一種鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接工藝及其裝置的制造方法
【專利摘要】一種鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接工藝與裝置，屬于自動(dòng)化焊接技術(shù)領(lǐng)域，該裝置在機(jī)架上設(shè)置螺旋管坯卷制裝置、兩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)輥、第一TIG焊槍、第二TIG焊槍和一把等離子焊槍。在兩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)輥定位下，首先通過(guò)螺旋管坯卷制裝置將鋁合金薄板按一定的螺紋線卷制成所需直徑的螺紋管坯，然后通過(guò)第一TIG焊槍進(jìn)行螺旋管定長(zhǎng)點(diǎn)固；接著等離子焊槍在螺旋管內(nèi)部仰焊位置，第二TIG焊槍在螺旋管平焊位置，同步進(jìn)行焊接；等離子焊接與第二TIG焊接脈沖同步焊接，脈沖結(jié)束時(shí)，等離子焊槍噴冷氬氣冷卻焊縫，隨焊隨冷，最終實(shí)現(xiàn)鋁合金螺旋管的自動(dòng)焊接。本發(fā)明有利于提高鋁合金螺旋管的焊接效率，減小螺旋管焊接變形，保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】
一種鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接工藝及其裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于自動(dòng)化焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接工藝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金螺旋管是將鋁合金卷材按一定螺旋線的角度卷成螺旋管坯，然后將管縫焊接起來(lái)制成的。在螺旋焊管生產(chǎn)線中采用任一種傳統(tǒng)的焊接方式如:熔焊、電阻焊、氣焊、真空擴(kuò)散焊等都無(wú)法滿足焊接不同牌號(hào)鋁合金的需要。因此，迫切需要一種適應(yīng)廣，效率高，并且能滿足各種牌號(hào)鋁及鋁合金螺旋焊管焊接生產(chǎn)的的裝置。
[0003]對(duì)于大直徑鋼的螺旋焊管，國(guó)內(nèi)外普遍采用埋弧自動(dòng)焊，該技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的逐步完善已趨成熟，能生產(chǎn)高質(zhì)量的螺旋焊管，但埋弧自動(dòng)焊不適合于鋁合金螺旋管焊接。而鋁合金螺旋焊管制造技術(shù)主要集中在國(guó)外，其中法國(guó)、德國(guó)采用了先進(jìn)的變極性TIG和等離子雙面焊實(shí)現(xiàn)了鋁合金螺旋管的焊接，但生產(chǎn)效率低。
[0004]因此，急需一種鋁合金螺旋焊管的高效焊接方法與裝置填補(bǔ)國(guó)內(nèi)鋁合金螺旋管焊接空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種提高鋁合金螺旋管的自動(dòng)化焊接效率，減小螺旋管焊接變形的平仰復(fù)合焊接工藝。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案是:在成對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)輥定位下，通過(guò)螺旋管坯卷制裝置將鋁合金薄板制成螺紋管坯，通過(guò)采用第一TIG焊槍對(duì)螺紋管坯進(jìn)行間隔定長(zhǎng)點(diǎn)固，然后以等離子焊槍和第二 TIG焊槍分別在螺紋管坯內(nèi)、外兩側(cè)同步進(jìn)行焊接，并隨焊對(duì)螺紋管坯采用氬氣冷卻進(jìn)行冷卻。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為:(I)采用TIG焊槍與等離子實(shí)現(xiàn)了自鋁合金材料的外側(cè)和內(nèi)側(cè)兩面同時(shí)進(jìn)行平、仰復(fù)合焊，提高了鋁合金螺旋管自動(dòng)化焊接效率；
(2)有利于減小鋁合金螺旋管變形，保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量。
[0008]由于等離子焊槍的電弧為壓縮電弧，控制電弧大小，以利于上托熔池，實(shí)現(xiàn)仰焊，所以本發(fā)明所述第二 TIG焊槍在螺紋管坯外側(cè)進(jìn)行平焊，所述等離子焊槍在螺紋管坯內(nèi)側(cè)進(jìn)tx仰焊。
[0009]另外，等離子焊槍與第二TIG焊槍的一次脈沖焊接時(shí)間為10s，脈沖間歇時(shí)間為2s，脈沖間歇時(shí)，通入氬氣對(duì)焊縫進(jìn)行冷卻，焊接和冷卻步驟交替進(jìn)行。
[0010]采用脈沖等離子與脈沖TIG焊接同步焊接，具有如下優(yōu)點(diǎn):(I)焊接過(guò)程是斷續(xù)式加熱，熔池金屬高溫停留時(shí)間短，金屬冷凝快，可減少裂紋的傾向；(2)對(duì)鋁合金螺旋管熱輸入少，電弧能量集中且挺度高，有利于薄板、超薄板焊接，接頭熱影響?。?3)脈沖等離子與脈沖TIG焊可以精確地控制熱輸入和熔池尺寸，得到均勻的熔深，特別適合雙面平仰復(fù)合焊。
[0011]針對(duì)鋁合金螺旋管焊后變形大的問(wèn)題，采用隨焊隨冷，促進(jìn)焊后冷卻，有效減小鋁合金螺旋管焊后變形。
[0012]所述定長(zhǎng)點(diǎn)固的焊縫熔敷金屬厚度〈1.0mm，熔敷金屬寬度為20mm±0.2mm，這樣既保證了焊縫點(diǎn)固強(qiáng)度，又嚴(yán)格限制了焊接熱輸入。
[0013]本發(fā)明的另一目的是提出可實(shí)用以上工藝的鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接裝置。
[0014]裝置包括在機(jī)架上設(shè)置的螺旋管坯卷制裝置和成對(duì)布置的兩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)輥，其特點(diǎn)是:在機(jī)架上布置對(duì)螺紋管坯進(jìn)行間隔定長(zhǎng)點(diǎn)固的第一 TIG焊槍，在機(jī)架上還布置等離子焊槍和第二TIG焊槍，所述等離子焊槍和第二TIG焊槍相向地分別布置在螺旋管坯卷的內(nèi)、夕卜兩側(cè);在等離子焊槍的槍體上設(shè)置氬氣輸入通道。
[0015]本發(fā)明通過(guò)以上裝置即可方便地實(shí)現(xiàn)鋁合金螺旋管的平仰復(fù)合焊接工藝，以提高鋁合金螺旋管的自動(dòng)化焊接效率，減小螺旋管焊接變形。特別是通過(guò)在等離子焊槍的槍體上設(shè)置氬氣輸入通道，使等離子焊槍具有傳送純冷氬氣冷卻焊縫的功能，該集合設(shè)計(jì)功能的主要優(yōu)點(diǎn)是:使鋁合金螺旋管焊接過(guò)程實(shí)現(xiàn)隨焊隨冷，從而有效減小鋁合金螺旋管焊接變形。
[0016]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述第一TIG焊槍布置在機(jī)架的六點(diǎn)鐘位置，第一 TIG焊槍為平焊，第二 TIG焊槍與等離子焊槍均設(shè)置在機(jī)架的十二點(diǎn)鐘位置，第二 TIG焊槍為平焊，等離子焊槍為仰焊。等離子焊槍的電弧為壓縮電弧，控制電弧大小，以利于上托熔池，實(shí)現(xiàn)仰焊。
[0017]兩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)輥分別設(shè)置于機(jī)架的三點(diǎn)鐘與九點(diǎn)鐘位置。兩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)輥關(guān)于鋁合金螺旋管對(duì)稱放置，能很好保證鋁合金螺旋管坯卷制的定位可靠性以及焊接過(guò)程的穩(wěn)定性。
[0018]所述第二 TIG焊槍包括送絲裝置。第二 TIG焊槍與等離子焊槍為同步焊接，第二 TIG焊槍附加送絲裝置，可以更好地保證兩種焊接實(shí)時(shí)同步，有利于焊接效率的提高。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為具有氬氣輸入通道的等離子焊槍的槍體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖3為具有送絲裝置的第二TIG焊槍的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]一、裝置結(jié)構(gòu)說(shuō)明:
如圖1、2、3所示，在機(jī)架上設(shè)置有螺旋管坯卷制裝置1、兩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)輥2、4、第一 TIG焊槍3、第二 TIG焊槍5和一把等離子焊槍6。
[0023]各焊槍均為機(jī)器人自動(dòng)焊槍，第一TIG焊槍3設(shè)置在機(jī)架的六點(diǎn)鐘位置，為平焊，用于對(duì)螺紋管坯進(jìn)行間隔定長(zhǎng)點(diǎn)固。
[0024]第二TIG焊槍5和與等離子焊槍6相對(duì)布置，第二 TIG焊槍5布置在螺旋管坯卷的外偵U，等離子焊槍6布置在螺旋管坯卷的內(nèi)側(cè)。第二 TIG焊槍5與等離子焊槍6均設(shè)置在機(jī)架的十二點(diǎn)鐘位置，第二 TIG5焊槍為平焊，等離子焊槍6為仰焊。
[0025]兩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)輥2、4分別設(shè)置在機(jī)架的三點(diǎn)鐘與九點(diǎn)鐘位置。
[0026]如圖2所示，在等離子焊槍6的槍體上設(shè)置外夾套61，在外夾套61內(nèi)形成斷面呈環(huán)形的氬氣輸入通道62。
[0027]如圖3所示，第二 TIG焊槍5附帶有送絲裝置51。
[0028]二、鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接工藝:
在成對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)輥定位下，通過(guò)螺旋管坯卷制裝置將鋁合金薄板制成螺紋管坯，通過(guò)采用第一TIG焊槍對(duì)螺紋管坯進(jìn)行間隔定長(zhǎng)點(diǎn)固，然后以等離子焊槍和第二TIG焊槍分別在螺紋管坯內(nèi)、外兩側(cè)同步進(jìn)行焊接，并隨焊對(duì)螺紋管坯采用氬氣冷卻進(jìn)行冷卻。
[0029]其中，第一TIG焊槍點(diǎn)固的焊縫熔敷金屬厚度〈1.0mm，熔敷金屬寬度為20mm±0.2mm。等離子焊槍與第二 TIG焊槍的一次脈沖焊接時(shí)間為10s，脈沖間歇時(shí)間為2s，脈沖間歇時(shí)，通入氬氣對(duì)焊縫進(jìn)行冷卻，焊接和冷卻步驟交替進(jìn)行。
[0030]本發(fā)明有利于提高鋁合金螺旋管的焊接效率，減小螺旋管焊接變形，保證螺旋管焊接質(zhì)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接工藝，其特征在于:在成對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)輥定位下，通過(guò)螺旋管坯卷制裝置將鋁合金薄板制成螺紋管坯，通過(guò)采用第一 TIG焊槍對(duì)螺紋管坯進(jìn)行間隔定長(zhǎng)點(diǎn)固，然后以等離子焊槍和第二TIG焊槍分別在螺紋管坯內(nèi)、外兩側(cè)同步進(jìn)行焊接，并隨焊對(duì)螺紋管坯采用氬氣冷卻進(jìn)行冷卻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接工藝，其特征在于:所述第二TIG焊槍在螺紋管坯外側(cè)進(jìn)行平焊，所述等離子焊槍在螺紋管坯內(nèi)側(cè)進(jìn)行仰接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接工藝，其特征在于:等離子焊槍與第二 TIG焊槍的一次脈沖焊接時(shí)間為10s，脈沖間歇時(shí)間為2s，脈沖間歇時(shí)，通入氬氣對(duì)焊縫進(jìn)行冷卻，焊接和冷卻步驟交替進(jìn)行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接工藝，其特征在于:所述點(diǎn)固的焊縫熔敷金屬厚度〈1.0mm，恪敷金屬寬度為20mm±0.2 mm。5.—種鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接裝置，包括在機(jī)架上設(shè)置的螺旋管坯卷制裝置和成對(duì)布置的兩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)輥，其特征在于:在機(jī)架上布置對(duì)螺紋管坯進(jìn)行間隔定長(zhǎng)點(diǎn)固的第一 TIG焊槍，在機(jī)架上還布置等離子焊槍和第二 TIG焊槍，所述等離子焊槍和第二 TIG焊槍相向地分別布置在螺旋管坯卷的內(nèi)、外兩側(cè);在等離子焊槍的槍體上設(shè)置氬氣輸入通道。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接裝置，其特征在于:所述第一TIG焊槍布置在機(jī)架的六點(diǎn)鐘位置，第一 TIG焊槍為平焊，第二 TIG焊槍與等離子焊槍均設(shè)置在機(jī)架的十二點(diǎn)鐘位置，第二 TIG焊槍為平焊，等離子焊槍為仰焊。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接裝置，其特征在于:兩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)輥分別設(shè)置于機(jī)架的三點(diǎn)鐘與九點(diǎn)鐘位置。8.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述鋁合金螺旋管平仰復(fù)合焊接裝置，其特征在于:所述第二TIG焊槍包括送絲裝置。
【文檔編號(hào)】B23K103/10GK106001862SQ201610437588
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】王克鴻, 楊增海, 湯金根, 尹凡, 王希凱, 向陽(yáng)
【申請(qǐng)人】江蘇金鑫電器有限公司