CN104607757A - 一种燃气烤枪及其在轴类零件焊接工艺中的使用方法 - Google Patents

Abstract

一种燃气烤枪及其在轴类零件焊接工艺中的使用方法。燃气烤枪包括枪杆和支架，该支架主要由立柱和连接在立柱上的夹持部组成，夹持部用于夹持枪杆。使用方法是，轴类零件的至少两个相对焊件装夹在焊接平台上、形成至少一道对接头，焊接工艺为埋弧焊，在焊接工艺的加热工序中，每一道对接头处对应有两把燃气烤枪，这两把燃气烤枪的火焰喷头以对称方式布置在焊件的对接头端面上，且这两把燃气烤枪的火焰大小相一致，焊接平台驱动相对焊件同步且匀速旋转，进而使相对焊件的对接头端面形成均匀加热。本发明烤枪结构简单且紧凑、使用灵活而方便、可靠实用；其能够使小间隙内的焊接区域形成有效、稳定、可靠地均匀性加热，对焊接质量形成有力保证。

Description

一种燃气烤枪及其在轴类零件焊接工艺中的使用方法

技术领域

本发明涉及焊接工艺用的火焰加热工具，以及该加热工具在轴类零件（尤其是大型轴类零件）焊接工艺中的使用方法。

背景技术

轴类零件的成型主要有整体锻造成型和焊接组合成型的结构形式。其中，整体锻造成型的轴类零件具有结构简单、整体性好等优点；然而，在对大型轴类零件进行整体锻造成型时，由于大型轴类零件的结构体积大，从而使得整体锻造工艺技术难度很大，且成本高昂。焊接组合成型是将多个分段锻造成型的小体积焊件以焊接方式组合形成一整体轴类零件，此形式所成型轴类零件具有重量轻、刚度大、加工方便等优点，其特别适宜对大型轴类零件进行分段锻造、组合成型。

由于焊接组合成型是将多个分段锻造成型的焊件，以焊接方式对接组合在一起而终得轴类零件。此种焊接轴类零件的质量高低主因在于各焊件对接组合的焊接工艺质量，而决定焊接工艺质量的重要因素在于焊接区域的温度控制，合适的焊接温度有利于焊接操作及消除温差而引起的焊件内部应力。

目前，在轴类零件、尤其是大型轴类零件的焊接中，对焊件的对接头端面加热主要是通过中频加热器实现的。然而，以中频加热器对焊件的对接头端面进行加热至设定温度后，需将中频加热器拆除以利于焊接操作，整个中频加热器的拆除过程（即中频加热线整理、保温棉拆除）及埋弧焊焊机的布置调试，均需一定的“转换”操作时间，这一操作时间便会对未及焊接处理的焊件对接头端面造成降温，如若未能及时、有效地进行补热，势必会对焊接质量造成严重影响，进而影响焊接轴类零件的成型质量。此外，埋弧焊的加热分为焊前预热、焊中保温（即焊接过程中保温）和焊后后热三个加热工序，中频加热器仅能适用于焊前预热，也就是说，焊中保温和焊后后热需要采用其它能够伸入小间隙的加热工具进行相应的补热，以确保焊接质量。然而，现有技术中缺乏这种用于焊接工艺、尤其是大型轴类零件焊接工艺的小间隙补热加热工具，通常采取的措施是人工手持传统燃气烤枪进行小间隙的焊接区域补热，这种燃气烤枪由于人工手持动作的主观性，无法有效、稳定、可靠地保证焊件的对接头端面的加热均匀性，进而对焊件对接头端面的不均匀加热势必影响最终的焊接成型质量。

发明内容

本发明的发明目的之一在于：针对上述焊接工艺用加热工具的不足，提供一种能够有效伸入小间隙且能够形成灵活、可靠、稳定摆放的燃气烤枪。

本发明的发明目的之二在于：针对上述现有轴类零件焊接工艺中存在的加热难题，以及目的之一所提供燃气烤枪的结构特性，提供一种上述燃气烤枪在轴类零件焊接工艺中的使用方法，该方法能够使焊件形成有效、稳定、可靠地均匀性加热，进而保证焊接质量。

本发明的发明目的之一通过下述技术方案实现：一种燃气烤枪，包括枪杆，所述枪杆的前端具有火焰喷头、后端具有连接气管的气管接头，所述烤枪具有支架，所述支架主要由立柱和连接在立柱上的夹持部组成，所述夹持部用于夹持枪杆。

作为优选方案，所述夹持部主要由穿装枪杆的套管、紧固枪杆的紧固销件、连接立柱并调节枪杆延伸角度的铰轴组件组合构成。

所述立柱的底端连接有底座。

所述气管接头为双头结构，一个接头用于密封连接燃气输送管、另一个接头用于密封连接氧气输送管。

本发明的发明目的之二通过下述技术方案实现：一种上述燃气烤枪在轴类零件焊接工艺中的使用方法，所述轴类零件的至少两个相对焊件装夹在焊接平台上、形成至少一道对接头，所述焊接工艺为埋弧焊，在焊接工艺的加热工序中，每一道对接头处对应有两把燃气烤枪，这两把燃气烤枪的火焰喷头以对称方式布置在焊件的对接头端面上，且这两把燃气烤枪的火焰大小相一致，所述焊接平台驱动相对焊件同步且匀速旋转，进而使相对焊件的对接头端面形成均匀加热。

作为优选方案，所述两把燃气烤枪的火焰喷头以轴对称布置，且两个火焰喷头处在焊件的对接头端面的同一直径线上。

所述焊接工艺具有焊前预热、焊中保温和焊后后热三个加热工序，其中所述焊前预热以中频加热器为主，以燃气烤枪为辅进行补热。

本发明的有益效果是：

本发明的燃气烤枪是在传统烤枪的基础上增设了结构简单、成型方便、成本低廉的支撑支架，在使用过程中，经支撑支架夹持的枪杆能够稳定、可靠地延伸、摆放，进而能够在轴类零件、尤其是大型轴类零件的狭小焊接区域内形成有效、稳定的延伸，避免了人为干涉，稳定性好；此外，枪杆在支架上的夹持角度可以根据实际需要作灵活的调整，进而形成轻巧、灵活的定型摆放，极大的便利了焊接工艺中的加热操作，可靠性好，实用性强；

本发明的使用方法能够使小间隙内的焊接区域形成有效、稳定、可靠地均匀性加热，进而使加热温度能够有效地满足埋弧焊焊接工艺的温度要求，对焊接质量形成有力保证。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明燃气烤枪的一种结构示意图。

图2是本发明燃气烤枪的一种使用状态示意图。

图3是图2的A-A视图。

图中代号含义：1—立柱；2—枪杆；3—火焰喷头；4—气管接头；5—套管；6—紧固销件；7—底座；8—加强筋板；9—升降调节件；10—铰轴组件；11—焊件；12—焊缝轨迹；13—焊机。

具体实施方式

参见图1，一种燃气烤枪，在焊接工艺的加热工序中使用，用于对焊件的对接头端面进行直接加热或补热，该燃气烤枪具体包括枪杆2和支架。

其中，枪杆2为传统的烤枪结构，即其整体为空心的长杆状。枪杆2的前端具有火焰喷头3，用于在此处点火并燃烧气体。枪杆2的后端具有连接气管的气管接头4，该气管接头4为双头结构（每个头上均有独立的流量调节阀），一个接头用于密封连接燃气输送管、另一个接头用于密封连接氧气输送管，以此利用氧气使天燃气能够充分燃烧、并达到最佳的火焰效果，进而有利于控制加热焊件的温度。前述枪杆2的后部为握持部，下述支架套装在此处。

支架主要由立柱1和夹持部组成。立柱1的底端连接有圆盘状（也可以是其它结构，只要平整稳定即可）的底座7，通过底座7在地面上的稳固摆放，使立柱1稳定竖立，为了保证立柱1与底座7连接的可靠性，立柱1的底端与底座7之间设有多个加强筋板8；同时，为了方便控制立柱1的高度、以满足枪杆2的不同延伸高度，立柱1优先采用升降结构，即其由下半段和上半段插接套装组成、二者的组合部设有紧固用升降调节件9。夹持部用于夹持枪杆2，该夹持部主要由套管5、紧固销件6和铰轴组件10组成；套管5的内径略大于枪杆2的后部外径，枪杆2穿装在套管5内；紧固销件6通常为紧固螺钉，径向装配在套管5上，通过旋紧使径向进给的紧固销件6顶紧枪杆2，进而形成可靠夹持，反之，通过紧固销件6的旋松使枪杆2在套管5内自由化；铰轴组件10通常采用两个铰接在一起的链片组成，一个链片固定在套管5上、另一个链片固定在立柱1的顶端，两个链片之间设有锁紧螺栓副（即螺栓结构销轴），通过对锁紧螺栓副的锁紧螺母进行不同的旋转操作（旋紧或旋松），便可实现两个链片的锁紧或松开，松开状态下的铰轴组件10能够实现枪杆2不同延伸角度的调整，满足对应的使用要求（为了方便操作，锁紧螺母优选蝶形螺母）。

上述烤枪结构简单、操作方便，其适合于各种不同焊件的焊接加热，例如各种结构件焊接、管件焊接、轴类零件（例如大型汽轮机转子）焊接等。

参见图2和图3，上述燃气烤枪在轴类零件、尤其是大型轴类零件的焊接工艺中的使用方法，包括：

前提条件：轴类零件具有多个焊件11（即多段锻件；本实施例中为四个），这些焊件11按特定对接顺序装夹在焊接平台上，即确保顺序焊件11在焊接平台上形成相对装夹，每两个相对焊件11之间具有一道对接头（本实施中形成了三道对接头）；另外，轴类零件的焊接工艺为埋弧焊，其整个焊接工艺过程中具有三个加热工序，即焊前预热、焊中保温和焊后后热三个加热工序；

当上述前提条件完成后，对轴类零件进行具体的焊接处理，其中具体焊接操作方法采用现有成熟技术，本发明贡献于现有技术的在于以上述燃气烤枪对轴类零件焊件进行加热，具体加热操作过程如下：

首先，焊前预热：分别采用中频加热器对上述装夹在焊接平台上的多个焊件11的对接头端面进行加热，当焊件11整体被加热至一定的基础温度且温度均匀后，拆除中频加热器；此时，在每一道对接头处放置两把燃气烤枪，分别调整这两把燃气烤枪，使这两把燃气烤枪的火焰喷头3以轴对称方式布置在焊件11的对接头端面上，为了保证加热均匀性的可靠性，最好使两个火焰喷头3处在焊件11的对接头端面的同一直径线上（需要注意的是，为了不影响具体焊接操作，两个火焰喷头3均处在焊件对接头端面的焊缝轨迹12外围），这样两个火焰喷头3将焊件11的对接头端面等分成了两个弧段，待燃气烤枪摆放到位后，打开气体流量调节阀并调整最佳火焰，使这两把燃气烤枪的火焰大小相一致，进而对焊件11的对接头端面以火焰加热方式进行补热，在开始补热的同时，开启焊接平台，焊接平台驱动相对焊件11同步且匀速旋转，进而使燃气烤枪对相对焊件11的对接头端面形成均匀加热；在燃气烤枪的摆放过程中，可以考虑同时进行埋弧焊的焊机13位置调试，当温度加热至设定温度时（即满足焊接工艺要求），启动焊机13进行焊接操作。

其次，焊中保温：在焊机13的焊接过程中，焊件11在焊接平台上稳定、匀速的旋转；当焊接过程中的焊件11温度低于焊接工艺要求的层间温度时，此时再次采用上述燃气烤枪对焊件11进行火焰加热，燃气烤枪的摆放位置与焊前预热的一致，即燃气烤枪的火焰对焊件11形成对称加热，将匀速旋转中的焊件11加热均匀；当焊件11的加热温度上升至设定温度时，将燃气烤枪的火焰调小以保持温度；当焊件11的加热温度超过焊接的层间温度时，关闭燃气烤枪的火焰。

最后，焊后后热：当相对焊件11的对接头焊接完毕形成满足要求的焊缝时，对相对焊件11的对接头焊缝进行后热处理，依然采用上述燃气烤枪进行火焰加热，燃气烤枪的摆放位置与焊前预热、焊中保温的一致，即燃气烤枪的火焰对相对焊件11的焊缝形成对称加热，将匀速旋转中的相对焊件11的焊缝加热均匀；在后热过程中应调整燃气烤枪的火焰大小，监控相对焊件11的焊缝处温度。

综上所述，本发明燃气烤枪在轴类零件焊件工艺中的使用方法是：在焊接工艺的焊前预热、焊中保温和焊后后热的加热工序中，每一道对接头处对应有两把燃气烤枪，这两把燃气烤枪的火焰喷头以对称方式布置在焊件的对接头端面上，且这两把燃气烤枪的火焰大小相一致，焊接平台驱动相对焊件同步且匀速旋转，进而使相对焊件的对接头端面形成均匀加热。

以上具体技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制。尽管参照前述具体技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1. 一种燃气烤枪，包括枪杆（2），所述枪杆（2）的前端具有火焰喷头（3）、后端具有连接气管的气管接头（4），其特征在于：所述烤枪具有支架，所述支架主要由立柱（1）和连接在立柱（1）上的夹持部组成，所述夹持部用于夹持枪杆（2）。

2. 根据权利要求1所述燃气烤枪，其特征在于：所述夹持部主要由穿装枪杆（2）的套管（5）、紧固枪杆（2）的紧固销件（6）、连接立柱（1）并调节枪杆（2）延伸角度的铰轴组件（10）组合构成。

3. 根据权利要求1所述燃气烤枪，其特征在于：所述立柱（1）的底端连接有底座（7）。

4. 根据权利要求1所述燃气烤枪，其特征在于：所述气管接头（4）为双头结构，一个接头用于密封连接燃气输送管、另一个接头用于密封连接氧气输送管。

5. 一种权利要求1至4任一项所述燃气烤枪在轴类零件焊接工艺中的使用方法，所述轴类零件的至少两个相对焊件装夹在焊接平台上、形成至少一道对接头，所述焊接工艺为埋弧焊，其特征在于：在焊接工艺的加热工序中，每一道对接头处对应有两把燃气烤枪，这两把燃气烤枪的火焰喷头以对称方式布置在焊件的对接头端面上，且这两把燃气烤枪的火焰大小相一致，所述焊接平台驱动相对焊件同步且匀速旋转，进而使相对焊件的对接头端面形成均匀加热。

6.根据权利要求5所述燃气烤枪在轴类零件焊接工艺中的使用方法，其特征在于：所述两把燃气烤枪的火焰喷头以轴对称布置，且两个火焰喷头处在焊件对接头端面的同一直径线上。

7. 根据权利要求5所述燃气烤枪在轴类零件焊接工艺中的使用方法，其特征在于：所述焊接工艺具有焊前预热、焊中保温和焊后后热三个加热工序，其中所述焊前预热以中频加热器为主，以燃气烤枪为辅进行补热。