[发明专利]管子与管板的内孔旋转氩弧焊枪头及焊接方法

说明书

本发明公开了一种管子与管板的内孔旋转氩弧焊枪头及焊接方法，涉及换热器管件与管板的焊接领域。该枪头主要由导电芯轴、钨极、上下定位绝缘套、可调螺母构成，上定位绝缘套套在导电芯轴的外部上方，其上部还一体连接有环板，用于悬挂固定整个枪头，可调螺母螺纹连接在上定位绝缘套外部，导电芯轴内部设置有保护气体孔，保护气体孔入口沿着导电芯轴的轴向设置，出口位于导电芯轴下部且沿径向延伸至导电芯轴外侧，钨极位于保护气体孔的下方，导电芯轴的底部还套有下定位绝缘套，底面上还设有一个压紧螺钉；在焊接时还采用了氩气保护套。本发明所提供的内孔旋转氩弧焊枪头及焊接方法，提高了接头抗应力腐蚀和缝隙腐蚀稳定性，提高了设备安全使用性能。

技术领域

本发明涉及换热器管件与管板的焊接领域，具体为一种管子与管板的内孔旋转氩弧焊枪头及焊接方法。

背景技术

换热器是石油化工行业广泛使用的设备，管子-管板的连接是制造过程中的重要工序。其接头一般为端面焊接接头（如图1），对于有腐蚀性应力的设备，由于管子-管板之间的缝隙存在于工况中，有腐蚀介质聚集，形成一定的残余应力，造成应力腐蚀；同时，焊缝受到腐蚀性流体的正面冲刷作用，易腐蚀开裂，大大降低了设备的使用寿命。所以需要改进现有的焊接方式。

发明内容

本发明为了解决换热器的焊接中所存在的内孔较小、不便加丝、管壁又很薄，同时换热管又为盘管，常规的背面保护罩无法满足要求，管头内伸很难保证与管板严丝合缝的问题，提供了一种管子与管板的内孔旋转氩弧焊枪头及焊接方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种管子与管板的内孔旋转氩弧焊枪头，包括导电芯轴，所述导电芯轴的上部套接有上定位绝缘套，所述上定位绝缘套的上部还一体连接有环板，所述上定位绝缘套外部螺纹连接有可调螺母，所述导电芯轴内部设置有保护气体孔，所述保护气体孔入口沿着导电芯轴的轴向设置，出口位于导电芯轴下部且沿径向延伸至导电芯轴外侧；所述导电芯轴的下部本体内径向安装有钨极，所述钨极位于保护气体孔的下方，所述钨极呈针状，一端为尖锐部且伸出导电芯轴，所述导电芯轴的底部还套有下定位绝缘套，所述导电芯轴的底面上还设有一个压紧螺钉，所述压紧螺钉与下定位绝缘套及导电芯轴均螺纹连接并压紧，所述氩弧焊枪头在焊接时，外部还设有一个氩气保护罩，所述氩气保护罩上还设置有一个氩气进口。

本发明所设计的一种管子与管板的内孔旋转氩弧焊枪头，主要是为了换热器焊接组装设计的，管子与管板焊接处的装配要求很高，而且换热管又是盘管，所以管头内伸很难保证与管板严丝合缝，要求换热管与管板的间隙控制在一定的范围内，以保证接头的焊接质量，而且接头的返修难度很大，由于换热管为盘管，背面氩气保护有一定的难度，其形式至关重要，如保护失效造成管子背面氧化，降低管头的耐蚀性能。所以设计了本发明所提出的内孔旋转氩弧焊枪头，该装置主要由导电芯轴、钨极、上下定位绝缘套、可调螺母构成，上定位绝缘套套在导电芯轴的外部上方，上定位绝缘套的上部还一体连接有环板，用于悬挂固定整个枪头，可调螺母螺纹连接在上定位绝缘套外部，通过旋转可调螺母来调整钨极与焊缝的距离；导电芯轴内部设置有保护气体孔，保护气体孔入口沿着导电芯轴的轴向设置，出口位于导电芯轴下部且沿径向延伸至导电芯轴外侧，焊接前接入，可排出焊接区的空气；钨极安装在导电芯轴的下部本体内，且沿着芯轴的径向安装的，其位于保护气体孔的下方，钨极呈针状，一端为尖锐部且伸出导电芯轴，尖锐部为电弧焊接端，用于旋转焊接。在导电芯轴的底部是下定位绝缘套，导电芯轴的底面上还设有一个压紧螺钉，压紧螺钉使得下定位绝缘套与导电芯轴紧固，而且是螺纹连接；当氩弧焊枪头在焊接时，外部还设有一个氩气保护罩，氩气保护罩上还设置有一个氩气进口，用于焊接时，通入氩气，保护焊接处，防止氧化。

本发明所提出的用内孔旋转氩弧焊结构代替传统的端面结构，是提高换热器管子-管板焊接接头抗应力腐蚀和缝隙腐蚀稳定性的根本途径，如图2所示，因此采用上述内孔旋转氩弧焊枪头的焊接方法，采用了惰性气体作为保护气体，而且采用了全位置自动TIG脉冲氩弧焊，该方法包括如下步骤：

1）焊前准备：

①为了满足管板的装配要求，采用数控钻床加工管孔，以使符合管板与管子相匹配的要求及精度，管子端面车床加工平头；