專利名稱：緊湊密排金屬管道的兩管夾縫處管道tig焊接工法及專用焊接工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎢極惰性氣體保護(hù)焊TIG焊接方法，特別涉及緊湊密排金屬管道焊接工藝。
背景技術(shù)：
在金屬結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中，管道緊湊密排的結(jié)構(gòu)屢見(jiàn)不鮮，給管道的焊接施工帶來(lái)很大困難，對(duì)焊接質(zhì)量也造成嚴(yán)重影響。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，余熱發(fā)電項(xiàng)目也迅速掘起，如水泥窯余熱發(fā)電鍋爐、玻璃廠生產(chǎn)線尾氣余熱發(fā)電鍋爐、冶煉廠尾氣余熱發(fā)電鍋爐、或鍋爐、熱交換器等排管結(jié)構(gòu)的安裝、檢修工程中常遇到緊湊密排的管道。這些結(jié)構(gòu)的排管排列的間隙往往在IOmm左右(設(shè)計(jì)值)而實(shí)際值在f5mm之間，兩管之間的間隙很小，焊炬槍頭無(wú)法伸進(jìn)，給焊接施工帶來(lái)很大困難。熔化焊接過(guò)程中，熔池金屬?gòu)墓虘B(tài)到液態(tài)再回到固態(tài)的整個(gè)冶金反應(yīng)過(guò)程必須得到良好的保護(hù)，氣焊熔池靠氣體火焰保護(hù)、焊條電弧焊熔池靠電弧氣體保護(hù)，埋弧焊熔池靠焊劑熔渣保護(hù)，而鎢極氬弧焊熔池靠氬氣(Ar)保護(hù)，這些保護(hù)層起著隔離空氣和保護(hù)冶金反應(yīng)的作用，所以這些保護(hù)層的方向應(yīng)盡量垂直于熔池表面。常規(guī)的鎢極氬弧焊(TIG)焊接方法焊接時(shí)，焊炬噴嘴與焊接方向的角度在75°左右，才能保證整個(gè)冶金反應(yīng)過(guò)程的穩(wěn)定，而達(dá)到良好的焊接質(zhì)量，TIG焊接方法是完全依靠氬氣(Ar)來(lái)保護(hù)熔池區(qū)域的，而緊湊密排管道兩管之間的間隙很小，焊炬噴嘴幾乎與管子的切線平行，氬氣(Ar)沿切線直接流走，完全不能起到保護(hù)作用，導(dǎo)致窄間隙區(qū)域中的焊縫內(nèi)產(chǎn)生大量氣孔缺陷，焊縫質(zhì)量無(wú)法保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明首先所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種緊湊密排金屬管道的兩管夾縫處管道TIG焊接工法，以提高緊湊密排金屬管道焊接質(zhì)量。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案該焊接方法采用了主氣和輔助氣結(jié)合作為保護(hù)氣體，主氣和輔助氣均為氬氣；引弧時(shí)，用主氣作為保護(hù)氣體，焊接時(shí)，再加入所述輔助氣對(duì)熔池區(qū)域和焊炬的鎢極進(jìn)行保護(hù)；焊炬和輔助氣噴嘴分別處于密排金屬管道的正面和背面；焊炬從密排金屬管道的正面?zhèn)纫己附与娀『蛧娚渲鳉猓o助氣噴嘴在密排金屬管道的背面?zhèn)葒娚漭o助氣；焊絲的填充從焊炬鎢極的側(cè)方進(jìn)行；輔助氣的流量大于主氣的流量。在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案
輔助氣的噴射方向盡量垂直于焊接熔池表面。輔助氣的流量為主氣的流量的4-7倍。主氣的流量為Γ5 L/min，輔助氣的流量為2Γ26 L/min。所述焊炬的鎢極伸出焊炬噴嘴的長(zhǎng)度大于或等于10mm，其上限對(duì)應(yīng)金屬管道的直徑。本發(fā)明另一個(gè)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種上述焊接工法的專用焊接工具。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案它包括用于TIG焊接的第一焊炬、輔助氣噴嘴；所述第一焊炬的鎢極伸出焊炬噴嘴的長(zhǎng)度大于或等于10mm，其上限對(duì)應(yīng)金屬管道的直徑；所述輔助氣噴嘴為用于TIG焊接的焊炬中拆下的分流器和噴嘴后構(gòu)成，其尾部再連接塑料軟管和氬氣氣源。本工法和專用焊接工具可適用于密排管子、密排焊接接頭等窄間隙的TIG方法焊接施工。本發(fā)明的密排金屬管道可以理解為僅為管子，或者也可理解為用于連接管子的焊接接頭，或者理解為由管子和焊接接頭構(gòu)成的金屬管道；因此，對(duì)于上述方法和專用工具來(lái)說(shuō)，其工作對(duì)象可以是被理解為管子，或者是被理解為焊接接頭，或者是被理解為既有管子又有焊接接頭的金屬管道；所述第一焊炬的鎢極伸出焊炬噴嘴的長(zhǎng)度上限對(duì)應(yīng)金屬管道焊接部位的直徑，即管子或焊接接頭的直徑。由于采用了本發(fā)明的方法和專用焊接工具，本工法是在TIG焊接方法中通過(guò)“主氣+輔助氣”雙重保護(hù)的焊接方法，克服了常規(guī)TIG焊接方法的局限性，有效的提高了 TIG焊接方法的“可焊到性”，可保證焊接接頭間隙狹窄區(qū)域的焊接質(zhì)量及焊接過(guò)程的穩(wěn)定，而且本焊接方法操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性較強(qiáng)，焊工只需通過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就可上崗施焊。


圖I為圖4的A-A剖視圖，表示了幾種焊接的示意圖，其中I和III為常規(guī)焊接方法示意圖，II為本發(fā)明所提供的焊接工法示意圖，其中附圖標(biāo)記300表示的是熔池在管道表面的切線方向，其中S表示的是焊接方向。圖2為本發(fā)明所提供的專用焊炬的示意圖。圖3為本發(fā)明所提供的輔助氣噴嘴的示意圖。圖4為緊湊型密排金屬管道示意圖，其中附圖標(biāo)號(hào)200表示的是焊縫。
具體實(shí)施例方式參照附圖。本發(fā)明的焊接方法采用了主氣A和輔助氣B結(jié)合作為保護(hù)氣體，主氣A和輔助氣B均為氬氣；引弧時(shí)，用主氣作為保護(hù)氣體，焊接時(shí)，再加入所述輔助氣對(duì)熔池區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，確保了焊縫金屬?gòu)墓腆w熔化到凝固結(jié)晶的整個(gè)冶金過(guò)程得到了氬氣的充分保護(hù)。焊接操作過(guò)程中一般為兩人共同進(jìn)行，一人持焊炬主焊1，一人持輔助氣噴嘴2在背面協(xié)助焊接，焊炬和輔助氣噴嘴分別處于密排金屬管道100的正面和背面，焊炬從密排金屬管道的正面?zhèn)纫己附与娀『蛧娚渲鳉?，輔助氣噴嘴在密排金屬管道的背面?zhèn)葒娚漭o助氣。通常TIG焊接方法中焊絲的填充是在焊炬鎢極的前方進(jìn)行。如圖I所示，本發(fā)明中，焊絲3的填充從焊炬鎢極4的側(cè)方進(jìn)行；
本發(fā)明中，對(duì)熔池的保護(hù)主要由輔助氣擔(dān)任，主氣主要起引弧時(shí)的鎢極保護(hù)作用，為了不讓輔助氣被主氣沖散，影響焊接質(zhì)量，因此，輔助氣的流量要大于主氣的流量。輔助氣的流量一般控制為主氣的流量的4-7倍；輔助氣的流量一般在2Γ26 L/min范圍內(nèi)，主氣為了引弧順利，流量一般在Γ5 L/min范圍內(nèi)(通常TIG焊接方法的焊炬中流出的保護(hù)氣體的流量為 8 12 L/min)ο輔助氣的噴射方向盡量垂直于焊接熔池5。通常TIG方法施焊時(shí)鎢極伸出長(zhǎng)度為3 5 _，而在緊湊密排管道中兩管之間的間隙很小，焊炬槍頭無(wú)法伸進(jìn)，為了使電弧能在兩管夾縫中引燃，本發(fā)明所提供的專用焊接工具中，焊炬的鎢極4伸出焊炬噴嘴6的長(zhǎng)度D > IOmm(其上限根據(jù)金屬管道直徑來(lái)確定，直徑大些則伸出長(zhǎng)度相對(duì)長(zhǎng)些)，附圖中用D表示鎢極4伸出焊炬噴嘴6的長(zhǎng)度，而在焊接工作時(shí)，鎢極4的保護(hù)也是主要靠輔助氣完成的。本發(fā)明所提供的專用焊接工具中，所述輔助氣噴嘴2為用于TIG焊接的焊炬中(比如QS70/400焊炬)拆下的分流器8和噴嘴6后構(gòu)成，其尾部再連接塑料軟管7和氬氣氣源。
權(quán)利要求
1.緊湊密排金屬管道的兩管夾縫處管道TIG焊接工法，其特征在于該焊接方法采用了主氣和輔助氣結(jié)合作為保護(hù)氣體，主氣和輔助氣均為氬氣；引弧時(shí)，用主氣作為保護(hù)氣體，焊接時(shí)，再加入所述輔助氣對(duì)熔池區(qū)域和焊炬的鎢極進(jìn)行保護(hù)；焊炬和輔助氣噴嘴分別處于密排金屬管道的正面和背面；焊炬從密排金屬管道的正面?zhèn)纫己附与娀『蛧娚渲鳉?，輔助氣噴嘴在密排金屬管道的背面?zhèn)葒娚漭o助氣；焊絲的填充從焊炬鎢極的側(cè)方進(jìn)行；輔助氣的流量大于主氣的流量。
2.如權(quán)利要求I所述的緊湊密排金屬管道的兩管夾縫處管道TIG焊接工法，其特征在于輔助氣的噴射方向盡量垂直于焊接熔池表面。
3.如權(quán)利要求I所述的緊湊密排金屬管道的兩管夾縫處管道TIG焊接工法，其特征在于輔助氣的流量為主氣流量的4-7倍。
4.如權(quán)利要求I所述的緊湊密排金屬管道的兩管夾縫處管道TIG焊接工法，其特征在于主氣的流量為4 5 L/min，輔助氣的流量為2Γ26 L/min。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的緊湊密排金屬管道的兩管夾縫處管道TIG焊接工法，其特征在于所述焊炬的鎢極伸出焊炬噴嘴的長(zhǎng)度大于或等于10mm，其上限對(duì)應(yīng)金屬管道的直徑。
6.權(quán)利要求I所述TIG焊接工法的專用焊接工具，包括用于TIG焊接的第一焊炬，其特征在于所述專用焊接工具還包括有輔助氣噴嘴；所述第一焊炬的鎢極伸出焊炬噴嘴的長(zhǎng)度大于或等于10mm，其上限對(duì)應(yīng)金屬管道的直徑；所述輔助氣噴嘴為用于TIG焊接的焊炬中拆下的分流器和噴嘴后構(gòu)成，其尾部再連接塑料軟管和氬氣氣源。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種緊湊密排金屬管道的兩管夾縫處管道TIG焊接工法，采用了均為氬氣的主氣和輔助氣結(jié)合作為保護(hù)氣體；引弧時(shí)，用主氣作為保護(hù)氣體，焊接時(shí)，再利用輔助氣對(duì)熔池區(qū)域和焊炬的鎢極進(jìn)行保護(hù)；焊炬和輔助氣噴嘴分別處于密排金屬管道的正面和背面；輔助氣的流量大于主氣的流量。本發(fā)明還提供了一種上述焊接工法的專用焊接工具，它包括第一焊炬、輔助氣噴嘴；第一焊炬的鎢極伸出焊炬噴嘴的長(zhǎng)度大于或等于10mm；本工法通過(guò)“主氣+輔助氣”進(jìn)行雙重保護(hù)，克服了常規(guī)TIG焊接方法的局限性，提高了TIG焊接方法的“可焊到性”,可保證焊接接頭間隙狹窄區(qū)域的焊接質(zhì)量及焊接過(guò)程的穩(wěn)定，本焊接方法操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性較強(qiáng)，焊工只需通過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就可上崗施焊。
文檔編號(hào)B23K9/167GK102922101SQ20121047263
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者葉青, 明瑞云, 李立人 申請(qǐng)人:杭州市設(shè)備安裝有限公司