CN109676294A - 一种堆焊试板的冷却装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种堆焊试板的冷却装置，包括外壳部分即外壳、进水部分即进水管I与进水管II、出水部分即出水管I与出水管II、接地线、工装部分即螺纹钉与螺帽；外壳一侧侧部与进水管I、进水管II连接并在另一侧侧部与出水管I、出水管II连接，外壳内部在进水管I、进水管II的出水端设有导水板且导水板设有12°～16°的倒角，外壳底部设有若干个螺纹钉并在螺纹钉上方设有螺帽。同时，本发明公开了该堆焊试板装置的使用方法。本发明提供一种能够有效的控制层间温度、道间温度及焊接变形的堆焊试板的冷却装置。
Description
技术领域
本发明涉及堆焊加工领域，尤其涉及一种堆焊试板的冷却装置及其使用方法。
背景技术
目前很多石油行业及化工行业产品在堆焊加工前都需要做焊接工艺评定来验证工艺的可行性，评定一般以试板为主，评定方式主要是异种材料堆焊。由于试板本身具有尺寸小、厚度薄和要求性能高的特点。在堆焊过程中，针对试板堆焊容易导致以下问题：
1、温度高，道间温度高会使堆焊材料的性能下降，如耐腐蚀材料的耐腐蚀性下降，耐磨材料的耐磨性下降等。道间温度还会使母材使用性能下降，如导致热影响区硬度低，抗裂性差，韧性低，塑形差等。
2、焊接变形，因为堆焊是一个持续焊接的过程，在堆焊时道与道间一般不会设有停留时间，所以在持续焊接过程中，母材持续受热会致其产生很大的变形。若不连续焊接的话会在层间设有等待冷却的停留时间，待温度合适后再焊接情况下，不均匀的反复加温冷却也会造成较大的变形。
3、焊接效率低成本高，在焊接试板过程中，焊接因素较多，但大部分的因素都是焊接热量所致，因此在堆焊试板过程中要不断的控制温度，如层间温度，道间温度等，在此过程中会占用大部分时间去冷却工件，占用人员设备成本较高。
4、异种材料焊接成型难控制，在焊接锡基材料时，由于锡熔点只有231℃(铁的熔点1538℃)，在堆焊时温度过高造成锡基合金在堆焊时其在试板上的状态就像水一样流淌掉，特别是在堆焊试板边缘及包边处。
5、矫正难，试焊板焊后大部分堆焊材料时需要做焊后热处理，对于已变形的材料而言，焊后热处理难以矫正变形。由于堆焊的都是异种材料，两者之间的膨胀收缩，塑形及韧性都不同，强制矫正会导致堆焊材料的性能下降，如耐磨材料，在常温下的塑形韧性就很差，在强势塑变的情况下会致其开裂影响性能。堆焊的试板同样也不适用水火矫正，因水火矫正通过后期的加温再强制冷却的特点，会导致堆焊材料和母材使用性能下降，降低了焊评的通过率。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种能够有效的控制层间温度、道间温度及焊接变形的堆焊试板的冷却装置及其使用方法。
技术方案：本发明的一种堆焊试板的冷却装置，其特征在于：该装置包括外壳部分即外壳、进水部分即进水管I与进水管II、出水部分即出水管I与出水管II、接地线、工装部分即螺纹钉与螺帽；所述外壳一侧侧部与进水管I、进水管II连接并在另一侧侧部与出水管I、出水管II连接，外壳内部在进水管I、进水管II的出水端设有导水板且导水板设有12°～16°的倒角，外壳底部设有若干个螺纹钉并在螺纹钉上方设有螺帽。
其中，所述的进水部分即进水管I与进水管II与外部制冷水箱的出水端连接。
其中，所述的出水部分即出水管I与出水管II的口径与进水部分即进水管I与进水管II的口径相同。
其中，所述的出水部分即出水管I与出水管II与外部制冷水箱的进水端连接。
其中，所述的工装部分包括42根螺纹钉且螺纹钉按照6排7列的排列方式设置在外壳底部。
一种堆焊试板的冷却装置的使用方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)将堆焊试板放置在该冷却装置的螺纹钉上方，并通过螺帽进行堆焊试板平整度的调节；
(2)将焊接装置的接地线与该冷却装置的接地线连接；
(3)将进水部分即进水管I与进水管II与外部制冷水箱的出水端连接，并通过卡箍进行密封固定；
(4)将出水部分即出水管I与出水管II与外部制冷水箱的进水端连接，并通过卡箍进行密封固定，该冷却装置与外部制冷水箱形成回路；
(5)通过调节外部制冷水箱的水流量，将水位保持在堆焊试板上方5mm～10mm处；
(6)通过调节外部制冷水箱的水压，保持经导水板后水流的稳定性；
(7)通过调节外部制冷水箱的水温，保持水体温度在22℃～28℃；
(8)通过该冷却装置对堆焊试板进行冷却。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明能够有效的控制层间温度、道间温度及焊接变形，具有普遍适用性，且操作简单，使用可靠，提高焊接效率与焊接品质，具有可循环使用的特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的A面的侧视结构示意图；
图3为本发明的B面的侧视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的描述。
实施例：
本实施例的一种堆焊试板的冷却装置，包括外壳部分即外壳1、进水部分即进水管I6与进水管II7、出水部分即出水管I4与出水管II5、接地线3、工装部分即螺纹钉8与螺帽9；外壳1采用400*400*2mm的不锈钢底板，四周使用400*100*2mm的不锈钢板与底板焊接固定，整体呈四方形抽屉式形状；外壳1一侧侧部与进水管I6、进水管II7连接并在另一侧侧部与出水管I4、出水管II5连接；外壳1内部在进水管I6、进水管II7的出水端设有导水板2且导水板2设有12°～16°的倒角，优选15°，起到在水流量较大的情况下，由于导水板2的作用，装置内的水的平面不会高地起伏影响焊接；外壳1底部设有6排7列的42个尺寸M10*50的螺纹钉8并在螺纹钉8上方设有尺寸M10*40的螺帽9，螺帽9起到高度调节及接触工件的作用，42个螺纹钉8在底板面上平均分布，用来接触试板导电；进水部分即进水管I6与进水管II7与外部制冷水箱的出水端连接；出水部分即出水管I4与出水管II5的口径与进水部分即进水管I6与进水管II7的口径相同，均为型号，较大的口径水流量稳定性高，以保证在水循环的作用下进水出水的量相同，从而不会影响到焊接；出水部分即出水管I4与出水管II5与外部制冷水箱的进水端连接；接地线3采用8mm的不锈钢板，尺寸为50*30*8的板材，一头与外壳1的外周板焊接连接，另外一头开的孔，尖端倒R15的圆角，用于和焊接装置接地线螺纹连接定紧形成回路。本发明的适用板材的尺寸多，最大可放置380*380*80mm的试板，一般堆焊试板的最大尺寸为300*300*30mm。
本实施例一种堆焊试板的冷却装置的使用方法，包括下述步骤：
(1)将堆焊试板放置在该冷却装置的螺纹钉8上方，并通过螺帽9进行堆焊试板平整度的调节；
(2)将焊接装置的接地线与该冷却装置的接地线3连接；
(3)将进水部分即进水管I6与进水管II7与外部制冷水箱的出水端连接，并通过卡箍进行密封固定；
(4)将出水部分即出水管I4与出水管II5与外部制冷水箱的进水端连接，并通过卡箍进行密封固定，该冷却装置与外部制冷水箱形成回路；
(5)通过调节外部制冷水箱的水流量，将水位保持在堆焊试板上方5mm～10mm处；
(6)通过调节外部制冷水箱的水压，保持经导水板2后水流的稳定性；
(7)通过调节外部制冷水箱的水温，保持水体温度在22℃～28℃；
(8)通过该冷却装置对堆焊试板进行冷却。
经测试，本实施例具有如下有益效果；
(1)能够有效的控制层间温度，如焊接锡基合金，板材尺寸300*300*30mm为例。与现有工艺相比较下，实验证明，现有工艺堆焊一层后母材的温度为180°左右；采用本装置后，堆焊一层母材温度为50℃左右，大大降低的层间温度。
(2)能够有效的控制道间温度，如焊接锡基合金，板材尺寸300*300*30mm为例。与现有工艺相比较下，实验证明，现有工艺堆焊一道后母材的温度为100°左右；采用本装置后，堆焊一层母材温度为30℃左右，大大降低的道间温度。
(3)能够有效的控制焊接变形，如上为例，堆焊完的母材的变形量大大降低，在本发明装置的作用下几乎无变形。
(4)提高焊接效率，在层间温度低的情况下，焊完一层后可直接进行下一层的焊接。与现有工艺相比，大大缩短了中间等待冷却的时间。
(5)降低成本，在层间温度低的情况下，焊完一层后可直接进行下一层的焊接。与现有的工艺相比较，人员不需要等待，设备可持续进行焊接，大大节省用人及设备的成本。另外在层间温度低的情况下，焊接变形小，降低后续的矫正的成本。
(6)焊接质量高，用于堆焊是异种金属，在堆焊耐腐蚀材料及耐磨材料时，层间温度低能够有效提高堆焊材料的耐腐蚀性及耐磨性，主要是降低了母材的稀释率。另外在堆焊锡基材料时，道间及层间温度要控制在50℃以下。在使用此工装时，焊接成型不会受到锡基材料熔点低的影响，成型易控制，包角及包边不会出现下淌的现象，道间温度低也会使锡基材料的金相稳定，使堆焊后堆焊材料的产品性能稳定。另焊后变形小，焊接试板的做工艺评定的合格率会高，主要也是因为层间或道间温度对母材热影响区影响小的原因。
Claims (6)
1.一种堆焊试板的冷却装置，其特征在于：该装置包括外壳部分即外壳(1)、进水部分即进水管I(6)与进水管II(7)、出水部分即出水管I(4)与出水管II(5)、接地线(3)、工装部分即螺纹钉(8)与螺帽(9)；所述外壳(1)一侧侧部与进水管I(6)、进水管II(7)连接并在另一侧侧部与出水管I(4)、出水管II(5)连接，外壳(1)内部在进水管I(6)、进水管II(7)的出水端设有导水板(2)且导水板(2)设有12°～16°的倒角，外壳(1)底部设有若干个螺纹钉(8)并在螺纹钉(8)上方设有螺帽(9)。
2.根据权利要求1所述的一种堆焊试板的冷却装置，其特征在于：所述的进水部分即进水管I(6)与进水管II(7)与外部制冷水箱的出水端连接。
3.根据权利要求1所述的一种堆焊试板的冷却装置，其特征在于：所述的出水部分即出水管I(4)与出水管II(5)的口径与进水部分即进水管I(6)与进水管II(7)的口径相同。
4.根据权利要求1所述的一种堆焊试板的冷却装置，其特征在于：所述的出水部分即出水管I(4)与出水管II(5)与外部制冷水箱的进水端连接。
5.根据权利要求1所述的一种堆焊试板的冷却装置，其特征在于：所述的工装部分包括42根螺纹钉(8)且螺纹钉(8)按照6排7列的排列方式设置在外壳(1)底部。
6.一种堆焊试板的冷却装置的使用方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)将堆焊试板放置在该冷却装置的螺纹钉(8)上方，并通过螺帽(9)进行堆焊试板平整度的调节；
(2)将焊接装置的接地线与该冷却装置的接地线(3)连接；
(3)将进水部分即进水管I(6)与进水管II(7)与外部制冷水箱的出水端连接，并通过卡箍进行密封固定；
(4)将出水部分即出水管I(4)与出水管II(5)与外部制冷水箱的进水端连接，并通过卡箍进行密封固定，该冷却装置与外部制冷水箱形成回路；
(5)通过调节外部制冷水箱的水流量，将水位保持在堆焊试板上方5mm～10mm处；
(6)通过调节外部制冷水箱的水压，保持经导水板(2)后水流的稳定性；
(7)通过调节外部制冷水箱的水温，保持水体温度在22℃～28℃；
(8)通过该冷却装置对堆焊试板进行冷却。
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| CN201910106279.4A Withdrawn CN109676294A (zh) | 2019-02-02 | 2019-02-02 | 一种堆焊试板的冷却装置及其使用方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113941796A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-01-18 | 四川明日宇航工业有限责任公司 | 一种不锈钢箱式结构件高精度拼焊工艺 |
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2019
- 2019-02-02 CN CN201910106279.4A patent/CN109676294A/zh not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
| CN113941796A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-01-18 | 四川明日宇航工业有限责任公司 | 一种不锈钢箱式结构件高精度拼焊工艺 |
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