CN105171182A - 铝母排单面气焊双面成型的方法 - Google Patents

铝母排单面气焊双面成型的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种铝母排单面气焊双面成型的方法，其包括：1)设置预先准备好的特定焊接模具，该模具包括：平板状绝热底座；在底座表面上形成的容纳槽；在容纳槽底面上形成的沿容纳槽的宽度方向延伸的熔池槽；2)将两块铝母排放置在所述模具上，使其焊接面分别与熔池槽的两个边缘齐平；3)将铝母排焊接面之间的缝隙分成多个区段，从第一区段开始进行多层焊接，使得该区段焊缝的正面和背面成型一致；4)对其余区段依次实施3)中的焊接过程，直到全部区段的焊缝成型为止。采用本方法，只从铝母排的一侧进行焊接，就可以保证焊缝两面成型良好，消除焊瘤、下榻、未熔合的情况，并能提高焊接速度。

Description

铝母排单面气焊双面成型的方法
技术领域
本发明涉及气焊领域，具体地说，涉及一种铝母排单面气焊双面成型的方法。
背景技术
母排是指电气柜里的动力母线，具有大电流流通能力。因金属铝熔点低，且熔化后不易出现不规则流动，所以通常采用金属铝作为母排的材质，制成铝母排。
在实际中，需要采用焊接方式将多块铝母排连起来，以满足长距离输电的要求。现有技术中，在采用气焊对铝母排进行焊接时，先使铝母排的端面接触，然后利用焊枪从铝母排相接触的端面的两侧分别进行焊接。在焊接过程中，为了焊透，容易出现焊瘤、下榻情况，而为了减少焊瘤、下榻情况，常常会出现未焊透、未熔合的情况，从而减少了焊缝的有效面积，使接头强度下降。在这两种情况下，均会严重影响焊接质量。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是，提供一种铝母排单面气焊双面成型的方法，使得在铝母排的焊接过程中，只从铝母排的一侧进行焊接，就可以保证焊缝两面成型良好，消除焊瘤、下榻、未熔合的情况。
为了实现上述目的，本发明提供一种铝母排单面气焊双面成型的方法，其包括如下步骤：1)设置预先准备好的特定焊接模具，该特定焊接模具包括：平板状绝热底座；在所述平板状绝热底座表面上形成的两端敞开且宽度恒定的容纳槽；在所述容纳槽底面上形成的从所述容纳槽的一个侧面到另一个侧面沿所述容纳槽的宽度方向延伸的熔池槽；2)将待焊接的两块铝母排分别从所述容纳槽的敞开的两端插入所述容纳槽中，使得该两块铝母排的焊接面分别与所述熔池槽的两个边缘齐平；3)将所述两块铝母排的焊接面之间的缝隙沿所述熔池槽延伸的方向分成多个区段，从第一个区段的缝隙开始，通过气焊进行多层焊接，使得该区段焊缝的正面和背面成型一致；4)对其余区段的缝隙依次实施步骤3)中的焊接过程，直到全部区段的焊缝成型为止。
优选地，所述特定焊接模具上的容纳槽的宽度与深度可以分别与所述待焊接的铝母排的宽度和厚度相同，以保证当所述待焊接的铝母排插入容纳槽后，不发生位移。实际施工中，在允许的误差范围内，容纳槽的宽度可以略大于所述待焊接的铝母排的宽度，容纳槽的深度可以略大于或者略小于所述待焊接的铝母排的厚度。
优选地，所述特定焊接模具上的熔池槽的宽度可以在6mm到8mm的范围内，其深度可以在1mm至3mm的范围内。
优选地，所述熔池槽沿着其延伸方向的垂直方向的断面可以呈U形。
优选地，在步骤2)与步骤3)之间还可以包括以下步骤：在所述待焊接的两块铝母排上分别设置隔热块，使得两块隔热块的相对的边缘分别与所述熔池槽的两个边缘齐平。隔热块起到隔热作用，既能在焊接过程中使待焊接的铝母排的焊接面快速升温，又能在焊接完成后防止铝母排的焊缝冷却过快。
在步骤3)中，划分出的所述区段的长度可以在3cm到5cm的范围内。
在步骤3)中，所述每个区段的多层焊接可以包括打底焊和盖面焊。采用分区段多层焊接的优点是，由于每次焊接的区段较短，这样多层焊接时可以利用温度下降少的特点减少层间清理和再次预热，从而可以加快焊接速度。
进行所述打底焊和盖面焊时，焊枪可以按画圆的方法的移动或按画半圆的方法移动。焊枪移动方法的选择取决于焊层的厚薄。例如，打底焊时，可以采用画圆的方法移动焊枪，盖面焊时，可以采用画半圆的方法移动焊枪。
如果铝母排比较厚，则在所述打底焊和所述盖面焊之间，还可以包括填充焊。
优选地，在步骤3)和步骤4)的焊接过程中，使用焊枪对缝隙进行加热，如果将焊丝接触所述焊接面时焊丝熔化成球团状，则未达到起焊温度，如果将焊丝接触所述焊接面时焊丝熔化呈展开状，则达到起焊温度。
根据上面的描述以及实践可知，本发明所述的铝母排单面气焊双面成型的方法中，将待焊接的铝母排放置在特定焊接模具上，利用该模具上形成的熔池槽，可以实现单面气焊双面成型的效果，并且焊缝的表面平整、宽窄一致，高低均匀、过渡圆滑，充分保证了铝母排的焊接质量；通过对焊接缝隙进行分区多层焊接，可以减少层间清理和再次预热，从而可以加快焊接速度；通过使用特定焊接模具和隔热块可以有效地控制焊接过程中的升温和降温效果，使得焊接速度快、冶金反应充分，从而能够提高焊接质量并节省能源；焊接过程中采用画圆方法或画半圆方法移动焊枪，可以保证焊接缝隙边缘都得到良好的熔合，同时可以保证焊缝达到需要的厚度。实践证明，采用本发明的方法可以使铝母排焊缝检验合格率达到99％。而且本发明的方法也可以用于铜母排的焊接。
附图说明
图1为透视图，示出了本发明焊接方法中所使用的特定焊接模具的结构；
图2为俯视图，从另一个角度示出了图1所示的特定焊接模具的结构；
图3为剖视图，示出了图1所示的特定焊接模具沿A-A方向的剖面结构；
图4为透视图，示出了待焊接的两块铝母排放置在图1所示的特定焊接模具上的状态；
图5为俯视图，从另一个角度示出了待焊接的两块铝母排放置在图1所示的特定焊接模具上的状态；
图6为透视图，示出了在特定焊接模具上放置的待焊接铝母排上设置隔热块的状态；
图7为俯视图，从另一个角度示出了图6中设置隔热块的状态；
图8为透视图，示出了本发明的一个实施例所述的单面气焊双面成型的方法的实施状态；
图9为沿图8中的B-B方向的剖视图，示出了铝母排缝隙的第一区段完成打底焊后的状态；
图10为俯视图，示出了采用画圆手法移动焊枪进行打底焊时的状态；
图11为沿图8中的B-B方向的剖视图，示出了铝母排缝隙的第一区段完成盖面焊后的状态；
图12为俯视图，示出了采用画半圆方法移动焊枪进行盖面焊时的状态；
图13为沿图8中的B-B方向的剖视图，示出了铝母排缝隙的全部区段焊接完成后焊缝的状态；
图14为沿图8中垂直于B-B方向的剖视图，从另一个角度示出了铝母排缝隙的全部区段焊接完成后焊缝的状态。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明所述的铝母排单面气焊双面成型的方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。
在实施本发明所述的铝母排单面气焊双面成型的方法之前，预先制备一种特定的焊接模具。图1为透视图，示出了本发明的焊接方法中所使用的特定焊接模具的结构，图2为俯视图，从另一个角度示出了图1所示的特定焊接模具的结构，图3为剖视图，示出了图1所示的特定焊接模具沿A-A方向的剖面结构，其中，图1中的A-A方向为与熔池槽的延伸方向垂直的方向。如图1至图3所示，该特定焊接模具1包括：平板状绝热底座11；在平板状绝热底座11表面上形成的两端敞开且宽度恒定的容纳槽12；在容纳槽12底面上形成的从容纳槽12的一个侧面到另一个侧面沿容纳槽12的宽度方向延伸的熔池槽13。
平板状绝热底座11可以由耐火砖制成。
使用无齿锯或类似工具，在平板状绝热底座11上开设出容纳槽12，容纳槽12的两端敞开，且容纳槽12的宽度与深度分别与待焊接的铝母排的宽度和厚度相同，以使得待焊接的铝母排插入容纳槽12时不会发生偏移。实际制备特定焊接模具1时，容纳槽12的宽度在误差允许的范围内可以略大于待焊接的铝母排的宽度，以方便待焊接的铝母排插入容纳槽12内。另外，容纳槽12的深度在误差允许的范围内可以略大于或者略小于待焊接的铝母排的厚度。
特定焊接模具1上的熔池槽13的宽度可以在6mm到8mm的范围内，其深度可以在1mm至3mm的范围内。熔池槽13沿着其延伸方向的垂直方向的断面呈U形。熔池槽的宽度将决定铝母排焊缝的宽度，熔池槽的深度和断面形状将决定铝母排焊缝的表面形状。
本发明所述的铝母排单面气焊双面成型的方法包括以下步骤：1)设置预先准备好的特定焊接模具，该特定焊接模具包括：平板状绝热底座；在所述平板状绝热底座表面上形成的两端敞开且宽度恒定的容纳槽；在所述容纳槽底面上形成的从所述容纳槽的一个侧面到另一个侧面沿所述容纳槽的宽度方向延伸的熔池槽；2)将待焊接的两块铝母排分别从所述容纳槽的敞开的两端插入所述容纳槽中，使得该两块铝母排的焊接面分别与所述熔池槽的两个边缘齐平；3)将所述两块铝母排的焊接面之间的缝隙沿所述熔池槽延伸的方向分成多个区段，从第一个区段的缝隙开始，通过气焊进行多层焊接，使得该区段焊缝的正面和背面成型一致；4)对其余区段的缝隙依次实施步骤3)中的焊接过程，直到全部区段的焊缝成型为止。
下面将结合图4-图14来说明本发明所述的铝母排单面气焊双面成型的方法的一个实施例。
在前述步骤1)中，设置预先准备好的如图1-图3所示的特定焊接模具1。
在前述步骤2)中，如图4和图5所示，将待焊接的两块铝母排2分别从特定焊接模具1的容纳槽12的敞开的两端插入容纳槽12中，使得该两块铝母排2的焊接面21分别与熔池槽13的两个边缘齐平。由于容纳槽12的宽度与深度分别与待焊接的铝母排2的宽度和厚度相同或大致相同，因此，待焊接的铝母排2插入容纳槽12时不会发生大的偏移和晃动。另外，由于两块铝母排2的焊接面21分别与熔池槽13的两个边缘齐平，因此，铝母排2之间的焊接缝隙的宽度与熔池槽13的宽度相同，这将确保焊缝宽度的一致性。
优选地，在步骤2)之后，还可以在铝母排2上放置隔热块。图6为透视图，示出了在特定焊接模具上放置的待焊接铝母排上设置隔热块的状态，图7为俯视图，从另一个角度示出了图6中设置隔热块的状态。如图6、图7所示，在待焊接的两块铝母排2上分别设置隔热块3，使得两块隔热块3的相对边缘分别与熔池槽13的两个边缘齐平，从而可以露出熔池槽13以及铝母排之间的焊接缝隙。隔热块3可以由耐火砖或者其他隔热材料制成，隔热块3起到保温作用，与特定焊接模具1中的绝热底座11一起，既可以在焊接过程中使待焊接的两块铝母排2快速升温，也可以在焊接完成后防止铝母排焊缝冷却过快，从而有助于焊接质量的提高和能源的节省。
在前述步骤3)中，将两块铝母排2的焊接面之间的缝隙沿熔池槽13延伸的方向分成多个区段，从第一个区段的缝隙开始，通过气焊进行多层焊接，使得该区段焊缝的正面和背面成型一致。具体说，每个区段的长度可以在3cm到5cm的范围内。如图8所示，开始焊接时，将焊枪4的枪头以垂直于熔池槽13的方向伸入铝母排2之间的焊接缝隙内，并对待焊接的两块铝母排2的焊接面21进行加热。在加热过程中不断使焊丝5与待焊接的两块铝母排2的焊接面21接触，如果将焊丝5接触焊接面21时焊丝5熔化成球团状，则未达到起焊温度，如果将焊丝5接触焊接面21时焊丝熔化呈展开状，则达到起焊温度。达到起焊温度后，及时添加焊丝5，在熔池槽13以及铝母排2之间的缝隙内形成焊料熔池。
在第一区段的缝隙内进行多层焊接时，首先进行打底焊。图9为沿图8中的B-B方向的剖视图，示出了铝母排缝隙的第一区段完成打底焊后的状态。在进行打底焊时，可以采用画圆圈的方法移动焊枪5，这样可以保证焊接缝隙边缘都得到良好的熔合，同时可以保证打底焊焊层达到需要的厚度。图10为俯视图，示出了采用画圆手法移动焊枪进行打底焊时的状态。
接着，在打底焊的基础上进行盖面焊。图11为沿图8中的B-B方向的剖视图，示出了铝母排缝隙的第一区段完成盖面焊后的状态。在进行盖面焊时，可以采用画半圆的方法移动焊枪5，这样可以保证焊接缝隙边缘都得到良好的熔合，同时可以保证盖面焊焊层达到需要的厚度。图12为俯视图，示出了采用画半圆方法移动焊枪进行盖面焊时的状态。
另外，如果铝母排2比较厚，则在打底焊和盖面焊之间，还可以包括填充焊，以避免打底焊和/或盖面焊的焊层太厚，从而进一步提高焊接质量。填充焊可以采用画圆方法或画半圆方法移动焊枪5。
在前述步骤4)中，对其余区段的缝隙依次实施步骤3)中的焊接过程，直到全部区段的焊缝成型为止。图13为沿图8中的B-B方向的剖视图，示出了铝母排缝隙的全部区段焊接完成后焊缝22的状态；图14为沿图8中垂直于B-B方向的剖视图，从另一个角度示出了铝母排缝隙的全部区段焊接完成后焊缝22的状态。
在现有技术中，对铝母排的焊接缝隙不进行分区，直接在整个焊接缝隙中进行多层焊接。由于焊接缝隙较长，因此，打底焊后，在进行盖面焊时，打底焊的焊层已经冷却，焊层表面发生了变化，需要进行层间清理和再次预热才能进行盖面焊。而在本发明中，由于进行了分区，从而每次焊接长度较短，这样，每个区段打底焊后，在进行该区段的盖面焊时，不需要层间清理和再次预热，从而可以加快焊接速度。
根据上面的描述以及实践可知，本发明所述的铝母排单面气焊双面成型的方法中，将待焊接的铝母排放置在特定焊接模具上，利用该模具上形成的熔池槽，可以实现单面气焊双面成型的效果，并且焊缝的表面平整、宽窄一致，高低均匀、过渡圆滑，充分保证了铝母排的焊接质量；通过对焊接缝隙进行分区多层焊接，可以减少层间清理和再次预热，从而可以加快焊接速度；通过使用特定焊接模具和隔热块可以有效地控制焊接过程中的升温和降温效果，使得焊接速度快、冶金反应充分，从而能够提高焊接质量并节省能源；焊接过程中采用画圆方法或画半圆方法移动焊枪，可以保证焊接缝隙边缘都得到良好的熔合，同时可以保证焊缝达到需要的厚度。实践证明，采用本发明的方法可以使铝母排焊缝检验合格率达到99％。而且本发明的方法也可以用于铜母排的焊接。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明所述的铝母排单面气焊双面成型的方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的磁体检测装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.铝母排单面气焊双面成型的方法，包括如下步骤：
1)设置预先准备好的特定焊接模具，该特定焊接模具包括：平板状绝热底座；在所述平板状绝热底座表面上形成的两端敞开且宽度恒定的容纳槽；在所述容纳槽底面上形成的从所述容纳槽的一个侧面到另一个侧面沿所述容纳槽的宽度方向延伸的熔池槽；
2)将待焊接的两块铝母排分别从所述容纳槽的敞开的两端插入所述容纳槽中，使得该两块铝母排的焊接面分别与所述熔池槽的两个边缘齐平；
3)将所述两块铝母排的焊接面之间的缝隙沿所述熔池槽延伸的方向分成多个区段，从第一个区段的缝隙开始，通过气焊进行多层焊接，使得该区段焊缝的正面和背面成型一致；
4)对其余区段的缝隙依次实施步骤3)中的焊接过程，直到全部区段的焊缝成型为止。
2.如权利要求1所述的铝母排单面气焊双面成型的方法，其中，所述特定焊接模具上的容纳槽的宽度与深度分别与所述待焊接的铝母排的宽度和厚度相同。
3.如权利要求1所述的铝母排单面气焊双面成型的方法，其中，所述特定焊接模具上的熔池槽的宽度在6mm到8mm的范围内，其深度在1mm至3mm的范围内。
4.如权利要求1所述的铝母排单面气焊双面成型的方法，其中，所述熔池槽沿着其延伸方向的垂直方向的断面呈U形。
5.如权利要求1所述的铝母排单面气焊双面成型的方法，其中，在步骤2)与步骤3)之间还包括以下步骤：在所述待焊接的两块铝母排上分别设置隔热块，使得两块隔热块的相对的边缘分别与所述熔池槽的两个边缘齐平。
6.如权利要求1所述的铝母排单面气焊双面成型的方法，其中，在步骤3)中，所述区段的长度在3cm到5cm的范围内。
7.如权利要求1所述的铝母排单面气焊双面成型的方法，其中，在步骤3)中，所述区段的多层焊接包括打底焊和盖面焊。
8.如权利要求7所述的铝母排单面气焊双面成型的方法，其中，进行所述打底焊和盖面焊时，焊枪按画圆的方法移动或按画半圆的方法移动。
9.如权利要求7所述的铝母排单面气焊双面成型的方法，其中，在所述打底焊和所述盖面焊之间，还包括填充焊。
10.如权利要求1所述的铝母排单面气焊双面成型的方法，其中，在步骤3)和步骤4)的焊接过程中，使用焊枪对缝隙进行加热，如果将焊丝接触所述焊接面时焊丝熔化成球团状，则未达到起焊温度，如果将焊丝接触所述焊接面时焊丝熔化呈展开状，则达到起焊温度。
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