CN107790885A - 一种应用于换热器板片的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种换热器板片的焊接方法，具体步骤为，首先开启激光器，设定焊接功率；清理夹具表面，空载夹具开关2‑5次，将2张待焊接板片背靠背对齐，转动气缸控制开关到夹紧位置，锁紧夹具周边螺栓，板片之间无可见缝隙，启动焊接机器人，保护气气阀开启，延迟200ms激光发射，开始按预定轨迹焊接；每一分焊接程序结束，保护气阀延迟300ms关闭；完成一个焊接周期。本发明提供一种换热器板片的焊接方法，实现对特殊材料的焊接，如钛，奥氏体不锈钢254SMO等，有效降低特殊材料的物理变化，大大提高工作效率。

Description

一种应用于换热器板片的焊接方法
技术领域
本发明涉及一种焊接方法，尤其涉及一种应用于换热器板片的焊接方法。
背景技术
换热器板片是板式换热器的重要组成部分，现有技术中的换热器板片在进行焊接的过程中，没有设置对应的气体保护装置，在焊接如钛，奥氏体不锈钢254SMO等特殊材料时，由于材质变化敏感度高，如果不对材料进行恒温保护，这些特殊材料容易在焊接的过程中发生形变等物理变化，严重影响了装置作业的长效性。
为此，我们提出一种应用于换热器板片的焊接方法来解决上述问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种应用于换热器板片的焊接方法，实现对特殊材料的焊接，如钛，奥氏体不锈钢254SMO等，有效降低特殊材料的物理变化，大大提高工作效率。
为了达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种应用于换热器板片的焊接方法，具体步骤如下所述：
1)首先开启激光器，根据焊接材料的种类和厚度设定焊接功率；
2)清理焊接上下压板表面，确保表面无颗粒物质；
3)空载上下压板开关2-5次，确保上下压板运行正常；
4)将2张待焊接板片背靠背对齐，按上下压板仿形面装夹和定位；
5)转动气缸控制开关到夹紧位置，上下压板动作，上下压板夹紧待焊工件，锁紧上下压板周边螺栓，板片之间无可见缝隙，用光照检查，无漏光；插尺检查，板间缝隙小于0.02mm(0.02mm插尺不能插入)；
6)启动焊接机器人，焊枪按焊接程序运动到起始位置，保护气气阀开启，延迟200ms激光发射，开始按预定轨迹焊接；每一分焊接程序结束，保护气阀延迟300ms关闭；完成一个焊接周期，机器人操控焊枪回到待命位置。焊接过程中实时监测焊接光焰变化。目测焊接过程，初步判定焊接质量，焊接过程中，光弧稳定，无停顿、无突变；
7)松开各辅助压紧螺栓，将气缸控制开关转到松开位置，气缸将上下压板上压板顶起，卸下焊接好的板片组；
8)目测焊缝，焊缝光滑连续均匀，深浅一致，无穿孔，无肌瘤；背面焊缝焊透，清晰可见，焊缝宽度不小于0.1mm；
9)目测上下压板焊缝下避空槽,发现有焊渣沉积，随时清理，一个焊接周期完成。
优选地，所述焊接环境为15-35℃。
优选地，所述步骤一换热器板片材质为不锈钢304或不锈钢316L时，焊接功率为2500W，焊接速度为1m/min。
优选地，所述步骤一换热器板片材质为不锈钢smo254时，焊接功率为2560W，焊接速度为1m/min。
优选地，所述步骤一换热器板片材质为钛时，焊接功率为2600W，焊接速度为1m/min。
优选地，所述步骤三空载上下压板开关3次，确保上下压板运行正常。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本技术采用大功率连续激光光束连续焊接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”(Key-hole)结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500℃左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料(而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部)。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。上述过程的所有这一切发生得如此快，使焊接速度很容易达到每分钟数米。
附图说明
图1为本发明提出的一种应用于换热器板片焊接的气体保护装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种应用于换热器板片焊接的气体保护装置的正面俯视图；
图3为本发明提出的一种应用于换热器板片焊接的气体保护装置中的下压板俯视图。
图中：1操作平台、2气缸、3下压板、4上压板、5后定位板、6侧定位板、7伺服电动推杆、8电磁阀、9固定座、10滑槽、11保护气管道、12工位槽。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
参照图1-3，一种应用于换热器板片焊接的气体保护装置，包括操作平台1，操作平台1的上侧设有下压板3和与其平行设置的上压板4，下压板3通过固定座9固定安装在操作平台1上，下压板3的四角处均设有通孔，通孔下方对应的操作平台1上设有四个气缸2，且四个气缸2的气缸柱均贯穿通孔并连接在上压板4的下端，下压板3上表面后侧设有后定位板5，下压板3上表面的左右两侧均设有侧定位板6，后定位板5垂直于侧定位板6设置，且后定位板5靠近侧定位板6一侧的侧壁上设有压力传感器，且压力传感器的输出端与控制器的输入端电连接，下压板3上表面的两侧对称设有两条滑槽10，侧定位板6通过滑块与滑槽10滑动连接，滑槽10的内部设有连接杆，连接杆的一端与滑块连接，且连接杆的另一端与伺服电动推杆7连接，伺服电动推杆7固定在下压板3的侧壁上，下压板3的内部设有保护气管道11，保护气管道11的进气端和出气端均贯穿下压板3并连接有电磁阀8，上压板4上设有用于焊接的工位槽12，保护气管道11围成的形状以及工位槽12的形状均与换热器板片的形状一致，且保护气管道11围成的面积略小于工位槽12的面积，气缸2、伺服电动推杆7和电磁阀8均与控制器电连接。
实施例1
本实施例提供一种不锈钢254SMO换热器板片的焊接方法，具体步骤如下所述：
1)首先开启激光器，设定焊接功率为2560W，焊接速度为1m/min；
2)清理焊接上压板4和下压板3表面，确保表面无颗粒物质；
3)空载上压板4和下压板3开关3次，确保上压板4和下压板3运行正常；
4)将2张待焊接板片背靠背对齐，按上压板4和下压板3仿形面装夹和定位；
5)转动气缸2控制开关到夹紧位置，上压板4和下压板3板动作，上压板4和下压板3板夹紧待焊工件，锁紧上压板4和下压板3板周边螺栓，板片之间无可见缝隙，用光照检查，无漏光；插尺检查，板间缝隙小于0.02mm；
6)启动焊接机器人，焊枪按焊接程序运动到起始位置，保护气气阀开启，延迟200ms激光发射，开始按预定轨迹焊接；每一分焊接程序结束，保护气阀延迟300ms关闭；完成一个焊接周期，机器人操控焊枪回到待命位置。焊接过程中实时监测焊接光焰变化。目测焊接过程，初步判定焊接质量，焊接过程中，光弧稳定，无停顿、无突变；
7)松开各辅助压紧螺栓，将气缸2控制开关转到松开位置，气缸将上压板4顶起，卸下焊接好的板片组；
8)目测焊缝，焊缝光滑连续均匀，深浅一致，无穿孔，无肌瘤；背面焊缝焊透，清晰可见，焊缝宽度不小于0.1mm；
9)目测上压板4和下压板3焊缝下避空槽,发现有焊渣沉积，随时清理，一个焊接周期完成。
实施例2
本实施例提供一种材质为钛的换热器板片的焊接方法，具体步骤如下所述：
1)首先开启激光器，设定焊接功率为2600W，焊接速度为1m/min；
2)清理焊接上压板4和下压板3板表面，确保表面无颗粒物质；
3)空载上压板4和下压板3开关3次，确保上压板4和下压板3运行正常；
4)将2张待焊接板片背靠背对齐，按上压板4和下压板3仿形面装夹和定位；
5)转动气缸控制开关到夹紧位置，上压板4和下压板3动作，上压板4和下压板3夹紧待焊工件，锁紧上压板4和下压板3周边螺栓，板片之间无可见缝隙，用光照检查，无漏光；插尺检查，板间缝隙小于0.02mm；
6)启动焊接机器人，焊枪按焊接程序运动到起始位置，保护气气阀开启，延迟200ms激光发射，开始按预定轨迹焊接；每一分焊接程序结束，保护气阀延迟300ms关闭；完成一个焊接周期，机器人操控焊枪回到待命位置。焊接过程中实时监测焊接光焰变化。目测焊接过程，初步判定焊接质量，焊接过程中，光弧稳定，无停顿、无突变；
7)松开各辅助压紧螺栓，将气缸控制开关转到松开位置，气缸将上压板3顶起，卸下焊接好的板片组；
8)目测焊缝，焊缝光滑连续均匀，深浅一致，无穿孔，无肌瘤；背面焊缝焊透，清晰可见，焊缝宽度不小于0.1mm；
9)目测上压板4和下压板3焊缝下避空槽,发现有焊渣沉积，随时清理，一个焊接周期完成。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种应用于换热器板片的焊接方法，其特征在于，具体步骤如下所述：
1)首先开启激光器，根据焊接材料的种类和厚度设定焊接功率；
2)清理焊接上下压板表面，确保压板表面无颗粒物质；
3)空载上下压板开关2-5次，确保压板运行正常；
4)将2张待焊接板片背靠背对齐，按上下压板仿形面装夹和定位；
5)转动气缸控制开关到夹紧位置，上下压板动作，所述上下压板夹紧待焊工件，锁紧上下压板周边螺栓，板片之间无可见缝隙，用光照检查，无漏光；插尺检查，板间缝隙小于0.02mm；
6)启动焊接机器人，焊枪按焊接程序运动到起始位置，保护气气阀开启，延迟200ms激光发射，开始按预定轨迹焊接；每一分焊接程序结束，保护气阀延迟300ms关闭；完成一个焊接周期，机器人操控焊枪回到待命位置。焊接过程中实时监测焊接光焰变化。目测焊接过程，初步判定焊接质量，焊接过程中，光弧稳定，无停顿、无突变；
7)松开各辅助压紧螺栓，将气缸控制开关转到松开位置，气缸将上压板顶起，卸下焊接好的板片组；
8)目测焊缝，焊缝光滑连续均匀，深浅一致，无穿孔，无肌瘤；背面焊缝焊透，清晰可见，焊缝宽度不小于0.1mm；
9)目测上下压板焊缝下避空槽,发现有焊渣沉积，随时清理，一个焊接周期完成。
2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接环境为15-35℃。
3.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤一换热器板片材质为不锈钢304或不锈钢316L时，焊接功率为2500W，焊接速度为1m/min。
4.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤一换热器板片材质为不锈钢smo254时，焊接功率为2560W，焊接速度为1m/min。
5.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤一换热器板片材质为钛时，焊接功率为2600W，焊接速度为1m/min。
6.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤三空载上下压板开关3次，确保上下压板运行正常。
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