CN102717175B - 管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法 - Google Patents
管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法，其包括以下步骤：将坡口进行打磨清理并清洗；装配好管板与换热管;将自动钨极氩弧焊枪定位气动胀套插入换热管内壁并通气胀紧；调整焊枪钨极轴线与换热管轴线夹角调整到12.5°-17.5°，调整后，焊枪钨极端部应位于坡口中部并指向管子与管板坡口根部；在坡口内，从坡口底部到坡口表面布置四层焊道，第一层打底焊为不填焊丝自熔，其余三层均填充的金属丝；每层单道焊，钨极采用铈钨极；焊接完第一层后，停止焊接，观察焊缝质量无异常后再逐步后面一层的焊接，直到焊接完成；本发明自动氩弧封口焊接方法，提高了深、窄坡口封口焊的质量问题和焊接工作效率,焊缝外形美观，熔合良好，焊缝内部无任何缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种氩弧封口焊接方法，尤其涉及一种管壳式换热器管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法，属于氩弧焊方法技术领域。
背景技术
目前，国内在换热器以及反应器领域中，管板封口焊坡口深度一般不超过2mm，若超过这个深度将给焊接工作者带来极大的不便。
若是遇上管板与换热管结构复杂的换热器，其制造的核心技术之一便是为换热管与管板封口焊接，在管板上与换热管焊接时的坡口深且间隙窄，其深度达到4-5mm，宽度达到4mm，坡口深且窄的结构给焊接工作带来极大的不便，一是因为坡口深，不容易保证坡口根部焊缝质量，二是因为间隙窄，不利于焊接操作和对焊缝熔池的观察，易产生焊接缺陷。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法，解决现有焊接技术对坡口深且间隙窄的结构无法有效焊接，容易产生焊接缺陷的技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。
本发明目的通过下述技术方案来实现：一种管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法，其包括以下步骤：
一）将坡口进行打磨清理，并用丙酮对坡口进行清洗；
二）装配好管板与换热管，采用自动钨极氩弧焊枪对其进行焊接，其焊接步骤如下：
第一步，将自动钨极氩弧焊枪定位气动胀套插入换热管内壁并通气胀紧；
第二步，调整焊枪钨极轴线与换热管轴线夹角调整到12.5°-17.5°，调整后，焊枪钨极端部应位于坡口中部并指向管子与管板坡口根部；
第三步，在坡口内，从坡口底部到坡口表面布置四层焊道，第一层打底焊为不填焊丝自熔，其余三层均填充的金属丝；每层单道焊，钨极采用铈钨极；焊接完第一层后，停止焊接，观察焊缝质量无异常后再逐步后面一层的焊接，直到焊接完成；
设置焊接工艺参数为：
第一层：焊接电流：基值电流/时间：90-130A/150-250ms，峰值电流/时间：160-200A/150-250ms，电压：9-12V，焊接速度:70-90mm/min；
第二层：焊接电流：基值电流/时间：90-140A/150-250ms，峰值电流/时间：170-240A/150-250ms，电压：9-12V，焊接速度:70-80mm/min，送丝速度800-1200mm/min；
第三层：焊接电流：基值电流/时间：90-140A/150-250ms，峰值电流/时间：170-250A/150-250ms，电压：9-12V，焊接速度:70-80mm/min，送丝速度800-1500mm/min；
第四层：焊接电流：基值电流/时间：90-130A/150-250ms，峰值电流/时间：170-240A/150-250ms，电压：9-12V，焊接速度:70-80mm/min，送丝速度700-1200mm/min。
作为一种优选方式，第二、三、四层填充的金属丝为Φ0.8或Φ1.0的焊丝。
作为一种优选方式，焊接期间的保护气体为氩气，氩气纯度≥99.99%，氩气流量为10-15L/min。
作为一种优选方式，铈钨极的直径为Φ2.5，其焊接端被打磨成锥形，且其前端磨出Φ0.5mm的端面。
作为一种优选方式，所述自动氩弧封口焊采用PS406电源和TS-2000焊接机头。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明自动氩弧封口焊接方法，有效解决了管壳式换热器管板与换热管之间形成的深坡口窄间隙形式坡口的自动化焊接的难题，具备以下优点：
1. 通过调整焊枪的角度，有利于坡口根部熔透，同时保证整个焊接过程中焊枪钨极不与坡口侧壁起弧中断焊接过程；
2. 采用自熔不填丝工艺，保证打底焊时焊缝根部熔透；
3. 通过合理布置焊道，保证了每层焊道的焊接质量，焊接工艺参数保证了每层焊道合适的填充金属量，盖面焊缝外观美观符合技术要求；
4. 采用合适的焊接工艺参数，该自动氩弧封口焊接方法不仅提高了深、窄坡口封口焊的质量问题，同时提高了焊接工作效率,
5. 焊后的管板与换热管焊缝外形美观，熔合良好，未发现咬边、气孔、裂纹等缺陷，焊缝剖面显示焊缝根部达到全焊透且熔合良好，焊缝内部无任何缺陷。
附图说明
图1是本发明管板与换热管深坡口处的结构示意图。
其中：101-第一层焊道， 102-第二层焊道， 103-第三层焊道， 104-第四层焊道，2-自动钨极氩弧焊枪。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
一种管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法，其包括以下步骤：
一）将坡口进行打磨清理，并用丙酮对坡口进行清洗；
二）装配好管板与换热管，采用自动钨极氩弧焊枪对其进行焊接，其焊接步骤如下：
第一步，将自动钨极氩弧焊枪定位气动胀套插入换热管内壁并通气胀紧；
第二步，调整焊枪钨极轴线与换热管轴线夹角调整到12.5°-17.5°，调整后，焊枪钨极端部应位于坡口中部并指向管子与管板坡口根部；
第三步，在坡口内，从坡口底部到坡口表面布置四层焊道，第一层打底焊为不填焊丝自熔，其余三层均填充的金属丝；每层单道焊，钨极采用铈钨极；焊接完第一层后，停止焊接，观察焊缝质量无异常后再逐步后面一层的焊接，直到焊接完成；
设置焊接工艺参数为：
第一层：焊接电流：基值电流/时间：90-130A/150-250ms，峰值电流/时间：160-200A/150-250ms，电压：9-12V，焊接速度:70-90mm/min；
第二层：焊接电流：基值电流/时间：90-140A/150-250ms，峰值电流/时间：170-240A/150-250ms，电压：9-12V，焊接速度:70-80mm/min，送丝速度800-1200mm/min；
第三层：焊接电流：基值电流/时间：90-140A/150-250ms，峰值电流/时间：170-250A/150-250ms，电压：9-12V，焊接速度:70-80mm/min，送丝速度800-1500mm/min；
第四层：焊接电流：基值电流/时间：90-130A/150-250ms，峰值电流/时间：170-240A/150-250ms，电压：9-12V，焊接速度:70-80mm/min，送丝速度700-1200mm/min。
实施例1
以一种管壳式换热器管板与换热管形成的深度4-5mm、宽度4mm的坡口为例进行如下说明：
1、 材料准备：管壳式换热器管板的材料为Q245R，管板厚度34mm；换热管的材料为20G，规格为φ38×3mm，两者形成坡口深度为4mm、宽度4mm。
2、 焊前准备
1） 焊机类型：选用自动氩弧封口焊机，采用PS406电源（PS406为电源的一种型号，带集成控制功能）和型号为TS-2000的焊接机头。
2） 焊接钨极：选用型号为WCe-20、直径为Φ2.5mm的铈钨极，其焊接端被打磨成锥形，且其前端磨出Φ0.5mm的端面。
3） 焊接保护气体：选用瓶装Ar（氩气），氩气纯度≥99.99%，氩气流量为10-15L/min。
4） 焊丝：选用型号为H08SHA的焊丝，根据该设备参数，可选择直径Φ0.8或Φ1.0的金属焊丝，在本例中采用直径为Φ0.8的焊丝。
5） 准备焊接用防护工具，如面罩、手套等。
3、焊前清理
1） 用钢丝砂轮打磨坡口，清理出待焊部位呈现金属光泽；
2） 用丙酮对待焊部位进行清洗。
4、预置焊接设备参数
1） 将自动钨极氩弧焊枪2轴线与换热管轴线夹角调整到θ角度，θ=12.5°-17.5°，调整后，焊枪钨极端部应位于坡口中部并指向管子与管板坡口根部。
2） 布置焊道
如图1所示，由于在管板上与换热管焊接的坡口深且窄，因此，在坡口内，从坡口底部到坡口表面布置四层焊道，分别为第一层焊道101、第二层焊道102、第三层焊道103和第四层焊道104，每层焊缝厚度约2mm，焊缝总厚度由坡口深度4mm加外凸角焊缝2-2.5mm得出，焊缝总厚度为6mm左右。该坡口非常深，为保证根部熔透，第一层打底焊为不填焊丝自熔，其余三层均填充的金属丝；每层单道焊，钨极采用铈钨极；启动焊接设备遥控器上的开始按钮，自动焊接完成根部打底焊接的第一层，焊接完第一层后，停止焊接，观察焊缝质量无异常后再逐步后面一层的焊接，直到焊接完成。
设置焊接规范参数（脉冲电源）如表一：
表一为四个焊层的焊接参数。
5、焊缝检验
焊接完成后，对焊缝表面进行100%PT检查未发现缺陷；密封换热器接管口进行气密性试验未封口焊缝泄漏。
用肉眼观察，管板与换热管焊缝外形美观，熔合良好，未发现咬边、气孔、裂纹等缺陷。
并且，管板与换热管焊缝剖面显示焊缝根部达到全焊透且熔合良好，焊缝内部无任何缺陷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：
一）将坡口进行打磨清理，并用丙酮对坡口进行清洗；
二）装配好管板与换热管，采用自动钨极氩弧焊枪对其进行焊接，其焊接步骤如下：
第一步，将自动钨极氩弧焊枪定位气动胀套插入换热管内壁并通气胀紧；
第二步，调整焊枪钨极轴线与换热管轴线夹角调整到12.5°-17.5°，调整后，焊枪钨极端部应位于坡口中部并指向管子与管板坡口根部；
第三步，在坡口内，从坡口底部到坡口表面布置四层焊道，第一层打底焊为不填焊丝自熔，其余三层均填充金属丝；每层单道焊，钨极采用铈钨极；焊接完第一层后，停止焊接，观察焊缝质量无异常后再逐步后面一层的焊接，直到焊接完成；
设置焊接工艺参数为：
第一层：焊接电流：基值电流/时间：90-130A/150-250ms，峰值电流/时间：160-200A/150-250ms，电压：9-12V，焊接速度:70-90mm/min；
第二层：焊接电流：基值电流/时间：90-140A/150-250ms，峰值电流/时间：170-240A/150-250ms，电压：9-12V，焊接速度:70-80mm/min，送丝速度800-1200mm/min；
第三层：焊接电流：基值电流/时间：90-140A/150-250ms，峰值电流/时间：170-250A/150-250ms，电压：9-12V，焊接速度:70-80mm/min，送丝速度800-1500mm/min；
第四层：焊接电流：基值电流/时间：90-130A/150-250ms，峰值电流/时间：170-240A/150-250ms，电压：9-12V，焊接速度:70-80mm/min，送丝速度700-1200mm/min。
2.如权利要求1所述的管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法，其特征在于：第二、三、四层填充的金属丝为Φ0.8mm或Φ1.0mm的焊丝。
3.如权利要求1所述的管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法，其特征在于：焊接期间的保护气体为氩气，氩气纯度≥99.99%，氩气流量为10-15L/min。
4.如权利要求1所述的管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法，其特征在于：铈钨极的直径为Φ2.5mm，其焊接端被打磨成锥形，且其前端磨出Φ0.5mm的端面。
5.如权利要求1所述的管板与换热管深坡口窄间隙自动氩弧封口焊接方法，其特征在于：所述自动氩弧封口焊采用PS406电源和TS-2000焊接机头。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |