CN112171199A - 一种用于不锈钢管件的焊接工艺 - Google Patents
一种用于不锈钢管件的焊接工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112171199A CN112171199A CN202011025014.0A CN202011025014A CN112171199A CN 112171199 A CN112171199 A CN 112171199A CN 202011025014 A CN202011025014 A CN 202011025014A CN 112171199 A CN112171199 A CN 112171199A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- threaded part
- formed part
- upsetting
- stainless steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 29
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 6
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 claims description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于不锈钢管件的焊接工艺，包括以下步骤：S1.制造螺纹件；S2.挤压成型件，借助挤压成型机加工薄壁管材，形成一端收口的成型件；S3.预加热，借助加热器将螺纹件和成型件加热到500℃；S4.真空封闭，将螺纹件夹持在焊机的旋转端，成型件夹持在焊机的移动端，借助罩壳形成封闭空间，将封闭空间抽真空；S5.摩擦焊接，借助电动机带动螺纹件高速旋转，同时成型件在油缸活塞的轴向力作用下逐步向螺纹件靠拢，待螺纹件与成型件接触并压紧后，维持6s；S6.顶锻，刹车制动，并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力3.0～4.0MPa/mm2进行顶锻，顶锻保压时间1～5秒。借助摩擦焊接、预加热和真空焊接的配合，实现了不锈钢管件的高质量焊接。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢管的加工，更具体地说，它涉及一种用于不锈钢管件的焊接工艺。
背景技术
现有的焊接式不锈钢卡压式管件产品均采用氩弧焊接。周遐余、赵立军在《金属成形工艺》2003年第6期“不锈钢卡压式管件的成形工艺”一文中，介绍了一种三通薄壁不锈钢卡压式管件的成形工艺，包括：下料-挤三通-切帽、平端-端部成形-焊接-焊缝及表面处理。
焊接采用不添丝氩弧焊。其基本工序是先将两个需要焊接到零件的口部对正，在外径合缝处180°圆周方向点焊两点，使两个零件结合在一起。然后夹住出口部，使其作360°圆周匀速回转，且保证回转轴线与焊口圆周面的轴线重合，同时将焊枪固定，使枪尖到焊缝的距离始终不变，一般为2～4mm。焊接的起弧点至熄焊点所形成的圆周转角一般要大于360°，以保证焊缝起、末点熔接完好。焊接的圆周线速度一般不大于5m/min，焊接电流40～80A，氩气流量要保证焊缝呈银白色，且对焊缝要进行快速冷却，焊缝在450～850℃的时间越短越好，以避免晶间腐蚀。
如图1所示，带螺纹的不锈钢卡压式管件产品亦采用氩弧焊连接精密铸造的螺纹件1和薄壁管材成型件2。氩弧焊接时，焊接时间长，焊缝及近缝区高温停留时间长，冷却速度慢。焊缝区域存在微观的化学成分偏析。经过焊接热循环的作用，处于峰值温度600～1000℃的热影响区属焊接接头的敏化区，由于沿晶界形成碳化物Cr23C6的沉淀，在腐蚀介质作用下，易产生敏化区晶间腐蚀，所以无法使用在环境恶劣或输送有腐蚀性液体的场合。氩弧焊接头质量易受焊接工艺、焊接设备、气体保护、焊接工人技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于不锈钢管件的焊接工艺，具有焊接质量高的效果。
为实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于不锈钢管件的焊接工艺，包括以下步骤：
S1.制造螺纹件，利用精密铸造工艺加工螺纹件；
S2.挤压成型件，借助挤压成型机加工薄壁管材，形成一端收口的成型件；
S3.预加热，借助加热器将螺纹件和成型件加热到500℃；
S4.真空封闭，将螺纹件夹持在焊机的旋转端，成型件夹持在焊机的移动端，并在旋转端和移动端外借助罩壳形成封闭空间，将封闭空间抽真空；
S5.摩擦焊接，借助电动机带动螺纹件高速旋转，同时成型件在油缸活塞的轴向力作用下逐步向螺纹件靠拢，待螺纹件与成型件接触并压紧后，在螺纹件与成型件的接触面上形成摩擦界面，维持轴向力1.0～2.0MPa/mm2，转速1000～2000转/分钟，维持6s；
S6.顶锻，刹车制动，并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力3.0～4.0MPa/mm2进行顶锻，再维持该顶锻压力进行保压，顶锻保压时间1～5秒；
S7.下料，旋转端松开螺纹件，移动端后退复位，取下加工好的管件，将预加热好的管件重新装夹在旋转端和移动端，开始下次加工。
通过采用上述技术方案，随着摩擦热量向螺纹件与成型件的传导，螺纹件与成型件的摩擦界面两侧温度亦逐渐升高，形成一个分布于摩擦界面两侧的焊合区；然后刹车制动，并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力1.5～5MPa/mm2进行顶锻，再维持该顶锻压力进行保压，顶锻保压时间1～5秒，在顶锻过程中及顶锻后的保压过程中，焊合区金属通过相互扩散与再结晶，使焊合区两侧金属牢固焊接在一起，从而完成整个焊接过程，摩擦焊接为固态焊接，焊合区金属为锻造组织，不会产生熔化、凝固冶金有关的一些焊接缺陷。在摩擦焊接前，对成型件和螺纹件预加热，同时在摩擦时，在管件周围形成真空，保证了热量尽量不流失，大部分锁在管件上，减少了管件摩擦形成焊合区的时间，避免管件摩擦顶锻时间过长，导致管件焊接区组织密度大，与相邻区域形成应力断层，管件焊合区外机械强度低，实现了焊接质量的提升，提高了良品率，也减少了焊接处的变形量，将长度公差和同轴度控制在0.1mm内。
作为优选，所述S3中，加热器中存放至少3组成型件和螺纹件。
通过采用上述技术方案，螺纹件和成型件的加工可以与摩擦焊接存在时间间隔，同时也可以多台设备同时加工多组螺纹件和成型件，保证了焊接工艺的加工效率。
作为优选，所述S4、S5、S6和S7中，所述螺纹件、成型件和加工好的管件通过机械手移动。
通过采用上述技术方案，借助机械手代替人工操作，避免人接触到高温工件，同时也提高了工作效率。
作为优选，所述S4中的罩壳包括左壳体和右壳体，所述左壳体固定在旋转端，所述右壳体固定在移动端，所述左壳体的上表面开设有供螺纹件放入的缺口，所述右壳体的上表面延伸有用于封闭左壳体缺口的凸起，所述右壳体的下表面开设有供成型件升入的缺口，所述左壳体的下表面延伸有用于封闭右壳体缺口的凸起，所述旋转端外设置有连通左壳体的真空泵。
通过采用上述技术方案，借助左壳体和右壳体的缺口，不影响螺纹件和成型件进出壳体，保证了壳体的密封性和生产正常进行。
综上所述，本发明取得了以下效果：
1.借助摩擦焊接、预加热和真空焊接的配合，实现了不锈钢管件的高质量焊接；
2.借助左壳体和右壳体的配合，实现了不锈钢管件的灵活密封。
附图说明
图1为本实施例中用于表现待加工的成型件和螺纹件的示意图。
图中，1、螺纹件；2、成型件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例：一种用于不锈钢管件的焊接工艺，包括以下步骤：
S1.制造螺纹件1，利用精密铸造工艺加工螺纹件1；
S2.挤压成型件2，借助挤压成型机加工薄壁管材，形成一端收口的成型件2；
S3.预加热，借助加热器将螺纹件1和成型件2加热到500℃；
S4.真空封闭，将螺纹件1夹持在焊机的旋转端，成型件2夹持在焊机的移动端，并在旋转端和移动端外借助罩壳形成封闭空间，将封闭空间抽真空；
S5.摩擦焊接，借助电动机带动螺纹件1高速旋转，同时成型件2在油缸活塞的轴向力作用下逐步向螺纹件1靠拢，待螺纹件1与成型件2接触并压紧后，在螺纹件1与成型件2的接触面上形成摩擦界面，维持轴向力1.0～2.0MPa/mm2，转速1000～2000转/分钟，维持6s；
S6.顶锻，刹车制动，并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力3.0～4.0MPa/mm2进行顶锻，再维持该顶锻压力进行保压，顶锻保压时间1～5秒；
S7.下料，旋转端松开螺纹件1，移动端后退复位，取下加工好的管件，将预加热好的管件重新装夹在旋转端和移动端，开始下次加工。
随着摩擦热量向螺纹件1与成型件2的传导，螺纹件1与成型件2的摩擦界面两侧温度亦逐渐升高，形成一个分布于摩擦界面两侧的焊合区；然后刹车制动，并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力3.0～4.0MPa/mm2进行顶锻，再维持该顶锻压力进行保压，顶锻保压时间1～5秒，在顶锻过程中及顶锻后的保压过程中，焊合区金属通过相互扩散与再结晶，使焊合区两侧金属牢固焊接在一起，从而完成整个焊接过程，摩擦焊接为固态焊接，焊合区金属为锻造组织，不会产生熔化、凝固冶金有关的一些焊接缺陷。在摩擦焊接前，对成型件2和螺纹件1预加热，同时在摩擦时，在管件周围形成真空，保证了热量尽量不流失，大部分锁在管件上，减少了管件摩擦形成焊合区的时间，避免管件摩擦顶锻时间过长，导致管件焊接区组织密度大，与相邻区域形成应力断层，管件焊合区外机械强度低，实现了焊接质量的提升，提高了良品率，也减少了焊接处的变形量，将长度公差和同轴度控制在0.1mm内。
S3中，加热器中存放至少3组成型件2和螺纹件1。螺纹件1和成型件2的加工可以与摩擦焊接存在时间间隔，同时也可以多台设备同时加工多组螺纹件1和成型件2，保证了焊接工艺的加工效率。
S4、S5、S6和S7中，螺纹件1、成型件2和加工好的管件通过机械手移动。借助机械手代替人工操作，避免人接触到高温工件，同时也提高了工作效率。
S4中的罩壳包括左壳体和右壳体，左壳体固定在旋转端，右壳体固定在移动端，左壳体的上表面开设有供螺纹件1放入的缺口，右壳体的上表面延伸有用于封闭左壳体缺口的凸起，右壳体的下表面开设有供成型件2升入的缺口，左壳体的下表面延伸有用于封闭右壳体缺口的凸起，旋转端外设置有连通左壳体的真空泵。借助左壳体和右壳体的缺口，不影响螺纹件1和成型件2进出壳体，保证了壳体的密封性和生产正常进行。
Claims (4)
1.一种用于不锈钢管件的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制造螺纹件(1)，利用精密铸造工艺加工螺纹件(1)；
S2.挤压成型件(2)，借助挤压成型机加工薄壁管材，形成一端收口的成型件(2)；
S3.预加热，借助加热器将螺纹件(1)和成型件(2)加热到500℃；
S4.真空封闭，将螺纹件(1)夹持在焊机的旋转端，成型件(2)夹持在焊机的移动端，并在旋转端和移动端外借助罩壳形成封闭空间，将封闭空间抽真空；
S5.摩擦焊接，借助电动机带动螺纹件(1)高速旋转，同时成型件(2)在油缸活塞的轴向力作用下逐步向螺纹件(1)靠拢，待螺纹件(1)与成型件(2)接触并压紧后，在螺纹件(1)与成型件(2)的接触面上形成摩擦界面，维持轴向力1.0～2.0MPa/mm2，转速1000～2000转/分钟，维持6s；
S6.顶锻，刹车制动，并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力3.0～4.0MPa/mm2进行顶锻，再维持该顶锻压力进行保压，顶锻保压时间1～5秒；
S7.下料，旋转端松开螺纹件(1)，移动端后退复位，取下加工好的管件，将预加热好的管件重新装夹在旋转端和移动端，开始下次加工。
2.根据权利要求1所述的一种用于不锈钢管件的焊接工艺，其特征在于：所述S3中，加热器中存放至少3组成型件(2)和螺纹件(1)。
3.根据权利要求2所述的一种用于不锈钢管件的焊接工艺，其特征在于：所述S4、S5、S6和S7中，所述螺纹件(1)、成型件(2)和加工好的管件通过机械手移动。
4.根据权利要求3所述的一种用于不锈钢管件的焊接工艺，其特征在于：所述S4中的罩壳包括左壳体和右壳体，所述左壳体固定在旋转端，所述右壳体固定在移动端，所述左壳体的上表面开设有供螺纹件(1)放入的缺口，所述右壳体的上表面延伸有用于封闭左壳体缺口的凸起，所述右壳体的下表面开设有供成型件(2)升入的缺口，所述左壳体的下表面延伸有用于封闭右壳体缺口的凸起，所述旋转端外设置有连通左壳体的真空泵。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011025014.0A CN112171199A (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种用于不锈钢管件的焊接工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011025014.0A CN112171199A (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种用于不锈钢管件的焊接工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112171199A true CN112171199A (zh) | 2021-01-05 |
Family
ID=73944836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011025014.0A Pending CN112171199A (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种用于不锈钢管件的焊接工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112171199A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004108341A2 (en) * | 2003-06-10 | 2004-12-16 | Noetic Engineering Inc. | Method of induction weld forming with shear displacement step |
| CN1945089A (zh) * | 2006-10-20 | 2007-04-11 | 无锡金羊管件有限公司 | 卡压式管件制造方法 |
| CN2894918Y (zh) * | 2006-03-06 | 2007-05-02 | 日扬科技股份有限公司 | 真空摩擦焊接机 |
| CN106356159A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-01-25 | 麦克奥迪（厦门）电气股份有限公司 | 一种用于中高压电连接的绝缘套管及其制造方法 |
| CN108907447A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-11-30 | 山东大学 | 高氮奥氏体不锈钢和无磁钻铤的轴向摩擦焊接工艺方法 |
| CN108942114A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-07 | 江苏长龄液压股份有限公司 | 一种张紧装置油缸的生产方法 |
| CN210524214U (zh) * | 2019-09-23 | 2020-05-15 | 上海威特力热管散热器有限公司 | 一种热管自动封装设备 |
-
2020
- 2020-09-25 CN CN202011025014.0A patent/CN112171199A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004108341A2 (en) * | 2003-06-10 | 2004-12-16 | Noetic Engineering Inc. | Method of induction weld forming with shear displacement step |
| CN2894918Y (zh) * | 2006-03-06 | 2007-05-02 | 日扬科技股份有限公司 | 真空摩擦焊接机 |
| CN1945089A (zh) * | 2006-10-20 | 2007-04-11 | 无锡金羊管件有限公司 | 卡压式管件制造方法 |
| CN106356159A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-01-25 | 麦克奥迪（厦门）电气股份有限公司 | 一种用于中高压电连接的绝缘套管及其制造方法 |
| CN108907447A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-11-30 | 山东大学 | 高氮奥氏体不锈钢和无磁钻铤的轴向摩擦焊接工艺方法 |
| CN108942114A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-07 | 江苏长龄液压股份有限公司 | 一种张紧装置油缸的生产方法 |
| CN210524214U (zh) * | 2019-09-23 | 2020-05-15 | 上海威特力热管散热器有限公司 | 一种热管自动封装设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103433636B (zh) | 压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法 | |
| CN106903204B (zh) | 多角度锥形筒体旋压成型方法 | |
| CN110216366A (zh) | 铝合金管周向摩擦焊接方法及装置 | |
| CN106735844B (zh) | 一种异种金属旋转摩擦焊方法 | |
| WO2016004776A1 (zh) | 金属管件的优化连接结构及其实现方法 | |
| CN103878203A (zh) | 一种双金属复合管的制备方法 | |
| CN109848660B (zh) | 一种主动冷却结构的制备方法 | |
| CN104625629A (zh) | 一种钛铝合金整体叶盘及其制备方法 | |
| CN101733304A (zh) | 一种镍钛基形状记忆合金管材静液挤压成型方法 | |
| CN113510216A (zh) | 一种铌钨合金环形件锻造成形方法 | |
| CN104191183A (zh) | 一种金属复合管的生产方法 | |
| CN112246947A (zh) | 舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法 | |
| CN103231209A (zh) | 真空镶套冶金复合双金属无缝管生产方法 | |
| CN112171199A (zh) | 一种用于不锈钢管件的焊接工艺 | |
| CN102152070A (zh) | 一种制造环型件的方法 | |
| CN102441732A (zh) | 一种扩散焊接的方法及焊件 | |
| CN209811495U (zh) | 用于推力室焊接的复合工装 | |
| CN116213993B (zh) | 一种异质异形旋转摩擦挤压焊接结构与方法 | |
| JP4518932B2 (ja) | 曲げ部を有する高圧用燃料噴射管とその曲げ加工方法およびその装置 | |
| CN114101895B (zh) | 一种环形封闭冷却腔体摩擦焊接头飞边控制方法 | |
| CN106513975A (zh) | 一种接触面无延展的金属焊合方法 | |
| CN210949241U (zh) | 一种双金属泵轴 | |
| CN104923907A (zh) | 热水器牺牲阳极在连续驱动摩擦焊机上的摩擦焊接方法 | |
| CN103878204A (zh) | 一种铜/钛双金属毛细管的制备方法 | |
| CN210817898U (zh) | 一种内孔焊背面保护工装 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210105 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |