[實(shí)用新型]改進(jìn)的氬弧焊槍冷卻工件的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320671653.3
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN203592223U
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈紅江;邢金芝;趙勇峰;李大斯;馬文才;向春強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司
• 主分類號: B23K9/32
• 分類號: B23K9/32;B23K9/26
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 65107
• 代理人: 白志斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于氬弧焊槍冷卻工件的輔助裝置，特別是一種改進(jìn)的氬弧焊槍冷卻工件的裝置。

背景技術(shù)

制氧分廠液氧汽化器在運(yùn)行過程中，從汽化器下部1/3處的環(huán)焊縫及筋板處發(fā)生多處泄露，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)很多不規(guī)則的裂紋，蒸汽冷凝水不斷噴出，如果汽化器內(nèi)部輸氧管發(fā)生內(nèi)泄，將會產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患，如不及時(shí)修復(fù)，必然影響生產(chǎn)和安全事故的發(fā)生。

采用氬弧焊是為了防止合金元素?zé)龘p。電源采用直流正接，焊絲采用直徑為2mm的H1Cr18Ni9Ti焊絲，它具有飛濺小，焊縫成形好，抗晶間腐蝕能力強(qiáng)等性能，并適用于高溫下工作的設(shè)備。為了減少鎢極燒損，采用φ1.6mm鈰鎢極，鎢極端部磨成尖角，氬弧焊采用氬氣純度不低于99.9%，氬氣流量9—10L/min。

奧氏體型不銹鋼焊接時(shí)，在焊縫及近縫區(qū)很容易出現(xiàn)熱裂紋和晶間腐蝕，不銹鋼在450—850℃溫度區(qū)間范圍內(nèi)停留時(shí)，奧氏體晶粒內(nèi)的C將以碳化鉻的形式沿奧氏體晶界析出，Cr主要來自晶粒表層析出時(shí)晶粒內(nèi)的Cr來不及補(bǔ)充，結(jié)果在靠近晶界的晶粒表層造成貧鉻，在腐蝕介質(zhì)的作用下，晶間貧鉻層遭到破壞，從而形成晶間腐蝕。

在焊接熱循環(huán)過程中，母材與焊縫金屬的局部區(qū)域在危險(xiǎn)溫度范圍內(nèi)停留的時(shí)間越長，產(chǎn)生晶間腐蝕的后果也會越嚴(yán)重。晶間腐蝕發(fā)生以后，從外觀上不容易發(fā)現(xiàn)，但由于晶界區(qū)因腐蝕已經(jīng)遭到破壞，晶粒間的結(jié)合強(qiáng)度幾乎完全喪失，焊件因有效承載面積大減而導(dǎo)致過載斷裂，其危害性極大。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種改進(jìn)的氬弧焊槍冷卻工件的裝置，可以使用氬弧焊槍焊接的不銹鋼工件快速冷卻，防止焊接工件出現(xiàn)熱裂紋和晶間腐蝕，保證焊接質(zhì)量。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種改進(jìn)的氬弧焊槍冷卻工件的裝置，包括氬弧焊槍，在距離氬弧焊槍噴嘴上方48-52mm處設(shè)置著一個(gè)連接著水冷管路的水冷噴嘴，水冷噴嘴與氬弧焊槍鎢極端部在一條直線上，水冷噴嘴的軸線與焊件的夾角為103°-107°。

本實(shí)用新型在距離焊槍噴嘴上方50mm處加裝一個(gè)水冷及氣冷噴嘴，用φ6mm紫銅管制成，再用軟管連接，輸送氬氣冷卻，流量為25L/min，用水為介質(zhì)進(jìn)行冷卻，冷卻噴嘴與鎢極端部在一條直線上，與焊件的夾角為105⁰，水冷時(shí)不會影響焊接過程，也可避免氫氣孔的產(chǎn)生。

水冷系統(tǒng)管路材質(zhì)選擇：

選擇管路材質(zhì)的時(shí)候應(yīng)該考慮到管路噴嘴有可能接觸焊后焊縫時(shí)，而焊縫的溫度在1050℃—1150℃，這樣會導(dǎo)致管路終端的材質(zhì)溫度很高，所以應(yīng)該選用金屬材料；此外，熱導(dǎo)率低的材質(zhì)作為管路材料，在管路終端可能會因?yàn)榻佑|時(shí)，因溫度上升使管路終端局部過熱變軟引起變形。綜上所述，我們最終選擇管路材料為紫銅管。

水冷管直徑選擇：

水冷管的選擇應(yīng)考慮到因素有：1.水管內(nèi)水流速度能夠達(dá)到讓不銹鋼快速冷卻到450℃以下；2.管路中的水在遇到高溫焊縫時(shí)會汽化，不能讓汽化的水蒸汽影響到正常焊接，若水蒸汽濺到熔池內(nèi)有可能導(dǎo)致氫氣孔的產(chǎn)生。結(jié)合這兩個(gè)因素，管路不能選擇太大，太大會影響焊接操作，管路也不能太小，太小會導(dǎo)致冷卻速度達(dá)不到，最終經(jīng)試驗(yàn)確定管路直徑為6mm。噴嘴采用紫銅材料，使水流集中，孔徑選擇2mm。

水冷系統(tǒng)安裝方位：

通常我們使用鎢極氬弧焊焊接時(shí)，都會選擇從右至左的焊接方式，因此，我們將冷卻系統(tǒng)連接在鎢極氬弧焊槍的右側(cè)，與焊接方向相反，噴嘴與焊件夾角105⁰，這樣就可以起到焊后再冷卻的作用。

水冷系統(tǒng)距氬弧焊槍的距離設(shè)計(jì)：

水冷系統(tǒng)與焊槍間的距離確定應(yīng)該考慮到在焊縫溫度到達(dá)1150℃左右的時(shí)候才開始進(jìn)行水冷，,當(dāng)焊縫的溫度在1448℃左右，在常溫狀態(tài)下，焊接速度為100mm/min時(shí)，焊縫的冷卻速度為10℃/s，焊縫溫度降到1150℃左右，所需時(shí)間大約為30s（半分鐘），考慮這些因素后，我們確定設(shè)計(jì)水冷系統(tǒng)距焊槍50mm。

水冷系統(tǒng)與焊槍的連接方式：

考慮到焊槍不只是應(yīng)用于焊接不銹鋼，焊接銅、鋁等金屬時(shí)不需要水冷，所以，我們設(shè)計(jì)水冷系統(tǒng)裝置與焊槍連接不應(yīng)該采用永久性連接，我們選擇用膠帶將焊槍與水冷系統(tǒng)相連，這樣也方便拆卸，減少了所花費(fèi)的成本。

水冷系統(tǒng)水流調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)：

在進(jìn)行焊接時(shí)，并不是剛開始起弧的時(shí)候，水冷系統(tǒng)終端就開始噴水，因此，我們在水冷系統(tǒng)上加裝一個(gè)調(diào)節(jié)閥。

調(diào)節(jié)閥位置設(shè)計(jì)：