CN115446428A - 紫铜管焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及紫铜管焊接技术领域，特别是涉及一种紫铜管焊接方法。包括：用T I G焊枪加热环形待焊区域形成焊接熔池，并用氩气作为保护气体；向焊接熔池送入焊丝和润湿剂以进行T I G焊接，并形成角焊缝；转动环形待焊区域，使焊接熔池沿环形待焊区域的延伸方向运动，直至角焊缝完全覆盖环形待焊区域；其中，若第一紫铜管的厚度与第二紫铜管的厚度均大于5毫米，则对焊丝进行预热，且焊丝的材料为硅青铜。其有益效果在于：向焊接熔池送入焊丝和润湿剂以进行T I G焊接，并形成角焊缝，可以缩小加热的范围以提高热量的利用率，且焊接施工空间温度低、焊工劳动强度小、焊接过程中无碳化物排放，对焊工健康和环境保护有利。
Description
技术领域
本发明涉及紫铜管焊接技术领域，特别是涉及一种紫铜管焊接方法。
背景技术
在特种船舶建造过程中会有大量紫铜套管需要焊接施工，紫铜管具有热导率高，散热速度快，高温强度及硬度低的特点，且焊接过程中其待焊区域的温度场持续变化。由于上述特点，紫铜套管存在预热困难(散热速度快，很难达到预热要求的温度)，焊工劳动强度大，焊接效率低，难以对其进行有效的固定(高温变软、固定区域温度过高)的缺点，且焊接过程需随着待焊区域温度场的变化需及时调节相关焊接参数。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：紫铜管在焊接过程中存在预热困难，焊工劳动强度大，焊接效率低的缺点。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种紫铜管焊接方法，包括：
将第一紫铜管的一端固定于第二紫铜管内，并在所述第一紫铜管与所述第二紫铜管之间形成环形待焊区域；
用TIG焊枪加热所述环形待焊区域形成焊接熔池，并用氩气作为保护气体；
向所述焊接熔池送入焊丝和润湿剂以进行TIG焊接，并形成角焊缝；
转动所述环形待焊区域，使所述焊接熔池沿所述环形待焊区域的延伸方向运动，直至所述角焊缝完全覆盖所述环形待焊区域；
其中，若所述第一紫铜管的厚度与所述第二紫铜管的厚度均大于5毫米，则在向所述焊接熔池送入焊丝和润湿剂以进行TIG焊接，并形成角焊缝之前对所述焊丝进行预热，且所述焊丝的材料为硅青铜。
在上述技术方案中，所述第二紫铜管靠近所述第一紫铜管的一端为第一端，所述将第一紫铜管的一端固定于第二紫铜管内，并在所述第一紫铜管与所述第二紫铜管之间形成环形待焊区域，具体包括：
对所述第一端与所述第一紫铜管进行定位焊接，以使所述第一端与所述第一紫铜管之间形成所述环形待焊区域。
在上述技术方案中，所述第一端具有相对设置的第一极点和第二极点，以及位于所述第一极点和所述第二极点之间的第三极点，所述对所述第一端与所述第一紫铜管进行定位焊接，具体包括：
对所述第一极点与所述第一紫铜管进行定位焊焊接；
对所述第二极点与所述第一紫铜管进行定位焊焊接；
对所述第三极点与所述第一紫铜管进行定位焊焊接。
在上述技术方案中，所述第一极点、所述第二极点和所述第三极点沿所述第二紫铜管的周向等间隔排列设置。
在上述技术方案中，所述第二紫铜管靠近所述第一紫铜管的一端还具有第四极点，所述第四极点与所述第三极点相对设置，所述用TIG焊枪加热所述环形待焊区域形成焊接熔池，具体包括：
用所述TIG焊枪加热所述第四极点以形成所述焊接熔池，并用氩气作为保护气体。
在上述技术方案中，所述TIG焊枪与所述焊接熔池之间具有焊接电弧，所述转动所述环形待焊区域，使所述焊接熔池沿所述环形待焊区域的延伸方向运动，直至所述角焊缝完全覆盖所述环形待焊区域，具体包括：
转动所述环形待焊区域，使所述焊接熔池分别依次经过所述第一极点、所述第三极点和所述第二极点，并回到所述第四极点；
沿所述焊接熔池的运动方向形成所述角焊缝；
熄灭所述焊接电弧。
在上述技术方案中，在熄灭所述焊接电弧之后，还包括：
控制所述TIG焊枪保持位置达到第一预设时间。
在上述技术方案中，在熄灭所述焊接电弧之后，还包括：
保持向所述环形待焊区域通入所述保护气体达到所述第一预设时间。
在上述技术方案中，先对所述第一极点与所述第一紫铜管进行定位焊焊接，再对所述第二极点与所述第一紫铜管进行定位焊焊接，最后对所述第三极点与所述第一紫铜管进行定位焊焊接。
在上述技术方案中，所述焊丝与所述TIG焊枪分别位于并联回路的两条支路，所述焊接熔池为所述焊丝所在支路与所述TIG焊枪所在支路的合点。
在上述技术方案中，在所述将第一紫铜管的一端固定于第二紫铜管内，并在所述第一紫铜管与所述第二紫铜管之间形成环形待焊区域之前，具体包括：
将所述第二紫铜管置于焊接转盘的套筒内。
在上述技术方案中，所述转动所述环形待焊区域，具体为：
转动所述焊接转盘。
在上述技术方案中，所述用TIG焊枪加热所述环形待焊区域形成焊接熔池，并用氩气作为保护气体，具体包括：
先向所述环形待焊区域通入所述保护气体达到第二预设时间，再用所述TIG焊枪加热所述环形待焊区域形成焊接熔池。
在上述技术方案中，所述润湿剂为硼砂。
本发明实施例的紫铜管焊接方法与现有技术相比，其有益效果在于：第一紫铜管与第二紫铜管之间形成的环形待焊区域，为本方法提供可焊接的位置，有利于完成紫铜管的焊接；用TIG焊枪加热环形待焊区域形成焊接熔池，并用氩气作为保护气体，可以避免被加热的紫铜管受到外界气体的侵害；向焊接熔池送入焊丝和润湿剂以进行TIG焊接，并形成角焊缝，可以缩小加热的范围以提高热量的利用率，且焊接施工空间温度低、焊工劳动强度小、焊接过程中无碳化物排放，对焊工健康和环境保护有利；TIG焊接对焊接设备的输出功率要求不高，尤其进行大直径厚壁管的焊接时，无需超大功率的焊接设备，对焊接施工场地、电力配置要求不高，且转换施工地点的灵活性好；硅青铜作为焊丝，在紫铜管的厚度大于5毫米时，可在较低的焊接温度条件下实现紫铜套管间的焊接，降低了焊工的劳动强度，同时避免紫铜管散热过快导致焊接困难的情况，还可以降低紫铜套管焊接前的预热时间和预热成本；硅青铜的焊丝可制成细直径的盘状结构，有利于实现机械化自动送丝，以帮助提高本方法的自动化程度。
附图说明
图1是本发明实施例第一紫铜管、第二紫铜管和套筒的装配示意图；
图2是图1所示结构的俯视图；
图3是本发明实施例的紫铜管焊接方法的流程示意图；
图4是本发明实施例的第一紫铜管与第二紫铜管的定位焊接流程示意图；
图5是本发明实施例的角焊缝形成的流程示意图；
图中，1、第一紫铜管；2、第二紫铜管；21、第一极点；22、第二极点；23、第三极点；24、第四极点；3、套筒。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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和简化描述，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。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1、图2和图3所示，本发明实施例的一种紫铜管焊接方法，包括：
步骤100：将第一紫铜管1的一端固定于第二紫铜管2内，并在第一紫铜管1与第二紫铜管2之间形成环形待焊区域；
步骤200：用TIG焊枪加热环形待焊区域形成焊接熔池，并用氩气作为保护气体；
步骤300：向焊接熔池送入焊丝和润湿剂以进行TIG焊接，并形成角焊缝；
步骤400：转动环形待焊区域，使焊接熔池沿环形待焊区域的延伸方向运动，直至角焊缝完全覆盖环形待焊区域；
其中，若第一紫铜管1的厚度与第二紫铜管2的厚度均大于5毫米，则在向焊接熔池送入焊丝和润湿剂以进行TIG焊接，并形成角焊缝之前对焊丝进行预热，且焊丝的材料为硅青铜。
可以理解的是，第一紫铜管1与第二紫铜管2之间形成的环形待焊区域，为本方法提供可焊接的位置，有利于完成紫铜管的焊接；用TIG焊枪加热环形待焊区域形成焊接熔池，并用氩气作为保护气体，可以避免被加热的紫铜管受到外界气体的侵害；向焊接熔池送入焊丝和润湿剂以进行TIG焊接，并形成角焊缝，可以缩小加热的范围以提高热量的利用率，且焊接施工空间温度低、焊工劳动强度小、焊接过程中无碳化物排放，对焊工健康和环境保护有利；TIG焊接对焊接设备的输出功率要求不高，尤其进行大直径厚壁管的焊接时，无需超大功率的焊接设备，对焊接施工场地、电力配置要求不高，且转换施工地点的灵活性好；硅青铜作为焊丝，在紫铜管的厚度大于5毫米时，可在较低的焊接温度条件下实现紫铜套管间的焊接，降低了焊工的劳动强度，同时避免紫铜管散热过快导致焊接困难的情况，还可以降低紫铜套管焊接前的预热时间和预热成本；硅青铜的焊丝可制成细直径的盘状结构，有利于实现机械化自动送丝，以帮助提高本方法的自动化程度。
优选地，当第一紫铜管1的厚度与第二紫铜管2的厚度均小于5毫米时，TIG焊接的焊接参数如下表所示：
优选地，当第一紫铜管1的厚度与第二紫铜管2的厚度均大于5毫米时，TIG焊接的焊接参数如下表所示：
进一步地，第二紫铜管2靠近第一紫铜管1的一端为第一端，将第一紫铜管1的一端固定于第二紫铜管2内，并在第一紫铜管1与第二紫铜管2之间形成环形待焊区域，具体包括：
对第一端与第一紫铜管1进行定位焊接，以使第一端与第一紫铜管1之间形成环形待焊区域。
可以理解的是，通过定位焊接，本方法可以实现对第一紫铜管1和第二紫铜管2的装配定位，帮助提高第一紫铜管1和第二紫铜管2之间的同心度。
如图4所示，进一步地，第一端具有相对设置的第一极点21和第二极点22，以及位于第一极点21和第二极点22之间的第三极点23，对第一端与第一紫铜管1进行定位焊接，具体包括：
步骤101：对第一极点21与第一紫铜管1进行定位焊焊接；
步骤102：对第二极点22与第一紫铜管1进行定位焊焊接；
步骤103：对第三极点23与第一紫铜管1进行定位焊焊接。
可以理解的是，如此设置可以以最少的定位段数实现对第一紫铜管1与第二紫铜管2的装配定位，有效防止第一紫铜管1与第二紫铜管2之间的同心度发生不良变化。
优选地，第一极点21、第二极点22和第三极点23沿第二紫铜管2的周向等间隔排列设置，以提高第一极点21、第二极点22和第三极点23对第一紫铜管1和第二紫铜管2的装配定位作用。
优选地，定位焊焊接形成的角焊缝应大于10mm，且定位焊焊接的焊接参数与前述TIG焊接的焊接参数一致。
优选地，第二紫铜管2靠近第一紫铜管1的一端还具有第四极点24，第四极点24与第三极点23相对设置，用TIG焊枪加热环形待焊区域形成焊接熔池，具体包括：用TIG焊枪加热第四极点24以形成焊接熔池，并用氩气作为保护气体。
优选地，先对第一极点21与第一紫铜管1进行定位焊焊接，再对第二极点22与第一紫铜管1进行定位焊焊接，最后对第三极点23与第一紫铜管1进行定位焊焊接。
如图5所示，进一步地，TIG焊枪与焊接熔池之间具有焊接电弧，转动环形待焊区域，使焊接熔池沿环形待焊区域的延伸方向运动，直至角焊缝完全覆盖环形待焊区域，具体包括：
步骤401：转动环形待焊区域，使焊接熔池分别依次经过第一极点21、第三极点23和第二极点22，并回到第四极点24；
步骤402：沿焊接熔池的运动方向形成角焊缝；
步骤403：熄灭焊接电弧。
可以理解的是，如此设置可以在待焊接区域形成完整的环形角焊缝，以实现第一紫铜管1与第二紫铜管2之间的稳定焊接。
进一步地，在熄灭焊接电弧之后，还包括：
控制TIG焊枪保持位置达到第一预设时间。
可以理解的是，如此设置可以减少TIG焊枪移动时对焊接熔池造成的干扰，有利于角焊缝成形。
进一步地，在熄灭焊接电弧之后，还包括：
保持向环形待焊区域通入保护气体达到第一预设时间。
可以理解的是，TIG焊枪在回到第四极点24之后，焊接熔池处于较高温度的状态，保持通入保护气体达到第一预设时间，可以避免焊接熔池与空气接触而发生氧化现象。
进一步地，焊丝与TIG焊枪分别位于并联回路的两条支路，焊接熔池为焊丝所在支路与TIG焊枪所在支路的合点。
可以理解的是，如此设置，可以在同等焊接电流的情况下，大幅减少通过TIG焊枪的电流，有效防止烧损TIG焊枪，从而提高TIG焊枪的使用寿命和焊接质量，同时焊丝经过预热以高温状态被送入焊接熔池，有助于提高其熔化速度，从而提高焊接效率。
进一步地，在将第一紫铜管1的一端固定于第二紫铜管2内，并在第一紫铜管1与第二紫铜管2之间形成环形待焊区域之前，具体包括：
将第二紫铜管2置于焊接转盘的套筒内。
可以理解的是，如此设置可以提高第二紫铜管2的稳定性，以有利于第一紫铜管1与第二紫铜管2之间的焊接。
进一步地，转动环形待焊区域，具体为：
转动焊接转盘。
可以理解的是，通过转动焊接转盘，本方法可以带动第二紫铜管2转动，进而转动环形待焊区域，以有利于完成第一紫铜管1与第二紫铜管2之间的焊接。
在上述实施例中，用TIG焊枪加热环形待焊区域形成焊接熔池，并用氩气作为保护气体，具体包括：
先向环形待焊区域通入保护气体达到第二预设时间，再用TIG焊枪加热环形待焊区域形成焊接熔池。
可以理解的是，提前向环形待焊区域通入保护气体，可以吹开形成焊接熔池的位置附近的空气，避免高温的第一紫铜管1与第二紫铜管2被氧化而降低焊接效果。第二预设时间可以使氩气有效保护紫铜管，可以避免紫铜管在加热过程中受到外界气体的侵害。
在上述实施例中，润湿剂为硼砂。
可以理解的是，采用硼砂作为焊接熔池的润湿剂(及钎剂)，提高焊丝和第一紫铜管1和第二紫铜管2之间的润湿程度，降低焊接施工难度，确保第一紫铜管1与第二紫铜管2之间的焊接质量。
在其中一个实施例中，本方法的实施过程为：将第二紫铜管2置于焊接转盘的套筒中；临时固定第一紫铜管1和第二紫铜管2；对第一紫铜管1和第二紫铜管2进行定位焊接，以形成环形待焊区域；向环形待焊区域通入氩气；右手持半自动TIG焊枪，在第四极点24的位置进行起弧，起弧时右手按下焊接电弧开始(停止)按钮，引燃焊接电弧后慢慢将其松开，焊接电弧由弱到强开始持续燃烧，并形成焊接熔池；当焊接熔池的颜色由暗变亮时，向焊接熔池持续匀速送丝；左手操作焊接转盘带动环形待焊区域均匀转动；根据焊接熔池形状、第一紫铜管1的眼色和第二紫铜管2的颜色判断焊接速度及送丝速度的增加量，然后通过调节送丝速度，通过控制焊接转盘的转动速度控制焊接速度，以确保送丝速度、焊接速度满足紫铜套管焊接区域在其温度场持续变化情况下的焊接需求，直至角焊缝完全覆盖环形待焊区域；角焊缝完全覆盖环形待焊区域后，停止送丝；等焊接电弧由强到弱直至熄灭，保持TIG焊枪的相对焊接位置不动，维持8秒；停止给送氩气，移开焊枪。
综上，本发明实施例提供一种紫铜管焊接方法，其第一紫铜管1与第二紫铜管2之间形成的环形待焊区域，为本方法提供可焊接的位置，有利于完成紫铜管的焊接；用TIG焊枪加热环形待焊区域形成焊接熔池，并用氩气作为保护气体，可以避免被加热的紫铜管受到外界气体的侵害；向焊接熔池送入焊丝和润湿剂以进行TIG焊接，并形成角焊缝，可以缩小加热的范围以提高热量的利用率，且焊接施工空间温度低、焊工劳动强度小、焊接过程中无碳化物排放，对焊工健康和环境保护有利；TIG焊接对焊接设备的输出功率要求不高，尤其进行大直径厚壁管的焊接时，无需超大功率的焊接设备，对焊接施工场地、电力配置要求不高，且转换施工地点的灵活性好；硅青铜作为焊丝，在紫铜管的厚度大于5毫米时，可在较低的焊接温度条件下实现紫铜套管间的焊接，降低了焊工的劳动强度，同时避免紫铜管散热过快导致焊接困难的情况，还可以降低紫铜套管焊接前的预热时间和预热成本；硅青铜的焊丝可制成细直径的盘状结构，有利于实现机械化自动送丝，以帮助提高本方法的自动化程度。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种紫铜管焊接方法，其特征在于，包括：
将第一紫铜管的一端固定于第二紫铜管内，并在所述第一紫铜管与所述第二紫铜管之间形成环形待焊区域；
用TIG焊枪加热所述环形待焊区域形成焊接熔池，并用氩气作为保护气体；
向所述焊接熔池送入焊丝和润湿剂以进行TIG焊接，并形成角焊缝；
转动所述环形待焊区域，使所述焊接熔池沿所述环形待焊区域的延伸方向运动，直至所述角焊缝完全覆盖所述环形待焊区域；
其中，若所述第一紫铜管的厚度与所述第二紫铜管的厚度均大于5毫米，则在向所述焊接熔池送入焊丝和润湿剂以进行TIG焊接，并形成角焊缝之前对所述焊丝进行预热，且所述焊丝的材料为硅青铜。
2.根据权利要求1所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，所述第二紫铜管靠近所述第一紫铜管的一端为第一端，所述将第一紫铜管的一端固定于第二紫铜管内，并在所述第一紫铜管与所述第二紫铜管之间形成环形待焊区域，具体包括：
对所述第一端与所述第一紫铜管进行定位焊接，以使所述第一端与所述第一紫铜管之间形成所述环形待焊区域。
3.根据权利要求2所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，所述第一端具有相对设置的第一极点和第二极点，以及位于所述第一极点和所述第二极点之间的第三极点，所述对所述第一端与所述第一紫铜管进行定位焊接，具体包括：
对所述第一极点与所述第一紫铜管进行定位焊焊接；
对所述第二极点与所述第一紫铜管进行定位焊焊接；
对所述第三极点与所述第一紫铜管进行定位焊焊接。
4.根据权利要求3所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，所述第一极点、所述第二极点和所述第三极点沿所述第二紫铜管的周向等间隔排列设置。
5.根据权利要求4所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，所述第二紫铜管靠近所述第一紫铜管的一端还具有第四极点，所述第四极点与所述第三极点相对设置，所述用TIG焊枪加热所述环形待焊区域形成焊接熔池，具体包括：
用所述TIG焊枪加热所述第四极点以形成所述焊接熔池，并用氩气作为保护气体。
6.根据权利要求5所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，所述TIG焊枪与所述焊接熔池之间具有焊接电弧，所述转动所述环形待焊区域，使所述焊接熔池沿所述环形待焊区域的延伸方向运动，直至所述角焊缝完全覆盖所述环形待焊区域，具体包括：
转动所述环形待焊区域，使所述焊接熔池分别依次经过所述第一极点、所述第三极点和所述第二极点，并回到所述第四极点；
沿所述焊接熔池的运动方向形成所述角焊缝；
熄灭所述焊接电弧。
7.根据权利要求6所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，在所述熄灭所述焊接电弧之后，还包括：
控制所述TIG焊枪保持位置达到第一预设时间。
8.根据权利要求7所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，在熄灭所述焊接电弧之后，还包括：
保持向所述环形待焊区域通入所述保护气体达到所述第一预设时间。
9.根据权利要求3所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，先对所述第一极点与所述第一紫铜管进行定位焊焊接，再对所述第二极点与所述第一紫铜管进行定位焊焊接，最后对所述第三极点与所述第一紫铜管进行定位焊焊接。
10.根据权利要求1所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，所述焊丝与所述TIG焊枪分别位于并联回路的两条支路，所述焊接熔池为所述焊丝所在支路与所述TIG焊枪所在支路的合点。
11.根据权利要求1所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，在所述将第一紫铜管的一端固定于第二紫铜管内，并在所述第一紫铜管与所述第二紫铜管之间形成环形待焊区域之前，具体包括：
将所述第二紫铜管置于焊接转盘的套筒内。
12.根据权利要求11所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，所述转动所述环形待焊区域，具体为：
转动所述焊接转盘。
13.根据权利要求1至12任一项所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，所述用TIG焊枪加热所述环形待焊区域形成焊接熔池，并用氩气作为保护气体，具体包括：
先向所述环形待焊区域通入所述保护气体达到第二预设时间，再用所述TIG焊枪加热所述环形待焊区域形成焊接熔池。
14.根据权利要求1至12任一项所述的紫铜管焊接方法，其特征在于，所述润湿剂为硼砂。
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