机车变联管焊接方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102922099 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102922099 A *CN102922099A* (21)申请号 201210461217.3 (22)申请日 2012.11.15 B23K 9/167(2006.01) B23K 9/173(2006.01) B23K 35/38(2006.01) (71)申请人 中国北车集团大连机车车辆有限公 司 地址 116022 辽宁省大连市沙河口区中长街 51 号 (72)发明人 李亓 李元达 朱军 (74)专利代理机构 北京同立钧成知识产权代理 有限公司 11205 代理人 刘芳 (54) 发明。

2、名称 机车变联管焊接方法 (57) 摘要 本发明提供一种变联管焊接方法， 包括 ： 采用 第一气体保护焊法对变联管上管与法兰的第一角 接缝进行焊接， 所述第一气体保护焊法采用实心 焊丝以及富氩气体。本发明提供的机车变联管焊 接方法， 通过采用第一气体保护焊法对变联管上 管与法兰的第一角接缝进行焊接， 由于第一气体 保护焊法效率高、 操作用时短， 因此能够避免现有 技术的焊法造成的法兰变形的问题， 从而避免对 法兰的密封效果的影响， 从而减小了管与法兰的 连接处在使用过程中漏泄的风险。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局。

3、 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 1/1 页 2 1. 一种机车变联管焊接方法， 其特征在于， 包括 ： 采用第一气体保护焊法对变联管上管与法兰的第一角接缝进行焊接， 所述第一气体保 护焊法采用实心焊丝以及富氩气体。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述实心焊丝的直径为 1 毫米， 所述第一 气体保护焊法的焊枪电压为 22-24 伏特， 焊枪电流为 110-130 安培、 气体流量为 18-20 升 / 分钟。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述富氩气体由80%的氩和20%二氧化碳 构成。 4. 根据权利要求 1 所述。

4、的方法， 其特征在于， 还包括 ： 采用第二气体保护焊法对变联管上管与法兰的第二角接缝进行焊接， 所述第二气体保 护焊法采用药芯焊丝以及二氧化碳气体。 5. 根据权利要求 4 所述的方法， 其特征在于， 所述药芯焊丝的直径为 1 毫米， 焊丝伸出 焊枪口的长度为1015毫米， 所述第二气体保护焊法的焊枪电流为190-230安培， 焊枪电压 为 22-24 伏特， 气体流量为 18-20 升 / 分钟。 6.根据权利要求4或5所述的方法， 其特征在于， 采用第一气体保护焊法对变联管上管 与法兰的第一角接缝进行焊接， 与采用第二气体保护焊法对变联管上管与法兰的第二角接 缝进行焊接之间的操作间隔不大。

5、于 10 分钟。 7. 根据权利要求 15 中任一项所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 采用两层 TIG 焊法对所述变联管上管与管的环接缝进行焊接。 8. 根据权利要求 7 所述的方法， 其特征在于， 所述两层 TIG 焊法， 包括 ： 在采用所述 TIG 焊法焊接各层时， 焊枪与所述管呈 70-85夹角， 焊丝与所述管呈 10-15夹角， 焊枪喷嘴距所述管 814 毫米， 焊接的方向与所述管的转动方向相反， 焊丝直 径为 2 毫米， 钨极棒直径为 2.4 毫米， 且焊接第一层所采用的焊枪电流为 1290 安培， 焊接 第二层所采用的焊枪电流为 15150 安培。 9. 根据权利要求 8 。

6、所述的方法， 其特征在于， 所述采用所述 TIG 焊法焊接各层之前， 还 包括 ： 对所述钨极棒的尖端进行打磨 ； 其中， 焊接第一层所采用的钨极棒尖端直径为 0.8 毫米， 钨极棒尖端角度为 35； 焊接 第二层所采用的钨极棒尖端直径为 1.0 毫米， 钨极棒尖端角度为 45。 10. 根据权利要求 7 所述的方法， 其特征在于， 所述采用两层 TIG 焊法对所述变联管上 管与管的环接缝进行焊接之前， 还包括 ： 对变联管上各管与管的环接缝以及管与法兰的角接缝进行定位焊进行定位焊。 权 利 要 求 书 CN 102922099 A 2 1/5 页 3 机车变联管焊接方法 技术领域 0001 。

7、本发明涉及焊接技术， 尤其涉及一种机车变联管焊接方法。 背景技术 0002 主变压器是大功率电力机车的关键部件， 而变联管作为主变压器上冷却供油的管 路， 直接关系到主变压器的正常运行。变联管一般由多个法兰、 弯管、 直管焊接而成， 图 1 为 现有技术中变联管的结构示意图， 如图 1 所示， 变联管主要由管 （包括直管 1、 弯管 2） 和法 兰 3 组成， 各部件通过焊接的方式连接， 管与管之间连接的焊缝为环接缝， 管与法兰之间连 接的焊缝为角接缝。如图 1 所示， 变联管的焊接接头数量多， 焊缝位置和类型各异， 焊接质 量是影响主变压器的质量的重要因素。 0003 图 2 为图 1 中变。

8、联管上管与法兰之间及管与管之间的连接关系示意图。如图 2 所示， 插入法兰部分的管端部 11 与所述法兰 3 的内壁 32 的连接处为法兰内的第一角接缝 100， 管外壁12与法兰端部31的连接处法兰外的第二角接缝200， 管端部11与另一管 （例如 弯管 2） 端部 21 的连接处为环接缝 300。 0004 现有技术中， 管端部 11 与法兰内壁 32 的连接处即第一角接缝 100， 采用惰性气体 钨极保护焊 （Tungsten Inert Gas Weiding， 简称 ： TIG 焊） 。由于 TIG 焊的加热时间长， 导 致法兰变形大， 从而导致法兰的密封效果变差， 导致在使用过程中。

9、存在漏泄的隐患。 发明内容 0005 本发明提供一种机车变联管焊接方法， 以减小管与法兰连接的角接缝漏泄的风 险。 0006 本发明提供一种机车变联管焊接方法， 包括 ： 采用第一气体保护焊法对变联管上 管与法兰的第一角接缝进行焊接， 所述第一气体保护焊法采用实心焊丝以及富氩气体。 0007 如上所述的方法， 优选地， 所述实心焊丝的直径为 1 毫米， 所述第一气体保护焊法 的焊枪电压为 22-24 伏特， 焊枪电流为 110-130 安培、 气体流量为 18-20 升 / 分钟。 0008 如上所述的方法， 优选地， 所述富氩气体由 80% 的氩和 20% 二氧化碳构成。 0009 如上所述。

10、的方法， 进一步地， 还包括 ： 采用第二气体保护焊法对变联管上管与法兰 的第二角接缝进行焊接， 所述第二气体保护焊法采用药芯焊丝以及二氧化碳气体。 0010 如上所述的方法， 优选地， 所述药芯焊丝的直径为 1 毫米， 焊丝伸出焊枪口的长度 为 1015 毫米， 所述第二气体保护焊法的焊枪电流为 190-230 安培， 焊枪电压为 22-24 伏 特， 气体流量为 18-20 升 / 分钟。 0011 如上所述的方法， 优选地， 采用第一气体保护焊法对变联管上管与法兰的第一角 接缝进行焊接， 与采用第二气体保护焊法对变联管上管与法兰的第二角接缝进行焊接之间 的操作间隔不大于 10 分钟。 0。

11、012 如上所述的方法， 进一步地， 还包括 ： 0013 采用两层 TIG 焊法对所述变联管上管与管的环接缝进行焊接。 说 明 书 CN 102922099 A 3 2/5 页 4 0014 如上所述的方法， 优选地， 所述两层 TIG 焊法， 包括 ： 0015 在采用所述 TIG 焊法焊接各层时， 焊枪与所述管呈 70-85夹角， 焊丝与所述管呈 10-15夹角， 焊枪喷嘴距所述管 814 毫米， 焊接的方向与所述管的转动方向相反， 焊丝直 径为 2 毫米， 钨极棒直径为 2.4 毫米， 且焊接第一层所采用的焊枪电流为 1290 安培， 焊接 第二层所采用的焊枪电流为 15150 安培。。

12、 0016 如上所述的方法， 优选地， 所述采用所述 TIG 焊法焊接各层之前， 还包括 ： 对所述 钨极棒的尖端进行打磨 ； 其中， 焊接第一层所采用的钨极棒尖端直径为 0.8 毫米， 钨极棒尖 端角度为 35； 焊接第二层所采用的钨极棒尖端直径为 1.0 毫米， 钨极棒尖端角度为 45。 0017 如上所述的方法， 进一步地， 还包括 ： 0018 对变联管上各管与管的环接缝以及管与法兰的角接缝进行定位焊进行定位焊。 0019 本发明提供的机车变联管焊接方法， 通过采用第一气体保护焊法对变联管上管与 法兰的第一角接缝进行焊接， 由于第一气体保护焊法效率高、 操作用时短， 因此能够避免现 有。

13、技术的焊法造成的法兰变形的问题， 从而避免对法兰的密封效果的影响， 从而减小了管 与法兰的连接处在使用过程中漏泄的风险。 附图说明 0020 图 1 为现有技术中变联管的结构示意图 ； 0021 图 2 为图 1 中变联管上管与法兰之间及管与管之间的连接关系示意图 ； 0022 图 3 为本发明提供的机车变联管焊接方法实施例二的流程图 ； 0023 图 4 为本发明提供的机车变联管焊接方法实施例三的流程图 ； 0024 图 5 为图 4 的步骤 401 中 TIG 焊法的各部件的位置示意图 ； 0025 图 6 为本发明提供的机车变联管焊接方法实施例四的流程图。 具体实施方式 0026 本发明。

14、实施例一首先针对现有技术中管与法兰的角接缝 TIG 焊接造成法兰变形 的问题， 对变联管上插入法兰部分的管端部与所述法兰的内壁的连接处， 如图 2 所示的第 一角接缝 100， 的焊接方法进行改进， 采用第一气体保护焊法对第一角接缝 100 进行焊接， 所述第一气体保护焊法采用实心焊丝以及富氩气体。 0027 具体地， 第一气体保护焊法的焊接材料可以按如下实例选择 ： 焊丝例如采用牌号 为 ER50-6 的实心焊丝， 保护气体例如采用由 80% 的氩气 Ar 和 20% 的二氧化碳 CO2构成的 气体， 焊枪可以采用带有送丝管的焊枪， 焊接时， 将焊丝放在送丝管中。并且， 在在焊接前， 可以使。

15、用除锈钢刷对第一角接缝 100 两侧的管端部 11 和法兰内壁 32 进行打磨和清理， 保 证无氧化皮和油污等杂质， 以保证焊接效果。 0028 本实施例， 通过采用第一气体保护焊法对变联管上管与法兰的第一角接缝进行焊 接， 由于第一气体保护焊法效率高、 操作用时短， 因此能够避免现有技术的焊法造成的法兰 变形的问题， 从而避免对法兰的密封效果的影响， 从而减小了管与法兰的连接处在使用过 程中漏泄的风险。 0029 如上所述的方法， 优选地， 第一气体保护焊法可以采用实心焊丝， 该实心焊丝的 直径可以为 1 毫米， 第一气体保护焊法的焊枪电压可以为 22-24 伏特， 焊枪电流可以为 说 明 。

16、书 CN 102922099 A 4 3/5 页 5 110-130安培、 气体流量可以为18-20升/分钟。 以上的各个参数是本发明申请人经过长期 实践总结得出的优选参数， 采用该些优选参数焊接的焊缝密封效果好， 漏泄风险较小， 但该 些参数的取值并不限于此， 也不用于对本发明提供的方法进行限制。 0030 图3为本发明提供的机车变联管焊接方法实施例二的流程图， 如图3所示， 本实施 例的方法可以包括 ： 0031 步骤 301、 采用第一气体保护焊法对变联管上管与法兰的第一角接缝进行焊接。 0032 步骤 301 的焊接方法可以与实施例一的焊接方法相同， 此处不再赘述。 0033 步骤 3。

17、02、 采用第二气体保护焊法对变联管上管与法兰的第二角接缝进行焊接。 0034 在步骤 302 中， 变联管上管与法兰的第二角接缝， 为图 2 中管外壁 12 与法兰端部 31 的连接处， 即第二角接缝 200。第二气体保护焊法采用药芯焊丝以及二氧化碳气体。 0035 药芯焊丝例如可以选择牌号为 ER50-6 的药芯焊丝， 药芯焊丝的直径可以为 1 毫 米， 焊枪可以采用带有送丝管的焊枪， 焊接时， 将焊丝放在送丝管中， 焊丝伸出焊枪口的长 度 （干伸长） 为 1015 毫米 ； 焊枪电流可以为 190230 安培， 焊枪电压可以为 2224 伏特， 气 体流量可以为 1820 升 / 分钟。。

18、以上的各个参数是本发明申请人经过长期实践总结得出的 优选参数， 采用该些优选参数焊接的焊缝密封效果好， 漏泄风险较小， 但该些参数的取值并 不限于此， 也不用于对本发明提供的方法进行限制。 0036 与步骤301类似地， 在在焊接前， 可以使用除锈钢刷对第二角接缝200两侧的管端 部 11 和法兰内壁 32 进行打磨和清理， 保证无氧化皮和油污等杂质， 以保证焊接效果。 0037 在具体操作时， 优选地， 对于同一管 1 与同一法兰 3 连接的第一角接缝 100 和第二 角接缝 200 的焊接为连续操作的过程， 在完成第一角接缝 100 的焊接后立即开始对第二角 接缝 200 的焊接， 即步骤。

19、 301 和步骤 302 之间的操作间隔不大于 10 分钟。 0038 需要说明的是， 间隔不大于 10 分钟是在室温为 10 20的条件下选择的数值， 之所以选择该数值， 是通过实践经验总结， 在完成对第一角接缝的焊接后， 在 10 分钟之内 法兰还未完全冷却， 因此在这个时间段内对第二角接缝 200 进行焊接， 法兰的变形不会过 大。如果操作环境的温度低于 10， 则该间隔应相应地减小。 0039 而在实际操作时， 该间隔越短越好。该优选方案， 实现将法兰的变形控制在最小。 0040 同时， 第二气体保护焊法对第二角接缝 200 进行焊接时还可以采用如下技巧， 以 提高焊接质量 ： 004。

20、1 将焊枪倾斜， 并指向管体、 焊枪摆动的角度在 10以内 ； 控制焊丝不触及第二角 接缝 200。 0042 图4为本发明提供的机车变联管焊接方法实施例三的流程图， 如图4所示， 本实施 例的方法可以包括 ： 0043 步骤 401、 采用两层 TIG 焊法对所述变联管上管与管的环接缝进行焊接。 0044 在步骤401中， 管与管的环接缝， 为图2中管1与管2的连接处， 即环接缝300。 TIG 焊法的焊接材料可以按如下实例选择， 焊丝例采用牌号为 ER50-6 的实心焊丝， 焊丝直径例 如为 2.0 毫米， 钨极棒的直径例如为 2.4 毫米， 在焊接前， 可以使用除锈钢刷对环接缝 300 。

21、两侧的管 1 和管 2 进行打磨和清理， 保证无氧化皮和油污等杂质。 0045 图5为图4的步骤401中TIG焊法的各部件的位置示意图， 如图5所示， 在采用TIG 焊法焊接各层时， 可以用一手拿焊枪41另一手拿焊丝42的方式， 焊枪41与管1呈70-85 说 明 书 CN 102922099 A 5 4/5 页 6 夹角， 焊枪喷嘴 411 距管 814 毫米， 焊枪喷嘴 411 距焊丝 42 末端 34 毫米， 焊枪喷嘴 411 的方向与管 1 的转动方向相反， 并稍稍偏离管 1 的中心线 10， 以便于焊丝 42 的送进和便于 观察 ； 焊丝 42 与管 1 呈 10-15夹角， 焊丝 。

22、42 的送进可以采用连续送进和断续送进两种方 法交替进行。 0046 在具体操作时， 优选地， 在焊接第一层所采用的焊枪电流可以为 1290 安培， 焊接 第二层所采用的焊枪电流可以为 15150 安培。 0047 进一步优选地， 在采用 TIG 焊法焊接各层之前， 还可以包括 ： 对所述钨极棒的尖端 进行打磨。 其中， 焊接第一层所采用的钨极棒尖端直径为0.8毫米， 钨极棒尖端角度为35； 焊接第二层所采用的钨极棒尖端直径为 1.0 毫米， 钨极棒尖端角度为 45。 0048 在采用所述 TIG 焊法焊接各层时， 还可以采用如下操作技巧和规范， 以保证焊接 效果， 包括 ： 0049 在第一。

23、层焊接结束时， 可以用角磨机把起弧位置打磨成 “哨子” 状， 以便于第二层 焊接的起弧操作 ； 0050 每一层焊接完成时， 需要彻底清理焊缝， 并可以采用锤击的方法去除应力 ； 0051 操作中要特别注意， 不能将焊丝与钨极棒接触， 以免造成钨极棒烧损或污染， 进而 破坏电弧稳定性 ； 0052 在将焊丝送进时， 需防止焊丝尖端处于气体保护的范围之外而受到氧化 ； 0053 在焊接第一层时， 焊接速度不宜过快， 所填充的焊肉厚度不能过浅， 具体而言， 是 第一层焊肉的上表面 （如图 2 中的 300a） 宽度不低于 5 毫米， 如图 2 所示的环接缝 300， 环接 缝的形状呈 V 形， 焊。

24、接第一层 300a 时所填充的焊肉厚度越小， 则对于第二层 300b 的焊接， 环接缝的缝隙底部宽度越小， 焊枪可摆动的范围越小， 因此需要保证第一层焊肉的厚度足 够， 以便于第二层 300b 焊接时焊枪的摆动。 0054 以上的各个参数、 操作技巧和规范是本发明申请人经过长期实践总结得出的优选 参数， 采用该些优选参数焊接的焊缝密封效果好， 漏泄风险较小， 但该些参数的取值并不限 于此， 也不用于对本发明提供的方法进行限制。 0055 步骤 402、 采用第一气体保护焊法对变联管上管与法兰的第一角接缝进行焊接。 0056 步骤 402 的焊接方法可以与实施例一及实施例二的步骤 301 的焊接。

25、方法相同， 此 处不再赘述。 0057 步骤 403、 采用第二气体保护焊法对变联管上管与法兰的第二角接缝进行焊接。 0058 步骤403的焊接方法可以与实施例二的步骤302的焊接方法相同， 此处不再赘述。 0059 本实施例， 通过采用两层 TIG 焊法对所述变联管上管与管的环接缝进行焊接， 并 通过一系列优选的焊接参数和焊接技巧， 提高了焊接质量， 从而减小了变联管上管与管的 环接处的漏泄。 0060 图6为本发明提供的机车变联管焊接方法实施例四的流程图， 如图6所示， 本实施 例的方法可以包括 ： 0061 步骤 601、 对变联管上各管与管的环接缝以及管与法兰的角接缝进行定位焊。 00。

26、62 具体地， 可以先将变联管的各个直管和弯管进行装配， 再对各环接缝进行定位焊， 根据实际生产的情况， 可以先将变联管安装在主变压器上， 以确定法兰安装的具体位置， 然 后再装配法兰， 并对管与法兰连接的角接缝进行定位焊。 说 明 书 CN 102922099 A 6 5/5 页 7 0063 具体操作时， 可以在各环接缝和角接缝的圆周点焊 4 处， 长度可以为 10mm， 并保证 各个焊点没有气孔和弧坑裂纹等缺陷， 以免影响后续的焊接。 0064 步骤 602、 采用两层 TIG 焊法对所述变联管上管与管的环接缝进行焊接。 0065 该步骤的焊接方法可以与实施例三的步骤 301 的焊接方法。

27、相同， 此处不再赘述。 0066 步骤 603、 采用第一气体保护焊法对变联管上管与法兰的第一角接缝进行焊接。 0067 该步骤的焊接方法可以与实施例一及实施例二的步骤 301 的焊接方法相同， 此处 不再赘述。 0068 步骤 604、 采用第二气体保护焊法对变联管上管与法兰的第二角接缝进行焊接。 0069 该步骤的焊接方法可以与实施例二的步骤 302 的焊接方法相同， 此处不再赘述。 0070 本实施例， 通过在正式焊接之前， 先对变联管上各管与管的环接缝以及管与法兰 的角接缝进行定位焊， 更便于后续步骤对各环接缝和各角接缝的焊接， 更易于对焊接质量 的控制。 0071 如上所述的各个实施。

28、例， 在实际操作时， 在完成各个步骤之后， 还可以进行焊接质 量检测， 具体的检测方法为 ： 将焊接完成的的变联管， 先用工艺板在法兰面进行封堵后， 向 管内填充压力为0.5兆帕的压缩空气， 然后将变联管放入水中， 保压30分钟， 并观察在水中 的变联管的焊缝， 其周围无气泡产生则视为焊缝质量合格。 0072 最后应说明的是 ： 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制 ； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解 ： 其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征 进行等同替换 ； 而这些修改或者替换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的范围。 说 明 书 CN 102922099 A 7 1/4 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102922099 A 8 2/4 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102922099 A 9 3/4 页 10 图 5 说 明 书 附 图 CN 102922099 A 10 4/4 页 11 图 6 说 明 书 附 图 CN 102922099 A 11 。