CN102814593A - 一种小径异种材料焊接用过渡接头 - Google Patents

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孙飞
张辉
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Abstract

一种异种材料焊接用过渡接头，所述接头用于将第一材料和第二材料之间进行焊接连接，所述第一材料与第二材料材质不同，所述接头具有两个法兰，所述第一法兰具有与第一材料相同的材料，所述第二法兰具有与第二材料相同的材料，两个法兰之间具有所述第一和第二材料的复合板，复合板两端分别嵌套插入到所述第一和第二法兰内部，其中与第一法兰接触的复合板部分是第一材料，与所述第二法兰接触的复合板部分是第二材料，在第一法兰与复合板第一材料部分接触面进行焊接连接，在第二法兰与复合板第二材料部分接触面进行焊接连接，其中所述第一和第二法兰与复合板需焊接的至少一法兰的一面内径处具有坡口。

Description

一种小径异种材料焊接用过渡接头
技术领域
本发明涉及一种用于不同材料焊接时，材料之间所采用的过渡接头。
背景技术
现有技术中两种不同材料的接口，采用两侧两种材料的法兰连接来实现，两种不同材料的法兰中间加两种材料的复合板，用复合板与法兰材料相同材料的一面进行焊接来达到连接的目的；内径小的时候复合板的内径会小于法兰的内径，焊接是从复合板多出来的部分与法兰内孔面之间进行的。
两种不同材料的接口联接起来的时候不能直接焊接，异种材料焊接接头的化学成分不均匀性及由此而导致的组织和力学性能不均匀性问题极为突出，不仅焊缝与母材的成分往往不同，就连焊缝本身的成分也是不均匀的，这主要是由于焊接时稀释率的存在所造成的。这种化学成分的不均匀性对接头的整体性能影响较大。用两个法兰直接加垫片联接腐蚀性太大，密封性不好，所以用两种不同材料的法兰中间加两种材料的复合板来达到联接的目的。用复合板与法兰材料相同材料的一面分别焊接；内径小的时候复合板的内径会小于法兰的内径，焊接是从复合板多出来的部分与法兰内孔面之间进行的，这样就形成了异种材料过渡接头。
这种连接接头和焊接方式增加了复合板的应力集中，降低了介质的流通面积。原因是复合板多出来的部分与法兰内孔面进行焊接后，会在焊接部位产生焊接残余应力，并且在法兰内孔面形成结构突变，造成结构的应力集中，复合板的增加，也造成了法兰内孔流道面积的减小。
发明内容
本发明采用法兰与复合板需焊接的一面内径处开坡口，先把复合板与需用气枪焊接的一面密封焊，用气枪焊完后，然后把复合板的另一面与另一法兰对接，用焊条伸进焊接另一面，从而完成焊接工作。
采用本发明所述的焊接接头和焊接方法，使得法兰材料与复合板相同材料之间采用焊接连接，减低结构上的突变造成应力集中，法兰内孔流道面积的最大化。
本发明采用一种异种材料焊接用过渡接头，所述接头用于将第一材料和第二材料之间进行焊接连接，所述第一材料与第二材料材质不同，所述接头具有两个法兰，所述第一法兰具有与第一材料相同的材料，所述第二法兰具有与第二材料相同的材料，两个法兰之间具有所述第一和第二材料的复合板，复合板两端分别嵌套插入到所述第一和第二法兰内部，其中与第一法兰接触的复合板部分是第一材料，与所述第二法兰接触的复合板部分是第二材料，在第一法兰与复合板第一材料部分接触面进行焊接连接，在第二法兰与复合板第二材料部分接触面进行焊接连接，其中所述第一和第二法兰与复合板需焊接的至少一法兰的一面内径处具有坡口。优选地，在相应于法兰面内径具有坡口位置的复合板内径处也具有坡口，其中法兰面坡口角度大于复合板坡口角度。
例如，相对于垂直发现，法兰面具有40°-60°的破口，复合板具有10°-15°坡口。复合板的坡口尽量小，以免影响复合板的复合层。同时法兰与复合板装配好的坡口要尽量大些，因为焊枪要在内径焊接，空间较狭小，坡口开大一点，向外倾斜一点以方便焊工运弧和观察熔池。
优选地第一和第二法兰之间采用紧固件连接。
优选地所述紧固件是螺栓和螺母组成的紧固件。
本发明的过渡接头的使用方法，是在所述复合板与第一或第二法兰接触面使用气枪进行密封焊接，然后在所述复合板与另一法兰的接触面使用气枪进行密封焊接，然后在第一和第二法兰预留的紧固位置处采用紧固件对第一法兰、第二法兰和所述法兰之间密封焊接的复合板紧固连接。
附图说明
图1是本发明过渡接头一实施例的结构示意图
具体实施方式
下面结合图1对本发明所述过渡接头进行进一步的说明，如图1所示，所述过渡接头具有第一法兰1、第二法兰4和位于第一法兰1和第二法兰4之间的复合板2，其中所述复合板2具有两个部分，左部分与第一法兰1接触并且与第法兰1具有相同的材料，右部分与第二法兰4接触且具有与第二法兰4相同的材料，在第一法兰1、第二法兰4与所述复合板2接触位置5使用气枪进行密封焊接。在第一法兰1和第二法兰4的相应位置处具有用于安置紧固件的紧固位3，优选的可采用螺栓和螺母组成的紧固件来紧固本发明的过渡接头。
以上实施例是对本发明的进一步说明，本领域技术人员应当理解地是上述说明并不用于限制本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种异种材料焊接用过渡接头，所述接头用于将第一材料和第二材料之间进行焊接连接，所述第一材料与第二材料材质不同，所述接头具有两个法兰，所述第一法兰具有与第一材料相同的材料，所述第二法兰具有与第二材料相同的材料，两个法兰之间具有所述第一和第二材料的复合板，复合板两端分别嵌套插入到所述第一和第二法兰内部，其中与第一法兰接触的复合板部分是第一材料，与所述第二法兰接触的复合板部分是第二材料，在第一法兰与复合板第一材料部分接触面进行焊接连接，在第二法兰与复合板第二材料部分接触面进行焊接连接，其中所述第一和第二法兰与复合板需焊接的至少一法兰的一面内径处具有坡口。
2.根据权利要求1所述的过渡接头，特征在于第一和第二法兰之间采用紧固件连接。
3.根据权利要求2所述的过渡接头，所述紧固件是螺栓和螺母组成的紧固件。
4.根据权利要求1所述的过渡接头，在相应于法兰面内径具有坡口位置的复合板内径处也具有坡口，其中法兰面坡口角度大于复合板坡口角度。
5.根据权利要求1-4任一所述的过渡接头使用方法，在所述复合板与第一或第二法兰接触面使用气枪进行密封焊接，然后在所述复合板与另一法兰的接触面使用气枪进行密封焊接，然后在第一和第二法兰预留的紧固位置处采用紧固件对第一法兰、第二法兰和所述法兰之间密封焊接的复合板紧固连接。
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