CN103111722A - 一种采用混合气体保护的管子管板焊接方法 - Google Patents

一种采用混合气体保护的管子管板焊接方法 Download PDF

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吴琼
孙志远
李双燕
张茂龙
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Abstract

本发明公开了一种采用混合气体保护的管子管板焊接方法，在管子管板自动氩弧焊接时，采用管子管板焊接专用自动氩弧焊设备在保护气体中进行自动焊接，所述的保护气体为：Ar与He的混合气体，Ar与H2的混合气体，或者Ar与He、H2的混合气体。本发明采用混合气体保护进行管子管板自动氩弧焊的焊接方法，保证了管子端部与管板之间焊接密封面的焊接质量，减少了气孔等缺陷发生的几率，使得管子管板焊缝成型均匀美观。

Description

一种采用混合气体保护的管子管板焊接方法
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺，具体地，涉及一种采用气体保护的管子管板焊接方法。
背景技术
热交换器中的传热管穿过管板，管子端部与管板表层焊接形成密封面。管子材质通常为镍基合金或不锈钢，管板表层为镍基合金或不锈钢。管子与管板的焊接通常自动或手工氩弧焊焊接。但这些焊接方法，经常产生气孔等缺陷，影响了管子管板焊缝成型的均匀美观。
发明内容
本发明的目的是提供一种热交换器中的管子管板焊接方法，该方法是在混合气体保护下，对管子管板自动氩弧焊接，该方法焊接热交换器中的管子管板，不会产生气孔等缺陷，焊缝成型均匀美观。
为达到上述目的，本发明提供了一种采用混合气体保护的管子管板焊接方法，在管子管板自动氩弧焊接时，采用管子管板焊接专用自动氩弧焊设备在保护气体中进行自动焊接，所述的保护气体为：Ar与He的混合气体，Ar与H2的混合气体，或者Ar与He、H2的混合气体。
上述的采用混合气体保护的管子管板焊接方法，其中，所述的保护气体中，以体积百分数计，Ar在保护气体中占10~100%，He在保护气体中占0~90%，H2在保护气体中占0~5%，Ar%+ He%+ H2 %=100%；He与 H2气体体积百分数不同时为0，即Ar的体积百分数不取100%。更优选地，所述的He在保护气体中占50-80%。
上述的采用混合气体保护的管子管板焊接方法，其中，所述的保护气体中，Ar与He、H2的纯度均至少为99.99%。
上述的采用混合气体保护的管子管板焊接方法，其中，所述的管板表面有堆焊层。
上述的采用混合气体保护的管子管板焊接方法，其中，所述的管板表面无堆焊层。
本发明采用一定比例的混合气体对管子管板自动氩弧焊进行保护，以改善管子管板焊缝质量与外观成型。混合气体中的氦气，可以增加焊接时的熔深，使焊缝形成更为丰满的密封面熔敷金属，提升焊缝成型质量。氦气比例在50%~80时效果更为理想。混合气体中的氢气，可以在焊接时起到还原作用，去除焊缝中的氧化物等杂质，同时使焊缝密封面外观更为光亮美观。
为保证管子端部与管板之间焊接密封面的焊接质量，减少气孔等缺陷发生的几率，管子管板焊缝成型均匀美观，本发明采用两种或两种以上的气体以一定比例进行混合，对管子管板焊缝进行自动或氩弧焊接时进行保护。通过改变气体的种类与混合比例可以达成不同的焊接效果。
总之，本发明采用混合气体保护进行管子管板自动氩弧焊的焊接方法，保证了管子端部与管板之间焊接密封面的焊接质量，减少了气孔等缺陷发生的几率，使得管子管板焊缝成型均匀美观。
附图说明
图1 为本发明的采用混合气体保护的管子管板焊接方法对热交换器中的管子管板焊接示意图（表面有堆焊层）；
图2 为本发明的采用混合气体保护的管子管板焊接方法对热交换器中的管子管板焊接示意图（表面无堆焊层）。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步第说明。
下述实施例中的保护气体为：氩气(Ar)+氦气(He)+氢气(H2)；其中，混合比例Ar：10~100%，He：0~90%，H2：0~5%；Ar+ He+ H2=100%；He与 H2气体比例不能同时为0，即Ar的气体比例不为100%；上述各气体（即氩气、氢气及氦气）的纯度至少为99.99%。该焊接方法中，焊接电压为5~15V；焊接电流为30~90A，焊接速度为5~15cm/min。具体实施例1-4及对比例1采用不同保护气体对换热器的管子管板焊接结果如下表1所示。
表1：实施例1-4及对比例1不同保护气体的焊接结果比较
Figure 201310055220X100002DEST_PATH_IMAGE001
由表1可见，混合保护气体中，混合比例Ar：10~100%，He：0~90%，H2：0~5%；Ar+ He+ H2=100%；He与 H2气体比例不能同时为0，即Ar的气体比例不为100%；如实施例1-4所示，焊接结果良好。更优选地，所述的He的气体比例为50-80%。
以下通过焊接管板表面具有堆焊层的管子管板及管板表面不具有堆焊层的管子管板的实施例，说明在这两种情况下，均可适用本发明的方法。
实施例5
管板10表面有堆焊层11。在管板10进行钻孔形成管孔后，将传热管20插入管孔中，在传热管端部与管孔之间进行定位胀，减少传热管与管孔之间的间隙。采用管子管板焊接专用自动氩弧焊设备进行管子管板（堆焊层）密封面30焊接。焊接时使用混合保护气体对焊接区域进行保护。保护气体为氦气80%，氩气20%的混合气体，以上均是以体积百分数计。该焊接方法中，焊接电压为10V；焊接电流为60A，焊接速度为100mm/min。焊缝的熔敷金属多，熔深较深，但焊缝表面不如加有H2的保护气体保护下的焊缝表面光洁美观。
实施例6
管板10表面无堆焊层。在管板10进行钻孔形成管孔后，将传热管20插入管孔中，在传热管端部与管孔之间进行定位胀，减少传热管与管孔之间的间隙。采用管子管板焊接专用自动氩弧焊设备进行管子管板密封面30焊接。焊接时使用混合保护气体对焊接区域进行保护。保护气体为，氩气95%及氩气45%的混合气体，以上均是以体积百分数计。该焊接方法中，焊接电压为10V；焊接电流为60A，焊接速度为100mm/min。焊缝的熔敷金属量适中，熔深适中，焊缝表面成型美观，光洁度较高。
本发明采用混合气体保护进行管子管板自动氩弧焊的焊接方法，保证了管子端部与管板之间焊接密封面的焊接质量，减少了气孔等缺陷发生的几率，使得管子管板焊缝成型均匀美观；而且，不管管板表面是否有堆焊层，本发明的方法均能达到良好的焊接效果。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种采用混合气体保护的管子管板焊接方法，在管子管板自动氩弧焊接时，采用管子管板焊接专用自动氩弧焊设备在保护气体中进行自动焊接，其特征在于，所述的保护气体为：Ar与He的混合气体，Ar与H2的混合气体，或者Ar与He、H2的混合气体。
2.如权利要求1所述的采用混合气体保护的管子管板焊接方法，其特征在于，所述的保护气体中，以体积百分数计，Ar在保护气体中占10~100%，He在保护气体中占0~90%，H2在保护气体中占0~5%，Ar%+ He%+ H2 %=100%；He与 H2气体体积百分数不同时为0，即Ar气体积百分数不为100%。
3.如权利要求2所述的采用混合气体保护的管子管板焊接方法，其特征在于，所述的He在保护气体中占50-80%。
4.如权利要求1所述的采用混合气体保护的管子管板焊接方法，其特征在于，所述的保护气体中，Ar与He、H2的纯度均至少为99.99%。
5.如权利要求1所述的采用混合气体保护的管子管板焊接方法，其特征在于，所述的管板表面有堆焊层。
6.如权利要求1所述的采用混合气体保护的管子管板焊接方法，其特征在于，所述的管板表面无堆焊层。
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