CN111097998A - 一种铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法 - Google Patents

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吴洪波
孙蒙
王伟
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Abstract

本发明公开一种铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法，包括：1)切割，选取符合使用需求的矩形管，使用切刀对矩形管进行切割，根据矩形管的连接方式选择切割方式，其中：对角连接切割方式为，使用切刀将矩形管一端沿矩形管一面斜45度角切开；十字连接切割方式为，保留竖直方向矩形管的整体性，水平方向矩形管连接处切出相贯线的形状；2)焊前预处理；3)焊接，对拼接校准后的矩形管进行焊接作业。对炉侧平面十字连接以及炉角处对接进行优化，通过切出矩形管相贯线，避免对矩形管的整体性产生破坏，同时可以减小焊接缝隙的长度，提高焊接强度的效果。本发明制作出的熔炼炉主体框架结构，具有焊接方便、承载能力强，抗扭刚度大等优点。

Description

一种铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法
技术领域
本发明涉及加工工艺技术领域，特别是涉及一种铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法。
背景技术
我国铝行业的铝合金熔炼炉根据其不同的生产需求采用不同的炉体设计。合理的钢构设计可以保证其拥有较好的强度来抵抗熔炼炉在使用过程中的热膨胀问题，从而提高熔铝炉的使用寿命。
方型熔炼炉钢构使用的矩形管在下料时，一般是直接对矩形管进行直线切割下料，但是使用此种切割方式所切割的矩形管在进行平面十字对接焊接时，容易造成对接焊口偏大，影响焊接质量；钢构在使用过程中，由于钢构连接处焊接强度不够，在炉侧交叉处容易出现断开现象，导致钢结构受力不均，影响炉体的整体强度，使炉衬材料热膨胀发生不可逆转的破坏，影响熔炼炉的使用。
此外，所使用的矩形管在进行十字对接焊接时，均需要对水平管和竖直管进行切割，这样会破坏矩形管的整体性，同样会影响炉体的整体强度，进而影响熔炼炉的使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法，包括以下步骤：
1)切割，选取符合使用需求的矩形管，使用切刀对矩形管进行切割，根据矩形管的连接方式选择切割方式，其中：
对角连接切割方式为，使用切刀将矩形管一端沿矩形管一面斜45度角切开；
十字连接切割方式为，保留竖直方向矩形管的整体性，水平方向矩形管连接处切出相贯线的形状；
2)焊前预处理，对步骤1)得到的矩形管进行预处理；
3)焊接，将处理好的矩形管进行拼接校准，并对拼接校准后的矩形管进行焊接作业。
优选的，所述矩形管为具有过渡圆角的空心矩形管。
优选的，所述焊前预处理步骤中，对矩形管连接处进行清理打磨，去除矩形管表面的氧化层和毛刺，并用酒精进行清洗，在空气中充分干燥。
优选的，所述焊接步骤中，焊接时，先对拼接好的矩形管进行点焊，再进行接缝焊接。
优选的，焊接采用CO2气体保护焊。
优选的，所述CO2气体保护焊的条件为：点焊焊接电流为150A-170A，电弧电压为20-22V，气体流量为10-14L/min；接缝焊接以120-150mm/min的焊接速度进行焊接，焊接电流为180A-200A，电弧电压为23V-25V，气体流量为12-18L/min。
优选的，所述焊接步骤完成后，对焊接部位进行焊后清理。
本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法，采用空心矩形管制作熔炼炉主体框架结构。对炉侧平面十字连接以及炉角处对接进行优化，通过切出矩形管相贯线，避免对矩形管的整体性产生破坏，同时可以减小焊接缝隙的长度，提高焊接强度的效果。此外，本发明先使用点焊，再进行接缝焊接，通过调节点焊和接缝焊接过程中的参数，使矩形管连接后的力学性能更高；使用本发明的连接方法制作熔炼炉主体框架结构，具有焊接方便、承载能力强，抗扭刚度大等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为采用本发明实施例1中的连接方法制作的十字连接结构示意图；
图2为采用对比例1的直线切割方式制作的十字连接结构俯视图；
图3为采用对比例2的直线切割方式制作的十字连接结构示意图；
图4为采用本发明实施例2中的连接方法制作的对角连接结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法，包括以下步骤：
1)切割，选取符合使用需求的具有过渡圆角的空心矩形管，使用切刀对矩形管进行切割，根据矩形管的连接方式选择切割方式，其中：
对角连接切割方式为，使用切刀将矩形管一端沿矩形管一面斜45度角切开；
十字连接切割方式为，保留竖直方向矩形管的整体性，水平方向矩形管连接处切出相贯线(两个以上的基本立体，组合时会产生两立体相交情况，两立体相交称为两立体相贯，它们表面形成的交线称做相贯线)的形状。在切割前首先绘制竖直管与水平管进行十字连接后的结构示意图，并根据该示意图确定竖直管与水平管的相贯线的尺寸数据，并根据得到的相贯线的尺寸数据在水平矩形管上画出相贯线的形状，根据矩形管上画出的相贯线进行切割。
2)焊前预处理，对步骤1)得到的矩形管进行预处理，对矩形管连接处进行清理打磨，去除矩形管表面的氧化层和毛刺，并用酒精进行清洗，在空气中充分干燥。
3)焊接，将处理好的矩形管进行拼接校准，并对拼接校准后的矩形管进行焊接作业。使用CO2气体保护焊，选用带有脱氧剂成份的药芯焊丝焊接，焊接前，先倒置CO2气瓶一段时间后再打开阀门，去除CO2气体中的水分；焊接时，先对拼接好的矩形管进行点焊，再进行接缝焊接。为使焊接电流稳定，减少焊渣飞溅，提高焊缝质量，设置点焊焊接电流为150A-170A，电弧电压为20-22V，气体流量为10-14L/min；接缝焊接以120-150mm/min的焊接速度进行焊接，焊接电流为180A-200A，电弧电压为23V-25V，气体流量为12-18L/min。
焊接步骤完成后，对焊接部位进行焊后清理。使用钢丝球对焊接部位进行打磨，去除焊渣，并涂抹防锈剂，以防止对矩形管造成腐蚀。
实施例1
采用具有过渡圆角的空心矩形管，矩形管规格为1000mm×260mm×180mm，过渡圆角半径为16mm，矩形管进行十字连接时，保持竖直方向矩形管的整体性，水平方向矩形管连接处切出相贯线的形状，经过预处理后进行拼接并焊接固定。制作出的熔炼炉主体框架结构，可以避免对矩形管的整体性产生破坏，同时可以减小焊接缝隙的长度和宽度，提高焊接强度的效果。
对比例1
采用具有过渡圆角的空心矩形管，矩形管规格为1000mm×260mm×180mm，过渡圆角半径为16mm，矩形管进行十字连接时，保持竖直方向矩形管的整体性，水平方向矩形管连接处进行直线切割，进行拼接并焊接固定。制作出的熔炼炉主体框架结构，在焊接时焊口较大，影响焊接质量，造成熔炼炉主体框架结构承载能力弱，抗扭刚度小，影响熔炼炉主体框架结构的正常使用。
对比例2
采用具有过渡圆角的空心矩形管，矩形管规格为1000mm×260mm×180mm，过渡圆角半径为16mm，矩形管进行十字连接时，在竖直矩形管连接处进行直线切割，切出一定深度成120度角的凹口，水平矩形管连接处直线切出形状相同的凸口，进行拼接并焊接固定。可以避免焊口较大的问题，但是会对竖直管的整体性造成破坏，影响熔炼炉主体框架结构的承载能力和抗扭刚度，同时还会增加焊缝的长度，增加工作量。
实施例2
采用具有过渡圆角的空心矩形管，矩形管规格为1000mm×260mm×180mm，过渡圆角半径为16mm，矩形管进行对角连接时，使用切刀将矩形管一端沿矩形管一面呈水平45度角切开，将两个切割好的矩形管切口对接并焊接固定，完成90度炉角钢构连接。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)切割，选取符合使用需求的矩形管，使用切刀对矩形管进行切割，根据矩形管的连接方式选择切割方式，其中：
对角连接切割方式为，使用切刀将矩形管一端沿矩形管一面斜45度角切开；
十字连接切割方式为，保留竖直方向矩形管的整体性，水平方向矩形管连接处切出相贯线的形状；
2)焊前预处理，对步骤1)得到的矩形管进行预处理；
3)焊接，将处理好的矩形管进行拼接校准，并对拼接校准后的矩形管进行焊接作业。
2.根据权利要求1所述的铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法，其特征在于：所述矩形管为具有过渡圆角的空心矩形管。
3.根据权利要求1所述的铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法，其特征在于：所述焊前预处理步骤中，对矩形管连接处进行清理打磨，去除矩形管表面的氧化层和毛刺，并用酒精进行清洗，在空气中充分干燥。
4.根据权利要求1所述的铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法，其特征在于：所述焊接步骤中，焊接时，先对拼接好的矩形管进行点焊，再进行接缝焊接。
5.根据权利要求4所述的铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法，其特征在于：焊接采用CO2气体保护焊。
6.根据权利要求5所述的铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法，其特征在于：所述CO2气体保护焊的条件为：点焊焊接电流为150A-170A，电弧电压为20-22V，气体流量为10-14L/min；接缝焊接以120-150mm/min的焊接速度进行焊接，焊接电流为180A-200A，电弧电压为23V-25V，气体流量为12-18L/min。
7.根据权利要求1所述的铝合金熔炼炉用矩形钢管连接方法，其特征在于：所述焊接步骤完成后，对焊接部位进行焊后清理。
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