改进的氩弧焊枪冷却工件的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于氩弧焊枪冷却工件的辅助装置，特别是一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置。一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置，包括氩弧焊枪，在距离氩弧焊枪喷嘴上方48-52mm处设置着一个连接着水冷管路的水冷喷嘴，水冷喷嘴与氩弧焊枪钨极端部在一条直线上，水冷喷嘴的轴线与焊件的夹角为103°-107°。本实用新型可以使用氩弧焊枪焊接的不锈钢工件快速冷却，防止焊接工件出现热裂纹和晶间腐蚀，保证焊接质量。
【专利说明】改进的氩弧焊枪冷却工件的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于氩弧焊枪冷却工件的辅助装置，特别是一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置。
【背景技术】
[0002]制氧分厂液氧汽化器在运行过程中，从汽化器下部1/3处的环焊缝及筋板处发生多处泄露，经检查发现很多不规则的裂纹，蒸汽冷凝水不断喷出，如果汽化器内部输氧管发生内泄，将会产生严重的安全隐患，如不及时修复，必然影响生产和安全事故的发生。
[0003]采用氩弧焊是为了防止合金元素烧损。电源采用直流正接，焊丝采用直径为2mm的HlCrlSNiOTi焊丝，它具有飞溅小，焊缝成形好，抗晶间腐蚀能力强等性能，并适用于高温下工作的设备。为了减少钨极烧损，采用Φ 1.6_铈钨极，钨极端部磨成尖角，氩弧焊采用氩气纯度不低于99.9%，氩气流量9一 10L/min。
[0004]奥氏体型不锈钢焊接时，在焊缝及近缝区很容易出现热裂纹和晶间腐蚀，不锈钢在450—850°C温度区间范围内停留时，奥氏体晶粒内的C将以碳化铬的形式沿奥氏体晶界析出，Cr主要来自晶粒表层析出时晶粒内的Cr来不及补充，结果在靠近晶界的晶粒表层造成贫铬，在腐蚀介质的作用下，晶间贫铬层遭到破坏，从而形成晶间腐蚀。
[0005]在焊接热循环过程中，母材与焊缝金属的局部区域在危险温度范围内停留的时间越长，产生晶间腐蚀的后果也会越严重。晶间腐蚀发生以后，从外观上不容易发现，但由于晶界区因腐蚀已经遭到破坏，晶粒间的结合强度几乎完全丧失，焊件因有效承载面积大减而导致过载断裂，其危害性极大。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置，可以使用氩弧焊枪焊接的不锈钢工件快速冷却，防止焊接工件出现热裂纹和晶间腐蚀，保证焊接质量。
[0007]本实用新型的目的是这样实现的:一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置，包括氩弧焊枪，在距离氩弧焊枪喷嘴上方48-52mm处设置着一个连接着水冷管路的水冷喷嘴，水冷喷嘴与氩弧焊枪钨极端部在一条直线上，水冷喷嘴的轴线与焊件的夹角为103° -107° 。
[0008]本实用新型在距离焊枪喷嘴上方50mm处加装一个水冷及气冷喷嘴，用Φ6πιπι紫铜管制成，再用软管连接，输送氩气冷却，流量为25L/min，用水为介质进行冷却，冷却喷嘴与钨极端部在一条直线上，与焊件的夹角为105°，水冷时不会影响焊接过程，也可避免氢气孔的产生。
[0009]水冷系统管路材质选择:
[0010]选择管路材质的时候应该考虑到管路喷嘴有可能接触焊后焊缝时，而焊缝的温度在1050°C — 1150°C，这样会导致管路终端的材质温度很高，所以应该选用金属材料；此外，热导率低的材质作为管路材料，在管路终端可能会因为接触时，因温度上升使管路终端局部过热变软引起变形。综上所述，我们最终选择管路材料为紫铜管。
[0011]水冷管直径选择:
[0012]水冷管的选择应考虑到因素有:1.水管内水流速度能够达到让不锈钢快速冷却到450°C以下；2.管路中的水在遇到高温焊缝时会汽化，不能让汽化的水蒸汽影响到正常焊接，若水蒸汽溅到熔池内有可能导致氢气孔的产生。结合这两个因素，管路不能选择太大，太大会影响焊接操作，管路也不能太小，太小会导致冷却速度达不到，最终经试验确定管路直径为6mm。喷嘴采用紫铜材料，使水流集中，孔径选择2mm。
[0013]水冷系统安装方位:
[0014]通常我们使用钨极氩弧焊焊接时，都会选择从右至左的焊接方式，因此，我们将冷却系统连接在钨极氩弧焊枪的右侧，与焊接方向相反，喷嘴与焊件夹角105°，这样就可以起到焊后再冷却的作用。
[0015]水冷系统距氩弧焊枪的距离设计:
[0016]水冷系统与焊枪间的距离确定应该考虑到在焊缝温度到达1150°C左右的时候才开始进行水冷，，当焊缝的温度在1448°C左右，在常温状态下，焊接速度为100mm/min时，焊缝的冷却速度为10°C /s，焊缝温度降到1150°C左右，所需时间大约为30s (半分钟)，考虑这些因素后，我们确定设计水冷系统距焊枪50mm。
[0017]水冷系统与焊枪的连接方式:
[0018]考虑到焊枪不只是应用于焊接不锈钢，焊接铜、铝等金属时不需要水冷，所以，我们设计水冷系统装置与焊枪连接不应该采用永久性连接，我们选择用胶带将焊枪与水冷系统相连，这样也方便拆卸，减少了所花费的成本。
[0019]水冷系统水流调节阀设计:
[0020]在进行焊接时，并不是刚开始起弧的时候，水冷系统终端就开始喷水，因此，我们在水冷系统上加装一个调节阀。
[0021]调节阀位置设计:
[0022]考虑到调节阀应该设置在一个便于焊工操作的地方，又不能影响焊工正常焊接，所以设计的位置不能放在焊枪的前端，应该设计在距离焊枪喷嘴前端70_处。
[0023]焊接方法
[0024]使用300A简易氩弧焊枪在裂纹起始处的止裂孔旁采用引弧板引燃电弧，将电弧移至止裂孔处加热，待止裂孔周围金属开始融化形成熔池时，将焊丝端部送入熔池内，当熔滴过渡到熔池中时，快速将焊丝抽出电弧区，但焊丝端部的动作应始终处在氩气保护层内，这时开始向前移动焊枪，看到熔池金属欠缺时，快速将焊丝端部送入熔池前沿处，送丝时，焊枪不动，为防止空气侵入熔池，送丝动作要轻，频率要合适，用左手拇指和食指、中指配合动作送丝，小拇指与无名指夹住焊丝，送丝时手臂动作不宜过大，焊丝与焊件的夹角控制在150°左右，焊枪与焊件夹角控制在70-850°，以便于观察熔池。喷嘴至焊件保持一定距离(8-12mm)，填充焊丝时，焊丝的端头不能与钨极接触，否则会融入熔池，使焊缝夹钨，并使钨极烧损，若需要接头时，接头处打磨成缓坡型，在弧坑处引弧，加热，使弧坑处重新融化，与熔池连成一体，然后再填入焊丝，转入正常焊接。当焊接到终点时，减小焊枪角度，将电弧热集中在焊丝上，使焊丝熔化量加大，填满弧坑，焊枪缓慢向前拉高，结束焊接后，焊枪往焊缝左侧平移5-10_利用水冷喷嘴将整道焊缝完全冷却，由于焊接过程中，一直是跟踪冷却，焊缝及热影响区都没有出现裂纹和晶间腐蚀现象。对于母材出现晶间腐蚀的地方，将先前下好的不锈钢板，覆盖在焊缝及裂纹处，避开热影响区，采用与上述方法一样的焊接方法进行焊接，加补焊接，增加了缺陷的强度，满足了使用要求。
[0025]本实用新型自制了一套冷却装置组装到焊枪上，使得焊缝快速冷却，减少了不锈钢在450— 850°C危险温度区停留的时间，减小了晶间腐蚀及热裂纹的产生。
[0026]本实用新型实现了用氩弧焊枪焊接的不锈钢工件快速冷却，防止焊接工件出现热裂纹和晶间腐蚀，保证了焊接质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]下面将结合附图对本实用新型做进一步的描述，图1为本实用新型结构示意图。【具体实施方式】
[0028]一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置，如图1所示，包括氩弧焊枪1，在距离氩弧焊枪喷嘴上方48-52mm处设置着一个连接着水冷管路8的水冷喷嘴4，水冷喷嘴4与氩弧焊枪钨极2端部在一条直线上，水冷喷嘴4的轴线与焊件5的夹角为103° -107°。水冷喷嘴4的喷口孔径为2mm。在距离氩弧焊枪喷嘴上方50mm处设置着水冷喷嘴4。水冷喷嘴4的轴线与焊件5的夹角为105°。水冷管路8的管径为6mm,水冷管路8由紫铜管构成。在水冷管路8上设置着调节开关7。在水冷管路8的进口上连接着胶管。
【权利要求】
1.一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置，包括氩弧焊枪(1)，其特征是:在距离氩弧焊枪(I)喷嘴上方48-52mm处设置着一个连接着水冷管路(8)的水冷喷嘴(4)，水冷喷嘴(4)与氩弧焊枪钨极(2)端部在一条直线上，水冷喷嘴(4)的轴线与焊件(5)的夹角为103° -107° 。
2.根据权利要求1所述的一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置，其特征是:水冷喷嘴(4)的喷口孔径为2mm。
3.根据权利要求1所述的一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置，其特征是:在距离氩弧焊枪(I)喷嘴上方50mm处设置着水冷喷嘴(4)。
4.根据权利要求1所述的一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置，其特征是:水冷喷嘴(4)的轴线与焊件(5)的夹角为105°。
5.根据权利要求1所述的一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置，其特征是:水冷管路(8)的管径为6mm,水冷管路(8)由紫铜管构成。
6.根据权利要求1所述的一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置，其特征是:在水冷管路(8)上设置着调节开关(7)。
7.根据权利要求1所述的一种改进的氩弧焊枪冷却工件的装置，其特征是:在水冷管路(8)的进口上连接着胶管。
【文档编号】B23K9/26GK203592223SQ201320671653
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】贾红江, 邢金芝, 赵勇峰, 李大斯, 马文才, 向春强 申请人:宝钢集团新疆八一钢铁有限公司