CN115229321A - 一种水冷装置用水路部件的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高焊合率特种设备水冷装置用水路部件焊接方法,依次为:对黄铜本体表面处理,紫铜管表面处理,焊环的制作,黄铜本体、紫铜管与焊环的装配,焊接,冷却,焊缝质量检验,耐压性测试,初步表面处理和进一步表面处理等。本发明对各个流程进行了详细的工艺设计,通过本发明可以快速,高质量,低损耗地制造该特种设备水冷装置所需的部件,并且避免了传统抽样检验方法中可能存在的焊接缺陷漏检现象。
Description
技术领域
本发明属于水路焊接加工领域,具体涉及一种高焊合率特种设备水冷装置用水路部件的焊接方法。
背景技术
功率器件在工作过程中会产生大量热量,产生的热量如果无法及时散出就会影响器件的正常工作运行。水冷装置的作用正是帮助功率器件降温,以稳定器件在正常工作温度范围内。水冷装置中使用铜管作为水路,铜管具有导热性能好,且质软,折弯、延展性能优良,是水冷装置管路的理想材料。该水冷装置内运行水压大,所以对管路焊接质量要求极高,需要一种高焊合率水冷管路以保证水流在管路中运行安全可靠无泄漏。
该特种设备水冷装置水路部件分为黄铜本体与紫铜管,黄铜本体与紫铜管由环形焊缝相连。传统的火焰焊接缺点明显:1,火焰喷射过程中气体会混杂进焊缝中,造成焊接气孔等缺陷;2,环形焊缝单处火焰焊接容易导致焊料在圆周方向受热不均,通常需多人采用多处火焰同时加热,对多人协作要求非常高;3,焊接温度高,温度控制不好容易将黄铜本体与铜管烧穿,进而损毁零件造成损失。
水路部件焊接完毕后,现有的焊缝质量检测方式通常为:将焊接好的水路部件在接头处沿铜管轴向进行剖切,剖切后打磨酸洗清洁,再用低倍镜对焊缝进行放大观看,但这种方法仅能查看剖切位置焊缝质量,如果焊缝缺陷出现在其他剖面上,这种方法就无法进行判断,所以对焊缝缺陷的漏检率高。
发明内容
为了解决焊接同轴度、角度、位置精度要求高的水路部件的问题,本发明提出了一种水冷装置用水路部件的焊接方法。
为了实现上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种水冷装置用水路部件的焊接方法,用于焊接由紫铜管和三通黄铜本体组成的水路部件,其中紫铜管与黄铜本体由环形焊缝相连,包括以下步骤:
S1,对黄铜本体进行表面处理:使用酒精对黄铜本体进行清洗,去除其表面存在的油污;
S2,对紫铜管进行表面处理和端部去毛刺:对紫铜管进行抛光,使紫铜管表面光洁,对紫铜管端部去毛刺;
S3,制作焊环:制作与紫铜管外径相一致的环状焊环;
S4,装配黄铜本体、紫铜管与焊环:将紫铜管插入黄铜本体中,并将焊环套在紫铜管上,焊环自然搭落在焊缝正上方,焊环装配完毕在焊环上涂抹适量助焊剂;
S5,焊接:使用高频焊机对黄铜本体及紫铜管的装配部位进行加热,焊丝熔化后,待观察到焊环完全流进焊缝后立即停止加热;
S6,自然冷却:将焊接完毕的部件置于空气中冷却,一段时间后放入水中至完全冷却;
S7,焊缝质量检验:使用探测器对焊接部位进行焊缝质量检验,对焊合率小于90%的零件进行返工;
S8,耐压性测试:对同一批次焊接完的水路部件随机抽取若干件进行耐压性测试,30min无压降则水压测试通过,测试通过则该批部件合格;
S9,初步表面处理:清洗水路部件表面的黑色氧化物;
S10,进一步表面处理:使用喷砂工艺处理黄铜本体及焊接部位,进一步去除顽固氧化物及残留助焊剂。
所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其步骤S1中清洗洁净的标准是:待焊接部位洁净,表面无油污。
所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其步骤S2中使用化学方法对紫铜管进行抛光,注意不得使用物理抛光,以避免对部件在特种设备水冷装置中的密封性造成影响。
所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其步骤S3中的焊环由焊丝缠绕而成,用量应根据黄铜本体孔径与紫铜管外径所形成的间隙体积决定,同时焊环尺寸的应与紫铜管直径相一致,以便于焊环熔化后可以直接流入焊缝。
所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其步骤S4中在黄铜本体与紫铜管装配完毕后使用定位工装固定紫铜管,以保证紫铜管与黄铜本体相对位置固定不变,铜管固定的同时将环形焊丝装配并涂抹助焊剂,助焊剂用量以焊环可以被助焊剂薄薄地覆盖为宜。
所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其步骤S5中为防止加热过快黄铜本体烧熔,焊接电流设置为110±3A,焊接频率12±1kHz,焊接时长控制在210±30s,焊丝熔化后,将紫铜管旋转一周,防止排气不畅导致焊料无法填满焊缝,待观察到焊环完全流进焊缝后立即停止加热。
所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其步骤S6中用测温枪测量温度小于100℃后放入水中加速冷却至完全冷却,严禁焊接完毕直接使用水冷方式,防止黄铜本体淬硬产生裂纹等缺陷。
所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其步骤S7中使用圆柱形探测器深入铜管内部,对整个环形焊缝进行焊接质量检验,根据反射形成的图谱判断焊缝焊合率。
所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其步骤S9中使用低浓度VC溶液对部件进行清洗。
所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其步骤S10中喷砂时,仅对黄铜本体与焊接部位进行喷砂,并对紫铜管进行包裹防护处理,防止铜管表面光洁性被破坏,影响部件在特种设备水冷装置中的密封性。
本发明的有益效果是:本发明通过工艺研究探索一系列工艺流程与工艺参数来保证该特种设备水冷装置水路部件优秀的焊接质量,并通过无损、高效且无遗漏的方式对焊接后的焊缝质量进行全面检测,剔除少量有缺陷的部件。通过以上手段保证该水冷装置性能百分百可靠,满足特种设备水冷装置的使用要求。
附图说明
图1是本发明水冷装置用水路部件的结构示意图;
图2是本发明水冷装置用水路部件的剖视图;
图3是感应线圈放置在焊接位置时的结构示意图;
图4是感应线圈放置在焊接位置时的剖视图;
图5是使用探测器对焊接后部件焊缝进行检验的示意图。
各附图标记为:1—紫铜管,2—黄铜本体,3—焊环,4—感应线圈,5—探测器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。所述实施例的图示在附图中示出,相同的标号表示相同或类似的元件或者具有相同或类似功能的元件。
参照图1、图2所示,本发明公开的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,为获得满足该特种设备性能要求的水路部件,按照以下步骤进行焊接:
S1,对黄铜本体2进行表面处理。
S2,对紫铜管1进行表面处理,并对紫铜管1端部去毛刺。
S3,制作焊环3。
S4,黄铜本体2、紫铜管1与焊环3的装配。
S5,焊接。
S6,自然冷却。
S7,焊缝质量检验。
S8,耐压性测试。
S9,初步表面处理。
S10,进一步表面处理。
下面结合附图对步骤进行说明。
步骤1,对黄铜本体2进行清洗,以待焊接部位洁净,表面无油污等为标准。通过采用以上步骤,可以避免保证焊缝内不混入杂质以破坏焊缝质量。
步骤2,使用化学方法而不使用物理抛光对紫铜管1进行抛光,抛光后对紫铜管1端部去毛刺。通过采用以上步骤,可以避免部件在特种设备水冷装置中的密封性造成影响。
步骤3,计算焊丝用量,并根据紫铜管1外径制作焊环3,焊环3的优选牌号为BAg45CuZn。根据黄铜本体2孔径与紫铜管1外径所形成的间隙体积决定焊丝用量。通过采用以上步骤,可以有效判断焊丝是否已完全流入焊缝,防止焊缝未焊满等现象。
步骤4,按照图1与图2所示,装配黄铜本体2、紫铜管1与焊环3,黄铜本体2与紫铜管1装配完毕后,应使用定位工装固定紫铜管1,紫铜管1固定的同时将环形焊丝装配并涂抹助焊剂。通过采用以上步骤,可以保证黄铜本体2与紫铜管1配合后形成的环形焊缝厚度均匀,不存在局部位置焊接薄弱的问题。
步骤5,按照图3与图4所示,将感应线圈4置于部件焊接部位,注意线圈不得触碰待焊部件任何位置。设置好高频焊机参数后开始焊接,焊丝完全熔化后,将紫铜管1旋转一周,防止排气不畅导致焊料无法填满焊缝,待观察到熔化的焊丝液完全流进焊缝后立即停止加热。焊接电流110±3A,焊接频率12±1kHz,焊接时长控制在3分30秒±30s。通过采用以上步骤,可以保证黄铜本体2升温缓慢均匀,不会因为热量上升过快烧熔。
步骤6,焊接完毕置于空气中空冷,一段时间后,用测温枪测量温度小于100℃后放入水中加速冷却至完全冷却。用空冷到一定温度再水冷的方式代替直接水冷方式。通过采用以上步骤,可以防止黄铜本体2因淬火不均产生局部细微裂纹等缺陷。
步骤7,如图5所示,使用带有信号传输线的圆柱形探测器5深入铜管内部,对整个环形焊缝进行焊接质量检验,根据反射形成的图谱判断焊缝焊合率,焊合率低于90%则该部件返工。通过采用以上步骤,可以避免破坏性的对部件进行检验造成的经济损失与对缺陷焊缝的漏检所造成的安全隐患。
步骤8,对同一批次焊接完的部件随机抽取若干件进行耐压性测试,30min无压降则水压测试通过,测试通过则该批部件件合格。通过采用以上步骤,可以通过有一定安全余量的工况试验来检验部件质量,确保部件满足该特种设备水冷装置使用需求。
步骤9,使用低浓度VC溶液对部件进行清洗,洗去部件表面因受热产生的黑色氧化物,清洗完毕再用流动清水连续清洗干净。代替其他物理方式去除紫铜管1表面因受热产生的黑色氧化物。通过采用以上步骤,可以防止紫铜管1表面光洁度被一定程度的破坏,进而造成部件在特种设备水冷装置中可能的小概率密封失效。
步骤10,对黄铜本体2与焊接部位进行喷砂,喷砂时,对紫铜管1进行包裹防护处理。通过采用以上步骤,可以去除焊接过程中产生的顽固氧化物,保证部件表面清洁,同时对紫铜管1包裹防护以防止紫铜管1表面光洁性被彻底破坏,进而避免部件在特种设备水冷装置中密封失效。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,以及部分运用的实施例,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种水冷装置用水路部件的焊接方法,用于焊接由紫铜管(1)和黄铜本体(2)组成的水路部件,其中紫铜管(1)与黄铜本体(2)由环形焊缝相连,其特征在于:包括以下步骤
S1,对黄铜本体(2)进行表面处理:使用酒精对黄铜本体(2)进行清洗,去除其表面存在的油污;
S2,对紫铜管(1)进行表面处理和端部去毛刺:通过抛光使紫铜管(1)表面光洁,对紫铜管(1)端部去毛刺;
S3,制作焊环(3):制作与紫铜管(1)外径相一致的焊环(3);
S4,装配黄铜本体(2)、紫铜管(1)与焊环(3):将紫铜管(1)插入黄铜本体(2)中,并将焊环(3)套在紫铜管(1)上并自然搭落在焊缝正上方,在焊环(3)上涂抹助焊剂;
S5,焊接:使用高频焊机对黄铜本体(2)和紫铜管(1)的装配部位进行加热熔化焊丝,焊环(3)完全流进焊缝后立即停止加热;
S6,自然冷却:将焊接完毕的部件置于空气中冷却,再放入水中至完全冷却;
S7,焊缝质量检验:使用探测器(5)对焊接部位进行焊缝质量检验,焊合率小于90%的零件返工;
S8,耐压性测试:对同一批次焊接完的水路部件随机抽取进行耐压性测试,30min无压降则水压测试通过;
S9,初步表面处理:清洗水路部件表面的黑色氧化物;
S10,进一步表面处理:使用喷砂工艺处理黄铜本体(2)及焊接部位,进一步去除顽固氧化物及残留助焊剂。
2.根据权利要求1所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其特征在于,所述的步骤S1中清洗洁净的标准是:待焊接部位洁净,表面无油污。
3.根据权利要求1所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其特征在于,所述的步骤S2中使用化学方法对紫铜管(1)进行抛光。
4.根据权利要求1所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其特征在于,所述步骤S3中的焊环(3)由焊丝缠绕而成。
5.根据权利要求1所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其特征在于,所述的步骤S4中在黄铜本体(2)与紫铜管(1)装配完毕后使用定位工装固定紫铜管(1),保证紫铜管(1)与黄铜本体(2)相对位置不变。
6.根据权利要求1所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其特征在于,所述的步骤S5中焊接电流110±3A,焊接频率12±1kHz,焊接时长210±30s,焊丝熔化后,将紫铜管(1)旋转一周。
7.根据权利要求1所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其特征在于,所述的步骤S6中用测温枪测量温度小于100℃后放入水中冷却。
8.根据权利要求1所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其特征在于,所述的步骤S7中使用圆柱形探测器(5)深入铜管内部,根据反射形成的图谱判断焊缝焊合率。
9.根据权利要求1所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其特征在于,所述的步骤S9中使用低浓度VC溶液对部件进行清洗,清洗完毕再用流动清水连续清洗干净。
10.根据权利要求1所述的一种水冷装置用水路部件的焊接方法,其特征在于,所述的步骤S10中仅对黄铜本体(2)与焊接部位进行喷砂,并对紫铜管(1)进行包裹防护处理,防止铜管表面光洁性被破坏。
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