合金鋼抓釘與鍋爐衛燃帶區水冷壁管的焊接工藝及其焊機制造技術

本發明專利技術提供了一種合金鋼抓釘和鍋爐衛燃帶區水冷壁管的焊接工藝，包括焊前準備和焊接操作，其特征是在焊接操作中，當出現熔滴短路或低于特定電壓時，在原設定的焊接電流上疊加上１００～２００安的推力電流。本發明專利技術還提供了用于此種焊接工藝中的焊接設備－焊機。能可靠地將合金鋼抓釘與鍋爐衛燃帶區水冷壁管上，解決了因熔滴短路或低于特定電壓而導致的焊接缺陷，自動化程度高，焊接質量好，抓釘使用壽命長。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及的是一種焊接工藝，特別涉及的是一種將合金鋼抓釘焊接到鍋爐衛燃帶區水冷壁管上的焊接工藝及其焊機。燃煤鍋爐廣泛地用于各個領域，更主要是用于發電廠。燃煤液態排渣鍋爐的熔渣段水冷壁管上必須敷設衛燃帶，部分燃用無煙煤的固態排渣鍋爐也使用衛燃帶。敷設衛燃帶前，必須在水冷壁管上先焊接抓釘，再在抓釘上敷設耐火材料。抓釘除起固定耐火材料的作用外還吸收衛燃帶熱量并傳遞給水冷壁管，起著冷卻衛燃帶、提高其使用壽命，從而提高發電機組使用壽命的作用。國內目前所用抓釘均采用碳鋼材料制成，而且排列密度低，在高溫運行狀態下，由于抓釘是用碳鋼材料制成，熱強使用溫度和抗化溫度較低，因此易產生高溫燒損和腐蝕；另由于抓釘排列密度不夠，衛燃帶得不到充分冷卻，故而加劇了抓釘惡劣的工作環境。為了延長抓釘的使用壽命，必須將制成抓釘的材料改換，如采用合金鋼材料制成。由于合金剛抓釘和碳鋼水冷壁管的熔點和散熱條件和冷卻速度不一致，在焊接過程中易產生熔滴短路，當抓釘壓入熔液時，形成兩種金屬的分界面，并對空氣產生滯流作用，導致裂紋和氣孔的產生。而目前我國采用的焊接技術和焊接設備根本無法可靠地將含金鋼抓釘焊接在碳鋼水冷壁管上。如手工電弧焊，最多只能在抓釘周圍焊滿一圈，抓釘頭部與水冷壁管之間根本無法施焊，因此，導熱性能極差，抓釘很快被氧化燒損，壽命很短，僅幾個月。交流螺柱焊比手工電弧焊的焊接速度高，焊件密度大，抓釘頭部也能施焊，但仍存在很多不足，如①，電流控制精度低，焊接時波動大，其波動竟達10％；②，焊接熔合面小，氣孔多；③焊接成型一致性差；④，不能對焊接的熔深、飛濺進行有效控制；⑤，不能焊接合金鋼；⑥，焊接質量好壞多依據操作技術，工藝過程自動化程度低；⑦，能耗高，設備易損壞。鑒于以上原因，本專利技術的目的是為了提供一種能可靠地將合金鋼抓釘焊接到鍋爐衛燃帶區水冷壁管上，解決因溶滴短路或低于特定電壓而導致的焊接缺陷、自動化程度高、焊接質量好的焊接工藝。本專利技術的另一個目的是為了提供一種用于這種焊接工藝中的焊接設備——焊機。本專利技術焊接工藝是在已有的焊接工藝上的改進，包括焊前準備和焊接操作，焊前準備包含設置抓釘的焊接電流、焊機的焊接時間、抓釘伸出量、焊槍提升量，其特征是在焊接操作中，當出現熔滴短路或低于特定電壓時，在原設定的焊接電流上疊加上100～200安的推力電流，特定電壓根據具體情況定，一般為15V。上述的焊接電流的安培值為抓釘直徑毫米值的70～120倍，最好為80～100倍。上述的焊機的焊接時間秒值為抓釘直徑毫米值的0.04～0.06倍，最好為抓釘直徑毫米值的0.045倍，抓釘伸出量為1.5～4毫米，最好為1.5～2.5毫米，焊槍的提升量為1.5～2.5毫米，最好為2毫米。上述的抓釘焊接面錐度a＝5～25°(參見附圖說明圖1)。上述的抓釘可采用低合金鋼制成，如采用1Cr13或2Cr13或12Cr1MOV或1Cr18Ni9Ti或10CrMO或12CrMO或12MOV。用于上述焊機工藝中的焊機也是在已有焊機的基礎上的改進，包括機殼、機芯、焊接電路、焊槍，焊接電路中有主變壓器，與主變壓器連接的半波整流電路，與半波整流電路連接的濾波電路，含依次連接的穩壓電源電路、引弧電路、放大電路的電源控制電路的輸入、輸出端分別連接在主變壓器和半波整流電路上，其特征是焊接電路中有輸入、輸出端分別與主變壓器、電源控制電路連接的程序控制電路，電源控制電路中的放大電路的輸入端有推力電流電路，所述的焊槍槍身內設有自動補償機構(參見圖1～圖8)。上述的程序控制電路中有穩壓電路IC1，時間電路IC2、IC3、IC5、IC6，運算放大器IC4，充電耦合器IC7，三極管BG1、BG2、BG4、BG5、BG6，可控硅SCR、SCR2(參見圖5)。上述的電源控制電路中的推力電流電路中有電位器W12，與電位器W12的滑動端串接的電阻R44、R48、與電位器W12固定端串接的二極管D16(參見圖6、圖7)。上述的焊槍中的自動補償機構包括裝于檢體后部的提升套、調節鐵芯，位于槍體和提升套、調節鐵芯間有電磁鐵，槍軸尾部伸入提升套中且可移動，偏心提升環裝在槍軸上，提升鉤的一端裝在偏心提升環上而另一端緊貼在提升套上，在偏心提升環和提升套間有裝在槍軸上的壓平簧，在提升套和調節鐵芯相對應位置上均設有彈簧槽，復位彈簧裝在提升套和調節鐵芯的彈簧槽中(參見圖8)，當焊接抓釘的伸出量因抓釘的伸出量由原設置的b值改變為(b＋△)值時，當焊槍對準工件壓平后，瓷環端面、抓釘的尖端都同處于一個平面，這時槍軸同被壓平簧壓平的提升環是間隙配合，檢軸將向上移動(b＋△b)距離，而此時提升套因受復位簧的壓力而不動作，當電磁鐵通電后，因磁場作用提升套和調節鐵芯吸合，提升套上升，通過提升鉤而使提升環產生偏轉，由于提升環和槍軸間間隙，提升鉤上升后，壓平簧作用于提升環上的力不均勻，使提升環卡住槍軸，并使槍軸隨提升套一起上移動一個原設定的提升量值(輪軸實際提升量比設定提升量值小)，但是一個定值，由于采用了自動補償機構，在抓釘伸出量發生變化時，都不影響抓釘被提高工件的距離，保證了焊接質量。本專利技術焊接工藝在焊接前設置了參數配置合理的焊接時間、焊接電流、抓釘伸出量、焊槍提升量，在焊接操作時當出現熔滴短路或低于特定電壓時(如15V)，在原設定的焊接電流上疊加一個高出該焊接電流100～200安的推力電流，故與已有的焊接工藝相比，具有如下優點1)，焊接質量高，如抓釘(合金鋼φ10×200m)同水冷壁管(φ60×6mm，20號鋼)在焊接處完全熔合在一起，接觸十分良好，能形成，水冷壁管無燒傷現象；水冷壁管向內凹陷深度不大于0.5毫米；抓釘熔入母材深度2毫米，焊縫表面氣孔不大于φ1毫米，數量不起過3個；焊縫咬邊深度不大于0.5毫米，咬邊長度不大于周長的25％，未焊透的累積面積≤總面積的60％；單個點狀缺陷不大于φ2毫米，改變焊接參數和抓釘焊接面角度可控制母材熔化深度。無淬硬組織；母材熱影響區無金相顯微裂紋；用250克小錘沿抓釘頂部45°方向敲擊檢驗，在1米長的管子上擊落數不大于5％；焊接密度≥2500只/米2，最大密度＞2800只/米2；2)，焊接速度高，可達25只/分鐘，自動化程度高；3)，抓釘使用壽命長；4)，抓釘可采用引弧法，也可不用引弧法，這樣簡化了工藝，降低了成本；5)，適用范圍廣；6)，焊接設備可連續運轉24小時以上。下面結合附圖詳細說明具體實施例方式圖1為抓釘焊接面錐度示意圖。圖2為焊機結構示意圖。圖3為焊接電路框圖。圖4為焊接電路原理圖。圖5為程序控制電路原理圖。圖6為電源控制電路框圖。圖7為電源控制電路原理圖。圖8為焊槍結構示意圖。實施例1焊前準備選材質為12Cr1MOV的抓釘的直徑為10毫米、長度為18毫米，抓釘的焊接機錐度a＝10°，上裝于引弧結(材質為純鋁)，選定焊接電流為700A，引弧時間為0.2秒，焊槍選定數量抓釘的伸出量為2毫米，壓縮量為2毫米，焊槍提升量為1毫米。焊接操作施焊時，焊槍軸線同工件面應垂直，當出現焊接熔滴或特定電壓低于15V時，焊槍輸出一個140A的推力電流。焊后清理。實施例2本實施例2基本與實施例1同，不同處是選用焊槍的提升量為2毫米。實施例3本實施例3基本與實施例1同，不同處是焊槍的提升量為3毫米。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種合金鋼抓釘與鍋爐衛燃帶區水冷壁管的焊接工藝，包括焊前準備和焊接操作，焊前準備包含：設置焊機的焊接電流、焊機的焊接時間、抓釘伸出量、焊槍提升量，其特征在于在焊接操作中，當出現熔滴短路或低于特定電壓時，在原設定的焊接電流上疊加上１００～２００安的推力電流。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李宗榮，
申請(專利權)人：四川電力試驗研究院，
類型：發明
國別省市：51[中國|四川]