吹渣管焊接工装及其焊接方法与流程

本发明涉及，具体是一种吹渣管焊接工装及其焊接方法。

背景技术：

1、钢坯经过加热炉加热后进入轧钢工序。轧钢时一般会设置多台轧机，钢坯依次经过轧机轧制才会最终成型。由于轧机轧制时会冒出黄烟，影响环境；并且在轧制过程中会导致表面的氧化铁皮剥落。氧化铁皮带进轧辊参与轧制均会影响轧制质量，使其表面出现凹坑等缺陷。因此，在轧机之间会安装吹渣管。吹渣管喷出高压水，对钢坯表面进行冲洗，清除黄烟和氧化铁皮。

2、如图6所示，吹渣管包括一根钢管，上面焊接有多个均布的喷嘴。焊接过程中，会存在管体受热不均的情况，导致喷嘴和钢管焊接完毕后，钢管会向喷嘴方向弯曲。因此焊接完成后需要进行矫直，这一工序不仅延长了加工时间，增大了加工成本，而且矫直时对钢管多次施压还会降低其承载能力，影响使用性能；再者由于喷嘴和钢管材质不一样，钢管的材质为碳钢，喷嘴的材质为不锈钢，矫直时焊缝还容易受压开裂，导致工件报废。

3、因此，如何克服上述缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为解决背景技术中的技术问题，本发明公开了一种吹渣管焊接工装及其焊接方法。

2、本发明提供一种吹渣管焊接工装，包括：

3、两个对称布置的夹座，通过对夹的方式固定钢管的两端；

4、多个支撑块，其高度从中间向两侧递减，用于支撑钢管，使钢管向上弓起。

5、先固定钢管，使其向下弯曲，然后将喷嘴焊接在钢管的上端；松开钢管后，焊接产生的形变方向与焊接前的弯曲方向相反，而且焊接产生的形变量刚好弥补焊接前的弯曲量，从而使得焊接完成后，钢管处于直线状态；本发明省去了矫直的工序，不仅提高了效率，而且还不会造成焊缝开裂。

6、夹座的具体结构为：夹座设置有插槽，钢管插接于插槽内；

7、插槽的上侧设置有压板，通过螺纹连接的顶紧螺栓顶紧，压紧钢管。

8、压板对钢管施压时，容易将钢管压瘪，基于此，进一步地设计是：钢管的两端插接有管塞。管塞对钢管进行支撑，从而避免被压瘪。

9、钢管向下弯曲时，其端部会与工作台面构成夹角，因此插槽的开口方向也需要与工作台面构成夹角，如此会提高插槽的加工难度，所以进一步地改进解决这一问题，具体的，夹座的下端还连接有三角形垫块，使得夹座的里端向上翘起。

10、如钢管的弯曲角度不同，需要匹配不同的垫块，如此会加大垫块的成本，所以进一步地改进解决这一问题，具体的，垫块位于钢管轴向两侧螺纹连接有调节螺栓，通过调节调节螺栓螺纹端凸出垫块下端面的长度，调节垫块上端面的倾斜角度。

11、本发明还提供一种吹渣管的焊接方法，采用吹渣管焊接工装，固定钢管，包括以下步骤：

12、s1、将喷嘴依次点焊在钢管上，其出口朝上；

13、s2、设置自然数n，对第2n+1个喷嘴进行焊接，其焊缝设为第一焊缝，第一焊缝呈半环形，并位于钢管轴向同侧；

14、s3、对第2n+2个喷嘴进行焊接，其焊缝设为第二焊缝，第二焊缝呈半环形，并与第一焊缝呈相对布置；

15、s4、对第2n+1个喷嘴进行焊接，其焊缝设为第三焊缝，第三焊缝呈半环形，并与第一焊缝构成封闭的环形；

16、s5、对第2n+2个喷嘴进行焊接，其焊缝设为第四焊缝，第四焊缝呈半环形，并与第二焊缝构成封闭的环形。

17、上述焊接方法，可有效分散焊接热量，减小焊缝两端的温差，避免或减小焊接后产生的热膨胀变形，从而提高了生产效率，降低了焊缝返修成本。

18、由于喷嘴放置在钢管上后，为点接触，喷嘴与钢管之间的缝隙从接触处向两侧递增，绕着连接处线性焊接比较困难，所以进一步地改进解决这一问题，具体的，第一焊缝、第二焊缝、第三焊缝和第四焊缝结构相同，均为角焊缝，且焊接方式采用摇摆焊。

19、为提高钢管与喷嘴的连接强度，进一步地设计是：第一焊缝、第二焊缝、第三焊缝和第四焊缝均焊接两层，每一层的焊接均采用步骤s2-s5；第二层的焊缝宽度比第一层焊缝宽度宽2/3。

20、焊条一般采用均速移动进行焊接，当运行至钢管与喷嘴的连接处时，熔接性比较差，会影响连接强度，所以进一步地改进解决这一问题，具体的，当焊条焊接至钢管和喷嘴的连接处时，停顿0.5-1秒。

21、焊条的选择，直接影响焊缝质量，影响钢管和喷嘴的连接强度，基于此，进一步地设计是：钢管和喷嘴之间的缝隙最大宽度设为s，焊条的直径设为d；第一层焊缝焊接时，0.6s﹥d﹥0.5s；第二层焊缝焊接时，s≤d≤s+1。焊条位于钢管和喷嘴夹角处时，会形成三角形的间隙，焊条直径的设置，可缩小间隙的大小，焊条熔化后可快速布满间隙，从而提高钢管与喷嘴的连接强度。

技术特征：

1.一种吹渣管焊接工装，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的吹渣管焊接工装，其特征在于：所述夹座(1)设置有插槽(15)，所述钢管(2)插接于所述插槽(15)内；

3.根据权利要求2所述的吹渣管焊接工装，其特征在于：所述钢管(2)的两端插接有管塞(6)。

4.根据权利要求2所述的吹渣管焊接工装，其特征在于：所述夹座(1)的下端还连接有三角形垫块(7)，使得所述夹座(1)的里端向上翘起。

5.根据权利要求4所述的吹渣管焊接工装，其特征在于：所述垫块(7)位于所述钢管(2)轴向两侧螺纹连接有调节螺栓(8)，通过调节所述调节螺栓(8)螺纹端与工作台面(9)的距离，调节所述垫块(7)上端面的倾斜角度。

6.一种吹渣管的焊接方法，采用权利要求1-5任意一种所述的吹渣管焊接工装，固定所述钢管(2)，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的吹渣管的焊接方法，其特征在于：所述第一焊缝(11)、第二焊缝(12)、第三焊缝(13)和第四焊缝(14)结构相同，均为角焊缝，且焊接方式采用摇摆焊。

8.根据权利要求7所述的吹渣管的焊接方法，其特征在于：所述第一焊缝(11)、第二焊缝(12)、第三焊缝(13)和第四焊缝(14)均焊接两层，每一层的焊接均采用步骤s2-s5；第二层的焊缝宽度比第一层焊缝宽度宽2/3。

9.根据权利要求8所述的吹渣管的焊接方法，其特征在于：当焊条焊接至所述钢管(2)和喷嘴(10)的连接处时，停顿0.5-1秒。

10.根据权利要求8所述的吹渣管的焊接方法，其特征在于：所述钢管(2)和喷嘴(10)之间的缝隙最大宽度设为s，焊条的直径设为d；

技术总结
本发明提供一种吹渣管焊接工装及其焊接方法，对于吹渣管焊接工装，包括：两个对称布置的夹座，通过对夹的方式固定钢管的两端；多个支撑块，其高度从中间向两侧递减，用于支撑钢管，使钢管向上弓起。先固定钢管，使其向下弯曲，然后将喷嘴焊接在钢管的上端；松开钢管后，焊接产生的形变方向与焊接前的弯曲方向相反，而且焊接产生的形变量刚好弥补焊接前的弯曲量，从而使得焊接完成后，钢管处于直线状态；本发明省去了矫直的工序，不仅提高了效率，而且还不会造成焊缝开裂。

技术研发人员：陈忠年,吴静仁,施俊杰,周云铖
受保护的技术使用者：中天钢铁集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12