CN110238481A - 一种等径石英大管的焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种等径石英大管的焊接工艺，包括以下步骤：A、倒口；B、清洗并烘干；C、将两个石英大管置于大理石平台上，预留1mm间隙；D、焊接3个沿圆周均匀分布的焊点；E、取两段弧形焊料，对弧形焊料烧熔，完成石英大管2/3圆周的焊接；F、抬起，在石英大管下方放置若干个石墨滚轮组件，将石英大管旋转90°‑180°；G、在未焊接的1/3圆周间隙处加弧形焊料，对弧形焊料烧熔，完成剩余1/3圆周的焊接；同时，对已焊接的2/3圆周进行填料补充；H、对剩余1/3圆周进行填料补充；I、成品检验。本发明具有能较好地保证两个石英大管的同心度、焊料分配与添加合理，可对石英大管整圆周进行快速焊接、焊接效果好，焊接成品率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及石英焊接技术领域，特别是一种等径石英大管的焊接工艺。
背景技术
石英大管具有特定的硬度高，热膨胀小，结构尺寸稳定，耐化学腐蚀(氢氟酸除外)，耐射线辐射，光学均匀性高，耐高温，耐急冷急热，机械强度高等特性，被广泛应用于化工、民用、航空、电子、太阳能光伏、医疗设备等领域，是目前石英材料深加工行业首选管材，市场前景好，经济效益大。现有的石英大管的制造一般是采用电熔炉生产，口径大于300mm的石英大管成型技术目前还尚有不足，往往存在产量低、成型质量低、存在气泡气线、生产成本高的缺陷，这种尺寸的石英大管普遍需要用扩管机进行扩管成型，制备工艺复杂，每段生产出来的长度不宜过长。
就目前而言，通过一次成型、二次扩管出来的石英大管最大长度在2m左右，而实际应用时有些场合需要用到超过2m的石英大管，此时需要将多段石英大管进行焊接后再投入使用，而目前对于大尺寸石英管的焊接工艺少有研究，由于小尺寸石英管鲜有长度不足的情况，即使需要焊接，小尺寸石英管操作更灵活，只需将需要焊接的两端用夹具夹持，同心度容易保证，再用焊料对其进行焊接即可，焊接合格率高。
而大尺寸石英管焊接时，存在以下问题：1、两个大尺寸石英管定位难，无法用常规夹具对其进行夹持，同心度难以保证；2、由于难以用夹具夹持，目前只能在大理石平台上对其进行焊接，石英大管的底部与平台接触处焊接难度大；3、加焊料难度高，由于大尺寸石英管需要焊接的圆周周长更长，需要经过多次加焊料，并且对石英大管内外同时对烧，很容易出现因应力不集中而爆裂，成品率低，而且一旦报废，其成本较高，还会延误石英大管的出厂。
因此，目前的石英大管深加工行业亟需一种对等直径石英大管的焊接工艺，以满足不同使用场合下对不同长度石英大管的需求。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种等径石英大管的焊接工艺。它具有能较好地保证两个石英大管的同心度、焊料分配与添加合理，可对石英大管整圆周进行快速焊接、焊接效果好，焊接成品率高的优点。
本发明的技术方案：一种等径石英大管的焊接工艺，包括以下步骤：
A、取两个等直径的石英大管，分别对其进行单边倒口；
B、对倒口端进行清洗并烘干；
C、将两个石英大管倒口端相对并保持轴线水平放置于大理石平台上，两个石英大管之间预留1mm的间隙，用两块石英砖对其进行限位，两块石英砖之间的限位点小于石英大管圆周长的1/3；
D、在两个石英大管之间的间隙处用焊料焊接3个沿圆周均匀分布的焊点进行预固定，其中一个焊点位于圆周的最高点；
E、取两段弧形焊料，分别置于最高处焊点与剩余两个焊点之间，用火焰喷枪在石英大管内外同时对弧形焊料烧熔，完成石英大管2/3圆周的焊接；
F、将完成2/3圆周焊接的石英大管抬起，并在石英大管下方放置若干个石墨滚轮组件，在石墨滚轮组件的作用下将石英大管旋转90°-120°；
G、在未焊接的1/3圆周间隙处加弧形焊料，用火焰喷枪在石英大管内外同时对弧形焊料烧熔，完成剩余1/3圆周的焊接；同时，对已焊接的2/3圆周进行填料补充；
H、对剩余1/3圆周进行填料补充；
I、成品检验。
前述的一种等径石英大管的焊接工艺中，所述石墨滚轮组件包括底盘，底盘经转轴连接有旋转面板，旋转面板上设有一对可移动的石墨滚轮，每对石墨滚轮之间的距离相等，石英大管抬起后放置在多对石墨滚轮之间。
前述的一种等径石英大管的焊接工艺中，所述倒口位置位于石英大管的端面与外壁的交界处，弧形焊料卡设在两个石英大管的倒口上。
前述的一种等径石英大管的焊接工艺中，所述石英大管的直径大于450mm，长度为1800-2000mm。
前述的一种等径石英大管的焊接工艺中，所述旋转面板上设有导槽。
前述的一种等径石英大管的焊接工艺中，所述石英大管放置在若干个石墨滚轮组件上后，石英大管的最低处距离大理石平台的上表面300-550mm。
前述的一种等径石英大管的焊接工艺中，所述步骤F中每根石英大管下方放置的石墨滚轮组件数量为1个或2个。
前述的一种等径石英大管的焊接工艺中，所述步骤E和步骤G中火焰喷枪对烧时长不超过5min。
前述的一种等径石英大管的焊接工艺中，所述步骤F中若干个石墨滚轮组件在放置前，先在大理石平台上放置一对平行设置的限位板，若干个石墨滚轮组件夹持在一对限位板之间。
前述的一种等径石英大管的焊接工艺中，所述倒口的截面形状为圆弧形。
与现有技术相比，本发明主要通过两步焊接来完成，第一步是在大理石平台上完成石英大管2/3圆周的焊接，第二步是将完成第一步焊接的石英大管抬起，置于若干个石墨滚轮组件，旋转一定角度后完成剩余1/3圆周的焊接，整个焊接过程效率高，焊接效果也好；具体地，首先在焊接前分别对两个石英大管单边倒口，倒口位置位于石英大管的端面与外壁的交界处，便于弧形焊料的添加与卡位，随后将两个需要焊接的石英大管置于大理石平台上，之间预留1mm的间隙，用石英砖在石英大管两侧对其进行限位，防止其滚动，同时保证两个石英大管倒口端对齐，保证一定的同心度。
随后在两个石英大管之间的间隙处用焊料焊接3个沿圆周均匀分布的焊点进行预固定，同时也进一步提高两个石英大管摆放的同心度，其中一个焊点位于圆周的最高点，方便后续焊料的添加，取两段弧形焊料，分别置于最高处焊点与剩余两个焊点之间，弧形焊料与间隙处倒口相卡合，焊点也起到支撑弧形焊料的效果，再用火焰喷枪在石英大管内外同时对弧形焊料烧熔，保证石英大管在焊接时内外同时受热，不易爆裂，弧形焊料烧至半熔融，在重力作用下沿倒口填充满间隙，完成石英大管2/3圆周的焊接。
石英大管完成2/3圆周焊接后，两个石英大管之间已经较为牢靠地固定，此时将两个石英大管同步抬起，并在石英大管下方放置若干个石墨滚轮组件，石墨滚轮组件包括了底盘，底盘经转轴连接有旋转面板，旋转面板上设有一对可移动的石墨滚轮，石英大管抬起后放置在多对石墨滚轮之间，在石墨滚轮组件的作用下将石英大管旋转90°-180°，使未焊接的1/3圆周处于一个便于焊接操作的位置，石墨滚轮组件的使用为石英大管的焊接提供便利，石英大管的旋转更加安全与便捷，有利于提高焊接成品率，在未焊接的1/3圆周间隙处加弧形焊料，弧形焊料与间隙处倒口相卡合，用火焰喷枪在石英大管内外同时对弧形焊料烧熔，弧形焊料烧至半熔融，在重力作用下沿倒口填充满间隙，完成剩余1/3圆周的焊接；由于完成焊接的2/3圆周会存在缺口，在剩余1/3圆周焊接的同时，对已焊接的2/3圆周缺口进行填料补充，最后，再对剩余1/3圆周进行填料补充，整个焊接工艺完成。
另外，两次弧形焊料烧熔过程中火焰喷枪对烧时长均不超过5min，使整个焊接过程快速进行，工作效率高，焊接废品率低；若干个石墨滚轮组件在放置前，先在大理石平台上放置一对平行设置的限位板，若干个石墨滚轮组件夹持在一对限位板之间，有效保证两个石英大管安装后的同心度，而且视每根石英大管的长短，在其下方放置的石墨滚轮组件数量为1个或2个，石墨滚轮组件数量越少则两个石英大管安装后的同心度越高。
综上，本发明具有能较好地保证两个石英大管的同心度、焊料分配与添加合理，可对石英大管整圆周进行快速焊接、焊接效果好，焊接成品率高的优点。
附图说明
图1是石英大管直接放置在大理石平台上的状态示意图；
图2是石英大管放置在石墨滚轮组件上的状态示意图；
图3是石墨滚轮组件的结构示意图；
图4是旋转面板的结构示意图；
图5是弧形焊料与倒口配合后的效果示意图。
附图中的标记为：1-石墨滚轮组件，11-底盘，12-转轴，13-旋转面板，14-石墨滚轮，131-导槽，20-焊点,30-石英砖，40-弧形焊料，50-限位板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1：制备一根直径为465mm，长度为2500mm的石英大管
包括以下步骤：
A、取两个长度为2000mm，直径为465mm的石英大管，对其中一个进行切割，得到长度为550mm的管A备用，再取未切割的长度为2000mm的管B备用，分别对两管进行单边倒口；
B、对倒口端进行清洗并烘干；
C、将管A和管B倒口端相对并保持轴线水平放置于大理石平台上，之间预留1mm的间隙，用两块石英砖30对其进行限位，两块石英砖之间的限位点小于石英大管圆周长的1/3，石英砖上与石英大管的接触处设有弧形倒角；
D、在管A和管B之间的间隙处用焊料焊接3个沿圆周均匀分布的焊点20进行预固定，其中一个焊点位于圆周的最高点；
E、取两段弧形焊料40，分别置于最高处焊点与剩余两个焊点之间，用火焰喷枪在石英大管内外同时对弧形焊料烧熔，完成石英大管2/3圆周的焊接；
F、将完成2/3圆周焊接的管A、管B连接体抬起，此时管A和管B之间已经较为牢靠地连接固定，在管A下方放置1个石墨滚轮组件，在管B下方放置2个石墨滚轮组件，在石墨滚轮组件的作用下将管A、管B连接体旋转90°；
G、在未焊接的1/3圆周间隙处加弧形焊料，用火焰喷枪在石英大管内外同时对弧形焊料烧熔，完成剩余1/3圆周的焊接；同时，对已焊接的2/3圆周进行填料补充；
H、对剩余1/3圆周进行填料补充；
I、成品检验。
从步骤A-步骤I，石英大管的焊接工艺完成，图1和图2分别是石英大管直接放置在大理石平台上和放置在石墨滚轮组件上的状态示意图，后续对完成焊接后的石英大管进行长度测量，预计再切割约50mm长度的管体后得到一根直径为465mm，长度为2500mm的石英大管。
石墨滚轮组件1如图3和图4所示，包括底盘11，底盘11经转轴12连接有旋转面板13，旋转面板13上设有一对可移动的石墨滚轮14，每对石墨滚轮14之间的距离相等。
所述倒口位置位于石英大管的端面与外壁的交界处，弧形焊料卡设在两个石英大管的倒口上。
所述旋转面板13上设有导槽131。
管A与管B之间完成2/3圆周的焊接放置在3个石墨滚轮组件上后，石英大管的最低处距离大理石平台的上表面400mm。
所述步骤E和步骤G中火焰喷枪对烧时长均为4min。
所述步骤F中3个石墨滚轮组件在放置前，先在大理石平台上放置一对平行设置的限位板50，3个石墨滚轮组件夹持在一对限位板之间。
所述倒口的截面形状为圆弧形，弧形焊料为截面为圆的条状焊料，与倒口配合后卡合紧密，如图5所示，且半熔融后容易沿着间隙流下。
所述步骤E和步骤G中火焰喷枪喷射的火焰温度在1650℃。
实施例2：制备一根直径为480mm，长度为3500mm的石英大管
包括以下步骤：
A、取两个长度为2000mm，直径为480mm的石英大管，对其中一个进行切割，得到长度为1550mm的管A备用，再取未切割的长度为2000mm的管B备用，分别对两管进行单边倒口；
B、对倒口端进行清洗并烘干；
C、将管A和管B倒口端相对并保持轴线水平放置于大理石平台上，之间预留1mm的间隙，用两块石英砖30对其进行限位，两块石英砖之间的限位点小于石英大管圆周长的1/3，石英砖上与石英大管的接触处设有弧形倒角；
D、在管A和管B之间的间隙处用焊料焊接3个沿圆周均匀分布的焊点20进行预固定，其中一个焊点位于圆周的最高点；
E、取两段弧形焊料40，分别置于最高处焊点与剩余两个焊点之间，用火焰喷枪在石英大管内外同时对弧形焊料烧熔，完成石英大管2/3圆周的焊接；
F、将完成2/3圆周焊接的管A、管B连接体抬起，此时管A和管B之间已经较为牢靠地连接固定，在管A下方放置2个石墨滚轮组件，在管B下方放置2个石墨滚轮组件，在石墨滚轮组件的作用下将管A、管B连接体旋转120°；
G、在未焊接的1/3圆周间隙处加弧形焊料，用火焰喷枪在石英大管内外同时对弧形焊料烧熔，完成剩余1/3圆周的焊接；同时，对已焊接的2/3圆周进行填料补充；
H、对剩余1/3圆周进行填料补充；
I、成品检验。
从步骤A-步骤I，石英大管的焊接工艺完成，图1和图2分别是石英大管直接放置在大理石平台上和放置在石墨滚轮组件上的状态示意图，后续对完成焊接后的石英大管进行长度测量，预计再切割约50mm长度的管体后得到一根直径为480mm，长度为3500mm的石英大管。
石墨滚轮组件1如图3和图4所示，包括底盘11，底盘11经转轴12连接有旋转面板13，旋转面板13上设有一对可移动的石墨滚轮14，每对石墨滚轮14之间的距离相等。
所述倒口位置位于石英大管的端面与外壁的交界处，弧形焊料卡设在两个石英大管的倒口上。
所述旋转面板13上设有导槽131。
管A与管B之间完成2/3圆周的焊接放置在4个石墨滚轮组件上后，石英大管的最低处距离大理石平台的上表面500mm。
所述步骤E和步骤G中火焰喷枪对烧时长均为5min。
所述步骤F中4个石墨滚轮组件在放置前，先在大理石平台上放置一对平行设置的限位板50，4个石墨滚轮组件夹持在一对限位板之间。
所述倒口的截面形状为圆弧形，弧形焊料为截面为圆的条状焊料，与倒口配合后卡合紧密，如图5所示，且半熔融后容易沿着间隙流下。
所述步骤E和步骤G中火焰喷枪喷射的火焰温度在1650℃。
根据实施例1和实施例2，可以衍生出更多种实施例，按本发明的工艺步骤和原理，可以经过多次本发明所述的方法来得到长度更长的石英大管，例如，制作一根长度为5000mm的石英大管时，可以经过两次本发明所述的焊接工艺来实现，先将两根长度为2000mm的石英大管焊接，再取剩余长度石英大管进行二次焊接，得到最终所需长度的石英大管。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作出一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。
因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种等径石英大管的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、取两个等直径的石英大管，分别对其进行单边倒口；
B、对倒口端进行清洗并烘干；
C、将两个石英大管倒口端相对并保持轴线水平放置于大理石平台上，两个石英大管之间预留1mm的间隙，用两块石英砖(30)对其进行限位，两块石英砖之间的限位点小于石英大管圆周长的1/3；
D、在两个石英大管之间的间隙处用焊料焊接3个沿圆周均匀分布的焊点(20)进行预固定，其中一个焊点位于圆周的最高点；
E、取两段弧形焊料(40)，分别置于最高处焊点与剩余两个焊点之间，用火焰喷枪在石英大管内外同时对弧形焊料烧熔，完成石英大管2/3圆周的焊接；
F、将完成2/3圆周焊接的石英大管抬起，并在石英大管下方放置若干个石墨滚轮组件(1)，在石墨滚轮组件的作用下将石英大管旋转90°-120°；
G、在未焊接的1/3圆周间隙处加弧形焊料，用火焰喷枪在石英大管内外同时对弧形焊料烧熔，完成剩余1/3圆周的焊接；同时，对已焊接的2/3圆周进行填料补充；
H、对剩余1/3圆周进行填料补充；
I、成品检验。
2.根据权利要求1所述的一种等径石英大管的焊接工艺，其特征在于：所述石墨滚轮组件(1)包括底盘(11)，底盘(11)经转轴(12)连接有旋转面板(13)，旋转面板(13)上设有一对可移动的石墨滚轮(14)，每对石墨滚轮(14)之间的距离相等，石英大管抬起后放置在多对石墨滚轮(14)之间。
3.根据权利要求1所述的一种等径石英大管的焊接工艺，其特征在于：所述倒口位置位于石英大管的端面与外壁的交界处，弧形焊料卡设在两个石英大管的倒口上。
4.根据权利要求1所述的一种等径石英大管的焊接工艺，其特征在于：所述石英大管的直径大于450mm，长度为1800-2000mm。
5.根据权利要求2所述的等径石英大管的焊接工艺，其特征在于：所述旋转面板(13)上设有导槽(131)。
6.根据权利要求1所述的一种等径石英大管的焊接工艺，其特征在于：所述石英大管放置在若干个石墨滚轮组件上后，石英大管的最低处距离大理石平台的上表面300-550mm。
7.根据权利要求1所述的一种等径石英大管的焊接工艺，其特征在于：所述步骤F中每根石英大管下方放置的石墨滚轮组件数量为1个或2个。
8.根据权利要求1所述的一种等径石英大管的焊接工艺，其特征在于：所述步骤E和步骤G中火焰喷枪对烧时长不超过5min。
9.根据权利要求1所述的一种等径石英大管的焊接工艺，其特征在于：所述步骤F中若干个石墨滚轮组件在放置前，先在大理石平台上放置一对平行设置的限位板(50)，若干个石墨滚轮组件夹持在一对限位板之间。
10.根据权利要求1所述的一种等径石英大管的焊接工艺，其特征在于：所述倒口的截面形状为圆弧形。
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| CN110238481B (zh) | 2021-02-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 1191, Nianfeng West Road, Nanxun Economic Development Zone, Huzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Huzhou dongke electronic quartz Co., Ltd Address before: 313009 No. 1191 Nianfeng West Road, Nanxun Economic Development Zone, Huzhou City, Zhejiang Province Applicant before: HUZHOU DONGKE ELECTRONICS QUARTZ Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Welding technology of equal diameter quartz tube Effective date of registration: 20210629 Granted publication date: 20210202 Pledgee: Nanxun Zhejiang rural commercial bank Limited by Share Ltd. Pledgor: Huzhou dongke electronic quartz Co.,Ltd. Registration number: Y2021330000704 |