CN108453405B - 一种煮糖罐加热体的负压补焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种密闭容器的负压补焊方法，该密闭容器具有流体入口及流体出口，该负压补焊方法包括以下步骤：封闭流体出口；通过流体入口向密闭容器内注满液体，以排空密闭容器内的气体，检查密闭容器焊缝处液体泄露的情况，液体泄露处存在缺陷焊缝；封闭流体入口，打开流体出口，以使得液体从流体出口排出进而于该密闭容器内产生负压；补焊。该密闭容器的负压补焊方法能够提高补焊的质量。

Description

一种煮糖罐加热体的负压补焊方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是一种煮糖罐加热体的负压补焊方法。

背景技术

煮糖罐加热体是煮糖罐的重要部件。请同时参见图1及图2，现有技术的煮糖罐加热体100，其包括密闭罐体2及若干加热管3。密闭罐体2上设有蒸汽入口21及蒸汽出口23。若干加热管3间隔地装设于密闭罐体2内，每一加热管3的相对两端分别与密闭罐体2的顶部及底部焊接固定。使用时，糖膏流过加热管3，高温蒸汽从蒸汽入口21进入密闭罐体2内，以对加热管3内的糖膏进行煮炼。在此过程中，密闭罐体2呈密封状态，以防止密闭罐体2内的高温蒸汽从密闭罐体2内泄露。因此，在煮糖罐加热体的制作过程中，必须检测加热管3与密闭罐体2的焊接处是否存在缺陷焊缝，若存在，则需对缺陷焊缝进行补焊，以防止使用时密闭罐体2内的高温蒸汽从缺陷焊缝处泄露。现有技术煮糖罐加热体100缺陷焊缝的检测，通常是通过向密闭罐体2内注水，然后加压，以观察加热管3与密闭罐体2的焊接处是否存在冒泡漏水的情况，若发生漏水则说明存在缺陷焊缝。补焊时，再完全排尽密闭罐体2内的水，然后对发生漏水的缺陷焊缝进行补焊。然而，密闭罐体2内的水排尽后，缺陷焊缝内仍然残留有水分，此时若对缺陷焊缝进行补焊，则水分在焊接时受热易产生水蒸气，水蒸气在焊接时会进入熔融的金属成形新的气穴，从而导致焊接处连接不牢固；若等密闭罐体2内的水分 完全干燥后再补焊，则时间较长，降低工作效率。此外，焊接时金属烟气的产生也会进入熔融的金属成形新的气穴，导致焊接的效果下降。国内外研究表明，负压环境对抑制焊接金属蒸汽羽烟，提高焊缝质量有很好的效果。然而，现有技术中，通常是通过局部抽真空的方式在缺陷焊缝的上方形成负压，对于大型密闭容器，例如煮糖罐加热体100，其直径约为7m，外表面多孔(安装加热管3处)且焊接面不平整，若采用外表面局部抽真空的方式很难形成负压，而若采用抽真空的方式在大型密闭容器，例如煮糖罐内部形成负压，其不仅时间长，而且成本高，因此，该方式不适用于此类大型密闭容器的补焊作业。

发明内容

针对上述存在的问题，有必要提供一种煮糖罐加热体的负压补焊方法，其能够提高焊缝的焊接质量。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种煮糖罐加热体的负压补焊方法，该煮糖罐加热体具有流体入口及流体出口，该负压补焊方法包括以下步骤：

检测缺陷焊缝：封闭流体出口；通过流体入口向煮糖罐加热体内注满液体，以排空煮糖罐加热体内的气体，检查煮糖罐加热体焊缝处液体泄露的情况，液体泄露处存在缺陷焊缝；

于煮糖罐加热体内形成负压：封闭流体入口，打开流体出口，以使得液体从流体出口排出进而于该煮糖罐加热体内产生负压；

补焊：在煮糖罐加热体内产生负压后，对煮糖罐加热体的缺陷焊缝处进行补焊。

进一步地，所述流体入口处安装第一管道，所述第一管道上安装有控制该第一管道通断的第一阀门，通过该第一阀门打开及封闭所述流体入口。

进一步地，所述流体出口处安装电磁阀，通过该电磁阀打开及封闭所述流体出口。

进一步地，该煮糖罐加热体还开设有安装口，所述安装口处安装第二管道，所述第二管道上安装有控制该第二管道通断的第二阀门，所述于煮糖罐加热体内形成负压的步骤具体为：封闭流体入口，打开第二阀门，将一负压数字式压力开关安装在所述第二管道上，并将所述负压数字式压力开关通过一输出转换器后与所述电磁阀电性连接；调节负压数字式压力开关的压力值使该煮糖罐加热体内达到预设的负压值，打开所述电磁阀，通过该负压数字式压力开关调节电磁阀以使得液体从流体出口以预设的速度排出。

进一步地，所述流体入口及所述安装口均位于所述煮糖罐加热体的顶部，所述流体出口位于所述煮糖罐加热体的底部。

进一步地，所述预设的负压值为-0.01MPa。

进一步地，所述流体出口处连接第三管道，所述电磁阀安装在所述第三管道上，所述第三管道的出口与所述煮糖罐加热体底部之间的距离不小于1.2米。

进一步地，所述检测缺陷焊缝的步骤中，在通过流体入口向煮糖罐加热体内注满液体后，还包括对所述煮糖罐加热体内的液体进行加压的步骤。

进一步地，所述负压补焊方法还包括在所述煮糖罐加热体的底部安装支撑件，以抬高所述煮糖罐加热体的步骤。

本发明还提供另一种煮糖罐加热体的负压补焊方法，该煮糖罐加热体具有与该煮糖罐加热体内腔相连通的开口，该负压补焊方法包括以下步骤：

检测缺陷焊缝：通过该开口向煮糖罐加热体内注满液体，以排空煮糖罐加热体内的气体，检查煮糖罐加热体焊缝处液体泄露的情况，液体泄露处存在缺陷焊缝；

于煮糖罐加热体内形成负压：使液体从该开口排出进而于该煮糖罐加热体内产生负压；

补焊：在煮糖罐加热体内产生负压后，对煮糖罐加热体的缺陷焊缝处进行补焊。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

本发明采用的负压补焊方法，利用缺陷焊缝检测完成后排液的过程在缺陷焊缝内侧形成负压，然后再补焊。在补焊时，由于渗漏焊缝气穴的真空效应，使焊接过程产生的水蒸气、金属烟气等被吸入煮糖罐加热体内，避免了水蒸气和金属烟气进入熔融的金属形成新的气穴，以使其焊接牢固，进而能够提高焊缝的焊接质量。且由于负压的作用，热量和熔融金属都被倒吸入缺陷焊缝，提高了补焊的深度，进一步提高了焊缝的焊接质量，无需等到煮糖罐加热体内的液体完全干燥也可达到较佳的补焊效果。此外，由于本发明是利用缺陷焊缝检测完成后排液的过程在缺陷焊缝内侧形成负压，其无需再提供真空设备进行抽真空，降低了补焊的成本，且能够适用于煮糖罐加热体的补焊作业。

附图说明

图1为现有技术中煮糖罐加热体的截面结构示意图。

图2为图1所示煮糖罐加热体的俯视结构示意图。

图3为本发明一较佳实施方式负压补焊法的设备连接示意图。

图4为图3在IV处的放大图。

图5为图3在V处的放大图。

图6为本发明一较佳实施方式中负压补焊法的流程图。

主要元件符号说明：100-煮糖罐加热体、2-密闭罐体、21-蒸汽入口、23-蒸汽出口、25-流体入口、27-流体出口、28-安装口、3-加热管、4-电磁阀、5-第一管道、6-第一阀门、7-第二管道、8-第二阀门、9-第三管道、92-主管、94-分支管、10-第三阀门、12-试压泵、13-负压数字式压力开关、14-输出转换器、15-支撑件、16-水压表、200,300-缺陷焊缝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1至图3，本发明一较佳实施方式提供一种密闭容器的负压补焊方法。在本实施方式中，该密闭容器为煮糖罐加热体100，其包括密闭罐体2及若干加热管3，该密闭罐体2具有蒸汽入口21及蒸汽出口23，蒸汽入口21及蒸汽出口23均与密闭罐体2的内腔相连通；若干加热管3间隔地装设于密闭罐体2内，每一加热管3的相对两端分别与密闭罐体2的顶部及底部焊接固定。在补焊前，利用密封塞等装置封闭蒸汽入口21与蒸汽出口23。请一并参见图6，该负压补焊方法包括以下步骤：

S1，于该密闭罐体2上开设流体入口25及流体出口27，流体入口25及流体出口27均与该密闭罐体2的内腔连通；

S2，检测缺陷焊缝：封闭流体出口27；通过流体入口25向密闭罐体2内注满液体，以排空密闭罐体2内的气体，检查煮糖罐加热体100焊缝处液体泄露的情况，若煮糖罐加热体100上无液体泄露，则表示焊接合格，无需补焊；若煮糖罐加热体100上出现液体泄露，则表示该煮糖罐加热体100存在缺陷焊缝，液体泄露处即为缺陷焊缝存在位置，进入步骤S3。

具体地，在本实施方式中，流体入口25处安装第一管道5，第一管道5上安装有控制该第一管道5通断的第一阀门6。该密闭罐体2还开设有安装口28，安装口28处安装第二管道7，第二管道7上安装有控制该第二管道7通断的第二阀门8。流体出口27处连接第三管道9，第三管道9包括主管92及由主管92的一端分支形成的两个分支管94，主管92远离分支管94的一端与流体出口27连接。其中一分支管94上安装有电磁阀4，另一分支管94通过一第三阀门10与一试压泵12连接。在本实施方式中，流体入口25及安装口28均位于密闭罐体2的顶部，流体出口27位于密闭罐体2的底部。步骤S2具体为：关闭电磁阀4与第三阀门10，以封闭流体出口27。打开第一阀门6及第二阀门8，从流体入口25处向密闭罐体2内注入液体，使得密闭罐体2内的空气排出，持续注入液体直至液体从第二管道7冒出，此时，密闭罐体2内注满液体，关闭第二阀门8，然后在第一管道5上安装水压表16，其用于测试密闭罐体2内的水压值。打开第三阀门10，启动试压泵12以通过试压泵12向密闭罐体2内的液体加压，直到水压表16显示上的压力达到1.3MPa，检查密闭罐体2与加热管3连接处焊缝的冒泡漏液情况，冒泡漏液处存在缺陷焊缝，优选地，在缺陷焊缝处做好标记，以便于后续的作业。

S3，于密闭罐体2内形成负压：封闭流体入口25，打开流体出口27，以使得液体从流体出口27排出进而于密闭罐体2内产生负压。由于密闭罐体2内注满液体，且流体入口25处于封闭状态，此外，缺陷焊缝通常不大，空气从缺陷焊缝进入密闭罐体2内的速度也很缓慢，因此，在打开流体出口27后，密闭罐体2内的液体由于受到流体出口27处大气压强的作用，其不会很快泄完，而是以一缓慢的速度慢慢排出。

具体地，在本实施方式中，步骤S3具体为：通过第一阀门6封闭第一管道5，进而封闭流体入口25；关闭第三阀门10。打开第二阀门8，并将一负压数字式压力开关13安装在第二管道7上，负压数字式压力开关13还通过一输出转换器14后与电磁阀4电性连接。调节负压数字式压力开关13的压力值使密闭罐体2内达到预设的负压值，打开电磁阀4，通过该负压数字式压力开关13调节电磁阀4以使得液体从流体出口27以预设的速度排出，进而使密闭罐体2内产生稳定的负压。

在本实施方式中，负压数字式压力开关13采用型号为KP25V-01-F1的负压数字式压力开关，其上设有显示面板(未标示)及调节按钮(未标示)，显示面板用于显示设定的压力值，通过调节按钮可以调节显示面板显示的压力值，负压数字式压力开关13通过螺纹接口与第二管道7连接。负压数字式压力开关13的结构属于现有技术，这里不做详细介绍。输出转换器14的型号为FX1N-10MTPLC工控板组件，其能够接收负压数字式压力开关13传送的信号，并将该信号传递给电磁阀4，以控制电磁阀4运作。通过负压数字式压力开关13控制电磁阀4来调节液体从流体出口27的排出速度，能够使得密闭罐体2内保持稳定的负压，更利于后续的补焊作业，避免由于密闭罐体2内的负压不稳定而导致焊接失败，例如，导致焊穿加热管3或密闭罐体2。可以理解，负压数字式压力开关13及输出转换器14也可以采用其他型号。

在本实施方式中，密闭罐体2内达到的预设的负压值为-0.01MPa左右，在该负压值下，补焊效果较佳。可以理解，密闭罐体2内达到的预设的负压值可根据实际情况进行设置，例如，在本实施方式中，加热管3的壁厚越大，密闭罐体2内达到的预设的负压值也应越大。负压数字式压力开关13的压力值的调节具体为：请一并参见图3至图5，在本实施方式中，加热管3与密闭罐体2的焊接处存在于密闭罐体2的顶部及底部。若需对密闭罐体2顶部的缺陷焊缝200进行补焊，则应调节负压数字式压力开关13上的压力值为-0.01MPa，打开电磁阀4使得液体从密闭罐体2内排出，即可在密闭罐体2内产生负压，在水的重力作用下，即可使得密闭罐体2的顶部缺陷焊缝200处的负压值保持在所需的-0.01MPa。若需对密闭罐体2底部的缺陷焊缝300进行补焊，则调节负压数字式压力开关13上的压力值为-0.02MPa，此时，密闭罐体2底部缺陷焊缝300处的负压值也在-0.01MPa左右。负压数字式压力开关13上的压力值的计算原理和方法如下：由于密闭罐体2内注满液体后，从流体出口27处排出的水很少，可以认为密闭罐体2内的液面与密闭罐体2的内上表面持平。在本实施方式中，底部缺陷焊缝300与密闭罐体2内上表面的高度差为H＝0.92m(密闭罐体2内腔的高度)，则密闭罐体2底部受到的自然水压为：ρgH＝9.8×10³×H≈0.01H(Mpa)；如果密闭罐体2内液面顶部的真空度等于-0.02Mpa(即负压数字式压力开关13上的压力值为-0.02Mpa)，则密闭罐体2底部缺陷焊缝300处负压值可计算为：P＝-0.02+0.01H＝-0.02+0.01×0.92≈-0.01(Mpa)。

优选地，当需要对密闭罐体2底部的缺陷焊缝300进行补焊时，为保证密闭罐体2底部缺陷焊缝300处的负压值也能顺利达到-0.01MPa左右，第三管道9的出口与密闭罐体2底部之间的距离h(在本实施方式中，为与电磁阀4连接的分支管94的出口与密闭罐体2底部之间的距离)应不小于1.2米。在本实施方式中，通过在密闭罐体2的底部安装支撑件15，以抬高密闭容器，以便于补焊作业。支撑件15可以采用支撑架、剪叉升降机构、液压升降机构等。

S4，补焊：在密闭罐体2内产生负压后，对密闭罐体2的缺陷焊缝处进行补焊。一般情况下，不对缺陷焊缝做任何处理，直接引弧施焊，即可达到较理想的补焊效果。

S5，优选地，在本实施方式中，在补焊结束后，还包括重新向该密闭罐体2内补充液体，加压检查煮糖罐加热体100焊缝处液体泄露的情况的步骤，若煮糖罐加热体100上无液体泄露，则表示该煮糖罐加热体100焊接合格，无需补焊，流程结束；若煮糖罐加热体100上出现液体泄露，则表示该煮糖罐加热体100存在缺陷焊缝，液体泄露处即为缺陷焊缝的存在位置，则重复进入步骤S3-S5，直至该煮糖罐加热体100焊接合格为止。

在本实施方式中，焊接好的煮糖罐加热体100在使用时，无需拆除第一管道5、第二管道7、第三管道9、第一阀门6、第二阀门8、第三阀门10及电磁阀4，将煮糖罐加热体100安装在煮糖罐上后，利用第一阀门6封闭第一管道5，第二阀门8封闭第二管道7，第三阀门10与电磁阀4封闭第三管道9即可，其不影响煮糖罐加热体100的使用。

在本实施方式中，电磁阀4为常关电磁阀，第一阀门6、第二阀门8及第三阀门10均为直通阀。可以理解，在其他实施方式中，电磁阀4、第一阀门6、第二阀门8及第三阀门10也可以采用其他类型的阀门。

在本实施方式中，所述液体为水，以节约成本。可以理解，在其他实施方式中，也可以根据需要采用其他液体。

本发明实施方式所采用的负压补焊方法，利用缺陷焊缝检测完成后排液的过程在缺陷焊缝内侧形成负压，然后再补焊。在补焊时，由于渗漏焊缝气穴的真空效应，使焊接过程产生的水蒸气、金属烟气等被吸入密闭容器内，避免了水蒸气和金属烟气进入熔融的金属形成新的气穴，以使其焊接牢固；由于负压的作用，热量和熔融金属都被倒吸入缺陷焊缝，提高了补焊的深度，进一步提高了焊缝的焊接质量，且无需等到密闭容器内的液体完全干燥也可达到较佳的补焊效果。同时，由于本发明实施方式是利用缺陷焊缝检测完成后排液的过程在缺陷焊缝内侧形成负压，其无需再提供真空设备进行抽真空，降低了补焊的成本，特别适用于大型密闭容器的补焊作业。此外，本发明实施方式中，其密闭容器上设有流体入口25及安装口28，流体入口25用于安装水压表16及第一阀门6，安装口28用于安装第二阀门8及负压数字式压力开关13，以分别控制加压过程及排水过程，使用更为方便，且能够防止加压过程中对负压数字式压力开关13造成破坏。

在本实施方式中，所述密闭容器为煮糖罐加热体100，可以理解，该负压补焊方法也适用于其他需补焊的密闭容器。

在本实施方式中，所述密闭容器为煮糖罐加热体100，煮糖罐加热体100为压力容器，因此，其在注入液体后需对液体加压进行压力测试。可以理解，当密闭容器不为压力容器时，对所述密闭容器内的液体进行加压的步骤可以省略，相应地，试压泵12、第三阀门10及水压表16可以省略。

可以理解，负压数字式压力开关13及电磁阀4可以省略，直接使得液体从密闭容器的流体出口27处排出也可在密闭容器内产生负压，相应地，安装口28、第二管道7、第二阀门8及第三管道9也可以省略。

可以理解，当不需要补焊密闭容器的底部时，支撑件15也可以省略。

在本实施方式中，通过第一阀门6控制流体入口25的开闭，可以理解，在其他实施方式中，也可以通过密封塞等机构控制流体入口25的开闭。同样地，在其他实施方式中，也可以通过密封塞等机构控制流体出口27的开闭。

可以理解，当对具有流体入口25及流体出口27的密闭容器进行补焊时，步骤S1可以省略。

可以理解，当密闭容器体积较小时，也可仅在该密闭容器上开设与该密闭容器内腔相连通的开口(图未示)。检测缺陷焊缝时，通过该开口向密闭容器内注满液体，以排空密闭容器内的气体，检查密闭容器焊缝处液体泄露的情况，液体泄露处存在缺陷焊缝；于密闭容器内形成负压时，通过转动密闭容器，使液体从该开口排出进而于该密闭容器内产生负压；在密闭容器内产生负压后，对密闭容器的缺陷焊缝处进行补焊。优选地，在向密闭容器内注满液体时使得密闭容器的开口位于密闭容器的顶部，即使得该开口朝上，以更利于液体的注入；于密闭容器内形成负压时，可转动该密闭容器，使得该开口位于密闭容器的底部，即使得该开口朝下，以更便于液体的排出。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (4)

1.一种煮糖罐加热体的负压补焊方法，该煮糖罐加热体具有流体入口、安装口及流体出口，其特征在于，所述流体入口及所述安装口均位于所述煮糖罐加热体的顶部，所述流体出口位于所述煮糖罐加热体的底部，所述流体入口处安装第一管道，所述第一管道上安装有控制该第一管道通断的第一阀门，通过该第一阀门打开及封闭所述流体入口，所述安装口处安装第二管道，所述第二管道上安装有控制该第二管道通断的第二阀门，所述流体出口处连接第三管道，第三管道包括主管及由主管的一端分支形成的两个分支管，主管远离分支管的一端与流体出口连接，其中一分支管上安装有电磁阀，另一分支管通过一第三阀门与一试压泵连接，该负压补焊方法包括以下步骤：

检测缺陷焊缝：关闭电磁阀与第三阀门，以封闭流体出口，打开第一阀门及第二阀门，从流体入口处向煮糖罐加热体内注入液体，使得煮糖罐加热体内的空气排出，持续注入液体直至液体从第二管道冒出，关闭第二阀门，在第一管道上安装用于测试煮糖罐加热体内水压值的水压表，打开第三阀门，启动试压泵以通过试压泵向煮糖罐加热体内的液体加压，检查密闭罐体与加热管连接处焊缝的冒泡漏液情况，冒泡漏液处存在缺陷焊缝；

于煮糖罐加热体内形成负压：通过第一阀门封闭第一管道，进而封闭流体入口；关闭第三阀门，打开第二阀门，并将一负压数字式压力开关安装在第二管道上，负压数字式压力开关还通过一输出转换器后与所述电磁阀电性连接；调节负压数字式压力开关的压力值使煮糖罐加热体内达到预设的负压值，打开电磁阀，通过该负压数字式压力开关调节电磁阀以使得液体从流体出口以预设的速度排出，进而使煮糖罐加热体内产生负压；

补焊：在煮糖罐加热体内产生负压后，对煮糖罐加热体的缺陷焊缝处进行补焊。

2.如权利要求1所述的负压补焊方法，其特征在于：所述预设的负压值为-0.01 MPa。

3.如权利要求1所述的负压补焊方法，其特征在于：所述第三管道的出口与所述煮糖罐加热体底部之间的距离不小于1.2米。

4.如权利要求1所述的负压补焊方法，其特征在于：所述负压补焊方法还包括在所述煮糖罐加热体的底部安装支撑件，以抬高所述煮糖罐加热体的步骤。

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