CN110000453A - 双v型坡口用埋弧焊机枪头及其焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双V型坡口用埋弧焊机枪头,包括导电杆和焊剂盒;所述导电杆的底端中心处连接有导电嘴,所述导电杆的底面外边缘处连接有外护管,所述外护管设于所述导电嘴的外部;所述外护管垂直设于所述导电杆的底面,所述外护管的外壁与所述导电杆的外壁平齐;所述外护管的侧面连通有输送软管的一端,所述输送软管的另一端连通至所述焊剂盒,所述输送软管用以将焊剂送至所述外护管处,所述外护管用以形成焊剂导流通道;该双V型坡口用埋弧焊机枪头及其焊接方法可以方便的伸到双V型坡口内进行焊接作业,焊丝伸出长度和焊枪角度可以任意调整,焊枪的操控性得到极大提高,焊枪参数稳定。
Description
技术领域
本发明涉及双V型坡口用埋弧焊机枪头及其焊接方法,属于埋弧焊技术领域。
背景技术
目前的管件坡口焊接主要有两种焊接方式,普通单边v型坡口与双V型窄间隙坡口;
普通单边v型坡口存在如下缺陷:坡口角度和最大宽度太小,会导致两个不利于钨极氩弧焊打底的因素,一是氩弧焊枪被坡口卡住,无法摆动;二是磁嘴距离坡口根部太远,导致钨极伸出长度过长,使氩气保护能力减弱,甚至失去保护能力,无法进行氩弧焊打底;
现有的焊接枪头如图7所示,导电杆底部连接有三通阀,三通阀的底端连接导电嘴,三通阀的侧面开口连通刚性的导流管,三通阀用以将焊剂导流至导电嘴处;三通阀和刚性导流管的设置会增大枪头的整体直径,使得枪头无法满足窄间隙坡口焊接要求,伸入操作不方便,在焊接时需要将埋弧焊枪头抬升到坡口外面(如图8所示),在坡口外面加工时,焊丝干伸长度从15mm增加到30mm时,焊接电流降低150-200A,从而导致电弧燃烧不顺畅、不稳定,熔池的温度忽高忽低,在匀速转动的坡口内焊接,很容易产生未融合、夹渣、焊道宽窄不齐等缺项,对质量和效率影响非常大。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足,提供了一种双V型坡口用埋弧焊机枪头及其焊接方法,具体技术方案如下:
双V型坡口用埋弧焊机枪头,包括导电杆和焊剂盒;所述导电杆的底端中心处连接有导电嘴,所述导电杆的底面外边缘处连接有外护管,所述外护管设于所述导电嘴的外部;所述外护管垂直设于所述导电杆的底面,所述外护管的外壁与所述导电杆的外壁平齐;
所述外护管的侧面连通有输送软管的一端,所述输送软管的另一端连通至所述焊剂盒,所述输送软管用以将焊剂送至所述外护管处,所述外护管用以形成焊剂导流通道。
优选的,所述外护管、所述导电杆以及所述导电嘴均位于同一中线处,所述外护管的侧面开有进料口,所述进料口与所述输送软管连通。
优选的,所述导电杆、所述导电嘴的裸露部分均套接有绝缘套。
优选的,所述外护管的底端为扁平状,所述外护管的底端拐角处为倒直角结构。
优选的,所述外护管的顶部外壁连接有移动机构,所述移动机构用以固定所述外护管并带动所述外护管移动、转动。
优选的,所述移动机构包括夹持座、转动电机以及气动杆,所述夹持座夹持于所述外护管的外壁,所述夹持座背面连接转动电机,所述转动电机的底面固定连接气动杆。
优选的,双V型坡口用埋弧焊机枪头的焊接方法,包括如下步骤:
S1、焊前预处理:
S2、双V坡口埋弧焊接:
S2.1、气动杆带动焊枪运动,使得外护管伸入到第一坡口的内部;
S2.2、转动电机带动导电杆向一侧转动至倾斜状态,然后枪头对所指部位埋弧焊接;
S2.3、转动电机带动导电杆向另一侧转动至倾斜状态,然后枪头对所指部位埋弧焊接;
S2.4、转动电机带动导电杆转至竖直状态,然后枪头填满中部凹陷区域;
S2.5、所述气动杆带动枪头逐级上移,每次上移高度Hx,;每次上移至指定高度后均重复S2.2-S2.4的操作流程;
S3、焊后热处理并对坡口处进行硬度检测。
优选的,所述Hx具体的为:
Hx=x·k
式中:
H表示上移高度;
X表示上移次数;
K表示单次上移量(根据具体工件而预设定)。
优选的,所述焊前预处理具体的为:
S1、焊前预处理:
S1.1、对坡口表面进行100%渗透检测;
S1.2、对坡口进行点焊加工;
S1.3、在坡口两侧各至少100mm范围内进行加温,加热温度180-220℃;
S1.4、采用氩弧焊打底,之后采用焊条电弧焊填充坡口壁厚至16ram;
S1.5、将焊缝加热至300-350℃,保温1小时后热消氢。
本发明的有益效果:
1、本发明中,焊枪头直径缩小至22-14mm,可以方便的伸到双V型坡口内进行焊接作业,焊丝伸出长度和焊枪角度可以任意调整,焊枪的操控性得到极大提高,焊枪参数稳定;
2、本发明中,可以将焊丝干伸长度缩短到最短,减少焊丝对电流的消耗,保证焊接参数的准确性,从而保证焊接质量,提高焊接效率。
附图说明
图1为本发明所示的双V型坡口用埋弧焊机枪头的结构示意图;
图2为图2所示的A处放大结构示意图;
图3为图2所示的移动机构结构示意图;
图4为本发明所示的枪头左侧倾斜焊接结构示意图;
图5为本发明所示的枪头右侧倾斜焊接结构示意图;
图6为本发明所示的枪头竖直填补结构示意图;
图7为现有技术中枪头结构示意图;
图8为现有技术中枪头在焊接双V坡口工件结构示意图。
附图标记:1、导电杆,2、三通阀,3、导电嘴,4、送丝机,5、焊剂盒,501、导流管,6、焊丝,7、输送软管,8、外护管,801、进料口,9、绝缘套,10、工件主体,1001、第一坡口,1002、第二坡口,11、移动机构,1101、夹持座,1102、转动电机,1103、气动杆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
双V型坡口用埋弧焊机枪头,包括导电杆1和焊剂盒5;所述导电杆1的底端中心处连接有导电嘴3,所述导电杆1的底面外边缘处连接有外护管8,所述外护管8设于所述导电嘴3的外部;所述外护管8垂直设于所述导电杆1的底面,所述外护管8的外壁与所述导电杆1的外壁平齐;外护管8与导电杆1之间平齐能够保证整体直径更小,更为光滑,没有凸出部分;
所述外护管8的侧面连通有输送软管7的一端,所述输送软管7的另一端连通至所述焊剂盒5,所述输送软管7用以将焊剂送至所述外护管8处,所述外护管8用以形成焊剂导流通道;
通过此种枪头可以方便的伸到双V型坡口内进行焊接作业,焊丝伸出长度和焊枪角度可以任意调整,焊枪的操控性得到极大提高,焊枪参数稳定。
作为上述技术方案的改进,所述外护管8、所述导电杆1以及所述导电嘴3均位于同一中线处,位于同一中线能够使得整体结构更为稳固,排料空间更为均匀、稳定;
所述外护管8的侧面开有进料口81,所述进料口81与所述输送软管7连通;焊剂颗粒能够通过输送软管7排出,然后通过进料口81进入到外护管8和导电嘴3之间,焊丝、焊剂被导电嘴3熔融。
作为上述技术方案的改进,作为上述技术方案的改进,所述导电杆1、所述导电嘴3的裸露部分均套接有绝缘套9;绝缘套9能够避免导电杆1和导电嘴3裸露部分漏电。
作为上述技术方案的改进,所述外护管8的底端为扁平状,所述外护管8的底端拐角处为倒直角结构;扁平状和倒直角结构能够适应坡口宽度,使得伸入、上移更为方便。
作为上述技术方案的改进,所述外护管8的顶部外壁连接有移动机构11,所述移动机构11用以固定所述外护管8并带动所述外护管8移动、转动。
作为上述技术方案的改进,所述移动机构11包括夹持座1101、转动电机1102以及气动杆1103,所述夹持座1101夹持于所述外护管8的外壁,所述夹持座1101背面连接转动电机1102,所述转动电机1102的底面固定连接气动杆1103;转动电机1102用以带动夹持座1101转动,改变焊接角度,气动杆1103用以带动夹持座1101移动,实现逐级焊接。
作为上述技术方案的改进,双V型坡口用埋弧焊机枪头的焊接方法,包括如下步骤:
S1、焊前预处理:
S2、双V坡口埋弧焊接:
S2.1、气动杆1103带动焊枪运动,使得外护管8伸入到第一坡口的内部;
S2.2、转动电机1102带动导电杆1向一侧转动至倾斜状态,然后枪头对所指部位埋弧焊接;
S2.3、转动电机1102带动导电杆1向另一侧转动至倾斜状态,然后枪头对所指部位埋弧焊接;
S2.4、转动电机1102带动导电杆1转至竖直状态,然后枪头填满中部凹陷区域;使得焊接区域更为平整;通过多次转动分道焊接的方式能够防止产生侧壁未熔合缺陷;还可以将焊丝伸出长度缩短到最短,减少焊丝对电流的消耗,保证焊接参数的准确性,从而保证焊接质量,提高焊接效率;
S2.5、所述气动杆1103带动枪头逐级上移,每次上移高度Hx,;每次上移至指定高度后均重复步骤S2.2-S2.4的操作流程;
S3、焊后热处理并对坡口处进行硬度检测。
优选的,所述Hx具体的为:
Hx=x·k
式中:
H表示上移高度;
X表示上移次数;
K表示单次上移量(根据具体工件而预设定)。
作为上述技术方案的改进,所述焊前预处理具体的为:
S1、焊前预处理:
S1.1、对坡口表面进行100%渗透检测,排除加工过程中有可能带来的表面裂纹;
S1.2、对坡口进行点焊加工;
S1.3、在坡口两侧各至少100mm范围内进行加温,加热温度180-220℃;
S1.4、采用氩弧焊打底,之后采用焊条电弧焊填充坡口壁厚至16ram;
S1.5、将焊缝加热至300-350℃,保温1小时后热消氢。
如图1和图2所示,图1为本发明所示的双V型坡口用埋弧焊机枪头的结构示意图;图2为图2所示的A处放大结构示意图;
去除现有的三通阀2,导电杆1与导电嘴3直接连接,在导电杆1的底面焊接外护管8,外护管8为不锈钢结构,外护管8的侧壁开设有进料口801,进料口801通过输送软管7连通至焊剂盒5,外护管9与导电嘴3之间能够形成新的焊剂导流通道;输送软管7为塑料材质,外护管9的管长为100-150mm、¢25mm;
外护管9、导电嘴3以及导电杆1均位于同一中线处,外护管8的直径与导电杆1的直径相同,焊剂颗粒通过外护管8与导电嘴3之间排出,能够枪头直径缩小至14-22mm;
导电杆1、导电嘴3的外漏部分套接有绝缘套9,能够避免漏电。
如图3所示,图3为图2所示的移动机构结构示意图;
气动杆1103驱动转动电机1102上下运动,转动电机1102带动夹持座1101转动,夹持座1101用以对导电杆1进行夹持;气动杆1103采用型号49683;转动电机1102采用Y-160M型。
本发明的枪头在焊接工件时,
双V型坡口的底部v型坡口角度为30°~35°、上部v型坡口角度为11°~12°;
S1、焊前预处理:
S1.1、对坡口表面进行100%渗透检测,排除加工过程中有可能带来的表面裂纹;
S1.2、对坡口进行点焊加工;
S1.3、在坡口两侧各至少100mm范围内进行加温,加热温度180-220℃;
S1.4、采用氩弧焊打底,之后采用焊条电弧焊填充坡口壁厚至16ram;
S1.5、将焊缝加热至300-350℃,保温1小时后热消氢;
S2、双V坡口埋弧焊接:
S2.1、气动杆1103带动焊枪运动,使得外护管8伸入到第一坡口的内部;
S2.2、转动电机1102带动导电杆1向右侧转动至15°,如图4所示,然后枪头对所指部位埋弧焊接;
S2.3、转动电机1102带动导电杆1向左侧转动30°,如图5所示,然后枪头对所指部位埋弧焊接;
S2.4、转动电机1102带动导电杆1转至竖直状态,如图6所示,然后枪头填满中部凹陷区域;使得焊接区域更为平整;通过多次转动分道焊接的方式能够防止产生侧壁未熔合缺陷;还可以将焊丝伸出长度缩短到最短,减少焊丝对电流的消耗,保证焊接参数的准确性,从而保证焊接质量,提高焊接效率;
S2.5、所述气动杆1103带动枪头逐级上移,每次上移高度Hx,;每次上移至指定高度后均重复步骤2.2-2.4的操作流程;
Hx=x·k
式中:
H表示上移高度;
X表示上移次数;
K为5mm;
H1=1·5=5、H2=10、H3=15、H4=20;
(1)焊后热处理,对坡口处进行硬度检测,对焊缝进行100%探伤检测。
将改造前的大直径枪头与改造后的小直径枪头进行对比作业,作业结果具体见下表:
¢325mm×50mm管道焊缝焊接费用对比表
对比项目 | 改造前枪头焊接 | 改造后枪头焊接 |
焊接材料 | 双V型坡口 | 双V型坡口 |
焊材规格(mm) | ¢2.4 | ¢2.4 |
填充金属量(kg) | 13 | 9 |
焊材单价(元/kg) | 50 | 50 |
焊材费用(元) | 650 | 450 |
作业时间(h/道) | 2 | 1.2 |
工时费用(元) | 60 | 36 |
焊剂费用(元) | 5487.5 | 3337.5 |
吊机台班费(元) | 16800 | 10400 |
改造后的埋弧焊自动焊枪头,可以方便的伸到窄间隙坡口内部进行埋弧焊焊接,焊工操作简单,符合焊工的操作习惯和埋弧焊焊接要求,焊丝伸出长度和焊枪角度任意调节,焊接T艺参数稳定可靠,使焊工的操作简单易行,提高焊接质量和焊接效率。这种改造方式经济实用,改造成本约5700元。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.双V型坡口用埋弧焊机枪头,其特征在于:包括导电杆(1)和焊剂盒(5);所述导电杆(1)的底端中心处连接有导电嘴(3),所述导电杆(1)的底面外边缘处连接有外护管(8),所述外护管(8)设于所述导电嘴(3)的外部;所述外护管(8)垂直设于所述导电杆(1)的底面,所述外护管(8)的外壁与所述导电杆(1)的外壁平齐;
所述外护管(8)的侧面连通有输送软管(7)的一端,所述输送软管(7)的另一端连通至所述焊剂盒(5),所述输送软管(7)用以将焊剂送至所述外护管(8)处,所述外护管(8)用以形成焊剂导流通道。
2.根据权利要求1所述的双V型坡口用埋弧焊机枪头,其特征在于:所述外护管(8)、所述导电杆(1)以及所述导电嘴(3)均位于同一中线处,所述外护管(8)的侧面开有进料口(81),所述进料口(81)与所述输送软管(7)连通。
3.根据权利要求2所述的双V型坡口用埋弧焊机枪头,其特征在于:所述导电杆(1)、所述导电嘴(3)的裸露部分均套接有绝缘套(9)。
4.根据权利要求3所述的双V型坡口用埋弧焊机枪头,其特征在于:所述外护管(8)的底端为扁平状,所述外护管(8)的底端拐角处为倒直角结构。
5.根据权利要求2-4中的任意一项所述的双V型坡口用埋弧焊机枪头,其特征在于:所述外护管(8)的顶部外壁连接有移动机构(11),所述移动机构(11)用以固定所述外护管(8)并带动所述外护管(8)移动、转动。
6.根据权利要求5所述的双V型坡口用埋弧焊机枪头,其特征在于:所述移动机构(11)包括夹持座(1101)、转动电机(1102)以及气动杆(1103),所述夹持座(1101)夹持于所述外护管(8)的外壁,所述夹持座(1101)背面连接转动电机(1102),所述转动电机(1102)的底面固定连接气动杆(1103)。
7.双V型坡口用埋弧焊机枪头的焊接方法,其特征在于:应用上述权利要求5所述的双V型坡口用埋弧焊机枪头,包括如下步骤:
S1、焊前预处理:
S2、双V坡口埋弧焊接:
S2.1、气动杆(1103)带动焊枪运动,使得外护管(8)伸入到第一坡口的内部;
S2.2、转动电机(1102)带动导电杆(1)向一侧转动至倾斜状态,然后枪头对所指部位埋弧焊接;
S2.3、转动电机(1102)带动导电杆(1)向另一侧转动至倾斜状态,然后枪头对所指部位埋弧焊接;
S2.4、转动电机(1102)带动导电杆(1)转至竖直状态,然后枪头填满中部凹陷区域;
S2.5、所述气动杆(1103)带动枪头逐级上移,每次上移高度Hx,;每次上移至指定高度后均重复步骤S2.2-S2.4的操作流程;
S3、焊后热处理并对坡口处进行硬度检测。
8.根据权利要求7所述的双V型坡口用埋弧焊机枪头的焊接方法,其特征在于:所述Hx具体的为:
Hx=x·k
式中:
H表示上移高度;
X表示上移次数;
K表示单次上移量(根据具体工件而预设定)。
9.根据权利要求8所述的双V型坡口用埋弧焊机枪头的焊接方法,其特征在于:所述焊前预处理具体的为:
S1、焊前预处理:
S1.1、对坡口表面进行100%渗透检测;
S1.2、对坡口进行点焊加工;
S1.3、在坡口两侧各至少100mm范围内进行加温,加热温度180-220℃;
S1.4、采用氩弧焊打底,之后采用焊条电弧焊填充坡口壁厚至16ram;
S1.5、将焊缝加热至300-350℃,保温1小时后热消氢。
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