头组装，间隙不大于1mm；
(3)采用钨极氩弧自动焊，焊接材料选用ER50-6型焊丝；
(4)环境温度不低于5℃；
(5)焊接区域风速不大于1M/s；
(6)焊接质量检测。
所述焊接用焊丝直径是1.0mm，焊接电流是140～190A，焊接电压是11～15V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是180～250mm/min。
进一步当复合管直径是17mm，焊接电流是140～150A，焊接电压是11～13V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是200～220mm/min。
进一步当复合管直径是21mm，焊接电流是150～160A，焊接电压是11～13V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是220～250mm/min。
进一步当复合管直径是27mm，焊接电流是150～160A，焊接电压是11～13V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是180～200mm/min。
进一步当复合管直径是32mm，焊接电流是170～190A，焊接电压是13～15V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是190～210mm/min。
进一步当复合管直径是42mm，焊接电流是170～190A，焊接电压是12～14V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是180～200mm/min。
上述复合管焊接部位和法兰接头体清洗包括复合管焊接部位及法兰接头体清除水分、铁锈、油污等污物，并用抛光砂轮将法兰接头体焊接面镀锌层完全清除掉。
上述焊接质量检测包括对焊缝进行外观质量检查，并进行水压试验，以确保焊接接头质量。
上述各焊接材料均有市售。
综上所述，本发明的有益性，本发明采用上述焊接工艺方法能显著提高基层为20低碳钢、覆层为1Cr18Ni9Ti不锈钢复合管与管接头焊接质量，提高劳动生产率，满足铁路货车制动管系制造要求，保证铁路货车车辆的正常使用；焊接过程电弧燃烧稳定、飞溅少；焊缝成型美观、焊缝金属气孔敏感性小；经水压试验和断面宏观金相检测进一步证明本发明工艺方法焊接质量优异，压水试验无渗漏，焊接接头断面宏观金相图片可见焊接完整均匀，焊缝成型美观牢固。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
图1复合管管接头示意图；
图2复合管焊接接头内侧表面着色检测图片；
图3复合管焊接接头断面宏观金相图片。
图中，1是复合管，2是接头，3是焊接缝。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。
结合图1、图2和图3，如图所示，不锈钢复合管基层为20低碳钢、覆层为1Cr18Ni9Ti，复合管与管接头焊接选择钨极氩弧焊(TIG)，其优点是焊接工艺性好，焊接电弧稳定，无飞溅，焊后不须去渣，焊缝成型美观。采用TIG自动焊，焊接生产效率高，焊接质量稳定。焊接设备采用管接头TIG焊环焊缝机，其功能更完善，机械化和自动化程度更高。
焊接材料选用ER50-6型焊丝，其具有优良的焊接工艺性能，电弧燃烧稳定、飞溅少、焊缝成型美观、焊缝金属气孔敏感性小。
焊接作业开始时，首先进行复合管焊接部位及法兰接头体清除水分、铁锈、油污等污物，并用抛光砂轮将法兰接头体焊接面镀锌层完全清除掉；然后正确组装，要求复合管与管接头组装间隙不大于1mm；焊接过程中环境温度要求不低于5℃，焊接区域风速不大于1M/s。
焊接中根据复合管直径或复合管复合层厚度规范参数，控制热输入，防止基层和覆层分离。本发明焊接用焊丝直径是1.0mm，焊接电流是140～190A，焊接电压是11～15V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是180～250mm/min。
焊后对焊缝进行外观质量检查，并进行水压试验，以确保焊接接头质量。抽取部分焊接接头进行破坏性实验检测，内侧表面进行着色检测，焊接接头断面进行宏观金相检测。相关检测照片见图2和图3，图2是复合管焊接接头内侧表面着色检测图片，图中可见，焊缝均匀完整，压水试验(焊缝周围颜色深部分为水迹)无渗漏。图3是复合管焊接接头断面宏观金相图片，图中可见焊接完整均匀，焊缝成型美观牢固。
实施例1至实施例5
本发明采用钨极氩弧焊(TIG)焊接基层为20低碳钢、覆层为1Cr18Ni9Ti不锈钢复合管与管接头，按上述步骤及条件进行焊接作业并检测焊接结果。焊接中根据不锈钢复合管直径不同采用参数如下：
Figure BDA0000118282780000061
表中
Figure BDA0000118282780000062
是直径，DN10至DN32是各复合管型号。
完成焊接后进行水压试验，以确保焊接接头质量。抽取部分焊接接头进行破坏性实验检测，内侧表面进行着色检测，焊接接头断面进行宏观金相检测。检测结果与所述相同。

Claims (7)

1.一种复合管接头焊接方法，其特征是包括以下步骤：
(1)复合管焊接部位和法兰接头体清洗；
(2)复合管焊接部位和法兰接头组装，间隙不大于1mm；
(3)采用钨极氩弧自动焊，焊接材料选用ER50-6型焊丝；
(4)环境温度不低于5℃；
(5)焊接区域风速不大于1M/s；
(6)焊接质量检测。
2.根据权利要求1所述的复合管接头焊接方法，其特征是：所述焊接用焊丝直径是1.0mm，焊接电流是140～190A，焊接电压是11～15V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是180～250mm/min。
3.根据权利要求2所述的复合管接头焊接方法，其特征是：所述复合管直径是17mm，焊接电流是140～150A，焊接电压是11～13V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是200～220mm/min。
4.根据权利要求2所述的复合管接头焊接方法，其特征是：所述复合管直径是21mm，焊接电流是150～160A，焊接电压是11～13V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是220～250mm/min。
5.根据权利要求2所述的复合管接头焊接方法，其特征是：所述复合管直径是27mm，焊接电流是150～160A，焊接电压是11～13V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是180～200mm/min。
6.根据权利要求2所述的复合管接头焊接方法，其特征是：所述复合管直径是32mm，焊接电流是170～190A，焊接电压是13～15V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是190～210mm/min。
7.根据权利要求2所述的复合管接头焊接方法，其特征是：所述复合管直径是42mm，焊接电流是170～190A，焊接电压是12～14V，保护气是纯氩，保护气流量是15～22L/min，焊接速度是180～200mm/min。
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