CN109648205B - 一种中高温太阳能集热管总成装配焊接方法以及工装系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种中高温太阳能集热管总成装配焊接方法，包括如下步骤：可伐上料步骤，金属内管、右侧波纹管装配步骤，玻璃外管装配步骤，左侧波纹管装配步骤，完成装配步骤，波纹管‑可伐合金环焊接步骤，点焊步骤，金属内管‑波纹管焊接步骤，冷却步骤。本发明提供了一种快速装配集热管的方法，简化了流程，减少了出错的几率；波纹管‑可伐合金环激光环缝焊接工艺以及金属内管‑波纹管氩弧焊环缝焊接工艺，提高了焊接效率，提高了产品的品质。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能集热管制造技术领域，尤其涉及一种中高温太阳能集热管总成装配焊接方法以及工装系统。
背景技术
如图1-2所示，中高温太阳能集热管包括玻璃外管1、同轴设置在玻璃外管内的金属内管2、以及具有膨胀补偿作用的波纹管3，波纹管3的外侧设置有第一连接法兰4，第一连接法兰4与金属内管2进行焊接连接，完成波纹管3与金属内管2的连接，波纹管3的内侧与可伐合金环5上的第二连接法兰6进行焊接，可伐合金环5与玻璃外管进行封接。
在现有技术中，对于上述结构的装配采用对称式、多步骤的组装方法，过程较为复杂，质量较难把控，而且对于涉及到的两个焊接的部位，即第一连接法兰4与金属内管2进行焊接连接、波纹管3的内侧与可伐合金环5上的第二连接法兰6进行焊接，现有的焊接方式均存在一定的缺陷，如在公开号为“CN100513926”的发明专利说明书中公开了名为“一种高温太阳能集热管的制造工艺”的技术方案，其中提到对于上述结构的焊接采用钎焊焊接，钎焊焊接所用的设备制备成本高、接头强度低较低，所以亟需研发一种装配工序较少、且焊接可靠、快速的太阳能集热管生产工艺。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，提供一种中高温太阳能集热管总成装配焊接方法以及工装系统，从而有效解决现有技术中存在的不足之处。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种中高温太阳能集热管总成装配焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
可伐上料步骤：将可伐合金环封接至玻璃外管的两端；
金属内管、右侧波纹管装配步骤：将一个波纹管套装在金属内管的右侧，然后将金属内管的右端固定在右工装卡具上；
玻璃外管装配步骤：将两端封接有可伐合金环的玻璃外管由左至右的套装在金属内管上，并且将玻璃外管向右滑动，直到可伐合金环的右侧与波纹管的左侧接触并且波纹管的右侧与右工装卡具接触；
左侧波纹管装配步骤：再取一个波纹管由左至右套装在金属内管的左侧，向右推动波纹管，直到波纹管的右侧与可伐合金环的左侧接触；
完成装配步骤：将金属内管的左端固定在左工装卡具上，在左、右工装卡具的作用下，金属内管上的各个部件的轴向位置被固定；
波纹管-可伐合金环焊接步骤：将激光焊焊枪对准可伐合金环与波纹管的连接处，设定激光焊工艺参数，进行环缝焊接；
点焊步骤：利用点焊枪对准金属内管与波纹管的连接处，进行点焊，固定相对位置；
金属内管-波纹管焊接步骤：将氩弧焊焊枪对准波纹管与金属内管的连接处，设置焊接参数，进行环缝焊接；
冷却步骤：将焊接完成的集热管卸下，转移至存放区域，进行空冷处理。
进一步，在波纹管-可伐合金环焊接步骤中，激光焊所采用的工艺参数为：功率密度为105~106W/cm2 ，脉冲宽度为(5~8)×10-3s，离焦量为100~150mm，焊接速度为1.2mm/s，保护气体为氩气。
进一步，在金属内管-波纹管焊接步骤中，焊丝直径为2.0mm，钨极直径为3.0mm，焊接电流为100~150A，喷嘴直径为8mm，焊缝余高为1~2mm，焊缝宽度为5~7mm。
进一步，在所述波纹管-可伐合金环焊接步骤与金属内管-波纹管焊接步骤中，激光焊焊枪与氩弧焊焊枪的位置均为固定，装配好的集热管在左工装卡具与右工装卡具的带动下进行圆周运动，进行实现环缝焊接。
一种上述中高温太阳能集热管总成装配焊接方法的工装系统，包括所述左工装卡具以及右工装卡具；
所述左工装卡具上设置有与所述金属内管的内径相适配的左插接固定柱以及用于挤压波纹管上的第一连接法兰的左挤压快，所述左工装卡具转动设置在左移动架上，左移动架可水平移动的设置在底座上；
所述右工装卡具上设置有与所述金属内管的内径相适配的右插接固定柱以及用于挤压波纹管上的第一连接法兰的右挤压块，所述右工装卡具转动设置在右固定架上，有固定架固定设置在底座上。
进一步，所述右固定架上设置有用于驱动所述右工装卡具转动的驱动电机，左工装卡具进行从动转动。
进一步，所述左挤压块与右挤压块均采用耐高温橡胶制成。
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：
本发明提供了一种快速装配集热管的方法，简化了流程，减少了出错的几率；
本发明提供了波纹管-可伐合金环激光环缝焊接工艺以及金属内管-波纹管氩弧焊环缝焊接工艺，提高了焊接效率，提高了产品的品质；
本发明提供了一种集热管专用的装配、焊接工装系统，减小了人的工作量，提高了工作效率。
附图说明
图1为现有技术中中高温太阳能集热管的结构示意图；
图2为图1的分解图；
图3为本发明实施例装配过程示意图一；
图4为本发明实施例装配过程示意图二；
图5为本发明实施例装配过程示意图三；
图6为本发明实施例装配过程示意图四；
图7为本发明实施例装配过程示意图五；
图8为本发明实施例工装系统结构示意图；
图9为图8中A处的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种中高温太阳能集热管总成装配焊接方法，包括如下步骤：
可伐上料步骤：将可伐合金环5封接至玻璃外管1的两端，该封接技术为市面上普遍使用的技术；
金属内管、右侧波纹管装配步骤：如图3所示，将一个波纹管3套装在金属内管2的右侧，然后将金属内管2的右端固定在右工装卡具7上，如图4中的状态；
玻璃外管装配步骤：如图5所示，将两端封接有可伐合金环5的玻璃外管1由左至右的套装在金属内管2上，并且将玻璃外管1向右滑动，直到可伐合金环5的右侧与波纹管3的左侧接触并且波纹管3的右侧与右工装卡具7接触；
左侧波纹管装配步骤：如图6所示，再取一个波纹管3由左至右套装在金属内管2的左侧，向右推动波纹管3，直到波纹管3的右侧与可伐合金环5的左侧接触；
完成装配步骤：如图7所示，将金属内管2的左端固定在左工装卡具8上，在左、右工装卡具的作用下，金属内管2上的各个部件的轴向位置被固定；
波纹管-可伐合金环焊接步骤：将激光焊焊枪对准可伐合金环5与波纹管3的连接处，即可伐合金环5上的第二连接法兰6与波纹管3的连接处，即图9中的a处，设定激光焊工艺参数，进行环缝焊接；
点焊步骤：利用点焊枪对准金属内管2与波纹管3的连接处，即金属内管2与波纹管3的第一连接法兰4的连接处，进行点焊，固定相对位置；
金属内管-波纹管焊接步骤：将氩弧焊焊枪对准波纹管3与金属内管2的连接处，即金属内管2与波纹管3的第一连接法兰4的连接处，即图9中的b处,设置焊接参数，进行环缝焊接；
冷却步骤：将焊接完成的集热管卸下，转移至存放区域，进行空冷处理。
在波纹管-可伐合金环焊接步骤中，激光焊所采用的工艺参数为：功率密度为105~106W/cm2 ，脉冲宽度为(5~8)×10-3s，离焦量为100~150mm，焊接速度为1.2mm/s，保护气体为氩气。
在金属内管-波纹管焊接步骤中，焊丝直径为2.0mm，钨极直径为3.0mm，焊接电流为100~150A，喷嘴直径为8mm，焊缝余高为1~2mm，焊缝宽度为5~7mm。
在波纹管-可伐合金环焊接步骤与金属内管-波纹管焊接步骤中，激光焊焊枪与氩弧焊焊枪的位置均为固定，装配好的集热管在左工装卡具8与右工装卡具7的带动下进行圆周运动，进行实现环缝焊接。
如图8-9所示，一种上述中高温太阳能集热管总成装配焊接方法的工装系统，包括左工装卡具8以及右工装卡具7；
左工装卡具8上设置有与金属内管2的内径相适配的左插接固定柱8a以及用于挤压波纹管3上的第一连接法兰4的左挤压快8b，左工装卡具8转动设置在左移动架9上，左移动架9可水平移动的设置在底座10上；
右工装卡具7上设置有与金属内管2的内径相适配的右插接固定柱7a以及用于挤压波纹管3上的第一连接法兰4的右挤压块7b，右工装卡具7转动设置在右固定架11上，有固定架11固定设置在底座10上。
右固定架11上设置有用于驱动右工装卡具7转动的驱动电机12，左工装卡具8进行从动转动。
左挤压块8b与右挤压块7b均采用耐高温橡胶制成，保证不会损坏零件，且能够起到很好的抵紧作用，保证各个部件之间紧密贴合，便于进行焊接，避免出现焊接缺陷，在利用本装置实现上述焊接的时候，在点焊步骤以及点焊步骤之前的步骤，利用左挤压块8b与右挤压块7b进行抵紧限位，当进行金属内管-波纹管焊接步骤的时候，由于金属内管2与第一连接法兰4已经通过点焊的方式进行固定，所以为了避免左挤压块8b与右挤压块7b对焊接造成影响，需要进行拆除。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (4)
1.一种中高温太阳能集热管总成装配焊接方法，其特征在于，用于中高温太阳能集热管总成装配焊接方法的工装系统，包括左工装卡具以及右工装卡具；所述左工装卡具上设置有与金属内管的内径相适配的左插接固定柱以及用于挤压波纹管上的第一连接法兰的左挤压块，所述左工装卡具转动设置在左移动架上，左移动架可水平移动的设置在底座上；所述右工装卡具上设置有与金属内管的内径相适配的右插接固定柱以及用于挤压波纹管上的第一连接法兰的右挤压块，所述右工装卡具转动设置在右固定架上，右固定架固定设置在底座上；
所述中高温太阳能集热管总成装配焊接方法包括如下步骤：
可伐上料步骤：将可伐合金环封接至玻璃外管的两端；
金属内管、右侧波纹管装配步骤：将一个波纹管套装在金属内管的右侧，然后将金属内管的右端固定在右工装卡具上；
玻璃外管装配步骤：将两端封接有可伐合金环的玻璃外管由左至右的套装在金属内管上，并且将玻璃外管向右滑动，直到可伐合金环的右侧与波纹管的左侧接触并且波纹管的右侧与右工装卡具接触；
左侧波纹管装配步骤：再取一个波纹管由左至右套装在金属内管的左侧，向右推动波纹管，直到波纹管的右侧与可伐合金环的左侧接触；
完成装配步骤：将金属内管的左端固定在左工装卡具上，在左、右工装卡具的作用下，金属内管上的各个部件的轴向位置被固定；
波纹管-可伐合金环焊接步骤：将激光焊焊枪对准可伐合金环与波纹管的连接处，设定激光焊工艺参数，进行环缝焊接；
点焊步骤：利用点焊枪对准金属内管与波纹管的连接处，进行点焊，固定相对位置；
金属内管-波纹管焊接步骤：将氩弧焊焊枪对准波纹管与金属内管的连接处，设置焊接参数，进行环缝焊接；
冷却步骤：将焊接完成的集热管卸下，转移至存放区域，进行空冷处理；
在波纹管-可伐合金环焊接步骤中，激光焊所采用的工艺参数为：功率密度为105~106W/cm2 ，脉冲宽度为(5~8)×10-3s，离焦量为100~150mm，焊接速度为1.2mm/s，保护气体为氩气；
在金属内管-波纹管焊接步骤中，焊丝直径为2.0mm，钨极直径为3.0mm，焊接电流为100~150A，喷嘴直径为8mm，焊缝余高为1~2mm，焊缝宽度为5~7mm。
2.根据权利要求1所述的一种中高温太阳能集热管总成装配焊接方法，其特征在于，在所述波纹管-可伐合金环焊接步骤与金属内管-波纹管焊接步骤中，激光焊焊枪与氩弧焊焊枪的位置均为固定，装配好的集热管在左工装卡具与右工装卡具的带动下进行圆周运动，进行实现环缝焊接。
3.根据权利要求1所述的一种中高温太阳能集热管总成装配焊接方法，其特征在于，所述右固定架上设置有用于驱动所述右工装卡具转动的驱动电机，左工装卡具进行从动转动。
4.根据权利要求1所述的一种中高温太阳能集热管总成装配焊接方法，其特征在于，所述左挤压块与右挤压块均采用耐高温橡胶制成。
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