CN103240571A - 铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法，所述方法主要包括以下步骤:铝及铝合金卷材按预定螺旋线的角度卷成管坯;使用转动辊定位对齐管缝并且支撑已成形的管坯防止变形;以及管缝通过搅拌摩擦焊接法焊接。依照本发明的方法是一种适应广，效率高，并且能满足各种牌号铝及铝合金螺旋焊管焊接生产的方法。
Description
技术领域
本发明涉及铝及铝合金焊接领域，特别是涉及一种铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法。
背景技术
铝及铝合金螺旋管是将铝及铝合金卷材按一定螺旋线的角度卷成管坯，然后将管缝焊接起来制成的。可以用同一种宽度的卷材连续卷曲成型焊接生产出不同直径规格的管材，此种管材广泛应用于电气、石化以及低温储罐等领域。
不同牌号的铝合金，焊接特性各异。在螺旋焊管生产线中采用任一种传统的焊接方式如:熔焊、电阻焊、气焊、等离子弧焊、电子束焊、真空扩散焊等都无法满足焊接不同型号铝合金的需要。因此，迫切需要一种适应广，效率高，并且能满足各种牌号铝及铝合金螺旋焊管焊接生产的方法。
发明内容
为了克服现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种适用于所有牌号铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法。所述铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法主要包括:以下步骤:
步骤1.1，铝及铝合金卷材按预定螺旋线的角度卷成管坯;
步骤1.2，使用转动辊定位对齐管缝并且支撑已成形的管坯防止变形;
步骤2.1，管缝通过搅拌摩擦焊接法焊接。
优选的，所述方法还包括步骤3.1，对焊缝进行毛刺清理和抛光。
优选的，所述方法还包括步骤1.3，采用压辊对所述焊缝的焊接部位进行辊压处理，使所述焊接部位增高。
优选的，所述方法还包括使用工控机、显示装置和摄像头实时远程监控成型及焊接过程，以及焊接参数的数字化输入、控制和纪录，随时调整及优化焊接参数，不同牌号铝合金焊接参数的配方化调用的步骤。
依照本发明的铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法是在机架上安装有螺旋管成型装置和搅拌摩擦焊接装置，搅拌摩擦焊接装置上设置有平面或弧形支撑扇面的双轴肩搅拌头或单轴肩搅拌头。在搅拌头附近根据需要设置一组或若干组夹紧辊、支撑辊或支撑垫辊等。以便成型后的螺旋管不会产生位移、变形、刮花等缺陷。并且安装有一组或若干组毛刺清理装置及抛光装置，如打磨辊。
依照本发明的铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法先以搅拌头对已成螺旋管状的铝及铝合金管坯的接缝处进行搅拌摩擦焊接。待焊好部分旋转到毛刺清理装置及抛光装置时，由内侧及外侧的毛刺清理装置及抛光装置对其进行去毛刺处理及抛光处埋。
依照本发明的铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法采用摄像头及工控机来实现焊接过程的远程精确控制，以及焊接参数的数字化输入、控制和纪录。
采用依照本发明的铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法实现高速、高效、适应生产各种不同牌号铝及铝合金螺旋焊管的目的。
依照本发明的铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法具有的优点为:卷制铝及铝合金螺旋管时同步进行搅拌摩擦的焊接作业，工效大幅提高。与传统焊接方式比功效相当或略高;焊接时，刮板工具及打磨工具同时进行去毛刺处理及抛光处理，极大提高了生产效率。由于采用的是搅拌摩擦焊，焊缝区的成分与母材完全一样，降低了焊缝局部腐蚀的倾向。焊缝组织为锻造组织且晶粒得到了细化，其力学性能优良特别是抗疲劳性能。还可以提高可热处理强化铅合金的接头强度。焊缝没有夹渣、气孔、裂纹。焊缝质量比传统焊接方式高。焊接过程不需要填充焊丝和惰性气体保护;焊前不需要开坡口。大幅节约了成本。易于实现机械化、自动化。可以实现焊接过程的精确控制，以及焊接参数的数字化输入、控制和纪录。
附图说明
图1为依照本发明的铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法的优选实施方式的示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域的技术人员参照说明书文字能够据以实施。图1为依照本发明的铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法的优选实施方式的示意图。如图1所示，铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法包括以下步骤:
步骤1.1，铝及铝合金卷材按预定螺旋线的角度卷成管坯;
步骤1.2，使用转动辊定位对齐管缝;如使用两组夹紧辊2，两组支撑垫辊3、两组支承棍4。其中，夹紧辊是为了防止管缝张开及错位;支承辊是为了防止焊接前成形的管坯变形;支撑垫辊是为了保证焊接后的管子的成形良好。所述多组转动辊用于支撑铝及铝合金卷材8，对齐管坯的管缝及防止已成形管坯变形。
通常，采用摩擦搅拌焊接方式生产铝及铝合金螺旋焊管，由于待焊接区域没有新增加的基体金属，如焊丝等。所以焊缝高度没有增加，相反还略有降低。这就造成焊缝区域强度低于基体金属区域强度的问题，使得管材存在焊缝强度缺陷。优选的，所述方法还包括步骤1.3，采用压辊对所述焊缝的焊接部位进行辊压处理，使所述焊接部位增高;
步骤2.1，管缝通过摩擦搅拌焊接法焊接。使用具有搅拌头1的搅拌摩擦焊接装置。
步骤3.1，对焊缝进行毛刺清理和抛光。所述方法还包括使用毛刺清理装置，如刮板5，以及抛光装置，如打磨辊6。
优选的，所述方法还包括使用工控机、显示装置9和摄像头7实时远程监控成型及焊接过程，以及焊接参数的数字化输入、控制和纪录，随时调整及优化焊接参数，不同牌号铝合金焊接参数的配方化调用的步骤。
采用依照本发明的铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法实现高速、高效、适应生产各种不同牌号铝及铝合金螺旋焊管的目的。
依照本发明的铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法具有的优点为:卷制铝及铝合金螺旋管时同步进行搅拌摩擦的焊接作业，工效大幅提高。与传统焊接方式比功效相当或略高;焊接时，刮板工具及打磨工具同时进行去毛刺处理及抛光处理，极大提高了生产效率。由于采用的是搅拌摩擦焊，焊缝区的成分与母材完全一样，降低了焊缝局部腐蚀的倾向。焊缝组织为锻造组织且晶粒得到了细化，其力学性能优良特别是抗疲劳性能。还可以提高可热处理强化铅合金的接头强度。焊缝没有夹渣、气孔、裂纹。焊缝质量比传统焊接方式高。焊接过程不需要填充焊丝和惰性气体保护;焊前不需要开坡口。大幅节约了成本。易于实现机械化、自动化。可以实现焊接过程的精确控制，以及焊接参数的数字化输入、控制和纪录。与熔焊方法相比，搅拌摩擦焊过程没有熔渣飞溅、烟尘、以及弧光的红外线或紫外线等有害辐射对人体的危害等。
尽管本发明的实施方案己公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (4)
1.一种铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述方法主要包括以下步骤:
步骤1.1，铝及铝合金卷材按预定螺旋线的角度卷成管坯;
步骤1.2，使用转动辊定位对齐管缝并且支撑已成形的管坯防止变形;
步骤2.1，管缝通过搅拌摩擦焊接法焊接。
2.如权利要求1所述的铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述方法还包括步骤3.1，对焊缝进行毛刺清理和抛光。
3.如权利要求1或2所述的铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述方法还包括步骤1.3，采用压辊对所述焊缝的焊接部位进行辊压处理，使所述焊接部位增高。
4.如权利要求3所述的铝及铝合金螺旋管成型搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述方法还包括使用工控机、显示装置和摄像头实时远程监控成型及焊接过程，以及焊接参数的数字化输入、控制和纪录，随时调整及优化焊接参数，不同牌号铝合金焊接参数的配方化调用的步骤。
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