[发明专利]一种钛焊管直缝自动焊保护装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种钛焊管直缝自动焊保护装置及其使用方法，包括装置本体、用于定位所述装置本体的定位系统、用于冷却钛焊管的冷却系统和用于保护钛焊管的气体保护系统；装置本体上设置有用于与钛焊管外表面滑动连接的滑腔面，滑腔面与钛焊管外表面相适应；冷却系统包括设置于装置本体内的冷却通道、连通冷却通道的进水管和出水管；气体保护系统包括设置于滑腔面上用于流通保护气的槽和进气管。采用本发明明显提高了钛焊管的塑韧性，降低了生产成本，并改善了劳动条件。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种钛焊管直缝自动焊保护装置及其使用方法。

背景技术

钛及钛合金直缝焊管（简称“钛焊管”）是将钛及钛合金卷带材或宽幅板材卷曲成管形，再通过焊接把卷曲成管形后的直缝焊接而成。钛焊管通过自动化连续生产线生产，其直缝焊接一般采用钨极氩弧（TIG）自动焊、等离子弧自动焊或TIG-等离子弧复合自动焊。国内外已经大量使用钛焊管代替传统铜合金管用于热交换器和冷凝器装置，可大大提高海水淡化、舰船、海上石油工程、电站等设备与设施的使用寿命、降低维护成本，经济效益十分显著。

钛及钛合金在300℃以上时能快速吸氢，450℃以上时能快速吸氧，600℃以上时能快速吸氮，因此钛合金焊接加工时，无论是焊接中还是焊后一段时间内均需对焊接受热区，包括焊缝金属和焊接热影响区实施严格的惰性气体或真空保护，因为只要吸收少量的氢、氧、氮，钛及钛合金就会明显脆化，其中以氢的影响最大。因此，钛及钛合金的焊接关键在于对焊接受热区的保护，包括焊接过程的保护及焊后的保护。

目前，在钛焊管实际生产当中，钛焊管直缝自动焊保护装置只是采用一个长方体盒状的保护罩保护焊后尚处于高温段的焊缝金属和焊接热影响区，即通过向保护罩中持续充入流动的氩气使尚处于高温段的焊缝金属和焊接热影响区与空气隔离，起到对钛焊管直缝焊接的保护作用。长方体盒状的保护罩在一般的焊接速度下能对钛及钛合金焊接起到良好的保护效果，但对于钛及钛合金高速自动化焊接难以实现充分的保护。同步于钛焊管自动化连续生产线的加工速度，钛焊管直缝焊接速度达到5-8 m/min，远高于一般的自动焊接过程。高速焊接条件下，钛及钛合金焊接接头的焊缝金属及焊接热影响区处于保护罩的时间短，冷却不充分就脱离了保护罩中惰性气体的保护，即钛焊管直缝的焊缝金属及焊接热影响区尚处于高温（T 300℃）时就脱离了惰性气体的保护，导致钛焊管焊缝金属及焊接热影响区大量吸收空气中的氢、氧、氮，致使钛焊管直缝焊接接头的塑韧性明显低于母材，对钛焊管进一步塑性加工时，容易在其焊接接头区发生破裂，大大增加了钛焊管塑性加工的难度与成本。同时，采用保护罩保护需持续充入高流量（约30 L/min）的惰性气体，加大了钛焊管的生产成本。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钛焊管直缝自动焊保护装置及其使用方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种钛焊管直缝自动焊保护装置，包括装置本体、用于定位所述装置本体的定位系统、用于冷却钛焊管的冷却系统和用于保护钛焊管的气体保护系统；

所述装置本体上设置有用于与所述钛焊管外表面滑动连接的滑腔面，所述滑腔面与所述钛焊管外表面相适应；

所述冷却系统包括设置于所述装置本体内的冷却通道、连通冷却通道的进水管和出水管；

所述气体保护系统包括设置于所述滑腔面上用于流通保护气的槽和进气管；

进一步的，所述槽包括焊缝保护气槽、热影响区保护气槽、通气槽和出气槽，所述焊缝保护气槽、热影响区保护气槽均纵向设置于所述滑腔面上，所述纵向为与所述钛焊管轴向平行的方向，所述通气槽连通所述焊缝保护气槽和热影响区保护气槽，所述热影响区保护气槽设置于所述焊缝保护气槽的周侧，所述焊缝保护气槽连接有进气管，所述热影响区保护气槽连通有出气槽，保护气体通过所述进气管进入所述焊缝保护气槽，通过所述出气槽流出。