专利名称：汇流排焊接工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种汇流排焊接工艺方法，主要应用于城市轨道交通汇流排的连接。
背景技术：
城市轨道交通的接触线安装在汇流排上，汇流排要承受一定的压力并且必须具有良好的导电作用，因此，要求汇流排的连接接头不但要有一定的机械强度，而且必须具有良好的导电性及挠度。目前，汇流排的连接一般均采用螺栓连接方式，结构笨重，消耗材料多，导电性差，汇流排上的螺孔削弱了汇流排的机械强度，且使用中易发生螺栓松动，影响连接的可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题提供一种汇流排焊接工艺方法，采用整体焊接工艺将汇流排一段一段连接起来，然后将接触线安装在汇流排上，接头机械强度高，导电性能好，消耗材料少，连接可靠性高，保证了城市轨道交通的安全高速运行。
本发明的设计思想T型汇流排为6063铝合金挤压而成的型材，热处理状态为T4，且汇流排安装后须在高空焊接，焊接难度大。一是铝和氧的亲和力大，铝合金表面有一层难溶的氧化膜，熔点高、非常稳定、能吸潮、不易去除，妨碍焊接的进行，很容易产生气孔、夹杂、未熔合、未焊透等焊接缺陷，因此焊前必须清除氧化膜，并且在焊接过程中防止被氧化。二是铝合金的比热率、热导率大，焊接时的热输入将向母材迅速流失，因此宜选用热量集中的焊接方法，如熔化极氩弧焊(MIG焊)，不熔化极氩弧焊(TIG焊)。三是由于铝合金的线膨胀系数大，焊接时焊件的变形趋势大，所以焊接时需用夹具减小焊接变形。四是在铝合金焊接中易产生氢气孔，主要从减少氢的来源和严格控制工艺参数来防止氢气孔。所有焊接材料(包括保护气体、焊丝、焊条)要严格控制含水量，焊前均须除水处理。TIG焊时采用大的焊接电流配合较高的焊接速度以防止产生气孔，MIG焊时降低焊接速度和提高线能量，有利于减少焊缝中的气孔。五是6063铝合金焊接热裂倾向大，主要靠选择合适的填充材料和合理的工艺参数来减少热裂，5356焊丝与4043焊丝相比对气体保护要求比较严格，不适于野外作业，因此宜选用4043焊丝和减小焊接速度和焊接电流以减小热裂倾向。六是接头热影响区的软化问题，6063属于强化铝合金，在熔焊条件下热影响区软化是不可避免的现象，热影响区的强度和塑性远远低于母材，抗拉强度为母材的70％左右，MIG焊比TIG焊接头热影响区范围小。七是TIG焊与MIG焊相比存在效率低、焊缝质量差、操作难度大等缺点，特别是TIG焊要想获得满意的焊接接头，焊前必须对工件进行预热(温度150℃-200℃)，野外焊接很难做到，而MIG焊不需预热，且效率高、焊件变形小、焊缝质量高、表面氧化膜易清除，因此宜采用MIG焊。八是坡口的形状及结构要消除仰焊位置，便于空中作业。
本发明的技术解决方案(1)焊前准备①将要对接的汇流排的两个端头制成相对称的30°～40°的坡口，②清理焊丝表面、坡口表面及坡口两侧表面的油污、水分、灰尘和氧化膜，③用工装将汇流排的两个端头固定在一起，保证使汇流排对接部位不出现台阶，尤其是汇流排接触线的安装面必须平齐，④在焊缝的背面加铜垫板，⑤汇流排曲率半径小于150m的应进行焊前预弯；(2)焊接工艺采用熔化极氩弧焊焊接工艺焊接，先立焊后平焊，电源极性为直流反极性，多层焊时，先清理氧化膜后方可进行焊接；(3)焊后加工①温度下降到100℃以下时拆卸工装，②将线夹、接触线的安装面加工平整；(4)焊后检验①检查焊缝的外观，余高是否符合要求，有无咬边缺陷等，②分别对直线段、曲线段及内曲线段的弯曲度进行检查，③无损检测，检查焊缝表面、近表面有无气孔、裂纹等缺陷；(5)焊后补焊及矫正①补焊，磨削有缺陷的焊缝表面直到缺陷被完全清除后再进行补焊，②矫正，弯曲度未达到要求的用矫正装置进行焊后矫正。
熔化极氩弧焊(MIG焊)焊接工艺采用4043焊丝焊接。汇流排的两个对接端头间隙为2～3mm。焊接工艺参数为
本发明具有的优点和效果1、本发明焊接的接头机械强度高，导电性能好，消耗材料少，连接可靠性高，保证了城市轨道交通的安全高速运行。
2、经检测接头强度为母材强度的70％左右，导电性能基本与母材相近，汇流排的弯曲度在1/1000以下。
图1为坡口的结构示意图，图2为图1的左视图，图3为图1的俯视图，图4为直线段弯曲度的检查方法示意图，图5为外曲线段弯曲度的检查方法示意图，图6为内曲线段弯曲度的检查方法示意图。
具体实施例方式
结合附图1、2、3、4、5、6描述本发明的一种实施例。
(1)焊前准备①将要对接的汇流排的两个端头制成相对称的35°的坡口。
②清理焊丝表面、坡口表面及坡口两侧表面至少25mm范围内的油污、水分、灰尘和氧化膜，用钢丝刷清除氧化膜，用汽油擦洗油污和灰尘，用电吹风吹干水分，24h内施焊。
③用手动螺旋工装将汇流排的两个端头固定在一起，保证使汇流排对接部位不出现台阶，尤其是汇流排接触线的安装面必须平齐，汇流排的两个对接端头间隙为2～3mm。
④在焊缝的背面加铜垫板，以保证焊透和减小操作难度。
⑤汇流排曲率半径小于150m的应进行焊前预弯。
(2)焊接工艺采用熔化极氩弧焊(MIG焊)焊接工艺焊接，先立焊后平焊，焊接设备为500型MIG焊机，焊丝为4043焊丝，电源极性为直流反极性，多层焊时，先清理氧化膜后方可进行焊接。
焊接工艺参数为
(3)焊后加工①温度下降到100℃以下时拆卸工装，②将线夹、接触线的安装面用砂轮机、刮刀、锉刀等工具加工平整。
(4)焊后检验①检查焊缝的外观，余高、宽度是否符合要求，有无咬边缺陷等，②分别对直线段、曲线段及内曲线段的弯曲度进行检查，检查方法将长1m的平尺中心对准焊缝中心，两端紧靠汇流排的表面，用塞尺或游标卡尺检查平尺中心处的间隙即可判断汇流排的弯曲度是否符合要求。
a.直线段弯曲度的检查将长1m的平尺中心对准焊缝中心，两端紧靠汇流排的表面，用塞尺检查平尺中心处的间隙应不大于0.5mm。
b.外曲线段弯曲度的检查将长1m两端制有凸台的平尺中心对准焊缝中心，两端凸台紧靠汇流排的表面，用塞尺或游标卡尺检查平尺中心处的间隙应在下表范围内。
c.内曲线段弯曲度的检查将长1m两端制有凸台的平尺中心对准焊缝中心，两端凸台紧靠汇流排的表面，用塞尺或游标卡尺检查平尺中心处的间隙应在下表范围内。
③无损检测，检查焊缝表面、近表面有无气孔、裂纹等缺陷。
具体方法a.预处理。在焊缝表面及两侧至少25mm区域，用砂轮打磨的方法清除焊渣、飞溅及氧化皮。
b.渗透处理。把渗透剂(溶剂去除型渗透探伤剂)喷在焊缝表面，温度10-15℃，时间不少于5min。
c.去除处理。先在受检表面喷涂丙酮溶剂，然后用布或纸沿一个方向将表面渗透剂擦洗干净。
d.干燥处理。用电吹风吹干，表面温度不超过50℃。
e.显像。把显像剂喷在焊缝表面，显像时间为7min。
f.观察。观察焊接缺陷痕迹，一般为圆形、椭圆、长圆形及细条纹等痕迹。
g.后处理。将表面用布擦洗干净。
(5)焊后补焊及矫正①补焊，磨削有裂纹、气孔等缺陷的焊缝表面，直到裂纹、气孔等缺陷被完全清除后再进行补焊，然后再进行检验。
②矫正，弯曲度未达到要求的用矫正装置进行焊后矫正使其符合要求。
(6)经检验焊接接头的性能参数为
权利要求
1.一种汇流排焊接工艺方法，其特征是(1)焊前准备①将要对接的汇流排的两个端头制成相对称的30°～40°的坡口，②清理焊丝表面、坡口表面及坡口两侧表面的油污、水分、灰尘和氧化膜，③用工装将汇流排的两个端头固定在一起，保证使汇流排对接部位不出现台阶，尤其是汇流排接触线的安装面必须平齐，④在焊缝的背面加铜垫板，⑤汇流排曲率半径小于150m的应进行焊前预弯；(2)焊接工艺采用熔化极氩弧焊焊接工艺焊接，先立焊后平焊，电源极性为直流反极性，多层焊时，先清理氧化膜后方可进行焊接；(3)焊后加工①温度下降到100℃以下时拆卸工装，②将线夹、接触线的安装面加工平整；(4)焊后检验①检查焊缝的外观，余高是否符合要求，有无咬边缺陷等，②分别对直线段、曲线段及内曲线段的弯曲度进行检查，③无损检测，检查焊缝表面、近表面有无气孔、裂纹等缺陷；(5)焊后补焊及矫正①补焊，磨削有缺陷的焊缝表面直到缺陷被完全清除后再进行补焊，②矫正，弯曲度未达到要求的用矫正装置进行焊后矫正。
2.根据权利要求1所述的汇流排焊接工艺方法，其特征是熔化极氩弧焊焊接工艺采用4043焊丝焊接。
3.根据权利要求1所述的汇流排焊接工艺方法，其特征是汇流排的两个对接端头间隙为2～3mm。
4.根据权利要求1所述的汇流排焊接工艺方法，其特征是焊接工艺参数为
5.根据权利要求1所述的汇流排焊接工艺方法，其特征是弯曲度的检查方法为将平尺中心对准焊缝中心，两端紧靠汇流排的表面，用塞尺或游标卡尺检查平尺中心处的间隙即可判断汇流排的弯曲度是否符合要求。
6.根据权利要求5所述的汇流排焊接工艺方法，其特征是平尺长为1m，且其两端制有凸台。
全文摘要
一种汇流排焊接工艺方法，(1)焊前准备①将要对接的汇流排的两个端头制成相对称的30°～40°的坡口，②清理表面油污、水分、灰尘和氧化膜，③用工装将汇流排的两个端头固定在一起，④在焊缝的背面加铜垫板，⑤汇流排曲率半径小于150m的应进行焊前预弯；(2)焊接工艺采用熔化极氩弧焊焊接工艺焊接，先立焊后平焊，电源极性为直流反极性；(3)焊后加工①温度下降到100℃以下时拆卸工装，②将线夹、接触线的安装面加工平整；(4)焊后检验①检查焊缝外观是否符合要求，②对弯曲度进行检查，③无损检测；(5)焊后补焊及矫正。本发明焊接的接头机械强度高，导电性能好，消耗材料少，连接可靠性高，保证了城市轨道交通的安全高速运行。
文档编号B23K31/00GK1411944SQ0213956
公开日2003年4月23日 申请日期2002年11月22日 优先权日2002年11月22日
发明者李贵明, 赵允刚 申请人:铁道部电气化工程局宝鸡器材厂