CN103521992B - 热水器水箱内胆的环缝结构及焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种热水器水箱内胆的环缝焊接方法，将水箱封头和水箱胆身焊接起来，包括步骤:A、将衬底焊接至水箱胆身开口边缘：衬底的纵截面形状为一平板和一斜面组合而成，平板设置有两个端面，斜面与平板的第一端面相连接，两者夹角为160-175°；衬底厚度为胆身厚度的0.8-1.5倍，材质与胆身材质相同；将衬底焊接至水箱胆身边缘，衬底的第二端面朝向胆身底部，斜面朝向胆身中心轴；B、将封头边缘沿着衬底外侧滑至与胆身对接的位置；C、在水箱封头和水箱胆身连接处的外侧焊接。本发明通过在胆身和封头的连接处内侧设置底衬，使得封头和胆身在连接时可沿着底衬侧面滑入对接位置，不会产生对接不齐从而影响后续焊接质量的问题。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别地，涉及一种热水器水箱内胆的环缝结构及焊接方法。
背景技术
空气能热泵热水器产业中的水箱漏水问题一直困扰相关企业。而水箱漏水大多是由于水箱内胆环缝焊接强度不足导致漏水。由于装配难度的原因，水箱内胆和封头的环缝焊接一直都是采用搭接焊，承压水箱需要承受0.7MPA的循环脉冲压力，而搭接焊的强度不足以支撑水箱使用寿命中的循环脉冲压力，从而在使用过程中出现漏水。
发明内容
本发明目的在于提供一种热水器水箱内胆的环缝结构及焊接方法，以解决热水器水箱易漏水的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种热水器水箱内胆的环缝焊接方法，将水箱封头和水箱胆身焊接起来，包括步骤:
A、将衬底焊接至水箱胆身开口边缘：
所述衬底的纵截面形状为一平板和一斜面组合而成，平板设置有两个端面，所述斜面与所述平板的第一端面相连接，两者夹角为160-175°；所述衬底厚度为胆身厚度的0.8-1.5倍，材质与胆身材质相同；
将衬底焊接至水箱胆身边缘，所述衬底的第二端面朝向胆身底部，斜面朝向胆身中心轴；
B、将封头边缘沿着衬底外侧滑至与胆身对接的位置；
C、在水箱封头和水箱胆身连接处的外侧进行焊接，电流强度为1A-1.2A之间。
优选地，所述衬底与所述水箱胆身的焊接点位于衬底朝向水箱底部的端面。
优选地，焊接为自动氩弧焊接。
优选地，所述步骤A之前还包括步骤：
衬底开料：将板材切分为条状，每条宽度为18-20mm；
衬底滚圆：分条后的衬底进行滚圆处理，滚圆后的周长和内径尺寸等于内胆胆身的内圆尺寸；
衬底起皱：滚圆后的分条在起皱机器加工，起皱原理就是齿轮留出起皱尺寸的啮合位。
本发明还提供一种热水器水箱内胆的环缝结构，在水箱内胆与封头连接处的内侧设置有衬底，所述衬底与水箱胆身开口边缘焊接连接；
所述衬底的纵截面形状为一平板和一斜面组合而成，平板设置有两个端面，所述斜面与所述平板的第一端面相连接，两者夹角为160-175°；所述衬底厚度为胆身厚度的0.8-1.5倍，材质与胆身材质相同；
所述衬底的第二端面朝向胆身底部，斜面朝向胆身中心轴。
优选地，所述衬底的厚度为0.6-0.8mm。
优选地，所述衬底的纵截面形状为方形。
优选地，所述衬底厚度为胆身厚度的0.9-1.25倍。
本发明具有以下有益效果：
1、对接方便：本发明通过在胆身和封头的连接处内侧设置一底衬，使得封头和胆身在连接时可沿着底衬侧面滑入对接位置，不会产生对接不齐从而影响后续焊接质量的问题。
2、克服误差对接：封头的加工工艺为模具冲压，机械加工去毛边，封头的理论尺寸误差在+/-0.2之内。但由于封头的材质的内应力和材质的硬度较高，封头实际加工之后实际的对角线公差在+/-2mm，而胆身本身的加工工序为粗加工，对角线误差也在+/-2mm；2种物料的开料尺寸确定的情况下，对角线公差相对较大，只能通过外力，强制装配之后使接口处平整吻合；因此，本申请将衬底二次加工后，在相对封头一端形成坡面，使得封头和胆身可经由环绕胆身一周的衬底坡面克服一定程度内的尺寸误差，从而可焊接为一个整体。
在封头和胆身装配完全吻合平整，胆身和封头垂直方向重合的情况下，通过全自动氩弧焊接设备，手工调节水平方向，实现胆身和封头的焊接。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的剖面结构示意图之一；
图2是本发明优选实施例的剖面结构示意图之二；
其中，1、封头，2、胆身，3、衬底，4、焊接点，5、斜面，6、平板，7、中心轴。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1、图2，本发明提供了一种热水器水箱内胆的环缝焊接方法，将水箱封头1和水箱胆身2焊接起来，包括步骤：
A、将衬底3焊接至水箱胆身2开口边缘：
所述衬底3的纵截面形状为一平板6和一斜面5组合而成，平板6设置有两个端面，所述斜面5与所述平板6的第一端面相连接，两者夹角为160-175°。夹角不宜过大，避免衬底的斜面5起不到辅助封头定位的作用；夹角过小，也不能起到在一定对角线误差内对接的作用。
所述衬底3厚度为胆身厚度的0.8-1.5倍，厚度太薄则焊接强度不够支撑封头，太厚则材质强度过大，易在焊接过程中使得胆身出现裂缝。优选在衬底3厚度为胆身厚度的0.9-1.25倍之间，效果最佳。
衬底材质应与胆身材质相同，可获得最佳的互溶程度，焊接质量好。
胆身材质可为：SUS304/2B不锈钢板材，其他类型的不锈钢板材也不影响本发明实施例的实现。
将衬底3焊接至水箱胆身2边缘，所述衬底3的第二端面朝向胆身2底部，斜面5朝向胆身2的中心轴。
B、将封头1边缘沿着衬底3外侧滑至与胆身2对接的位置；
C、在水箱封头1和水箱胆身2连接处的外侧进行焊接，电流强度为1A-1.2A之间；电流过大会导致穿孔过小，焊接强度无法保证。
所述衬底3与所述水箱胆身2的焊接点4可位于衬底3朝向水箱胆身2底部的端面，以固定衬底3。
焊接可为自动氩弧焊接，不影响本申请实施例的实现。
发明人分别采用不同的夹角、不同的衬底厚度制成不同衬底，利用不同的焊接电流按上述方法焊接至胆身边缘。然后将封头和胆身焊接为一体后，进行最大脉冲实验次数以试验焊接后的水箱强度，脉冲实验次数越多，说明其焊接后的水箱质量越好。
| 平板和斜面夹角 | 衬底厚度/胆身厚度 | 焊接电流强度 | 脉冲实验次数 | |
| 实施例一 | 155 | 0.75 | 1A | 9万次 |
| 实施例二 | 168 | 0.8 | 1A | 10万次 |
| 实施例三 | 160 | 0.85 | 1A | 10.2万次 |
| 实施例四 | 165 | 1.0 | 1.2A | 10.6万次 |
| 实施例五 | 168 | 1.25 | 1.1A | 11万次 |
| 实施例六 | 160 | 1.20 | 1A | 10.9万次 |
| 实施例七 | 170 | 1.5 | 1A | 10.8万次 |
| 实施例八 | 160 | 0.9 | 1A | 11万次 |
| 实施例九 | 175 | 1.4 | 1.2A | 10.3万次 |
| 实施例十 | 178 | 1.7 | 1A | 9.9万次 |
根据以上实验结果，可看出：当平板和斜面夹角的角度大于175度或者小于160度时，对封头和胆身对接效果影响较大，脉冲实验的最大次数不够10万次；当衬底厚度/胆身厚度比例小于0.8或大于1.5时，脉冲实验的最大次数不够10万次，不符合安全要求。因此，本发明优选平板和斜面夹角为160-175°、衬底厚度/胆身厚度的比例为0.8-1.5之间的衬底，完全满足密封和装配要求。
在所述步骤A之前还可以对衬底3进行预处理，可包括步骤：
衬底开料：首先把板材分条，每条的宽度为18-20mm；
具体分条可以采用分条机或剪板机操作。
衬底滚圆：分条后的衬底在三轴自动滚圆机滚圆，周长和内径尺寸等于内胆胆身的内圆尺寸；
衬底起皱：滚圆后的分条在起皱机器加工，起皱原理就是齿轮留出起皱尺寸的啮合位。
经过以上步骤，可使得衬底尺寸符合本发明实施例的需求。
本发明还提供一种热水器水箱内胆的环缝结构，在水箱内胆胆身2与封头1连接处的内侧设置有衬底3，所述衬底3与水箱胆身2开口边缘焊接连接。
所述衬底的纵截面形状为一平板6和一斜面5组合而成，平板6设置有两个端面，所述斜面5与所述平板6的第一端面相连接，两者夹角为160-175°；所述衬底3厚度为胆身厚度的0.8-1.5倍，材质与胆身材质相同。经多次实验，胆身和衬底的材质不一致，在焊接过程中互溶相对较差，容易出现内裂口或者虚焊，导致内胆报废。
所述衬底3的第二端面朝向胆身2底部，斜面5朝向胆身2的中心轴7，则可在封头1下滑的过程中起到导向作用。
所述衬底的厚度可为0.6-0.8mm；衬底厚度如果超过0.8mm，则其材质相对较硬，衬底焊接胆身的过程中容易出现缝隙，导致后续环缝焊接留下焊透隐患。
衬底3的纵截面形状可为方形，受力均衡。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种热水器水箱内胆的环缝焊接方法，将水箱封头和水箱胆身焊接起来，其特征在于，包括步骤:
A、将衬底焊接至水箱胆身开口边缘：
所述衬底的纵截面形状为一平板和一斜面组合而成，平板设置有两个端面，所述斜面与所述平板的第一端面相连接，两者夹角为160-175°；所述衬底厚度为胆身厚度的0.8-1.5倍，材质与胆身材质相同；
将衬底焊接至水箱胆身边缘，所述衬底的第二端面朝向胆身底部，斜面朝向胆身中心轴；
B、将封头边缘沿着衬底外侧滑至与胆身对接的位置；
C、在水箱封头和水箱胆身连接处的外侧进行焊接，电流强度为1A-1.2A之间。
2.根据权利要求1所述的一种热水器水箱内胆的环缝焊接方法，其特征在于，所述衬底与所述水箱胆身的焊接点位于衬底朝向水箱底部的端面。
3.根据权利要求2所述的一种热水器水箱内胆的环缝焊接方法，其特征在于，焊接为自动氩弧焊接。
4.根据权利要求1所述的一种热水器水箱内胆的环缝焊接方法，其特征在于，所述步骤A之前还包括步骤：
衬底开料：将板材切分为条状，每条宽度为18-20mm；
衬底滚圆：分条后的衬底进行滚圆处理，滚圆后的周长和内径尺寸等于内胆胆身的内圆尺寸；
衬底起皱：滚圆后的分条在起皱机器加工，起皱原理就是齿轮留出起皱尺寸的啮合位。
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