一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构及焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种绝热气瓶和LNG车用瓶的内胆纵缝焊接工艺，尤其涉及的是一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构及焊接方法。
【背景技术】
[0002]焊接绝热气瓶和LNG车用瓶(也叫汽车用液化天然气气瓶)，主要由内胆和外壳组成，内胆和外壳之间为真空夹层。为了提高气瓶的保温效果，真空夹层要求抽真空。气瓶的内胆用于存储低温介质，并承受低温介质汽化后所产生的内部压强；其由内胆前封头组件、内胆筒体和内胆后封头组件三部分构成。气瓶的外壳用于保护气瓶的内部装置，并起到隔离真空夹层的作用。目前，内胆筒体的制作均采用牌号为06Crl9Ni 10的不锈钢钢板经卷圆后进行焊接的方式加工而成，通常称之为内胆纵缝焊接。内胆用不锈钢板厚度一般不超过 6mm。
[0003]根据焊接绝热气瓶和LNG车用瓶的标准要求，气瓶内胆纵缝要求全焊透，且需要进行100 %射线检测合格后才可以使用。这样一方面是为了提高内胆强度，使内胆能够承受内压力，保证气瓶的使用安全。另一方面合格的焊接质量，可以保证焊缝的致密性，是保证气瓶夹层真空度的重要条件。
[0004]06Crl9Ni 10是奥氏体不锈钢的一种，其具有良好的冷热加工性能，无磁性，并具有优良的低温性能，因此焊接绝热气瓶和LNG车用瓶均采用此材料制造。总体来说该牌号不锈钢具有良好的可焊性，但当工艺条件不当或所处的环境介质条件不当时，容易造成晶间腐蚀和焊接热裂纹，弱化焊接的抗裂性。除此之外，还可能出现诸如气孔、未焊透、夹渣、未熔合、焊接裂纹、咬边、焊瘤和弧坑等焊接缺陷。若焊接存在缺陷，则真空夹层真空度将受到影响，从而影响到气瓶的保温性能，造成气瓶安全阀的频繁排放，产生气体的浪费；更严重的是气体的泄漏可能引起气瓶的爆炸，造成人员伤亡和国家财产的损失。因此如何减少甚至消除这些焊接缺陷，提高焊缝的焊接质量，成为各企业急需解决的难题。
[0005]现有技术，大多采用等离子焊接。采用该焊接工艺，由于等离子弧焊接设备比较昂贵，一次性投入比较大。而且该类设备焊接参数较多，对焊接操作人员的技术水平要求较高；焊枪和控制线路也比较复杂，喷嘴的使用寿命很低，后期投入和维护成本高；在焊接的过程中，容易产生双弧弊端，而电弧作用区域的观察性查，容易产生焊接缺陷。
[0006]还有部分采用手工焊接的方式，但这种焊接工艺同一条焊缝需要分多次焊接，对于板厚多4mm还需要开坡口才能完成，工作效率低下，而且无损检测合格率不高。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构及焊接方法，提高焊接效率和焊接合格率。
[0008]本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述焊接结构包括条形辅助板，所述条形辅助板沿长度方向开设主导气孔和导气槽，所述主导气孔和导气槽平行设置，主导气孔和导气槽之间设有多个导气小孔，所述导气小孔的两端分别连通主导气孔和导气槽，所述导气槽的横截面与待焊纵缝的横截面位于同一平面内。
[0009]所述条形辅助板为铜条。选用的高导热性的材料作为传导介质。
[0010]作为本发明的优选方式之一，所述条形辅助板为铝条、铝合金条或不锈钢条。
[0011]为了便于气体分布，所述主导气孔的通径为3?10mm，所述导气小孔的通径为0.5?1.5mm，所述导气槽的通径为3?12_。
[0012]所述条形辅助板沿长度方向开设冷却水入孔和冷却水出孔，冷却水从冷却水入孔进入条形辅助板，再从冷却水出孔流出。通冷却水循环，能够将焊接过程中产生的热量传递到冷却水中，随冷却水的流动而带走，防止焊接热裂纹的产生。
[0013]作为本发明的优选方式之一，所述冷却水入孔和冷却水出孔的通径均为4?12mm。
[0014]—种使用所述的不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构的焊接方法，包括以下步骤:
[0015](1)卷圆
[0016]不锈钢板经卷圆制成筒体；
[0017](2)对装点焊
[0018]将筒体进行对接点焊，形成纵缝，对装间隙为0?1mm ;
[0019](3)点引弧板和熄弧板
[0020]待焊气瓶的两端沿纵缝同一直线方向分别点焊引弧板和熄弧板，引弧板和熄弧板的中心线与纵缝在同一直线上；
[0021](4)装卡
[0022]将筒体放在焊接上，使得筒体上的纵缝与所述导气槽的横截面在同一平面内，筒体与所述条形辅助板紧密配合；
[0023](5)焊接
[0024]在主导气孔内通高纯氩保护气，在焊枪上通混合气体保护气，在焊枪拖罩上通高纯氩保护气，进行熔化极惰性气体保护焊MIG焊，焊接起弧时在引弧板上开始，纵缝焊接完成后要持续焊接到熄弧板上停止；
[0025]焊枪拖罩及条形辅助板上的保护气延迟2?10s ;条形辅助板上的冷却水延迟5?30s，然后关闭设备，焊接完成。
[0026]所述引弧板和熄弧板分别有两块，两块引弧板之间的缝隙、两块熄弧板之间的缝隙与纵缝在同一直线上。引弧板和熄弧板，可采用两块拼接点焊的形式，也可以采用单块的形式。
[0027]所述不锈钢为06Crl9Ni 10，焊接工艺为:焊接材料为ER308LSi，焊丝直径为0.9?1.6mm ;焊接电流为180?260A，焊接电压为22.5?28.5V ;焊接速度为30?50cm/min0
[0028]所述焊枪保护气为氧氩混合气，所述氧氩混合气中，Ar含量为98%，02含量为2%,流量为10?20L/min ;所述拖罩和导气孔保护气为纯度99.99%的Ar，流量为5?12L/min0
[0029]本发明相比现有技术具有以下优点:本发明采用MIG自动焊工艺，焊接设备等一次性投入成本低；而且在后期的使用过程中，投入的使用和维护成本也较低，工作效率也大大提高。本发明焊接操作简单，对操作人员要求不高，普通焊接操作工即可完成工作，利于工作的开展。本发明工艺，通过在对装时预留0?1mm的对装间隙t，可以提高焊透性，保证焊缝全焊透，防止出现未熔合和未焊透缺陷。采用在焊枪中通含氧量为2%的氩氧混合气，可以细化熔滴，降低射流过渡的临界电流，减少金属液体的粘度和表面张力，从而防止产生气孔和咬边等缺陷；在焊枪拖罩中及导气槽中通入高纯氩，由于高纯氩为惰性气体，用惰性气体包裹焊接后的焊缝，不会出现氧化现象，防止出现夹渣、焊瘤和弧坑等缺陷。采用循环水的方式进行冷却，可以对焊接过程中产生的热量进行冷却，防止焊接热裂纹缺陷的产生。通过调整操作步骤和对焊接电流和焊接电压等焊接参数的合理设定，能有效的降低其他焊接缺陷的出现。采用本发明中的工艺，在焊接绝热气瓶和LNG车用瓶的实际纵缝焊接过程中，无损检测合格率达99.4%以上；理化试验项目完全符合标准要求。
【附图说明】
[0030]图1是实施例1焊接工作状态示意图；
[0031]图2是焊接结构的结构示意图；
[0032]图3是图2中A部位的局部放大示意图；
[0033]图4是实施例2的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0035]实施例1
[0036]如图1?3所示，本实施例的焊接结构包括铜条3，所述铜条3沿长度方向开设主导气孔302和导气槽305，所述主导气孔302和导气槽305平行设置，主导气孔302和导气槽305之间设有多个导气小孔304，所述导气小孔304的两端分别连通主导气孔302和导气槽305，所述导气槽305的横截面与待焊纵缝101的横截面位于同一平面内。
[0037]主导气孔302的通径为10mm，所述导气小孔304的通径为1.5mm，所述导气槽305的通径为12m