专利名称：新型深孔管板焊枪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型深孔管板焊枪。用于制造多晶硅的双管板换热器的焊
接。属焊接设备技术领域。
(二)
背景技术：
随着能源危机、环境问题的不断加剧，世界各国对可再生能源进行了大量的研究。 太阳能以其环保、高储量、安全及潜在的经济性成为大家所关注的焦点。多晶硅是光伏及电 子产业的关键原料，并随着国际太阳能产业的迅猛发展，市场需求出现巨大缺口，成为太阳 能光伏产业发展的"瓶颈"。据统计，2010年世界太阳能电池发电大概占到总能源的1%。，需 要太阳能级多晶硅13万吨。太阳能电池作为一种清洁能源，成为一种发展趋势，因此多晶 硅市场前景非常广阔。而双管板换热器(见图1)是制造多晶硅的核心设备。目前双管板 一般均采用胀接(机械胀或者液压胀)方法来保证密封，但是经常受到管子的直径、厚度以 及U型管等因素的影响。管子直径越小，管子壁厚越厚，胀接就越难实施，隔腔筒体长(达 到500mm)不易胀接，风险较大。且胀接后容易泄漏， 一旦泄漏将会给多晶硅企业带来巨大 损失，三氯氢硅以及四氯化硅等介质易燃易爆。为此考虑从焊接的角度来解决这个难题。 而普通的氩弧焊枪由于空间及位置的限制而不能实现焊接，所以只能考虑对焊枪 重新设计来满足焊接的要求。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种能通过焊接来保证换热管与内管 板的密封及强度的新型深孔管板焊枪。 本实用新型的目的是这样实现的一种新型深孔管板焊枪，包括枪管，枪管内插入 有进气管和进水管，枪管外端套装有绝缘环，绝缘环外套置有外定位套，枪管内端套装有内 定位芯，内定位芯内端连接有陶瓷喷嘴，陶瓷喷嘴采用氮化硅材料，陶瓷喷嘴内设置有导电 嘴，导电嘴上固定连接有钨棒，该钨棒与所述枪管垂直布置，在所述外定位套与内定位芯之 间的枪管管壁上套装有热塑管。 由于从管子内侧进行焊接，首先要调整钨棒的位置，保证使钨棒垂直于管子，焊接 时电弧射在管子内壁上。 通常氩弧焊的熔深浅(《3mm)，故不能将换热管与内管板熔合在一起，所以为了 增加焊接的熔深，在管子的内壁涂上一层活性剂。活性剂主要由氧化物(Si02、Cr203和 Ti02)和氟化物(CaF2和NaF)组成，利用丙酮将颗粒状活性剂搅拌均匀，再均匀的涂抹在换 热管的内表面。活性剂在电弧高温下蒸发后以原子形态包围在电弧周边区域，由于电弧周 边区域温度较低，活性剂蒸发原子捕捉该区域中的电子形成负离子并散失到周围空间，使 电弧中的电子数呈现减少趋势，电弧导电性能减弱，其最终结果造成电弧自动产生收縮，热 量集中、电弧力集中，从而使焊接熔深增加。焊接时利用活性剂来增加焊缝的熔深，将换热 管与管板完全熔合在一起。[0008] 由于受到管子直径的限制(小19X2、小19X3)，焊枪的直径要远小于换热管的内径。 由于焊枪本身采用金属腔体需要通水、通气、导电等作用。而焊枪进入管子后与管壁之间的 距离非常小，焊接时容易被高频电击穿，所以在焊枪的外表面需要绝缘不导电。换热管内空 间狭小，焊接时要产生高热量。 一般温度在150(TC左右，常规的绝缘体就要熔化，尤其在陶 瓷喷嘴，容易熔化和开裂。针对这一问题，采用氮化硅材料，分子式为Si3N4来作为结构陶 瓷材料，这种材料在空气中加热到IOO(TC以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。氮化硅 在通常在常压下190(TC开始分解。利用了氮化硅这种耐高温、绝缘的性质来保证焊接的顺 利进行，且不易被高频电击穿；焊接时电弧周围温度达到150(TC左右，陶瓷喷嘴不被熔化； 焊接完后在空气中立即冷却到20(TC左右也不会开裂。 本实用新型的有益效果是 1、焊接时利用活性剂将氩弧焊产生的热量集中，增加焊缝的熔深。 2、氮化硅陶瓷喷嘴解决了焊接过程中陶瓷喷嘴易碎易开裂的问题，解决高频引弧问题。 本实用新型解决了双管板换热器长期以来一直采用胀接的手段，通过焊接来保证 换热管与内管板的密封及强度。焊接方法的运用，解决了长久以来双管板产品的安全隐患。
图1为以往双管板采用胀接示意图。 图2为本实用新型新型深孔管板焊枪示意图。 图3为本实用新型深孔管板焊接示意图。 图4为本实用新型的内管板焊接后剖面图。
图中 进气管1、进水管2、出水管3、黄铜连接块4、绝缘环5、外定位套6、热塑管7、内定 位芯8、导电嘴9、鸨棒10、陶瓷喷嘴11、鸨棒固定螺栓12、枪管13、胀接部位14、外管板15、 换热管16、内管板17。
具体实施方式参见图2，本实用新型涉及的新型深孔管板焊枪，包括枪管13，枪管13内插入有进 气管1和进水管2，枪管13外端连接有出水管3，出水管3外端连接有黄铜连接块4，枪管 13外端套装有绝缘环5，绝缘环5外套置有外定位套6，枪管13内端套装有内定位芯8，内 定位芯8内端连接有陶瓷喷嘴ll，陶瓷喷嘴11内设置有导电嘴9，导电嘴9上用钨棒固定 螺栓12固定连接有钨棒IO，该钨棒10与所述枪管13垂直布置，在所述外定位套6与内定 位芯8之间的枪管13管壁上套装有热塑管7。 焊接时先将活性剂涂抹在换热管内壁，等活性剂中丙酮挥发后再将整个焊枪伸入 到换热管中。通过换热管的内径和外径来定位，焊枪上的外定位套和内定位芯分别与换热 管的外壁和内壁接触，保证焊枪和换热管在同一中心线上。这样可以保证在焊接期间弧长 均匀，不发生变化的情况下焊接一周。活性剂来增加焊接时的熔深，陶瓷喷嘴的特殊材质保 证焊接时不裂来确保其它地方不发生高频引弧。从而确保焊接的顺利进行，具体见图3。内 管板焊接后剖面图如图4。
权利要求一种新型深孔管板焊枪，包括枪管(13)，枪管(13)内插入有进气管(1)和进水管(2)，其特征在于所述枪管(13)外端套装有绝缘环(5)，绝缘环(5)外套置有外定位套(6)，枪管(13)内端套装有内定位芯(8)，内定位芯(8)内端连接有陶瓷喷嘴(11)，陶瓷喷嘴(11)采用氮化硅材料，陶瓷喷嘴(11)内设置有导电嘴(9)，导电嘴(9)上固定连接有钨棒(10)，该钨棒(10)与所述枪管(13)垂直布置，在所述外定位套(6)与内定位芯(8)之间的枪管(13)管壁上套装有热塑管(7)。
专利摘要本实用新型涉及一种新型深孔管板焊枪，用于制造多晶硅的双管板换热器的焊接。包括枪管(13)，枪管(13)内插入有进气管(1)和进水管(2)，其特征在于所述枪管(13)外端套装有绝缘环(5)，绝缘环(5)外套置有外定位套(6)，枪管(13)内端套装有内定位芯(8)，内定位芯(8)内端连接有陶瓷喷嘴(11)，陶瓷喷嘴(11)采用氮化硅材料，陶瓷喷嘴(11)内设置有导电嘴(9)，导电嘴(9)上固定连接有钨棒(10)，该钨棒(10)与所述枪管(13)垂直布置，在所述外定位套(6)与内定位芯(8)之间的枪管(13)管壁上套装有热塑管(7)。本实用新型新型深孔管板焊枪能通过焊接来保证换热管与内管板的密封及强度。
文档编号B23K9/28GK201471067SQ20092023300
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月10日 优先权日2009年7月10日
发明者严华, 张旭平, 章恒彪, 顾芝敏 申请人:江苏双良锅炉有限公司