CN114871538B - 镁氨热管焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镁氨热管焊接方法，包括：烘干除湿；控温控湿：温度为15℃～35℃，湿度为10％～50％；设定焊接的参数；氩气保护：焊接时镁氨热管的管壳的外侧和内侧都需要用氩气保护，镁氨热管的管壳的内侧通过氩气管路将氩气引到镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护；毛细管焊接；堵头焊接：将氩气管路连接毛细管将氩气通入镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护，按照前述焊接方法将镁氨热管的管口逐渐收小，完成堵头的焊接；焊缝修挫；焊缝检测。本发明能够保证镁氨热管焊接质量，从而能保证镁氨热管有良好的等温性能和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及热管技术领域，特别涉及镁氨热管技术领域，具体是指一种镁氨热管焊接方法。
背景技术
镁氨热管是一种新型的轻量化热管，相比于传统的铝氨热管和铜水热管，此种热管管壳采用镁合金材料，重量更轻，重量比铝合金轻1/3。对于有严格重量要求的航天器使用，有广阔的应用前景。
在制作镁氨热管时，需要将镁氨热管进行毛细管焊接和堵头焊接。由于镁氨热管的管壳是镁合金材料，镁合金的熔点比铝合金低，而且镁合金在焊接时，如果保护不好，镁容易燃烧生成大量的氧化镁粉末。镁合金在空气中也较容易氧化，都给镁合金的焊接带来较大的难度。另外镁合金容易在较大的湿度环境中和水汽反应生成氢气，使焊接过程产生气孔，影响焊缝的质量。
因此，希望提供一种镁氨热管焊接方法，其能够保证镁氨热管焊接质量，从而能保证镁氨热管有良好的等温性能和使用寿命。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种镁氨热管焊接方法，其能够保证镁氨热管焊接质量，从而能保证镁氨热管有良好的等温性能和使用寿命，适于大规模推广应用。
本发明的另一目的在于提供一种镁氨热管焊接方法，其设计巧妙，操作简单方便，成本低，适于大规模推广应用。
为达到以上目的，本发明的镁氨热管焊接方法，其特点是，包括以下步骤：
(1)烘干除湿：将镁氨热管、焊丝和毛细管烘干以除湿；
(2)控温控湿：控制焊接环境的温度为15℃～35℃，控制焊接环境的湿度为10％～50％；
(3)设定焊接的参数；
(4)氩气保护：焊接时镁氨热管的管壳的外侧和内侧都需要用氩气保护，镁氨热管的管壳的内侧通过氩气管路将氩气引到镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护；
(5)毛细管焊接：将毛细管插入镁氨热管，然后焊接毛细管和镁氨热管；
(6)堵头焊接：将氩气管路连接毛细管将氩气通入镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护，按照第(5)点的焊接方法将镁氨热管的管口逐渐收小，完成堵头的焊接；
(7)焊缝修挫：用锉刀修挫凸出于镁氨热管的管壳的多余的焊疤；
(8)焊缝检测：针对焊缝先进行无损探伤，评定按照一级焊缝的标准进行；再进行密封性检漏，要求镁氨热管的管壳的焊缝漏率不大于5x10-8Pa·m3/s。
较佳地，在所述步骤(1)中，所述烘干的温度为110℃，所述烘干的时间为30分钟～60分钟。
较佳地，在所述步骤(2)中，所述的控制焊接环境的温度通过空调进行，所述的控制焊接环境的湿度通过除湿机进行。
较佳地，在所述步骤(3)中，焊接采用TIG交流钨极氩弧焊，焊接的电流为20A～30A，钨极的直径为1mm～3mm。
较佳地，在所述步骤(4)中，所述氩气管路中氩气的流量为8L/min～15L/min。
较佳地，在所述步骤(5)中，所述焊接毛细管和镁氨热管的具体步骤为：
先点焊固定毛细管和镁氨热管；
然后正式焊接毛细管和镁氨热管：焊接开始前先在引弧板进行引弧，待钨极炽热后再将电弧平稳过渡到镁氨热管的始焊处开始焊接，先空烧，再在始焊处打底，待熔池发亮后在距熔池中心约2/3处添加焊丝进行堆焊；
焊接完成后，再保持氩气持续保护，待镁氨热管冷却后再撤去氩气保护。
更佳地，在所述步骤(5)中，焊接时钨极与镁氨热管保持2mm～4mm的距离。
更佳地，在所述步骤(5)中，焊接时焊枪与镁氨热管的焊接角度在0°～40°中变化。
更佳地，在所述步骤(5)中，添加焊丝的频率为间隔2秒/次～间隔4秒/次。
较佳地，在所述步骤(8)中，所述密封性检漏采用氦质谱仪进行。
本发明的有益效果主要在于：
1、本发明的镁氨热管焊接方法包括：(1)烘干除湿；(2)控温控湿：控制焊接环境的温度为15℃～35℃，控制焊接环境的湿度为10％～50％；(3)设定焊接的参数；(4)氩气保护：焊接时镁氨热管的管壳的外侧和内侧都需要用氩气保护，镁氨热管的管壳的内侧通过氩气管路将氩气引到镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护；(5)毛细管焊接；(6)堵头焊接：将氩气管路连接毛细管将氩气通入镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护，按照第(5)点的焊接方法将镁氨热管的管口逐渐收小，完成堵头的焊接；(7)焊缝修挫；(8)焊缝检测，因此，其能够保证镁氨热管焊接质量，从而能保证镁氨热管有良好的等温性能和使用寿命，适于大规模推广应用。
2、本发明的镁氨热管焊接方法包括：(1)烘干除湿；(2)控温控湿：控制焊接环境的温度为15℃～35℃，控制焊接环境的湿度为10％～50％；(3)设定焊接的参数；(4)氩气保护：焊接时镁氨热管的管壳的外侧和内侧都需要用氩气保护，镁氨热管的管壳的内侧通过氩气管路将氩气引到镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护；(5)毛细管焊接；(6)堵头焊接：将氩气管路连接毛细管将氩气通入镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护，按照第(5)点的焊接方法将镁氨热管的管口逐渐收小，完成堵头的焊接；(7)焊缝修挫；(8)焊缝检测，因此，其设计巧妙，操作简单方便，成本低，适于大规模推广应用。
具体实施方式
为了保证镁氨热管的焊接质量，本发明人通过大量焊接试验，提出一种镁氨热管焊接方法，包括以下步骤：
(1)烘干除湿：将镁氨热管、焊丝和毛细管烘干以除湿；
(2)控温控湿：控制焊接环境的温度为15℃～35℃，控制焊接环境的湿度为10％～50％；
(3)设定焊接的参数；
(4)氩气保护：焊接时镁氨热管的管壳的外侧和内侧都需要用氩气保护，镁氨热管的管壳的内侧通过氩气管路将氩气引到镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护；
(5)毛细管焊接：将毛细管插入镁氨热管，然后焊接毛细管和镁氨热管；
(6)堵头焊接：将氩气管路连接毛细管将氩气通入镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护，按照第(5)点的焊接方法将镁氨热管的管口逐渐收小，完成堵头的焊接；
(7)焊缝修挫：用锉刀修挫凸出于镁氨热管的管壳的多余的焊疤；
(8)焊缝检测：针对焊缝先进行无损探伤，评定按照一级焊缝的标准进行；再进行密封性检漏，要求镁氨热管的管壳的焊缝漏率不大于5x10-8Pa·m3/s。
在所述步骤(1)中，所述烘干可以采用任何合适的设备进行，较佳地，在所述步骤(1)中，所述烘干采用烘箱进行。
在所述步骤(1)中，所述烘干的温度和湿度可以根据需要确定，较佳地，在所述步骤(1)中，所述烘干的温度为110℃，所述烘干的时间为30分钟～60分钟。
在所述步骤(2)中，所述的控制焊接环境的温度和所述的控制焊接环境的湿度可以通过任何合适的设备进行，较佳地，在所述步骤(2)中，所述的控制焊接环境的温度通过空调进行，所述的控制焊接环境的湿度通过除湿机进行。
在所述步骤(3)中，焊接的参数可以根据需要确定，较佳地，在所述步骤(3)中，焊接采用TIG交流钨极氩弧焊，焊接的电流为20A～30A，钨极的直径为1mm～3mm。
在所述步骤(4)中，所述氩气管路中氩气的流量可以根据需要确定，较佳地，在所述步骤(4)中，所述氩气管路中氩气的流量为8L/min～15L/min。
在所述步骤(5)中，所述焊接毛细管和镁氨热管的具体步骤可以根据需要确定，较佳地，在所述步骤(5)中，所述焊接毛细管和镁氨热管的具体步骤为：
先点焊固定毛细管和镁氨热管；
然后正式焊接毛细管和镁氨热管：焊接开始前先在引弧板进行引弧，待钨极炽热后再将电弧平稳过渡到镁氨热管的始焊处开始焊接，先空烧，再在始焊处打底，待熔池发亮后在距熔池中心约2/3处添加焊丝进行堆焊；
焊接完成后，再保持氩气持续保护，待镁氨热管冷却后再撤去氩气保护。
在所述步骤(5)中，焊接时钨极与镁氨热管之间的间距可以根据需要确定，更佳地，在所述步骤(5)中，焊接时钨极与镁氨热管保持2mm～4mm的距离。
在所述步骤(5)中，焊接时焊枪与镁氨热管的焊接角度的变化范围可以根据需要确定，更佳地，在所述步骤(5)中，焊接时焊枪与镁氨热管的焊接角度在0°～40°中变化。
在所述步骤(5)中，添加焊丝的频率可以根据需要确定，更佳地，在所述步骤(5)中，添加焊丝的频率为间隔2秒/次～间隔4秒/次。
在所述步骤(8)中，所述密封性检漏可以采用任何合适的设备进行，较佳地，在所述步骤(8)中，所述密封性检漏采用氦质谱仪进行。
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
实施例1
1、高温烘干除湿：将需要焊接的镁氨热管、焊丝、毛细管放入烘箱内，设置烘箱温度为110℃，烘烤时间为30分钟；
2、焊接房间控温控湿：开启焊接房间内的空调及除湿机，保证焊接房间的温度为：15℃，湿度为30％；
3、设定焊接参数：焊接采用TIG交流钨极氩弧焊，焊接的电流选用25A，钨极的直径选用3mm；
4、氩气保护：焊接时镁氨热管的管壳的外侧和内侧都需要用氩气保护，镁氨热管的管壳的内侧通过氩气管路将氩气引到镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护，调节氩气的流量为8L/min。
5、毛细管焊接：将毛细管插入镁氨热管，先点焊固定毛细管和镁氨热管；然后正式焊接毛细管和镁氨热管：焊接开始前先在引弧板进行引弧，待钨极炽热后再将电弧平稳过渡到镁氨热管的始焊处开始焊接，焊接时焊枪的钨极与镁合金热管保持3mm的距离，控制焊枪与镁氨热管的焊接角度在0°～40°中变化，先空烧，再在始焊处打底，最大程度的去除型材表面的杂质，待熔池发亮后在距熔池中心约2/3处添加焊丝进行堆焊，添加焊丝的频率为间隔2秒/次，镁合金的熔点低，连续焊接的时间不能太长，以免过烧；焊接完成后，再保持氩气持续保护，使热管冷却后再撤去氩气保护；
6、堵头焊接：将氩气管路连接毛细管将氩气通入镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护，按照第5点的焊接方法将镁氨热管的管口逐渐收小，完成堵头的焊接；
7、焊缝修挫：用锉刀修挫高于(凸出于)镁氨热管的管壳的多余的焊疤；
8、焊缝检测：针对焊缝先进行无损探伤，评定按照一级焊缝的标准进行；再采用氦质谱仪进行密封性检漏，要求镁氨热管的管壳的焊缝漏率不大于5x10-8Pa·m3/s。
实施例2
1、高温烘干除湿：将需要焊接的镁氨热管、焊丝、毛细管放入烘箱内，设置烘箱温度为110℃，烘烤时间为50分钟；
2、焊接房间控温控湿：开启焊接房间内的空调及除湿机，保证焊接房间的温度为：25℃，湿度为50％；
3、设定焊接参数：焊接采用TIG交流钨极氩弧焊，焊接的电流选用20A，钨极的直径选用1mm；
4、氩气保护：焊接时镁氨热管的管壳的外侧和内侧都需要用氩气保护，镁氨热管的管壳的内侧通过氩气管路将氩气引到镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护，调节氩气的流量为10L/min。
5、毛细管焊接：将毛细管插入镁氨热管，先点焊固定毛细管和镁氨热管；然后正式焊接毛细管和镁氨热管：焊接开始前先在引弧板进行引弧，待钨极炽热后再将电弧平稳过渡到镁氨热管的始焊处开始焊接，焊接时焊枪的钨极与镁合金热管保持2mm的距离，控制焊枪与镁氨热管的焊接角度在0°～40°中变化，先空烧，再在始焊处打底，最大程度的去除型材表面的杂质，待熔池发亮后在距熔池中心约2/3处添加焊丝进行堆焊，添加焊丝的频率为间隔4秒/次，镁合金的熔点低，连续焊接的时间不能太长，以免过烧；焊接完成后，再保持氩气持续保护，使热管冷却后再撤去氩气保护；
6、堵头焊接：将氩气管路连接毛细管将氩气通入镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护，按照第5点的焊接方法将镁氨热管的管口逐渐收小，完成堵头的焊接；
7、焊缝修挫：用锉刀修挫高于(凸出于)镁氨热管的管壳的多余的焊疤；
8、焊缝检测：针对焊缝先进行无损探伤，评定按照一级焊缝的标准进行；再采用氦质谱仪进行密封性检漏，要求镁氨热管的管壳的焊缝漏率不大于5x10-8Pa·m3/s。
实施例3
1、高温烘干除湿：将需要焊接的镁氨热管、焊丝、毛细管放入烘箱内，设置烘箱温度为110℃，烘烤时间为60分钟；
2、焊接房间控温控湿：开启焊接房间内的空调及除湿机，保证焊接房间的温度为：35℃，湿度为10％；
3、设定焊接参数：焊接采用TIG交流钨极氩弧焊，焊接的电流选用30A，钨极的直径选用2mm；
4、氩气保护：焊接时镁氨热管的管壳的外侧和内侧都需要用氩气保护，镁氨热管的管壳的内侧通过氩气管路将氩气引到镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护，调节氩气的流量为15L/min。
5、毛细管焊接：将毛细管插入镁氨热管，先点焊固定毛细管和镁氨热管；然后正式焊接毛细管和镁氨热管：焊接开始前先在引弧板进行引弧，待钨极炽热后再将电弧平稳过渡到镁氨热管的始焊处开始焊接，焊接时焊枪的钨极与镁合金热管保持4mm的距离，控制焊枪与镁氨热管的焊接角度在0°～40°中变化，先空烧，再在始焊处打底，最大程度的去除型材表面的杂质，待熔池发亮后在距熔池中心约2/3处添加焊丝进行堆焊，添加焊丝的频率为间隔3秒/次，镁合金的熔点低，连续焊接的时间不能太长，以免过烧；焊接完成后，再保持氩气持续保护，使热管冷却后再撤去氩气保护；
6、堵头焊接：将氩气管路连接毛细管将氩气通入镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护，按照第5点的焊接方法将镁氨热管的管口逐渐收小，完成堵头的焊接；
7、焊缝修挫：用锉刀修挫高于(凸出于)镁氨热管的管壳的多余的焊疤；
8、焊缝检测：针对焊缝先进行无损探伤，评定按照一级焊缝的标准进行；再采用氦质谱仪进行密封性检漏，要求镁氨热管的管壳的焊缝漏率不大于5x10-8Pa·m3/s。
分别采用实施例1～实施例3的镁氨热管焊接方法焊接后，能保正镁氨热管的焊缝在极小的漏率，漏率小于5x10-8Pa·m3/s，焊缝满足一级焊缝的要求。从而能保证镁氨热管有良好的等温性能和使用寿命，镁氨热管的等温性能均匀度从3度减少至1度，并使镁氨热管的使用寿命从2年提高到5年，甚至更高。
因此，本发明焊接流程为：烘干除湿、控温控湿、设定焊接参数、氩气保护、毛细管焊接、堵头焊接、焊缝修挫和焊缝检测。采用本发明，能够保证镁氨热管焊接质量，从而能保证镁氨热管有良好的等温性能和使用寿命。
综上，本发明的镁氨热管焊接方法能够保证镁氨热管焊接质量，从而能保证镁氨热管有良好的等温性能和使用寿命，设计巧妙，操作简单方便，成本低，适于大规模推广应用。
由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。
Claims (9)
1.一种镁氨热管焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）烘干除湿：将镁氨热管、焊丝和毛细管烘干以除湿；
（2）控温控湿：控制焊接环境的温度为15℃~35℃，控制焊接环境的湿度为10%~50%；
（3）设定焊接的参数；
（4）氩气保护：焊接时镁氨热管的管壳的外侧和内侧都需要用氩气保护，镁氨热管的管壳的内侧通过氩气管路将氩气引到镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护；
（5）毛细管焊接：将毛细管插入镁氨热管，然后焊接毛细管和镁氨热管；
（6）堵头焊接：将氩气管路连接毛细管将氩气通入镁氨热管的管壳内进行保护，镁氨热管的管壳的外侧通过焊枪内的氩气进行保护，按照第（5）点的焊接方法将镁氨热管的管口逐渐收小，完成堵头的焊接；
（7）焊缝修挫：用锉刀修挫凸出于镁氨热管的管壳的多余的焊疤；
（8）焊缝检测：针对焊缝先进行无损探伤，评定按照一级焊缝的标准进行；再进行密封性检漏，要求镁氨热管的管壳的焊缝漏率不大于5x10-8Pa ▪ m3/s；
在所述步骤（5）中，所述焊接毛细管和镁氨热管的具体步骤为：
先点焊固定毛细管和镁氨热管；
然后正式焊接毛细管和镁氨热管：焊接开始前先在引弧板进行引弧，待钨极炽热后再将电弧平稳过渡到镁氨热管的始焊处开始焊接，先空烧，再在始焊处打底，待熔池发亮后在距熔池中心约2/3处添加焊丝进行堆焊；
焊接完成后，再保持氩气持续保护，待镁氨热管冷却后再撤去氩气保护。
2.如权利要求1所述的镁氨热管焊接方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述烘干的温度为110℃，所述烘干的时间为30分钟~60分钟。
3.如权利要求1所述的镁氨热管焊接方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，所述的控制焊接环境的温度通过空调进行，所述的控制焊接环境的湿度通过除湿机进行。
4.如权利要求1所述的镁氨热管焊接方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，焊接采用TIG交流钨极氩弧焊，焊接的电流为20A~30A，钨极的直径为1mm~3mm。
5.如权利要求1所述的镁氨热管焊接方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，所述氩气管路中氩气的流量为8L/min ~15L/min。
6.如权利要求1所述的镁氨热管焊接方法，其特征在于，在所述步骤（5）中，焊接时钨极与镁氨热管保持2mm~4mm的距离。
7.如权利要求1所述的镁氨热管焊接方法，其特征在于，在所述步骤（5）中，焊接时焊枪与镁氨热管的焊接角度在0°～40°中变化。
8.如权利要求1所述的镁氨热管焊接方法，其特征在于，在所述步骤（5）中，添加焊丝的频率为间隔2秒/次～间隔4秒/次。
9.如权利要求1所述的镁氨热管焊接方法，其特征在于，在所述步骤（8）中，所述密封性检漏采用氦质谱仪进行。
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