CN117862649A - 近封闭小气瓶焊接内部保护装置及焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及近封闭小气瓶焊接内部保护装置及焊接方法，装置包括毛细管、保护罩和充气管；所述毛细管用于焊接前往小气瓶内充保护气体；所述保护罩呈筒状，一端开口，另一封闭；所述保护罩的开口端与小气瓶设有充气孔的一端连接；所述充气管的一端穿过所述保护罩的封闭端，插入所述保护罩内；所述保护罩的封闭端上设有出气口。本发明在焊接过程中对气瓶背面形成氩气保护，保证内部焊缝无氧化现象。
Description
技术领域
本发明属于焊接制造领域，具体涉及一种近封闭小气瓶焊接内部保护装置及焊接方法。
背景技术
高压组件中，高压小气瓶是重要组成部分，高压小气瓶分为前瓶体、后瓶体两部分，前后瓶体环缝焊接连接，由于结构要求，瓶体只在一端留有约2mm的充气孔。前后瓶体环缝焊接通常采用钨极弧焊工艺，由于瓶体内部(内壁)有颗粒度要求，瓶体内部不能出现焊缝区域氧化，不锈钢在焊接过程中氧化现象严重，如果不采用保护方式无法满足内部焊缝表面质量要求。通常保护方式为瓶体内通氩气保护，在焊接过程中若小气瓶内部一直保持通氩气，由于充气孔微小，焊接过程中瓶体内部气体膨胀，会出现焊接穿孔；若只在焊前往瓶体内部充满氩气，焊接过程中不通氩气，会有空气进入气瓶内部，瓶体内部会出现一定程度的氧化现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近封闭小气瓶焊接内部保护装置及焊接方法，在焊接过程中对气瓶背面形成氩气保护，保证内部焊缝无氧化现象。
为了达到上述的目的，本发明提供一种近封闭小气瓶焊接内部保护装置，包括毛细管、保护罩和充气管；所述毛细管用于焊接前往小气瓶内充保护气体；所述保护罩呈筒状，一端开口，另一封闭；所述保护罩的开口端与小气瓶设有充气孔的一端连接；所述充气管的一端穿过所述保护罩的封闭端，插入所述保护罩内；所述保护罩的封闭端上设有出气口。
上述近封闭小气瓶焊接内部保护装置，其中，所述保护罩内腔的长度≥10cm，形成一定的防护空间。
上述近封闭小气瓶焊接内部保护装置，其中，所述充气管插入保护罩内的一端，其侧壁上设有若干V型孔。
上述近封闭小气瓶焊接内部保护装置，其中，所述充气管的位置与小气瓶充气孔的位置错开。
上述近封闭小气瓶焊接内部保护装置，其中，所述毛细管一端连接锥形管；所述毛细管的外径为小气瓶充气孔直径的所述毛细管的长度＞小气瓶瓶体长度。
本发明提供的另一技术方案是一种具有内部保护的小气瓶焊接方法，采用上述近封闭小气瓶焊接内部保护装置对小气瓶内部进行保护，所述焊接方法包括：1)将小气瓶竖直放置，充气孔朝上，使用毛细管往小气瓶内充氩气；2)小气瓶内充满氩气后，在小气瓶竖直状态下，快速移除毛细管、安装内部保护装置；3)在小气瓶竖直状态下，将软管与充气管连接，往保护罩内腔内充满氩气；4)在保持通氩气的状态下，将小气瓶横向安装到焊接工位，进行焊接作业；5)焊接完成后，继续充氩气保护，直至小气瓶的温度降至100℃以下方可移除内部保护装置。
上述具有内部保护的小气瓶焊接方法，其中，所述步骤2)中，小气瓶设有充气孔的一端插入保护罩的开口端内，小气瓶与保护罩采用过盈配合，配合间隙为0.05mm～0.1mm，小气瓶插入保护罩的深度≥15mm。
上述具有内部保护的小气瓶焊接方法，其中，所述步骤2)中，充气管插入保护罩内的一端与小气瓶设有充气孔的一端贴合。
上述具有内部保护的小气瓶焊接方法，其中，所述步骤4)中，整个焊接过程中，保护罩内腔充满氩气，且保护罩内腔中氩气处于循环状态，氩气进出平衡。
上述具有内部保护的小气瓶焊接方法，其中，所述步骤5)中，焊接完成后，将小气瓶重新竖直放置，一直保持通氩气状态。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
本发明在焊接过程中采用专用内部保护装置对小气瓶焊缝背面进行有效保护，保证焊接过程中小气瓶内部焊缝完全无氧化现象，提高了焊缝内部质量，内部质量满足航天熔焊标准I级焊缝要求；本发明提供的焊接工艺简单可行，保护质量稳定。
附图说明
本发明的近封闭小气瓶焊接内部保护装置及焊接方法由以下的实施例及附图给出。
图1为本发明实施例中利用毛细管对小气瓶充气示意图。
图2为本发明实施例的近封闭小气瓶焊接内部保护装置装配示意图。
图3为本发明实施例的小气瓶环缝焊接工艺示意图。
具体实施方式
以下将结合图1～图3对本发明的近封闭小气瓶焊接内部保护装置及焊接方法作进一步的详细描述。
图1所示为本发明实施例中利用毛细管对小气瓶充气示意图；图2所示为本发明实施例的近封闭小气瓶焊接内部保护装置装配示意图。
参见图1和图2，本实施例的近封闭小气瓶焊接内部保护装置包括毛细管1、保护罩4和充气管3；
所述毛细管1用于焊接前往小气瓶内充保护气体；
所述保护罩4呈筒状，一端开口，另一封闭；所述保护罩4的开口端与小气瓶2设有充气孔的一端连接；
所述充气管3的一端穿过所述保护罩4的封闭端，插入所述保护罩4内；
所述保护罩4的封闭端上设有出气口41。
较佳地，本实施例中，所述保护罩4内腔的长度≥10cm，形成一定的防护空间。
本实施例还提供一种焊接过程中采用上述近封闭小气瓶焊接内部保护装置对小气瓶内部进行保护的小气瓶环缝焊接工艺。
图3所示为本发明实施例的小气瓶环缝焊接工艺示意图。
本实施例中，高压小气瓶为05Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢小气瓶，小气瓶上充气孔的直径为2mm，瓶体直径(外径)为50mm，瓶体厚度(即瓶壁的厚度)为3mm，瓶体长度为160mm。
如图1至图3所示，本实施例的小气瓶环缝焊接方法包括：
1)将小气瓶2竖直放置，充气孔朝上，使用毛细管1往小气瓶2内充氩气；
小气瓶2的前瓶体与后瓶体对接，组合形成完整瓶体，将瓶体竖直放置且设有充气孔的一端朝上；如图1，毛细管1一端连接锥形管，另一端为毛细管，毛细管1毛细管一端穿过充气孔插入小气瓶2底部(即未设充气孔的一端)，纯度≥99.99％的氩气经锥形管进入毛细管1，由毛细管1送入小气瓶2内，填充小气瓶2，直至充满；
本实施例中，氩气充气流量为2L/min～3L/min，充气时间≥10min；
本实施例中，毛细管1的壁厚为0.2mm～0.3mm，毛细管1的外径约为充气孔直径的毛细管1的长度＞小气瓶瓶体长度，锥形管最大外径为6mm～8mm；毛细管1的材质为不锈钢；
2)小气瓶2内充满氩气后，在小气瓶2竖直状态下，快速移除毛细管1、安装内部保护装置；
先装配保护罩4和充气管3，待小气瓶2内充满氩气后，在小气瓶2竖直状态下，在10s内移除毛细管1并安装好配保护罩4；
小气瓶2设有充气孔的一端插入保护罩4的开口端内，小气瓶2与保护罩4采用过盈配合，配合间隙为0.05mm～0.1mm，小气瓶2插入保护罩4的深度≥15mm；本实施例中，充气管3插入保护罩内的一端与小气瓶2设有充气孔的一端贴合，充气管3插入保护罩内的一端，其侧壁上设有若干V型孔；充气管3的位置与小气瓶2充气孔的位置错开；
3)在小气瓶2竖直状态下，将软管与充气管3连接，往内部保护装置内(即保护罩4内腔内)充满氩气；
本实施例中，氩气充气流量为12L/min～15L/min，充气时间为5min；
4)在内部保护装置内保持通氩气的状态下，将小气瓶2横向安装到焊接工位，进行焊接作业；
如图3，小气瓶2横向放置，装夹机构6夹持小气瓶2未设充气孔一端，采用焊枪5焊接小气瓶2的前瓶体与后瓶体；
在整个焊接过程中，内部保护装置内一直保持通氩气状态；氩气充气流量的设置应保证通过充气管3进入保护罩4内腔的氩气等于通过保护罩4出气口输出的氩气，即整个焊接过程中，保护罩4内腔充满氩气，且保护罩4内腔中氩气处于循环状态，氩气进出平衡；本实施例中，在整个焊接过程中，保持氩气充气流量为12L/min～15L/min；
5)焊接完成后，继续充氩气保护，直至小气瓶2的温度降至100℃以下方可移除内部保护装置；
焊接完成后，将小气瓶2重新竖直放置，充气孔朝上，继续充氩气保护。
本发明在焊接过程中采用专用内部保护装置对小气瓶焊缝背面进行有效保护，保证焊接过程中小气瓶内部焊缝完全无氧化现象，试验表明采用本发明的焊接工艺，小气瓶内部呈银白色，达到最好保护效果，确保了气瓶内部的洁净，有效保证了气瓶内部的表面质量和焊接质量。
以上对本发明专利的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明专利并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明专利的实质内容。
Claims (10)
1.近封闭小气瓶焊接内部保护装置，其特征在于，包括毛细管、保护罩和充气管；
所述毛细管用于焊接前往小气瓶内充保护气体；
所述保护罩呈筒状，一端开口，另一封闭；所述保护罩的开口端与小气瓶设有充气孔的一端连接；
所述充气管的一端穿过所述保护罩的封闭端，插入所述保护罩内；
所述保护罩的封闭端上设有出气口。
2.如权利要求1所述的近封闭小气瓶焊接内部保护装置，其特征在于，所述保护罩内腔的长度≥10cm，形成一定的防护空间。
3.如权利要求1所述的近封闭小气瓶焊接内部保护装置，其特征在于，所述充气管插入保护罩内的一端，其侧壁上设有若干V型孔。
4.如权利要求1所述的近封闭小气瓶焊接内部保护装置，其特征在于，所述充气管的位置与小气瓶充气孔的位置错开。
5.如权利要求1所述的近封闭小气瓶焊接内部保护装置，其特征在于，所述毛细管一端连接锥形管；所述毛细管的外径为小气瓶充气孔直径的所述毛细管的长度＞小气瓶瓶体长度。
6.具有内部保护的小气瓶焊接方法，其特征在于，采用如权利要求1至5中任一权利要求所述的近封闭小气瓶焊接内部保护装置对小气瓶内部进行保护，所述焊接方法包括：
1)将小气瓶竖直放置，充气孔朝上，使用毛细管往小气瓶内充氩气；
2)小气瓶内充满氩气后，在小气瓶竖直状态下，快速移除毛细管、安装内部保护装置；
3)在小气瓶竖直状态下，将软管与充气管连接，往保护罩内腔内充满氩气；
4)在保持通氩气的状态下，将小气瓶横向安装到焊接工位，进行焊接作业；
5)焊接完成后，继续充氩气保护，直至小气瓶的温度降至100℃以下方可移除内部保护装置。
7.如权利要求6所述的具有内部保护的小气瓶焊接方法，其特征在于，所述步骤2)中，小气瓶设有充气孔的一端插入保护罩的开口端内，小气瓶与保护罩采用过盈配合，配合间隙为0.05mm～0.1mm，小气瓶插入保护罩的深度≥15mm。
8.如权利要求6所述的具有内部保护的小气瓶焊接方法，其特征在于，所述步骤2)中，充气管插入保护罩内的一端与小气瓶设有充气孔的一端贴合。
9.如权利要求6所述的具有内部保护的小气瓶焊接方法，其特征在于，所述步骤4)中，整个焊接过程中，保护罩内腔充满氩气，且保护罩内腔中氩气处于循环状态，氩气进出平衡。
10.如权利要求6所述的具有内部保护的小气瓶焊接方法，其特征在于，所述步骤5)中，焊接完成后，将小气瓶重新竖直放置，一直保持通氩气状态。
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