CN103962684B - 一种液压硬管总成自动焊接方法 - Google Patents

一种液压硬管总成自动焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于焊接技术领域，特别是一种涉及液压硬管的焊接技术；所要解决的技术问题是提供一种能够在液压硬管总成焊接过程中自动焊接施焊比率高，焊接质量稳定的焊接方法；采用的技术方案为一种液压硬管总成自动焊接方法，按照以下步骤进行：第一步，将液压硬管总成中导管的焊接坡口、球形接头的焊接坡口均加工为平口；第二步，对完成第一步后的液压硬管总成的导管与球形接头组对，并且将球形接头的组对处加工为与导管等内径、等外径，第三步，对完成第二步后的液压硬管总成的导管及球形接头对接定位；第四步，对完成第三步后的液压硬管总成的导管及球形接头进行点焊焊接，第五步，对完成第四步后的液压硬管总成的导管及球形接头进行自动焊接。

Description

一种液压硬管总成自动焊接方法
技术领域
一种液压硬管总成自动焊接方法，属于焊接技术领域，特别是一种涉及液压硬管的焊接技术。
背景技术
液压硬管总成的主要执行标准为Q/Dc322-2008《液压系统常用37°硬管总成》，主要参数见表1。
由表1可知，导管、球形接头的材质、焊接坡口相同，但规格标准、壁厚不同。由于导管、球形接头执行不同的规格标准，导致二者内外径结构尺寸不一致，不能以等内外径状态组对，主要表现形式有3种，a．导管与球头内径与外径均不等；b．导管与球形接头等外径，不等内径；c．导管与球形接头等内径，不等外径。
如果导管与球形接头不能以等内外径（尤其是等外径）的结构形式组焊，由于结构因素的影响，则会出现二者很难进行精确定位、不能以等壁厚状态焊接、焊枪到达焊接部位困难等情况，而自动焊接又对定位精度、焊接壁厚、焊枪位置等工艺参数要求较严格，因此液压硬管总成进行自动焊接的工艺性很差，即不能进行自动焊接。若不能进行自动焊接，则只能进行手工焊接，与手工焊接相比，自动焊接虽然焊接边界条件较严，但焊接质量稳定、焊缝成形美观、对劳动者危害小，因此，液压硬管总成焊接应以自动焊为主。
常见的管与管对接、管与法兰对接的自动焊接技术主要有“封闭式自熔TIG全位置焊”、“开放式填丝TIG全位置焊”、“开放式填丝TIG横焊”等3种方式。
封闭式自熔TIG全位置焊的不足之处在于：a．焊接壁厚≤2mm，不能涵盖硬管总成的焊接壁厚≤4.5mm；b．焊接处要求等内外径，而硬管总成中导管与球形接头基本不等内外径，因而该方法使用范围很小；c．在硬管总成的导管与球形接头基本不等内外径的情况下，很难快速保证对接间隙≤0.2mm、对接错边≤0.2mm，这样势必会降低生产效率；d．装夹直线段一般≥21mm，这对于硬管总成中导管有急弯而无直线段、装夹直线段＜21mm等情况将无法焊接；e．焊接坡口为平口，而硬管总成的焊接坡口为V形，即为适应这种焊接方法需要对导管、球形接头进行平口处理。
开放式填丝TIG全位置焊的不足之处在于：a．焊接时采用TIG焊，可填丝或不填丝焊接。对壁厚≤3.5mm的导管及接头，在不开坡口的情况下，直接TIG焊（不填丝）使焊缝单面焊接双面成型；对壁厚＞3.5mm的导管及接头需开J形坡口，先TIG焊使焊缝单面焊接双面成型（自熔打底），再进行横摆填丝填充盖面焊接（填丝盖面）。即焊接壁厚＞3.5mm时，导管及接头均需开J形坡口，但导管由于尺寸长、形状复杂、装夹直线段短等因素，不易开J形坡口，因而该类硬管总成难以用这种方法焊接；b．焊接处要求等内外径，而硬管总成中导管与球形接头基本不等内外径，因而该方法使用范围很小；c．在硬管总成中导管与球形接头基本不等内外径的情况下，很难快速保证对接间隙≤0.2mm、对接错边≤0.2mm，这样势必会降低生产效率；d．装夹直线段一般≥132mm，这对于硬管总成中导管有急弯而无直线段、装夹直线段＜132mm等情况将无法焊接；e．焊接壁厚≤3.5mm时，焊接坡口为平口，而硬管总成的焊接坡口为V形，即为适应这种焊接方法需要对导管、球形接头进行平口处理。
开放式填丝TIG横焊的不足之处在于：a．焊接处要求等内外径，而硬管总成中导管与球形接头基本不等内外径，因而该方法使用范围很小；b．在硬管总成中导管与球形接头基本不等内外径的情况下，很难快速保证对接间隙≤0.2mm、对接错边≤0.2mm，这样势必会降低生产效率；c．装夹直线段一般≥90mm，这对于硬管总成中导管有急弯而无直线段、装夹直线段＜90mm等情况将无法焊接；d．焊接坡口为平口，而硬管总成的焊接坡口为V形，即为适应这种焊接方法需要对导管、球形接头进行平口处理。
综上所述，无论哪一种自动焊接技术都难以在液压硬管总成焊接过程中大范围应用，自动焊接的施焊比率低，焊接质量不够稳定。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种能够在液压硬管总成焊接过程中自动焊接施焊比率高，焊接质量稳定的焊接方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种液压硬管总成自动焊接方法，
按照以下步骤进行：
第一步，将液压硬管总成中导管的焊接坡口、球形接头的焊接坡口均加工为平口；
第二步，对完成第一步后的液压硬管总成的导管与球形接头组对，并且将球形接头的组对处加工为与导管等内径、等外径，内径长度5～10mm，外径长度≥21mm，台阶处圆角过渡，圆角半径R≥3mm；
第三步，对完成第二步后的液压硬管总成的导管及球形接头对接定位，利用导管及球形接头相同的外径进行径向定位，利用导管及球形接头的平口钝边进行轴向定位；
第四步，对完成第三步后的液压硬管总成的导管及球形接头进行点焊焊接，点焊采用手工钨极氩弧焊方法，钨极直接点焊方式进行，点焊焊点直径≤φ4mm，最高点≤0.5mm，点焊焊点要求小，即点焊焊点越小越好；薄，即点焊焊点不得加丝；多，即点焊焊点数量≥4处；点焊后保证对接间隙≤0.2mm，对接错边≤0.2mm；
第五步，对完成第四步后的液压硬管总成的导管及球形接头进行自动焊接：
a．对于导管外径＜φ17mm、壁厚≤2mm、装夹直线段≥21mm，球形接头截面可包络导管截面且二者截面均为圆形的情况，利用封闭式自熔TIG全位置焊接机，对液压硬管总成中的导管及球形接头采用对接自熔、一次焊接成形的工艺焊接；
b．对于导管外径≥φ17mm、壁厚≤4.5mm、装夹直线段≥0mm，球形接头截面可包络导管截面且二者截面均为圆形的情况，利用开放式填丝TIG横焊接机，对液压硬管总成中的导管及球形接头采用对接自熔后填丝、一次焊接成形的工艺焊接；
一种实现第五步液压硬管总成导管及球形接头自动焊接的开放式填丝TIG横焊接机，在开放式填丝TIG横焊接机的工作台设置有立柱装夹系统，立柱装夹系统的结构为：包括撑杆、滑套、夹套、连接杆、第一紧固螺栓、扳手、第一压板、第二紧固螺栓和第二压板，所述滑套和夹套均套装在竖直撑杆外部，并且夹套设置在滑套的下方，在所述滑套的中部还设置有第一紧固螺栓，所述连接杆为水平设置，连接杆的一端与滑套连接，另一端与第二压板中部连接，所述第一压板的一端与第二压板的一端铰接，另一端与所述扳手铰接，所述扳手转动到水平位置将第一压板和第二压板闭合，所述第二紧固螺栓螺纹连接在第一压板的中部。
所述第二压板通过锁紧螺钉与连接杆的端部连接。
本发明和现有技术相比具有以下有益效果。
一、通过将液压硬管总成的导管与球形接头的焊接坡口均加工为平口，使得导管与球形接头容易实现准确、快速对接及定位；如果导管与球形接头为V形、J形等坡口，则由于坡口形状为空间尺寸，存在结构交叉、定位面小等原因，二者很难实现准确、快速对接及定位；而且对于导管外径＜φ17mm的情况，封闭式自熔TIG全位置焊的焊接壁厚可达2mm，且为单面焊双面成型，可以满足液压硬管总成的焊接壁厚要求；对于导管外径≥φ17mm的情况，开放式填丝TIG横焊的焊接壁厚可达4.5mm，且为单面焊双面成型，可以满足液压硬管总成的焊接壁厚要求。
二、通过将组对的球形接头的组对处加工为与导管等内径、等外径，使得导管与球形接头实现快速组对定位，保证对接间隙≤0.2mm、对接错边≤0.2mm。否则，由于结构尺寸、公差等原因会使得二者组对定位困难，工作效率低下；而且由于液压硬管总成的焊缝类型为对接焊缝，加工球形接头焊接处与导管为等外径、等壁厚，可以采用开放式填丝TIG自动横焊方法进行焊接，使得焊枪能够施焊，焊缝能熔透、成形美观。
三、通过在现有开放式填丝TIG横焊机的工作台设置立柱装夹系统，所述滑套可以沿着撑杆竖直滑动、水平转动，使得通过连接杆与滑套连接的第一压板和第二压板也可以实现竖直方向和水平方向的位置调整，通过位置调整第一压板和第二压板可以在液压硬管导管有急弯而无直线段或装夹直线段＜90mm时方便灵活地将导管定位，定位后将扳手扳到水平位置并且通过第二紧固螺栓将导管进一步卡紧，与此同时，通过第一紧固螺栓将滑套相对于撑杆卡紧，还通过夹套的卡紧进一步对滑套从底部卡紧，全部卡紧定位完成后，即可以使用加装立柱装夹系统的开放式填丝TIG横焊机对液压硬管进行焊接，本装置结构简单、操作方便灵活，可以更好的对液压硬管的导管定位，然后焊接，可以方便有效的保证焊接质量。
综上所述，本发明实现了能够在液压硬管总成焊接过程中自动焊接施焊比率高，同时保证了稳定的焊接质量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的工艺流程图。
图2为立柱装夹系统的结构示意图。
图中，1为撑杆，2为滑套，3为夹套，4为连接杆，5为第一紧固螺栓，6为第二锁紧螺钉，7为扳手，8为第一压板，9为第二紧固螺栓，10为第二压板。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种液压硬管总成自动焊接方法，按照以下步骤进行：
第一步，将液压硬管总成中导管的焊接坡口、球形接头的焊接坡口均加工为平口；
第二步，对完成第一步后的液压硬管总成的导管与球形接头组对，并且将球形接头的组对处加工为与导管等内径、等外径，内径长度5～10mm，外径长度≥21mm，台阶处圆角过渡，圆角半径R≥3mm；
第三步，对完成第二步后的液压硬管总成的导管及球形接头对接定位，利用导管及球形接头相同的外径进行径向定位，利用导管及球形接头的平口钝边进行轴向定位；
第四步，对完成第三步后的液压硬管总成的导管及球形接头进行点焊焊接，点焊采用手工钨极氩弧焊方法，钨极直接点焊方式进行，点焊焊点直径≤φ4mm，最高点≤0.5mm，点焊焊点要求小，即点焊焊点越小越好；薄，即点焊焊点不得加丝；多，即点焊焊点数量≥4处；点焊后保证对接间隙≤0.2mm，对接错边≤0.2mm；
第五步，对完成第四步后的液压硬管总成的导管及球形接头进行自动焊接：
a．对于导管外径＜φ17mm、壁厚≤2mm、装夹直线段≥21mm，球形接头截面可包络导管截面且二者截面均为圆形的情况，利用封闭式自熔TIG全位置焊接机，对液压硬管总成中的导管及球形接头采用对接自熔、一次焊接成形的工艺焊接；
b．对于导管外径≥φ17mm、壁厚≤4.5mm、装夹直线段≥0mm，球形接头截面可包络导管截面且二者截面均为圆形的情况，利用开放式填丝TIG横焊接机，对液压硬管总成中的导管及球形接头采用对接自熔后填丝、一次焊接成形的工艺焊接；
一种实现第五步液压硬管总成导管及球形接头自动焊接的开放式填丝TIG横焊接机，在开放式填丝TIG横焊接机的工作台设置有立柱装夹系统，立柱装夹系统的结构为：包括撑杆1、滑套2、夹套3、连接杆4、第一紧固螺栓5、扳手7、第一压板8、第二紧固螺栓9和第二压板10，所述滑套2和夹套3均套装在竖直撑杆1外部，并且夹套3设置在滑套2的下方，在所述滑套2的中部还设置有第一紧固螺栓5，所述连接杆4为水平设置，连接杆4的一端与滑套2连接，另一端与第二压板10中部连接，所述第一压板8的一端与第二压板10的一端铰接，另一端与所述扳手7铰接，所述扳手7转动到水平位置将第一压板8和第二压板10闭合，所述第二紧固螺栓9螺纹连接在第一压板8的中部。
所述第二压板10通过锁紧螺钉6与连接杆4的端部连接。
第三步中利用导管及球形接头相同的外径进行径向定位，即为对导管的外圆方向定位，利用导管及球形接头的平口钝边进行轴向定位，即为对导管的长度方向定位。
本发明不仅可以应用于液压系统常用37°硬管总成，也同样适用于24°、63°等其他类型的液压硬管焊接。
按照以上液压硬管总成自动焊接方法，对某产品液压系统中液压硬管总成共计64根进行焊接，液压硬管总成的具体参数见表2，其中导管规格＜φ17mm的3种硬管总成采用封闭式自熔TIG全位置焊工艺进行焊接，导管规格≥φ17mm的3种硬管总成采用开放式填丝TIG横焊工艺进行焊接。焊接后的效果统计如表3所示。
由表3可知，经采用“液压硬管总成自动焊接方法”施焊取得了以下效果：
a．硬管总成的焊缝共计125处，其中封闭式自熔TIG全位置焊、开放式填丝TIG横焊、的施焊比率为85.6％，手工钨极氩弧焊的施焊比率为14.4％，自动焊接在液压硬管总成中的施焊比率达到了85.6％，实现了自动焊接技术在液压硬管总成焊接中的大范围应用；
b．由于自动焊接条件及参数基本没有人为参与，所以焊接状态及质量很稳定，焊接一次合格率达到了100％，实现了液压硬管总成焊接质量的高稳定性。

Claims (3)

1.一种液压硬管总成自动焊接方法，其特征在于按照以下步骤进行：
第一步，将液压硬管总成中导管的焊接坡口、球形接头的焊接坡口均加工为平口；
第二步，对完成第一步后的液压硬管总成的导管与球形接头组对，并且将球形接头的组对处加工为与导管等内径、等外径，内径长度5～10mm，外径长度≥21mm，台阶处圆角过渡，圆角半径R≥3mm；
第三步，对完成第二步后的液压硬管总成的导管及球形接头对接定位，利用导管及球形接头相同的外径进行径向定位，利用导管及球形接头的平口钝边进行轴向定位；
第四步，对完成第三步后的液压硬管总成的导管及球形接头进行点焊焊接，点焊采用手工钨极氩弧焊方法，钨极直接点焊方式进行，点焊焊点直径≤φ4mm，最高点≤0.5mm，点焊焊点要求小，即点焊焊点越小越好；薄，即点焊焊点不得加丝；多，即点焊焊点数量≥4处；点焊后保证对接间隙≤0.2mm，对接错边≤0.2mm；
第五步，对完成第四步后的液压硬管总成的导管及球形接头进行自动焊接：
a．对于导管外径＜φ17mm、壁厚≤2mm、装夹直线段≥21mm，球形接头截面可包络导管截面且二者截面均为圆形的情况，利用封闭式自熔TIG全位置焊接机，对液压硬管总成中的导管及球形接头采用对接自熔、一次焊接成形的工艺焊接；
b．对于导管外径≥φ17mm、壁厚≤4.5mm、装夹直线段≥0mm，球形接头截面可包络导管截面且二者截面均为圆形的情况，利用开放式填丝TIG横焊接机，对液压硬管总成中的导管及球形接头采用对接自熔后填丝、一次焊接成形的工艺焊接。
2.一种实现第五步液压硬管总成导管及球形接头自动焊接的开放式填丝TIG横焊接机，其特征在于：在开放式填丝TIG横焊接机的工作台设置有立柱装夹系统，立柱装夹系统的结构为：包括撑杆（1）、滑套（2）、夹套（3）、连接杆（4）、第一紧固螺栓（5）、扳手（7）、第一压板（8）、第二紧固螺栓（9）和第二压板（10），所述滑套（2）和夹套（3）均套装在竖直撑杆（1）外部，并且夹套（3）设置在滑套（2）的下方，在所述滑套（2）的中部还设置有第一紧固螺栓（5），所述连接杆（4）为水平设置，连接杆（4）的一端与滑套（2）连接，另一端与第二压板（10）中部连接，所述第一压板（8）的一端与第二压板（10）的一端铰接，另一端与所述扳手（7）铰接，所述扳手（7）转动到水平位置将第一压板（8）和第二压板（10）闭合，所述第二紧固螺栓（9）螺纹连接在第一压板（8）的中部。
3.根据权利要求2所述的开放式填丝TIG横焊接机，其特征在于：所述第二压板（10）通过锁紧螺钉（6）与连接杆（4）的端部连接。
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