一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接装置及焊接方法与流程

1.本发明涉及锆卷连续生产技术领域，具体涉及一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接装置及焊接方法。


背景技术：

2.金属锆具有耐蚀、高熔点、高强度、膨胀系数低、热中子吸收截面小等优点，广泛应用于核工业、军工、石油化工、医学器材、农药及冶金等领域，目前国内能够生产加工锆卷的厂家较少，主要原因是其生产难度大，而其中的锆卷焊接问题尤其难解决，目前国内锆卷的生产主要是利用不锈钢厂轧钢、热处理以及酸洗设备等，在连续退火酸洗过程中，锆卷与锆卷之间需要进行焊接处理，锆板在焊接高温条件下极易与o、n、h气体发生反应，形成脆性化合物导致焊缝极易开裂，锆板本身由于导热性差，焊接金属和高温热影响区容易剧烈长大，导致焊缝韧性降低而引起开裂，最终导致锆卷在连续退火酸洗生产时极易出现焊缝断带停机，断带后故障处理难度大，对现场生产造成极大的影响。现有的国内大型不锈钢厂的连续退火酸洗线主要使用mig焊机焊接，主要用于不锈钢的焊接，其中保护气体、焊丝成分、焊接工艺参数以及焊接设备等普遍存在着和锆卷焊接匹配性差的问题，如果按照焊接不锈钢的方法进行锆卷的焊接，通常会在焊后导致锆卷焊缝的弯折开裂，出现断带停机的生产事故，并对锆卷的整体生产效率造成明显影响。


技术实现要素：

3.本发明提供一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接装置及焊接方法，以解决上述背景中存在的问题。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接装置，包括焊枪，所述焊枪的侧部平行连接有固定杆，固定杆的底部垂直连接有拖罩，拖罩靠近焊枪的一侧设有进气管，拖罩远离焊枪的一侧设有出气管。
5.进一步地，一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接方法，还包括以下步骤：步骤1、先将mig焊机的焊枪通过固定杆和拖罩固定连接，在mig焊机中装入ti焊丝盘，打开mig焊机。
6.步骤2、向焊枪中通入保护气体，再通过进气管向拖罩内通入纯度≥99.9%的氩气，氩气从出气管喷出。
7.步骤3、在连续退火酸洗生产的锆卷厚度为3.0mm≤h＜6.5mm时，设定mig焊机的焊接电压为25.5v-27.0v，送丝速度为11.5m/min-14.5 m/min, 焊接间隙为1.6mm-2.2mm, 焊接速度为0.6m/min-0.8m/min, 焊炬高度为20mm-22mm,进行锆卷焊接。
8.步骤4、将步骤3中焊接成的锆卷焊缝的起弧与收弧部分用月牙剪刀剪切掉，并对剪切后的锆卷焊缝进行拉伸断裂试验。
9.进一步地，所述步骤2中向焊枪中通入的保护气体流量为12l/min-15l/min，通过
进气管向拖罩内通入的氩气流量为22l/min-30l/min。
10.本发明具有以下有益效果：本发明提供的一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接装置及焊接方法，其锆卷焊接装置主要由焊枪、固定杆、拖罩及进、出气管等构成，通过将焊枪和拖罩连接，使得拖罩对高温下的焊缝接头进行有效保护，再配套合理参数控制的锆卷焊接方法，使得锆卷的连续退火酸洗生产稳定安全进行，有效提高设备的利用率，进一步改善了锆卷的焊接质量，提升了锆卷生产的整体效率，解决了目前在锆卷生产过程中，由于采用不锈钢的常规焊接方法进行锆卷之间的焊接而普遍造成锆卷焊接质量较差、焊缝极易弯折开裂，从而导致锆卷连续生产线断带停机并最终影响整体生产效率的问题。
11.本发明中焊枪固定拖罩的设置，可以有效避免高温环境下锆卷焊接接头与气体发生反应，进一步改善锆卷焊缝的焊接成型质量。
附图说明
12.图1为本发明焊接装置的整体连接示意图。
13.图2为本发明实施例1得出的焊缝示意图。
14.图3为本发明实施例2得出的焊缝示意图。
15.图4为本发明实施例3得出的焊缝示意图。
16.图5为本发明对比例1得出的焊缝示意图。
17.图6为本发明锆卷母材处断裂示意图。
18.图7为本发明锆卷焊缝处断裂示意图。
19.附图标记含义如下：1、焊枪；2、固定杆；3、拖罩；4、进气管；5、出气管。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
21.如图1所示，一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接装置，包括焊枪1，焊枪1的侧部平行焊接有固定杆2，固定杆2的底部垂直焊接有拖罩3，拖罩3靠近焊枪1的一侧连接有进气管4，拖罩3远离焊枪1的一侧连接有出气管5。
22.实施例1一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接方法，包括以下步骤：步骤1、先将mig焊机的焊枪1通过固定杆2和拖罩3固定连接，在mig焊机中装入ti焊丝盘，打开mig焊机。
23.步骤2、向焊枪1中通入流量为13l/min的保护气体，再通过进气管4向拖罩3内通入流量为26l/min、纯度≥99.9%的氩气，氩气从出气管5喷出。
24.步骤3、选取连续退火酸洗生产的锆卷厚度为5mm，设定mig焊机的焊接电压为25.5v，送丝速度为14.5m/min, 焊接间隙为1.8mm, 焊接速度为0.7m/min, 焊炬高度为21mm,进行锆卷焊接。
25.步骤4、将步骤3中焊接成的锆卷焊缝的起弧与收弧部分用月牙剪刀剪切掉，并对剪切后的锆卷焊缝进行拉伸断裂试验，通过将焊缝质检得到如图2所示的焊缝。
26.实施例2一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接方法，包括以下步骤：步骤1、先将mig焊机的焊枪1通过固定杆2和拖罩3固定连接，在mig焊机中装入ti焊丝盘，打开mig焊机。
27.步骤2、向焊枪1中通入流量为13l/min的保护气体，再通过进气管4向拖罩3内通入流量为26l/min、纯度≥99.9%的氩气，氩气从出气管5喷出。
28.步骤3、选取连续退火酸洗生产的锆卷厚度为5mm，设定mig焊机的焊接电压为27v，送丝速度为11.5m/min, 焊接间隙为1.6mm, 焊接速度为0.7m/min, 焊炬高度为21mm,进行锆卷焊接。
29.步骤4、将步骤3中焊接成的锆卷焊缝的起弧与收弧部分用月牙剪刀剪切掉，并对剪切后的锆卷焊缝进行拉伸断裂试验，通过将焊缝质检得到如图3所示的焊缝。
30.实施例3一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接方法，包括以下步骤：步骤1、先将mig焊机的焊枪1通过固定杆2和拖罩3固定连接，在mig焊机中装入ti焊丝盘，打开mig焊机。
31.步骤2、向焊枪1中通入流量为13l/min的保护气体，再通过进气管4向拖罩3内通入流量为26l/min、纯度≥99.9%的氩气，氩气从出气管5喷出。
32.步骤3、选取连续退火酸洗生产的锆卷厚度为5mm，设定mig焊机的焊接电压为26.3v，送丝速度为13m/min, 焊接间隙为2.2mm, 焊接速度为0.7m/min, 焊炬高度为21mm,进行锆卷焊接。
33.步骤4、将步骤3中焊接成的锆卷焊缝的起弧与收弧部分用月牙剪刀剪切掉，并对剪切后的锆卷焊缝进行拉伸断裂试验，通过将焊缝质检得到如图4所示的焊缝。
34.对比例1一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接方法，包括以下步骤：步骤1、先将mig焊机的焊枪1通过固定杆2和拖罩3固定连接，在mig焊机中装入ti焊丝盘，打开mig焊机。
35.步骤2、向焊枪1中通入流量为13l/min的保护气体，再通过进气管4向拖罩3内通入流量为26l/min、纯度≥99.9%的氩气，氩气从出气管5喷出。
36.步骤3、选取连续退火酸洗生产的锆卷厚度为5mm，设定mig焊机的焊接电压为29v，送丝速度为15.5m/min, 焊接间隙为2.4mm, 焊接速度为0.7m/min, 焊炬高度为21mm,进行锆卷焊接。
37.步骤4、将步骤3中焊接成的锆卷焊缝的起弧与收弧部分用月牙剪刀剪切掉，并对剪切后的锆卷焊缝进行拉伸断裂试验，通过将焊缝质检得到如图5所示的焊缝。
38.综合焊缝质检及拉伸断裂试验得知，当焊接电压选取为25.5v-27.0v、送丝速度选取为11.5m/min-14.5m/min、焊接间隙选取为1.6mm-2.2mm的条件下，锆卷焊缝在拉伸时均从母材处断裂，如图6所示；当焊接电压为选取29v，送丝速度选取15.5m/min，焊接间隙选取2.4mm时，锆卷焊缝在拉伸时均从焊缝处断裂，如图7所示。因此，将焊接电压选取为25.5v-27.0v、送丝速度选取为11.5m/min-14.5m/min、焊接间隙选取为1.6mm-2.2mm范围内的数据条件下，通过该锆卷焊接方法的焊接，可以获得优于传统不锈钢工艺焊接的锆卷焊缝，可有
效改善锆卷的焊接质量，进一步提升锆卷生产的整体效率和水平。

技术特征：
1.一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接装置，包括焊枪（1），其特征是：所述焊枪（1）的侧部平行连接有固定杆（2），固定杆（2）的底部垂直连接有拖罩（3），拖罩（3）靠近焊枪（1）的一侧设有进气管（4），拖罩（3）远离焊枪（1）的一侧设有出气管（5）。2.一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接方法，其特征是：包括权利要求1所述的焊接装置，还包括以下步骤：步骤1、先将mig焊机的焊枪（1）通过固定杆（2）和拖罩（3）固定连接，在mig焊机中装入ti焊丝盘，打开mig焊机；步骤2、向焊枪（1）中通入保护气体，再通过进气管（4）向拖罩（3）内通入纯度≥99.9%的氩气，氩气从出气管（5）喷出；步骤3、在连续退火酸洗生产的锆卷厚度为3.0mm≤h＜6.5mm时，设定mig焊机的焊接电压为25.5v-27.0v，送丝速度为11.5m/min-14.5 m/min, 焊接间隙为1.6mm-2.2mm, 焊接速度为0.6m/min-0.8m/min, 焊炬高度为20mm-22mm,进行锆卷焊接；步骤4、将步骤3中焊接成的锆卷焊缝的起弧与收弧部分用月牙剪刀剪切掉，并对剪切后的锆卷焊缝进行拉伸断裂试验。3.根据权利要求2所述的一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接方法，其特征是：所述步骤2中向焊枪（1）中通入的保护气体流量为12l/min-15l/min，通过进气管（4）向拖罩（3）内通入的氩气流量为22l/min-30l/min。

技术总结
本发明涉及锆卷连续生产技术领域，具体涉及一种用于锆卷连续退火酸洗生产的焊接装置及焊接方法，以解决目前在锆卷生产过程中，由于采用不锈钢的常规焊接方法进行锆卷之间的焊接而普遍造成锆卷焊接质量较差、焊缝极易弯折开裂，从而导致锆卷连续生产线断带停机并最终影响整体生产效率的问题。该发明提供的锆卷焊接装置主要由焊枪、固定杆、拖罩及进、出气管等构成，通过将焊枪和拖罩连接，使得拖罩对高温下的焊缝接头进行有效保护，再配套合理参数控制的锆卷焊接方法，使得锆卷的连续退火酸洗生产稳定安全进行，有效提高设备的利用率，进一步改善了锆卷的焊接质量，提升了锆卷生产的整体效率。整体效率。整体效率。


技术研发人员：赵彦灵 陈安忠 惠恺
受保护的技术使用者：甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/8/24