CN204913043U - 一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，包括电阻焊接工装和电阻焊机的焊机本体，电阻焊焊接工装包括分别安装在待焊接金属复合管两端的第一焊接工装和第二焊接工装，第一焊接工装和第二焊接工装为电阻焊机的两个电阻焊电极；待焊接金属复合管为机械式金属复合管且其由衬管和基管组成；第一焊接工装包括夹紧套装在衬管外伸段上的第一电极和密封套装在第一电极外侧的第一罩壳，第二焊接工装包括夹紧套装在基管上的第二电极和套装在第二电极外侧的第二罩壳。本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，焊接成型的半冶金式金属复合管中基管与衬管之间的结合强度高，并且加工效率高。

Description

一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置

技术领域

本实用新型涉及一种焊接装置，尤其是涉及一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置。

背景技术

近些年来，金属复合管道(也称为双金属复合管道)在石油天然气开采及输运、化工和给水排水行业中得到日益广泛的应用。金属复合管道是将两种不同材质的金属管道通过复合工艺以不同形式复合起来的一种高科技产品。金属复合管由基管和同轴套装在基管内的衬管组成，外部的基管主要起承压和管道刚性支撑的作用，而内部的衬管能有效承担管道的耐腐蚀作用，从而充分发挥两种材质管材各自的优异特性，并大幅节约昂贵的衬层合金材料。因此，金属复合管相比于耐蚀衬层的纯材管道具有极大的成本优势。

金属复合管道按照基衬复合后的界面形式可分为机械式金属复合管和冶金式金属复合管两种。其中，机械式金属复合管通过液压胀形技术或者水下爆燃技术等使衬管发生塑性变形，实现基管和衬管之间的机械过盈配合。冶金式金属复合管是用冶金处理工艺实现基管和衬管之间的复合。实际使用时，上述两种复合方式都普遍存在基衬管结合强度不高这一质量缺陷，实际服役过程中衬管容易出现鼓包的问题，严重降低了产品使用的安全性，同时极大限制了金属复合管的应用范围。机械式金属复合管的基衬管结合强度相对更弱；而冶金式金属复合管由于其基管和衬管界面是冶金结合，因此结合强度远远高于机械式复合管。冶金式金属复合管的制造工艺有很多种，如冶金复合板卷板焊接、离心铸造、管内堆焊、基衬钎焊等，但上述工艺中有一些还处于研究阶段，有一些制造工艺繁琐且成本较高。因而，需设计一种结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好的半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，焊接成型的半冶金式金属复合管中基管与衬管之间的结合强度高，并且加工效率高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，焊接成型的半冶金式金属复合管中基管与衬管之间的结合强度高，并且加工效率高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其特征在于：包括电阻焊接工装和电阻焊机的焊机本体，所述电阻焊焊接工装包括分别安装在待焊接金属复合管两端的第一焊接工装和第二焊接工装，所述第一焊接工装和第二焊接工装为所述电阻焊机的两个电阻焊电极且二者分别与所述电阻焊机的两个电源输出端连接；所述待焊接金属复合管为机械式金属复合管且其由衬管和同轴套装在衬管外侧的基管组成，所述衬管的长度大于基管的长度且其两端均伸出至基管外侧，所述衬管两端伸出至基管外侧的节段均为外伸段；所述第一焊接工装包括夹紧套装在衬管的外伸段上的第一电极和密封套装在所述第一电极外侧的第一罩壳，所述第一电极与衬管呈同轴布设；所述第二焊接工装包括夹紧套装在基管上的第二电极和套装在所述第二电极外侧的第二罩壳，所述第二电极与基管呈同轴布设。

上述一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其特征是：所述第一电极与所述第一罩壳加工制作为一体，且所述第二电极与所述第二罩壳加工制作为一体。

上述一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其特征是：所述第一电极和所述第二电极均为圆筒形电极，所述第一罩壳和所述第二罩壳均为圆锥形且二者的直径均由内至外逐渐缩小。

上述一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其特征是：所述第一罩壳和第二罩壳均与所述机械式金属复合管呈同轴布设，所述第一罩壳和第二罩壳均由圆锥形外壳和对所述圆锥形外壳的底部开口进行封堵的封堵板组成；所述第一罩壳的封堵板安装在所述第一电极的中部，且所述第一罩壳的封堵板中部开有供所述第一电极安装的安装口；所述第二罩壳的封堵板安装在所述第二电极的中部，且所述第二罩壳的封堵板中部开有供所述第二电极安装的安装口。

上述一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其特征是：所述第一电极和第二电极的长度均为10mm～150mm。

上述一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其特征是：所述第一罩壳的封堵板直径为所述第一电极外径的1.5倍～3倍，所述第二罩壳的封堵板直径为所述第二电极外径的1.5倍～3倍。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且投入成本较低，实现方便。

2、使用操作简便、可操性强且焊接质量易于控制，按照常规的电阻焊点焊方法进行焊接即可。

3、所采用的电阻焊接工装结构简单、设计合理且加工制作及安装布设方便、拆装简单、使用效果好，电阻焊焊接过程中，通过电阻焊接工装使得基管与衬管之间的间隙形成一个与外界相对隔绝的空腔，能有效保证电阻焊焊接质量，并能有效增强基衬结合界面的结合强度；同时，电阻焊接工装中的第一焊接工装和第二焊接工装分别作为电阻焊机的两个电阻焊电极使用，具有使用操作简便、接线方便、使用效果好等优点。

4、使用效果好，由于机械式金属复合管的基衬接触面并不是完全接触，而是微观上的局部接触，即存在接触电阻。而电阻焊本质上是一种利用两个或两个以上的导体之间的接触电阻，在一定的压力作用下，实现局部发热、熔化材料实现焊接与连接的方法。这样，采用本实用新型对基管和衬管进行焊接时，机械式金属复合管的受力特点为电阻焊不仅提供了法向压力，而且也提供了基衬之间的接触电阻，这就为电阻焊提供了先决条件。当大电流瞬间通过基衬接触面时，因基衬间接触电阻的存在导致接触面上真实接触的部分发热而熔化，最终实现基管与衬管的局部冶金结合，具体是使微观上的局部接触区域形成微观焊核，也就形成了所谓的“半冶金式金属复合管”，加工成型的半冶金式金属复合管中基管与衬管之间的结合强度高，并且加工效率高，加工质量易于保证。同时，本实用新型具有焊接工艺简单、成本低廉、生产效率高、能耗低等优点，并且不破坏复合管原有的力学和耐蚀性能。虽然在接触面的瞬间温度非常高，但由于电阻焊通电时间非常短暂，一般为几十毫秒到数百毫秒之间，因此在微观区域内形成的焊核尺寸非常小，因此不会对基管和衬管的整体力学性能和腐蚀性能造成影响。

5、适用面广且推广应用前景广泛，能适用于石油天然气、化工、电力、输水、食品等领域中的金属复合管加工，使机械式金属复合管通过电阻焊方式形成半冶金式金属复合管。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，焊接成型的半冶金式金属复合管中基管与衬管之间的结合强度高，并且加工效率高。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的使用状态参考图。

图2为本实用新型所焊接机械式金属复合管中基衬接触面的微观结构示意图。

图3为本实用新型焊接成型半冶金式金属复合管中基衬接触面的微观结构示意图。

附图标记说明:

1—基管；2—第一焊接工装；3—衬管；

4—第二焊接工装；5—焊机本体；6—焊核。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括电阻焊接工装和电阻焊机的焊机本体5，所述电阻焊焊接工装包括分别安装在待焊接金属复合管两端的第一焊接工装2和第二焊接工装4，所述第一焊接工装2和第二焊接工装4为所述电阻焊机的两个电阻焊电极且二者分别与所述电阻焊机的两个电源输出端连接。所述待焊接金属复合管为机械式金属复合管且其由衬管3和同轴套装在衬管3外侧的基管1组成，所述衬管3的长度大于基管1的长度且其两端均伸出至基管1外侧，所述衬管3两端伸出至基管1外侧的节段均为外伸段。所述第一焊接工装2包括夹紧套装在衬管3的外伸段上的第一电极和密封套装在所述第一电极外侧的第一罩壳，所述第一电极与衬管3呈同轴布设。所述第二焊接工装4包括夹紧套装在基管1上的第二电极和套装在所述第二电极外侧的第二罩壳，所述第二电极与基管1呈同轴布设。

本实施例中，所述第一电极与所述第一罩壳加工制作为一体，且所述第二电极与所述第二罩壳加工制作为一体。

实际使用时，通过所述电阻焊接工装，使得基管1与衬管3之间的间隙形成一个与外界隔绝的密闭腔。

本实施例中，所述第一电极和所述第二电极均为圆筒形电极，所述第一罩壳和所述第二罩壳均为圆锥形且二者的直径均由内至外逐渐缩小。

并且，所述第一罩壳和第二罩壳均与所述机械式金属复合管呈同轴布设，所述第一罩壳和第二罩壳均由圆锥形外壳和对所述圆锥形外壳的底部开口进行封堵的封堵板组成；所述第一罩壳的封堵板安装在所述第一电极的中部，且所述第一罩壳的封堵板中部开有供所述第一电极安装的安装口；所述第二罩壳的封堵板安装在所述第二电极的中部，且所述第二罩壳的封堵板中部开有供所述第二电极安装的安装口。

本实施例中，所述第一电极和第二电极的长度均为10mm～150mm。

实际使用时，可根据具体需要，对所述第一电极和第二电极的长度进行相应调整。

本实施例中，所述第一罩壳的封堵板直径为所述第一电极外径的1.5倍～3倍，所述第二罩壳的封堵板直径为所述第二电极外径的1.5倍～3倍。

实际接线时，所述焊机本体5为电阻焊点焊机的焊机本体。

实际加工时，所述伸出段的长度L＝15mm～200mm。

本实施例中，所述第一罩壳和所述第二罩壳的封堵板均与所述机械式金属复合管呈垂直布设。

实际进行焊接时，先对预先加工好的基管1和衬管3进行装配，并采用双金属管机械复合方法将基管1与衬管3复合为一体，形成机械式金属复合管，所述机械式金属复合管中基衬接触面的微观结构，详见图2；之后，在所述机械式金属复合管上固定安装电阻焊接工装，使所述机械式金属复合管中基管1与衬管3之间的间隙与外界隔绝；然后，通过电源线将第一焊接工装2和第二焊接工装4分别与所述电阻焊机的两个电源输出端连接，再采用所述电阻焊机且按电阻焊点焊方法对所述机械式金属复合管中的基管1与衬管3进行焊接，获得半冶金式金属复合管。采用电阻焊点焊方法进行焊接后，所述基管1与衬管3之间的接触面上形成多个焊核6。焊接成型的半冶金式金属复合管中基衬接触面的微观结构，详见图3。其中，各焊核6均位于基管1内表面上的凸起部分与衬管3外表面上的凸起部分之间的接触位置。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其特征在于：包括电阻焊接工装和电阻焊机的焊机本体(5)，所述电阻焊焊接工装包括分别安装在待焊接金属复合管两端的第一焊接工装(2)和第二焊接工装(4)，所述第一焊接工装(2)和第二焊接工装(4)为所述电阻焊机的两个电阻焊电极且二者分别与所述电阻焊机的两个电源输出端连接；所述待焊接金属复合管为机械式金属复合管且其由衬管(3)和同轴套装在衬管(3)外侧的基管(1)组成，所述衬管(3)的长度大于基管(1)的长度且其两端均伸出至基管(1)外侧，所述衬管(3)两端伸出至基管(1)外侧的节段均为外伸段；所述第一焊接工装(2)包括夹紧套装在衬管(3)的外伸段上的第一电极和密封套装在所述第一电极外侧的第一罩壳，所述第一电极与衬管(3)呈同轴布设；所述第二焊接工装(4)包括夹紧套装在基管(1)上的第二电极和套装在所述第二电极外侧的第二罩壳，所述第二电极与基管(1)呈同轴布设。

2.按照权利要求1所述的一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其特征在于：所述第一电极与所述第一罩壳加工制作为一体，且所述第二电极与所述第二罩壳加工制作为一体。

3.按照权利要求1或2所述的一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其特征在于：所述第一电极和所述第二电极均为圆筒形电极，所述第一罩壳和所述第二罩壳均为圆锥形且二者的直径均由内至外逐渐缩小。

4.按照权利要求3所述的一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其特征在于：所述第一罩壳和第二罩壳均与所述机械式金属复合管呈同轴布设，所述第一罩壳和第二罩壳均由圆锥形外壳和对所述圆锥形外壳的底部开口进行封堵的封堵板组成；所述第一罩壳的封堵板安装在所述第一电极的中部，且所述第一罩壳的封堵板中部开有供所述第一电极安装的安装口；所述第二罩壳的封堵板安装在所述第二电极的中部，且所述第二罩壳的封堵板中部开有供所述第二电极安装的安装口。

5.按照权利要求3所述的一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其特征在于：所述第一电极和第二电极的长度均为10mm～150mm。

6.按照权利要求4所述的一种半冶金式金属复合管加工用电阻焊焊接装置，其特征在于：所述第一罩壳的封堵板直径为所述第一电极外径的1.5倍～3倍，所述第二罩壳的封堵板直径为所述第二电极外径的1.5倍～3倍。