CN105339130A - 焊接前用粒状耐火材料填充容器内部而制造金属容器的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种制造容器的方法，所述方法包括将金属板(12、14)定位在彼此之上以限定内部空间，以及焊接位于金属板(12、14)之间的接缝以形成液密的容器。在本发明中，在焊接接缝之前，用粒状耐火材料(30)填充所述内部空间，以阻止任何焊接飞溅附着至容器内部和/或阻止在接缝处产生毛刺。

Description

焊接前用粒状耐火材料填充容器内部而制造金属容器的方法
技术领域
本发明涉及一种制造金属容器的方法。
背景技术
已知通过将薄片状金属板定位在彼此之上以及对焊位于金属板之间的接缝而利用薄片状金属板制造金属容器，例如油箱。板可以以任何合适的方式(例如通过夹钳、夹具或定位焊)而暂时地定位在彼此之上。作为另一可能形式，板可以是折叠坯料的一部分。
以上述方式制造容器存在的问题是：在容器的内部出现焊接飞溅和毛刺。对于一些应用而言，这种缺陷被认为是不可接受的。传统上，焊接缺陷可以在焊接完成之后通过人工打磨而去除，但是这一作业需要大量劳力，因此增大了制造成本。
过去已经提出了在容器的内部涂覆用于阻止焊接飞溅附着的介质。在专利JP2003290979中，这种阻止焊接飞溅附着的介质是通过将无机氧化物颗粒和结合剂混合至溶剂中而形成的。所述介质作为薄膜而施加至焊接区域以及焊接区域附近的部件。在涂覆薄膜的表面和焊接飞溅之间形成空气层，所述空气层阻止留存在焊接飞溅中的热量轻易地转移至涂覆薄膜和焊接部件，从而阻止了焊接飞溅的附着。
发明内容
根据本发明，提供了一种制造容器的方法，所述方法包括将金属板定位在彼此之上以限定内部空间，以及焊接位于金属板之间的接缝以形成液密的容器，其特征在于，在焊接接缝之前利用粒状耐火材料填充所述内部空间。
粒状耐火材料优选包括压碎后岩石的颗粒或碎屑。
颗粒可以是带角的或圆化的。
如果颗粒过于细小，则颗粒会从接缝中漏出或捕集在接缝中。另一方面，如果颗粒过大，则颗粒又无法阻止大的熔融金属毛刺形成在在接缝内部。在实践中，已经发现人们可以使用尺寸范围为0.5mm至6mm的颗粒，尺寸范围为3mm至4mm的颗粒表现尤佳。
形成颗粒的材料优选是大理石，因为已经发现大理石具有有益的物理和化学特性。特别地，大理石不与熔融金属发生化学反应，而且通常不受灰尘和潮气的影响。此外，大理石的比热和导热率影响了焊接完成之后的冷却速率，从而减少了完成焊接过程所需的时间。
在焊接过程中利用粒状材料填充容器内部的另一优点在于：其限制了可以与熔融金属发生反应的空气量，并且已经发现这有利于避免焊接部中的多孔性问题，而且减少了产生裂缝的风险。
虽然本发明的方法特别适于制造钢制箱(例如，油箱和液压箱)，但是所述方法也可应用于其它金属(例如铝)的焊接。
另外，对于其它大型焊接组件(例如，施工设备的铲斗柄或横梁的组件)，所述方法也特别适用。这些组件的内部形成了难以进行机械清理但是能够接受粒状耐火材料的内部空间。
本发明的方法不依赖应用于熔融金属的焊接技术，并且可适用于电弧焊(MIG焊或TIG焊)或氧乙炔焊。
相同的粒状耐火材料可在若干连续焊件中使用。当飞溅物的集聚过大时，可以非常容易地从粒状耐火材料上分离焊接飞溅，以进行再循环。
附图说明
参考附图、通过示例，现在将进一步描述本发明，其中：
图1是薄片状金属坯料的示意性局部透视图，所述薄片状金属坯料已经被切割和折叠以形成容器的在接缝处相交的两侧，
图2示出了在接缝已经被焊接之后图1中的容器的角部，
图3是穿过容器角部的示意性剖视图，其中容器通过本发明的方法而被焊接，以及
图4是示出了在根据本发明的一个实施例的制造方法中实施的各步骤的流程图。
具体实施方式
图1示出了薄片状金属坯料，所述金属坯料已经被切割和折叠，以形成基底10以及在接缝16处相交的两个直立壁12和14。在图2中示出了位于板12和14之间的间隙已经通过焊接部18而密封之后的容器的同一角部。
图2示出了一些可能存在的典型焊接缺陷。焊接部的金属可能突出进入容器内部，从而形成图2中以20指代的毛刺。并且，还可能存在焊接飞溅22，所述焊接飞溅附着于基底10或者附着于跨过接缝16的侧部12和14的区域。由于这种焊接缺陷在一些应用中是不可接受的，因此必须打磨去除所述缺陷。
为了避免需要对焊接缺陷进行这种修复，在本发明中，如图3所示，在焊接过程中，容器的内部填充有耐火材料颗粒30。颗粒阻止了毛刺的形成，并且还在焊接飞溅可沉降于任何容器内壁之前捕获任何焊接飞溅。
因此，如图4的流程图所示，在制造容器的第一步骤40中，将板相互抵接地定位以限定容器壁。板可以是由合适的夹具保持的单独板，或者如前所述，板可以是平坦金属坯料的被弯折的部分。
在步骤42中，板被牢固地相互固定，从而使得容器能够经受填充。所述步骤可以包括将板定位焊至彼此或将板夹至彼此。
夹持不必要焊接的额外部分可以使得内部更适于接收/去除粒状耐火材料30。
接下来，在步骤44中，容器整个被粒状耐火材料30填充，优选地，粒径为3mm至4mm的大理石碎屑(如图3所示)密集地渗透到角部处，以阻止在焊接接缝期间产生毛刺。
在步骤46中，利用电弧焊(MIG或TIG)或氧乙炔焊而焊接接缝16。容器内存在的大理石碎屑避免了如上参考图2所述的焊接缺陷，同时也致使在焊接完成之后板冷却得更快。
在一些情形中，在焊接过程中容器的再定向是可取的或甚至是必须的。在焊接部的整个长度上，大理石碎屑必须密集地渗透至接缝16中，以更好地限制毛刺20的产生以及降低孔隙率。
而且，容器的再定向可以避免需要闭合开口，以减少或避免大理石碎屑在焊接中泄漏。
另外，容器的再定向可以允许容器仅仅部分地由大理石碎屑填充，然而所有由大理石碎屑覆盖的接缝16都被焊接，由此避免焊接飞溅22、毛刺20以及多孔性问题。但是，部分填充容器会增加冷却时间。
在最后步骤48中，从容器中清空粒状材料以用于再循环，并且容器被清洗以从容器中去除任何粒状材料的痕迹。
已经发现本发明的方法产生了质量得以改善的焊接部，其中孔隙率更低、毛刺更少以及不存在焊接飞溅，从而避免了从容器内部去除缺陷的需要。除了可以产生高质量的容器之外，本发明还减少了制造时间，由此节省了成本。

Claims (11)

1.一种制造容器的方法，所述方法包括将金属板(10、12、14)定位在彼此之上以限定内部空间以及焊接位于金属板(10、12、14)之间的接缝(16)，其特征在于，在焊接接缝(16)之前，由粒状耐火材料(30)填充所述内部空间，以阻止任何焊接飞溅(22)附着至容器内部和/或阻止在接缝(16)处产生毛刺(20)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，粒状耐火材料(30)包括压碎后岩石的颗粒。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述颗粒被圆化。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述颗粒是带角的。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，颗粒的直径范围为3mm至4mm。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，粒状耐火材料(30)是大理石。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，形成金属板的金属是钢。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，接缝(16)的焊接采用电弧焊执行。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其中，接缝(16)的焊接采用氧乙炔焊执行。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，金属板(10、12、14)形成液密的容器。
11.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，在焊接过程中，容器被再定向，从而使得粒状耐火材料(30)接触接缝(16)。
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