CN105618913A - 一种鳍片管等离子拼排焊接装置及工艺方法 - Google Patents

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曲生志
崔江涛
李忠杰
陈亮
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Abstract

本发明公开一种鳍片管等离子拼排焊接装置及工艺方法。所述拼焊装置包括机械系统、电控系统及焊接系统，所述机械系统包括传动系统、气动系统及机架，机架上设有管子定位系统、鳍片定位机构、焊枪架，焊枪架上设有焊枪。工艺方法为：对鳍片管管排进行点固，用手工焊将鳍片管的管子和扁钢点鳍片与鳍片之间的焊缝点焊后送进主机；鳍片管管排就位，由管子定位系统及鳍片定位机构对管子压紧，送至焊接部位；调整焊枪的位置；焊接启动，直至完成焊接。对于鳍片管拼排，特别是镍基等高等级材料，采用本发明提供的等离子拼排焊接工艺方法，实现鳍片管拼排的自动焊接，降低劳动强度，焊缝成形美观，可实现单面焊双面成形，大幅度提高劳动生产率和焊接质量。

Description

一种鳍片管等离子拼排焊接装置及工艺方法
技术领域
本发明涉及一种鳍片管等离子拼排焊接装置及工艺方法，属于IGCC气化炉技术领域。
背景技术
目前国内的鳍片管拼排焊缝几乎全部采用手工焊，不仅耗时长、工作效率低，而且产品质量也无法保证。而对于镍基鳍片管拼排焊缝采用手工焊更加困难，其焊接变形更大，焊缝质量更加难以保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现鳍片管自动拼排焊的焊接工艺，降低劳动强度，大幅度提高劳动生产率和焊接质量的焊接装置。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是提供了一种鳍片管等离子拼排焊接装置，其特征在于，包括机械系统、电控系统及焊接系统，所述机械系统包括传动系统、气动系统及机架，机架上设有管子定位系统、鳍片定位机构、焊枪架，焊枪架上设有焊枪。
优选地，所述管子定位系统采用槽轮定位送进方式，相邻槽轮的中心距与管屏的节距相配合，槽轮的凹槽形状与管子的外缘相配合。
优选地，所述鳍片定位机构上设有两组用于定位鳍片、使其保持水平的导向轮。
优选地，所述焊枪架上设有用于调整其水平位置的水平电机、用于调整其上下位置的垂直升降电机，以及用于调整其前后位置的手轮，手轮上设有锁紧螺钉。
本发明还提供了一种鳍片管等离子拼排焊接的工艺方法，其特征在于，采用上述鳍片管等离子拼排焊接装置，具体步骤如下：
步骤1)：根据所需焊接的鳍片管的规格更换槽轮和垫圈，根据焊接工件尺寸粗调鳍片定位轮和焊枪位置。
步骤2)：对鳍片管管排进行点固，经过处理合格的鳍片管放置在前辊道上，经驱动送到点焊装置位置，用手工焊将鳍片与鳍片之间的焊缝点焊后送进主机；
步骤3)：鳍片管管排就位，由气动系统带动管子定位系统及鳍片定位机构对鳍片管管子压紧，由传动系统送至焊接部位；
步骤4)：打开电源；
步骤5)：调整焊枪的位置，使焊枪中心与鳍片管管排焊缝中心重合；调整焊枪高度，距待焊工件表面2～8mm；
步骤6)：选择合适的焊枪，并根据材料种类调节焊接电流和电压；
步骤7)：焊接启动，根据焊接情况精确调整每把焊枪的电流、电压和焊接焊接速度等，直至完成焊接。
优选地，所述步骤2)中的焊接的参数为：焊接基值电流100±50A；焊接峰值电流250±50A；等离子气为氩气或氩气与氢气的混合物，其流量为1-15L/min；离子保护气为氩气，其流量为20±20L/min；拖罩保护气为氩气，其流量为20±20L/min；背保护气为氩气，其流量为30±20L/min；焊接速度200±100mm/min。
优选地，所述等离子气为氩气与氢气的混合物时，氢气的质量百分比为氩气质量的5％。
优选地，所述鳍片管的管子外径为30～80mm，鳍片宽度为6～20mm，鳍片厚度为4～10mm；鳍片管的材质为碳钢、合金钢、镍基合金或不锈钢。
对于鳍片管拼排，特别是镍基等高等级材料，采用本发明提供的等离子拼排焊接工艺方法，实现鳍片管拼排的自动焊接，降低劳动强度，焊缝成形美观，可实现单面焊双面成形，大幅度提高劳动生产率和焊接质量。
附图说明
图1为本发明提供的一种鳍片管等离子拼排焊接装置的结构示意图；
图2为管子定位系统的结构示意图；
图3为鳍片定位机构的结构示意图；
图4为焊枪架的主视图；
图5为图4的侧视图；
图6为实施例1中所焊鳍片管的结构示意图；
图7为实施例2中所焊鳍片管的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1
如图1-5所示，为本实施例提供的一种鳍片管等离子拼排焊接装置，包括机械系统、电控系统及焊接系统，所述机械系统包括传动系统、气动系统及机架5，机架5上设有管子定位系统1、鳍片定位机构2、焊枪架3，焊枪架3上设有焊枪6。
所述管子定位系统1采用槽轮定位送进方式，相邻槽轮7的中心距与管屏的节距相配合，槽轮7的凹槽形状与管子的外缘相配合。所述鳍片定位机构2上设有两组用于定位鳍片、使其保持水平的导向轮8。所述焊枪架上设有用于调整其水平位置的水平电机9、用于调整其上下位置的垂直升降电机10，以及用于调整其前后位置的手轮11，手轮11上设有锁紧螺钉12。
鳍片管材料为镍基材料UNSNO8800LC，管子规格为Φ48.3×8mm，节距60mm，鳍片厚度8mm，如图5所示。采用等离子拼排的焊接方式进行鳍片与鳍片的焊接。不开坡口，单面焊双面成形。其步骤为：
步骤1：根据所需焊接的鳍片管规格更换槽轮和垫圈，根据焊接工件尺寸粗调鳍片定位轮和焊枪位置；
步骤2：对鳍片管管排进行点固，经过处理合格的鳍片管放置在前辊道上，经驱动送到点焊装置位置，用手工焊将鳍片与鳍片之间的焊缝点焊后送进主机；
步骤3：管排就位。由气动系统带动管子定位系统及鳍片定位机构对管子压紧，由传动系统送至焊接部位；
步骤4：打开焊接电源；
步骤5：调整焊枪的位置，使焊枪中心与管排焊缝中心重合。调整焊枪高度，距待焊工件表面为4～5mm；
步骤6：选择使用的焊枪并根据材料种类调节焊接电流和电压。采用等离子焊枪进行焊接，实现单面焊双面成型；
具体参数为：
焊接基值电流105A；焊接峰值电流265A；等离子气种类及流量：Ar+5％H2(以Ar为基准的质量百分比)，5L/min；离子保护气种类及流量：Ar，20L/min；拖罩保护气种类及流量：Ar，25L/min；背保护气种类及流量：Ar，25L/min；焊接速度160～170mm/min。
步骤7：焊接启动。根据焊接情况精确调整每把焊枪的电流、电压和焊接焊接速度等。直至完成焊接。焊接时如图6所示。
实施例2
采用与实施例1相同的鳍片管等离子拼排焊接装置。
Ω型鳍片管材料为合金钢13CrMo4-5，管子规格为Φ38×7.1mm，节距50mm，鳍片厚度6mm。如图6所示。采用等离子拼排的焊接方式进行鳍片与鳍片的焊接。不开坡口，单面焊双面成形。其步骤为：
步骤1：根据所需焊接的鳍片管规格更换槽轮和垫圈，根据焊接工件尺寸粗调鳍片定位轮和焊枪位置；
步骤2：对鳍片管管排进行点固，经过处理合格的鳍片管放置在前辊道上，经驱动送到点焊装置位置，用手工焊将鳍片与鳍片之间的焊缝点焊后送进主机；
步骤3：管排就位。由气动系统带动管子定位系统及鳍片定位机构对管子压紧，由传动系统送至焊接部位；
步骤4：打开焊接电源；
步骤5：调整焊枪的位置，使焊枪中心与管排焊缝中心重合。调整焊枪高度，距待焊工件表面为4～6mm；
步骤6：选择使用的焊枪并根据材料种类调节焊接电流和电压。采用等离子焊枪进行焊接，实现单面焊双面成型；
具体参数为：
焊接基值电流90A；焊接峰值电流245A；等离子气种类及流量：Ar+5％H2(以Ar为基准的质量百分比)，5L/min；离子保护气种类及流量：Ar，20L/min拖罩保护气种类及流量：Ar，20L/min背保护气种类及流量：Ar，25L/min；焊接速度180～190mm/min。
步骤7：焊接启动。根据焊接情况精确调整每把焊枪的电流、电压和焊接焊接速度等。直至完成焊接。焊接时如图7所示。

Claims (8)

1.一种鳍片管等离子拼排焊接装置，其特征在于，包括机械系统、电控系统及焊接系统，所述机械系统包括传动系统、气动系统及机架(5)，机架(5)上设有管子定位系统(1)、鳍片定位机构(2)、焊枪架(3)，焊枪架(3)上设有焊枪(6)。
2.如权利要求1所述的鳍片管等离子拼排焊接装置，其特征在于，所述管子定位系统(1)采用槽轮定位送进方式，相邻槽轮(7)的中心距与管屏的节距相配合，槽轮(7)的凹槽形状与管子的外缘相配合。
3.如权利要求1所述的鳍片管等离子拼排焊接装置，其特征在于，所述鳍片定位机构(2)上设有两组用于定位鳍片、使其保持水平的导向轮(8)。
4.如权利要求1所述的鳍片管等离子拼排焊接装置，其特征在于，所述焊枪架上设有用于调整其水平位置的水平电机(9)、用于调整其上下位置的垂直升降电机(10)，以及用于调整其前后位置的手轮(11)，手轮(11)上设有锁紧螺钉(12)。
5.一种鳍片管等离子拼排焊接的工艺方法，其特征在于，采用权利要求1-4任意一项所述的鳍片管等离子拼排焊接装置，具体步骤如下：
步骤1)：根据所需焊接的鳍片管(4)的规格更换槽轮(7)和垫圈，根据焊接工件尺寸粗调鳍片定位轮和焊枪位置。
步骤2)：对鳍片管(4)管排进行点固，经过处理合格的鳍片管(4)放置在前辊道上，经驱动送到点焊装置位置，用手工焊将鳍片与鳍片之间的焊缝点焊后送进主机；
步骤3)：鳍片管(4)管排就位，由气动系统带动管子定位系统(1)及鳍片定位机构(2)对鳍片管(4)管子压紧，由传动系统送至焊接部位；
步骤4)：打开电源；
步骤5)：调整焊枪(6)的位置，使焊枪(6)中心与鳍片管(4)管排焊缝中心重合；调整焊枪(6)高度，距待焊工件表面2～8mm；
步骤6)：选择合适的焊枪(6)，并根据材料种类调节焊接电流和电压；
步骤7)：焊接启动，根据焊接情况精确调整每把焊枪的电流、电压和焊接焊接速度等，直至完成焊接。
6.如权利要求5所述的鳍片管等离子拼排焊接的工艺方法，其特征在于，所述步骤2)中的焊接的参数为：焊接基值电流100±50A；焊接峰值电流250±50A；等离子气为氩气或氩气与氢气的混合物，其流量为1-15L/min；离子保护气为氩气，其流量为20±20L/min；拖罩保护气为氩气，其流量为20±20L/min；背保护气为氩气，其流量为30±20L/min；焊接速度200±100mm/min。
7.如权利要求6所述的鳍片管等离子拼排焊接的工艺方法，其特征在于，所述等离子气为氩气与氢气的混合物时，氢气的质量百分比为氩气质量的5％。
8.如权利要求5-7任意一项所述的鳍片管等离子拼排焊接的工艺方法，其特征在于，所述鳍片管(4)的管子外径为30～80mm，鳍片宽度为6～20mm，鳍片厚度为4～10mm；鳍片管(4)的材质为碳钢、合金钢、镍基合金或不锈钢。
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