CN104043901B - 一种不锈钢水龙头壳体焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水龙头壳体的生产工艺,尤其是一种不锈钢水龙头壳体焊接工艺,包括以下步骤:材料选取-零件制备-焊前清洗-零件装夹-零件焊接-焊后检查,其中,在零件装夹时需调整所述焊接夹具使得所述底板的焊接位置镶嵌在所述本体的焊接位置上,在零件焊接中采用激光深熔焊接法。通过将底板的焊接位置镶嵌在本体的焊接位置上,再采用能量密度高度集中的激光深熔焊接法将本体和底板焊接在一起,使得焊缝的焊接强度较高、焊缝致密且外形美观。
Description
技术领域
本发明涉及一种水龙头壳体的生产工艺,尤其是一种不锈钢水龙头壳体焊接工艺。
背景技术
目前业界普遍采用铸造的方法来生产水龙头壳体,其主要使用的材料为铜合金或锌合金,成本较高。一般的水龙头壳体的生产工艺流程为:砂芯成型-砂芯检验-铸造合金熔炼-化学成分分析-重力铸造-后续的处理等。但是,由于砂的整体性质软而多孔,所以铸件尺寸精度较低,表面也较粗糙且容易产生缺陷,这使得水龙头的成形质量较差。同时,每个砂质铸型只能浇注一次,获得铸件后铸型即损坏,必须重新铸造,大大地增加了生产成本,降低了生产效率。此外,铸造是工业耗能问题突出的工艺,表现出高耗能、高污染等负效应。目前该领域的研究主要集中在水龙头的功能开发上,而对水龙头本身的制造方法的改进方面研究较少,新的制造工艺和加工方法鲜有关注。
中国发明专利ZL01114607.9公开了一种不锈钢水龙头的加工方法,其加工工序为落料-弯曲-压形-冲开口-翻边-水嘴拉伸-切口-线割-焊接口-焊接-抛光-成品,但是该加工方法采用的是普通的焊接工艺,焊缝较大,焊接后需要进行抛光以确保外观质量,对于形状比较复杂的水龙头壳体,抛光时容易碰伤外观,此外普通的焊接工艺还存在焊接易变形、焊接后容易生锈等问题,这些都会影响水龙头壳体的外观,增加生产不良率。
中国发明专利ZL201110439089.8公开了一种不锈钢水龙头的制造方法,先通过液压成型或冲床冲制的方法制造出水龙头零件,然后通过氩弧焊焊接组装成水龙头,有效避免了传统铸造方法产生的问题。但是该方法并没有公开详细的焊接工艺,由于氩弧焊因为热影响区域大,常常会造成变形、硬度降低、砂眼、局部退火、开裂、针孔、磨损、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等缺点,其具体的焊接方法对焊接效果影响大,此外,该方法焊接后仍需要抛光处理,容易损伤水龙头壳体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焊接强度高、焊缝致密且外形美观的不锈钢水龙头壳体焊接工艺。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种不锈钢水龙头壳体焊接工艺,包括以下步骤:
(1)材料选取:选择厚度为2mm-3mm的奥氏体不锈钢板材作为材料;
(2)零件制备:采用压力加工的方式将所述奥氏体不锈钢板材分别制作成组成水龙头壳体的本体和底板;
(3)焊前清洗:对所述本体和底板的表面进行除油污处理;
(4)零件装夹:将所述本体和底板根据设定位置关系装夹在焊接夹具上,同时调整所述焊接夹具使得所述底板的焊接位置镶嵌在所述本体的焊接位置上;
(5)零件焊接:采用激光深熔焊接法将所述本体和底板焊接在一起,整个焊接过程在氩气保护下进行,所使用的激光器类型为固体脉冲激光器,其主要焊接工艺参数如下:最大功率4.0kw,平均输出功率428.8w,最小光斑直径0.15mm,离焦量0mm,焊接速度4mm/s,脉宽16ms,氩气保护流量17L/min;
(6)焊后检查:检查焊接后水龙头壳体的外观质量,并对其进行密封性测试、腐蚀性测试以及力学性能测试,剔除焊接不良品。
作为一种优选,在步骤(1)中,所述奥氏体不锈钢板材为1Cr18Ni8不锈钢板材。
作为本发明的一种改进,在步骤(3)中,所述除油污处理方法如下:
a.将溶度为99.5%的工业丙酮溶液装入矿泉水瓶中,同时在瓶盖上扎一个或多个小孔,旋紧所述瓶盖,并将所述矿泉水瓶倒置,使所述工业丙酮溶液能够成雾状喷到所述本体和底板上;
b.用工业擦拭纸或工业擦拭布擦拭所述本体和底板的表面;
c.用工业砂纸打磨所述本体和底板的表面,使得所述本体和底板的表面清洁。
作为本发明的一种改进,在步骤(2)中,所述本体和所述底板的最小壁厚为2mm。
作为本发明的一种改进,在步骤(2)中,加工后的所述本体和所述底板上相应的焊接位置的不平度和错位控制在0.3mm以内。
作为本发明的一种改进,在步骤(5)中,焊接前将所述本体和所述底板内嵌式对接,整个焊接过程中未添加填充料。
作为本发明的一种改进,在步骤(5)中,焊接完成后,所述本体和所述底板的变形量控制在0.5mm以内。
通过采用上述技术方案,本发明具有如下有益效果:
1、通过将底板的焊接位置镶嵌在本体的焊接位置上,再采用能量密度高度集中的激光深熔焊接法将本体和底板焊接在一起,使得焊接位置的焊接强度较高、焊缝致密且外形美观。
2、本发明采用的奥氏体不锈钢板材具有卓越的力学性能、超群的耐磨损性能、安全卫生性能好、内壁光滑水阻小、使用寿命长等优点,适合作为不锈钢水龙头的壳体材料。
3、本发明的焊接工艺无需填充材料,焊接工艺效率高,同时由于将底板的焊接位置直接镶嵌在本体的焊接位置上,焊接后两零件之间不会产生错位,焊接后零件水龙头壳体的尺寸精度不会降低。
4、由于在焊接过程中,离焦量设置为0mm,激光的功率密度高,加热集中,热影响区窄,工件变形小。
5、本发明提供的除油污处理方法操作简单,且能获得较好的清洁效果。此外,本发明的不锈钢水龙头壳体焊接工艺焊接后无需进行抛光,可有效避免抛光工序对水龙头壳体可能产生的损伤。
附图说明
图1为本发明本体和底板焊接前的对接方式示意图。
图中标示对应如下:
1-本体;2-底板;
3-焊缝。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
本实施的不锈钢水龙头壳体焊接工艺,包括以下步骤:
(1)材料选取:选择厚度为2mm-3mm的奥氏体不锈钢1Cr18Ni8板材作为材料,具体的板材厚度可以根据实际需要选择。
(2)零件制备:采用压力加工的方式将奥氏体不锈钢1Cr18Ni8板材分别制作成组成水龙头壳体的本体和底板,在加工过程中,应将本体和底板上相应的焊接位置的不平度和错位控制在0.3mm以内,当压力加工的方式无法达到所要求的不平度和错位时,应该采用机加工的方式控制本体和底板上相应的焊接位置的不平度和错位。本体和底板最好是能保证有2mm的最小壁厚,以确保焊接后的产品有足够的强度。本体和底板的具体形状和大小根据实际需要设计,同时需要说明的是,本领域的技术人员根据常识很容易了解,水龙头壳体的组成零件可能不仅仅包括本体和底板,还有其他如水嘴、装饰盖等零件,这些零件也是可以采用本发明提供的焊接工艺进行焊接的,在本实施例中,水龙头壳体主要由本体和底板组成。
(3)焊前清洗:对上一步骤中获得的本体和底板的表面进行除油污处理,具体的除油污处理方法可以是常规的方法,在本实施例中采用了一种新的除油污处理方法,具体操作方法包括:
a.将溶度为99.5%的工业丙酮溶液装入矿泉水瓶中,同时在瓶盖上扎一个或多个小孔,旋紧所述瓶盖,并将所述矿泉水瓶倒置,使所述工业丙酮溶液能够成雾状喷到所述本体和底板上;
b.用工业擦拭纸或工业擦拭布擦拭本体和底板的表面;
c.用工业砂纸打磨本体和底板的表面,使得本体和底板的表面清洁。
(4)零件装夹:将本体和底板根据设定位置关系装夹在焊接夹具上,焊接夹具是本领域技术人员常用的焊接夹具,此处不再详述。同时调整焊接夹具使得底板的焊接位置镶嵌在本体的焊接位置上,本体和底板的间隙即为焊缝,具体的镶嵌方式可以根据实际需要设置,主要本体和底板的焊接位置之间可以镶嵌在一起,并能形成便于焊接的焊缝即可。
(5)零件焊接:焊接前将本体和底板内嵌式对接,具体的对接方式如图1所示,将底板2镶嵌到本体1的焊接位置,本体1和底板2的间隙形成焊缝3。采用激光深熔焊接法将本体1和底板2焊接在一起,整个焊接过程在氩气保护下进行,且整个焊接过程中未添加填充料,焊接过程中本体1和底板2的焊接变形量应该控制在0.5mm以内。所使用的激光器类型为固体脉冲激光器,其主要焊接工艺参数如下:最大功率4.0kw,平均输出功率428.8w,最小光斑直径0.15mm,离焦量0mm,焊接速度4mm/s,脉宽16ms,氩气保护流量17L/min;
(6)焊后检查:检查焊接后水龙头壳体的外观质量,并对其进行密封性测试、腐蚀性测试以及力学性能测试,剔除焊接不良品。
焊接后的不锈钢水龙头的焊缝外观成形美观、光亮无焦斜,无虚焊、无裂纹、气孔等焊接缺陷,经检测其焊缝强度高于3MPa,焊缝致密,经试水和试气测试无泄漏,力学性能良好,将其安装在水管管路中进行打压测试,打压测试的打压压力为0.2MPa,保压时间为30分钟,测试后未发现焊接处存在泄漏的情况。
上面结合附图对本发明做了详细的说明,但是本发明的实施方式并不仅限于上述实施方式,本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各种变形,如将焊接过程中使用的保护气体由氩气变更为其他惰性气体等,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种不锈钢水龙头壳体焊接工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)材料选取:选择厚度为2mm-3mm的奥氏体不锈钢板材作为材料;
(2)零件制备:采用压力加工的方式将所述奥氏体不锈钢板材分别制作成组成水龙头壳体的本体和底板;
(3)焊前清洗:对所述本体和底板的表面进行除油污处理;
(4)零件装夹:将所述本体和底板根据设定位置关系装夹在焊接夹具上,同时调整所述焊接夹具使得所述底板的焊接位置镶嵌在所述本体的焊接位置上;
(5)零件焊接:采用激光深熔焊接法将所述本体和底板焊接在一起,整个焊接过程在氩气保护下进行,所使用的激光器类型为固体脉冲激光器,其主要焊接工艺参数如下:最大功率4.0kw,平均输出功率428.8w,最小光斑直径0.15mm,离焦量0mm,焊接速度4mm/s,脉宽16ms,氩气保护流量17L/min;
(6)焊后检查:检查焊接后水龙头壳体的外观质量,并对其进行密封性测试、腐蚀性测试以及力学性能测试,剔除焊接不良品。
2.如权利要求1所述的不锈钢水龙头壳体焊接工艺,其特征在于,在步骤(1)中,所述奥氏体不锈钢板材为1Cr18Ni8不锈钢板材。
3.如权利要求1所述的不锈钢水龙头壳体焊接工艺,其特征在于,在步骤(3)中,所述除油污处理方法如下:
a.将溶度为99.5%的工业丙酮溶液装入矿泉水瓶中,同时在瓶盖上扎一个或多个小孔,旋紧所述瓶盖,并将所述矿泉水瓶倒置,使所述工业丙酮溶液能够成雾状喷到所述本体和底板上;
b.用工业擦拭纸或工业擦拭布擦拭所述本体和底板的表面;
c.用工业砂纸打磨所述本体和底板的表面,使得所述本体和底板的表面清洁。
4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的不锈钢水龙头壳体焊接工艺,其特征在于,在步骤(2)中,所述本体和所述底板的最小壁厚为2mm。
5.如权利要求1-3中任一权利要求所述的不锈钢水龙头壳体焊接工艺,其特征在于,在步骤(2)中,加工后的所述本体和所述底板上相应的焊接位置的不平度和错位控制在0.3mm以内。
6.如权利要求1-3中任一权利要求所述的不锈钢水龙头壳体焊接工艺,其特征在于,在步骤(5)中,焊接前将所述本体和所述底板内嵌式对接,整个焊接过程中未添加填充料。
7.如权利要求1-3中任一权利要求所述的不锈钢水龙头壳体焊接工艺,其特征在于,在步骤(5)中,焊接完成后,所述本体和所述底板的变形量控制在0.5mm以内。
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