一種適用于小直徑深盲孔的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種小直徑深盲孔的內(nèi)壁堆焊，具體地說是一種小直徑深盲孔內(nèi)壁的氣保焊焊接工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]小直徑深孔的管內(nèi)壁焊接技術(shù)主要用于各種石化換熱器、核電壓力容器和高速車輛傳動(dòng)裝置上。近年來我國高速列車發(fā)展迅速，朝著廣覆蓋、高速度和輕量化等趨勢(shì)發(fā)展，隨著高速列車的產(chǎn)量和檢修要求的提高，對(duì)產(chǎn)品的焊接質(zhì)量、制造尺寸和性能等要求更加嚴(yán)格，同時(shí)動(dòng)車組結(jié)構(gòu)復(fù)雜、焊接量大，各級(jí)檢修轉(zhuǎn)向架構(gòu)架經(jīng)常性反復(fù)拆卸，在轉(zhuǎn)向架螺紋檢修過程不斷地發(fā)現(xiàn)有構(gòu)架牽引拉桿座M36與定位臂M16等深盲孔內(nèi)螺紋存在牙型損傷情況，為確保動(dòng)車組車輛的正常安全運(yùn)行，對(duì)已損壞的深盲孔螺紋采用焊補(bǔ)后重新加工攻絲的工藝進(jìn)行深盲孔螺紋修復(fù)。需要堆焊修復(fù)的小直徑深盲孔內(nèi)徑約為20?50mm，孔的深寬比(Η/D)大于1:1。針對(duì)深孔管內(nèi)堆焊，孔徑小、長度深，手工電弧焊接和普通氣體保護(hù)焊接方法基本不適用。
[0003]國內(nèi)針對(duì)深孔管內(nèi)壁堆焊較為普遍的焊接工藝方法有3種，一種是直徑50?300mm的孔內(nèi)壁堆焊焊接設(shè)備，采用氬弧焊機(jī)頭，細(xì)、長管為槍身，為了保證槍身剛度，其長度一般為2m以內(nèi)，槍頭鎢極與槍身細(xì)管中心線成45°?90°，焊絲從側(cè)面送入，所以焊槍伸入直徑至少大于32mm，另外氬弧焊焊接電流小、效率低、堆焊層厚度小和焊接周期長等；另一種是直徑300?500mm的孔內(nèi)壁堆焊焊接設(shè)備，采用埋弧焊機(jī)頭，設(shè)備行程較大，約為6?7m，但是埋弧焊接機(jī)頭過大只適合于直徑大于300mm的深孔管內(nèi)壁堆焊;第三種則是直徑80?300mm的孔內(nèi)壁堆焊焊接設(shè)備，如專利號(hào)為CN201420608175.6的中國專利《一種小直徑深孔氣保焊槍》，采用氣保焊機(jī)頭，細(xì)、長管為槍身，在靠近焊槍頭一端的槍身細(xì)管折彎成30°?60°，彎曲距離約為30?50mm，焊槍伸入直徑至少大于50mm。
[0004]以上幾種焊接工藝方法均不太適合于小直徑深盲孔的堆焊，需要進(jìn)行焊槍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，TIG焊槍在保證堆焊層壁厚時(shí)，焊接電流和焊槍直徑均較大導(dǎo)致焊槍無法進(jìn)入深孔內(nèi)；而在保證焊槍直徑時(shí)，直徑較小的氬弧焊槍導(dǎo)致效率低、焊接周期長、堆焊壁厚小和角焊縫焊不透等情況，所以不考慮TIG焊接工藝。根據(jù)MIG焊槍特點(diǎn)，研制專用小直徑深孔氣保焊槍、設(shè)計(jì)深孔角焊縫和選用匹配焊接材料以及合適的焊接工藝參數(shù)是可實(shí)現(xiàn)小直徑深盲孔的管內(nèi)壁堆焊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)深孔的內(nèi)徑小而焊槍無法進(jìn)入深孔和盲孔導(dǎo)致的保護(hù)氣體在深孔內(nèi)紊流的情況，提供一種高效率、易于操作的適用于小直徑深盲孔的焊接方法，以解決目前高速列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架小直徑深盲孔焊補(bǔ)修復(fù)的問題。
[0006]發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種適用于小直徑深盲孔的焊接方法，其特征在于包括下列步驟:
[0007]a、設(shè)計(jì)專用焊槍:根據(jù)深盲孔的孔徑和深寬比，利用小角度彎曲的導(dǎo)電嘴和變直徑噴嘴研制小直徑深盲孔氣保焊槍，專用小直徑深盲孔氣保焊槍直徑小于深盲孔的孔徑，焊槍槍頭長度大于深盲孔的深度；
[0008]b、角焊縫形式:深盲孔底部的角焊縫為鈍角或圓弧過渡；
[0009]C、焊前處理與選擇焊接材料:對(duì)深盲孔底面、內(nèi)壁表面和孔邊緣的油污與氧化皮雜質(zhì)進(jìn)行清理干凈，然后預(yù)熱100?200°C，再根據(jù)等強(qiáng)匹配原則選擇TH550-NQ-1I焊絲和80%Ar+20 % CO2富氬混合保護(hù)氣；
[0010]d、確定焊接工藝:焊接電流為150?190A，焊接電壓為26.8?28.0V，焊槍旋轉(zhuǎn)速度為3.5?4.0mm.min—1，焊槍提升速度為0.12?0.2mm.min—1，保護(hù)氣體流量15?20L.min—1，焊接時(shí)，將深盲孔試樣固定在工裝平臺(tái)上不動(dòng)，調(diào)整焊槍傾角為5°?10°，對(duì)步驟c處理過的深盲孔進(jìn)行堆焊，焊槍繞深孔中心旋轉(zhuǎn)，螺旋朝深盲孔外部往上堆焊，堆焊層高度不小于5mm;[0011 ]作為優(yōu)選，所述深盲孔試樣為Q345鋼或者SMA490耐候鋼材質(zhì)。
[0012]作為優(yōu)選，所述深盲孔的孔徑約為20?50mm，深寬比(Η/D值)大于1:1。
[0013]再優(yōu)選，所述專用小直徑深盲孔焊槍的直徑為13?20mm，焊槍槍頭的長度為大于150mmο
[0014]最后，所述專用小直徑深盲孔焊槍的導(dǎo)電嘴的彎曲角度為15°?20°。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)采用專用小直徑深盲孔氣體保護(hù)焊槍，能夠?qū)崿F(xiàn)更小孔徑的深孔或深盲孔的焊接，并且保留氣保焊的高效率和易操作性等；(2)本發(fā)明的焊接工藝方法，采用工件不動(dòng)、焊槍無纏繞旋轉(zhuǎn)形式，可實(shí)現(xiàn)深孔內(nèi)壁的豎直堆焊，工作效率高且易于操作。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的焊接過程的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施例3所得到的堆焊剖面圖；
[0018]圖中:1、專用小直徑深孔焊槍，2、深盲孔試樣，3、工裝平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020]實(shí)施例1:
[0021]一種適用于小直徑深盲孔的焊接方法，選用Q345鋼為試驗(yàn)對(duì)象，孔徑約為40mm、深寬比(Η/D值)為1:1的小直徑深盲孔的管內(nèi)壁堆焊。根據(jù)深盲孔的孔徑和深寬比，利用小角度彎曲的導(dǎo)電嘴和變直徑噴嘴研制小直徑深盲孔氣保焊槍，專用小直徑深盲孔氣保焊槍I的直徑遠(yuǎn)小于深盲孔的孔徑，為13?20mm，通常相差I(lǐng)?2倍，專用小直徑深盲孔氣保焊槍I的槍頭長度遠(yuǎn)大于深盲孔的深度，為大于150_，通常相差I(lǐng)?2倍，導(dǎo)電嘴的彎曲角度為15°?20°，具體步驟如下:
[0022](a)焊前處理:對(duì)深盲孔試樣2的深孔底面、內(nèi)壁表面和孔邊緣的油污與氧化皮等雜質(zhì)清理干凈后用丙酮洗凈，預(yù)熱150°C ;
[0023](b)角焊縫形式:深盲孔底部的角焊縫為鈍角或圓弧過渡；
[0024](c)根據(jù)等強(qiáng)匹配原則選擇TH550-NQ- Π焊絲和80 % Ar+20 % CO2富氬混合保護(hù)氣；
[0025](d)設(shè)置焊接工藝參數(shù):
[0026]焊接電流為150A，焊接電壓為27.9V，焊槍旋轉(zhuǎn)速度為3.99mm.min—1，焊槍提升速度為0.2_.min—1，保護(hù)氣體流量18L.min—1 ；
[0027](e)調(diào)整專用小直徑深盲孔氣保焊槍I，傾角為5°，對(duì)步驟(a)處理過的深孔進(jìn)行堆焊，深盲孔試樣2固定在工裝平臺(tái)上3不動(dòng)、專用小直徑深盲孔氣保焊槍I繞深孔中心旋轉(zhuǎn)，