一种钛、钛合金厚板等离子弧焊加工工艺及设备的制作方法

本发明涉及焊接领域，特别地，涉及一种钛、钛合金厚板等离子弧焊加工工艺及设备。

背景技术：

1、钛及钛合金具有很多优良性能，化学性能活泼，与氧有很强的亲和力，室温下清洁表面也会迅速形成稳定而坚韧的氧化膜。由于氧化膜的保护作用，钛及钛合金在海水及大多数酸、碱、盐的介质中具有优良的耐蚀性能。

2、目前，授权公告号为cn203610848u的中国专利公开了一种钛设备焊接设备，包括焊接头，与焊接头对应的工件夹装装置，焊接头包括焊接喷嘴，相邻焊接喷嘴的位置设置惰性气体输出喷孔，工件夹装装置还包括与其配合的保护拖罩。

3、这种钛设备焊接设备有效地避免了钛设备工件的焊接变形大，校形困难，钛在冷加工时易产生裂纹的问题。

4、但是钛材的焊接，按照国内同行业的经验，对于8mm以下的钛材，采用等离子弧焊接，不需要开坡口，可以一次焊透；超过8mm尤其是14mm的钛材，就需要开坡口，才能一次焊透，并且随着板厚的增加，焊接层数逐渐增多，产生气孔的机会也在增加，这样会严重影响产品探伤一次合格率，并且后续的返修工作难度非常大。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明目的是提供一种钛、钛合金厚板等离子弧焊加工工艺及设备。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种钛、钛合金厚板等离子弧焊加工工艺，包括如下步骤：

3、s1：清理板材表面氧化层；

4、s2：相邻板材之间的间隙为1-1.5mm，用钨极氩弧焊点焊固定相邻的两个板材；

5、s3：在板材上焊接引弧板和熄弧板，所述引弧板和熄弧板分别位于焊缝的两端；

6、s4：在释放保护气的前提下采用转移型电弧进行焊接，且在引弧板上起弧，在熄弧板上熄弧；

7、s5：等离子弧焊接完成后，待板材冷却至120℃以下，用钨极氩弧焊焊接盖面层。

8、实现上述技术方案，对板材表面氧化皮进行彻底清理，露出金属光泽；预留间隙组对，间隙控制在1-1.5mm，然后采用手工钨极氩弧焊点焊固定，点焊时不加焊丝，点焊完成后，在钢板焊缝两端加同材质、同厚度的引弧板和熄弧板；正面焊缝同时释放保护气；在焊缝的背面也释放保护气；等离子弧焊：钨极直径φ4.0，喷嘴孔径φ4.0，钨极内缩量3.0mm，喷嘴至待焊工件上表面的距离为10mm；机动钨极氩弧焊：钨极直径φ4.0，喷嘴直径φ19；第二层钨极氩弧焊时，横摆速度1550mm/min，横摆宽度10.4mm，送丝速度3700mm/min；保证14mm板材等离子弧焊接一次焊透，达到单面焊、背面自由成型的效果。

9、作为本发明的一种优选方案，还包括步骤s3.1：用无水乙醇清洗焊缝两侧各25mm范围内油污。

10、实现上述技术方案，提升焊接稳定性。

11、本发明还提供了一种钛、钛合金厚板等离子弧焊的加工设备，包括等离子弧焊机、支撑台，所述的支撑台用于放置板材，相邻所述板材之间具有间隙，所述的间隙的长度方向沿着支撑台的长度方向设置，所述的支撑台设置有引弧板和熄弧板，所述的引弧板和熄弧板均固定于板材上且分别位于间隙的两端，所述的等离子弧焊机的主机上连接有支撑架，所述的支撑架上连接有上出气管，所述的上出气管的出气口朝向支撑台。

12、实现上述技术方案，将两块板材放置在支撑台上且分别位于间隙的两侧，将引弧板和熄弧板固定于板材上且分别位于间隙的两端，然后将保护气从上出气管导出到间隙中，开启主机，使等离子弧焊枪对板材焊接，将等离子弧焊机沿着间隙的长度方向移动即可完成焊接过程。

13、作为本发明的一种优选方案，所述的支撑台上开设有保护气释放槽，所述的保护气释放槽的宽度大于间隙的宽度，所述的支撑台上固定连接有穿设于保护气释放槽内的下出气管，所述的下出气管的外壁上开设有连通孔，所述的连通孔与保护气释放槽连通。

14、实现上述技术方案，在上出气管排出保护气的同时，下出气管从连通孔也排出保护气，使板材的两侧同时被保护气所包围，以提升焊接质量，板材减少被氧化的可能性。

15、作为本发明的一种优选方案，所述的支撑架呈方形，所述支撑架侧壁上连接有第一保护帘和第二保护帘，所述第一保护帘和第二保护帘相邻设置，所述的支撑架上设置有动力电机，所述的动力电机启动并通过传导结构使第一保护帘和第二保护帘同步掀起。

16、实现上述技术方案，第一保护帘和第二保护帘的设置提升了工人的保护作用，同时，能够使保护气不易散开，以提升焊接的质量；在第一道等离子弧焊接完成后，需要等待板材降温至120℃以下，开启动力电机，通过传导结构使第一保护帘和第二保护帘同步掀起，以提升降温的速度；在焊接温度超过400℃时，保护气对板材保护。

17、作为本发明的一种优选方案，所述的传导结构包括第一拉绳、第一连接环、第一连接轴、第一支座、第二拉绳、第二连接环、第二连接轴、第二支座，所述的第一支座与支撑架连接，所述的第一连接轴转动连接于第一支座上，所述第一拉绳的一端与第一连接轴连接，所述第一拉绳的另一端与第一保护帘连接，所述第一连接环固定于第一连接轴上且同轴设置，所述的第二支座与支撑架连接，所述的第二连接轴转动连接于第二支座上且与第二连接环同轴固定连接，所述的第二拉绳的一端与第二连接轴连接，第二拉绳的另一端与第二保护帘连接，所述第一连接环与第二连接环啮合。

18、实现上述技术方案，动力电机启动，第一连接轴旋转，第一连接环随着第一连接轴同步转动，第二连接环随着第一连接环同步转动，第二连接轴随着第二连接环转动，从而使第一拉绳和第二拉绳分别被绕卷在第一连接轴和第二连接轴上，以使第一保护帘和第二保护帘被同步掀起。

19、作为本发明的一种优选方案，所述的第一支座上固定连接有第一齿轮，所述的第二支座上转动连接有用于与第一齿轮啮合的第二齿轮，所述的第二支座上嵌设有定位杆，所述的定位杆嵌入第二齿轮中。

20、实现上述技术方案，将第二齿轮沿着第一齿轮的轴心转动，第二齿轮旋转，即可调节第二支座的位置，然后将定位杆嵌入到第二支座和第二齿轮中，即可实现第二支座定位，以使第二连接轴适应不同形状的支撑架，提升实用性。

21、作为本发明的一种优选方案，所述的支撑架上连接有半导体散热器,所述的第一连接轴通过联动结构连接有转动杆，所述的支撑架上固定连接有固定座，所述的固定座与转动杆螺纹连接，所述的转动杆旋转并与半导体散热器的开关抵触。

22、实现上述技术方案，在第一保护帘和第二保护帘被掀起，同时，使转动杆通过联动结构而转动，使转动杆与半导体散热器的开关抵触，半导体散热器启动，以使板材能够快速降温，减少等待板材降温的时间，以提升生产效率；同理，当要焊接时，第一连接轴旋转，第一保护帘和第二保护帘被放下，同时转动杆与半导体散热器的开关分离，半导体散热器停止工作。

23、作为本发明的一种优选方案，所述的联动结构包括第一连接齿轮、第二连接齿轮、齿条，所述的第一连接齿轮固定于第一连接轴上且同轴设置，所述的第二连接齿轮固定于转动杆上且同轴设置，所述的齿条同时与第一连接齿轮、第二连接齿轮啮合，所述的齿条滑动连接与支撑架上。

24、实现上述技术方案，第一连接轴旋转，第一连接轴带动第一连接齿轮转动，第一连接齿轮推动齿条移动，从而使第二连接齿轮转动，使第二连接齿轮带动转动杆旋转，转动杆旋转，通过螺纹的传导，使转动杆与半导体散热器的开关抵触，半导体散热器启动，以对板材快速降温。

25、作为本发明的一种优选方案，所述的支撑架上转动连接有风扇，所述的风扇的本体与半导体散热器对应，所述的风扇的开关用于与转动杆抵触。

26、实现上述技术方案，在转动杆与半导体散热器的开关抵触的同时，转动杆与风扇的开关抵触，风扇启动，半导体散热器启动所产生的冷气能够被风扇快速吹到焊缝处，以进一步提升降温效率；当需要焊接时，转动杆与半导体散热器的开关、风扇的开关分离，以使半导体散热器、风扇停止工作。

技术特征：

1.一种钛、钛合金厚板等离子弧焊加工工艺，其特征是：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种钛、钛合金厚板等离子弧焊加工工艺，其特征是：还包括步骤s3.1：用无水乙醇清洗焊缝两侧各25mm范围内油污。

3.一种钛、钛合金厚板等离子弧焊的加工设备，包括等离子弧焊机(2)、支撑台(1)，所述的支撑台(1)用于放置板材(32)，相邻所述板材(32)之间具有间隙(35)，所述的间隙(35)的长度方向沿着支撑台(1)的长度方向设置，其特征是：所述的支撑台(1)设置有引弧板(33)和熄弧板(34)，所述的引弧板(33)和熄弧板(34)均固定于板材(32)上且分别位于间隙(35)的两端，所述的等离子弧焊机(2)的主机上连接有支撑架(3)，所述的支撑架(3)上连接有上出气管(41)，所述的上出气管(41)的出气口朝向支撑台(1)。

4.根据权利要求3所述的一种钛、钛合金厚板等离子弧焊的加工设备，其特征是：所述的支撑台(1)上开设有保护气释放槽(11)，所述的保护气释放槽(11)的宽度大于间隙(35)的宽度，所述的支撑台(1)上固定连接有穿设于保护气释放槽(11)内的下出气管(42)，所述的下出气管(42)的外壁上开设有连通孔(421)，所述的连通孔(421)与保护气释放槽(11)连通。

5.根据权利要求3或4所述的一种钛、钛合金厚板等离子弧焊的加工设备，其特征是：所述的支撑架(3)呈方形，所述支撑架(3)侧壁上连接有第一保护帘(51)和第二保护帘(52)，所述第一保护帘(51)和第二保护帘(52)相邻设置，所述的支撑架(3)上设置有动力电机(53)，所述的动力电机(53)启动并通过传导结构(6)使第一保护帘(51)和第二保护帘(52)同步掀起。

6.根据权利要求5所述的一种钛、钛合金厚板等离子弧焊的加工设备，其特征是：所述的传导结构(6)包括第一拉绳(61)、第一连接环(62)、第一连接轴(63)、第一支座(64)、第二拉绳(65)、第二连接环(66)、第二连接轴(67)、第二支座(68)，所述的第一支座(64)与支撑架(3)连接，所述的第一连接轴(63)转动连接于第一支座(64)上，所述第一拉绳(61)的一端与第一连接轴(63)连接，所述第一拉绳(61)的另一端与第一保护帘(51)连接，所述第一连接环(62)固定于第一连接轴(63)上且同轴设置，所述的第二支座(68)与支撑架(3)连接，所述的第二连接轴(67)转动连接于第二支座(68)上且与第二连接环(66)同轴固定连接，所述的第二拉绳(65)的一端与第二连接轴(67)连接，第二拉绳(65)的另一端与第二保护帘(52)连接，所述第一连接环(62)与第二连接环(66)啮合。

7.根据权利要求6所述的一种钛、钛合金厚板等离子弧焊的加工设备，其特征是：所述的第一支座(64)上固定连接有第一齿轮(691)，所述的第二支座(68)上转动连接有用于与第一齿轮(691)啮合的第二齿轮(692)，所述的第二支座(68)上嵌设有定位杆(693)，所述的定位杆(693)嵌入第二齿轮(692)中。

8.根据权利要求6所述的一种钛、钛合金厚板等离子弧焊的加工设备，其特征是：所述的支撑架(3)上连接有半导体散热器(70),所述的第一连接轴(63)通过联动结构(7)连接有转动杆(74)，所述的支撑架(3)上固定连接有固定座(75)，所述的固定座(75)与转动杆(74)螺纹连接，所述的转动杆(74)旋转并与半导体散热器(70)的开关抵触。

9.根据权利要求8所述的一种钛、钛合金厚板等离子弧焊的加工设备，其特征是：所述的联动结构(7)包括第一连接齿轮(71)、第二连接齿轮(72)、齿条(73)，所述的第一连接齿轮(71)固定于第一连接轴(63)上且同轴设置，所述的第二连接齿轮(72)固定于转动杆(74)上且同轴设置，所述的齿条(73)同时与第一连接齿轮(71)、第二连接齿轮(72)啮合，所述的齿条(73)滑动连接与支撑架(3)上。

10.根据权利要求8所述的一种钛、钛合金厚板等离子弧焊的加工设备，其特征是：所述的支撑架(3)上转动连接有风扇(8)，所述的风扇(8)的本体与半导体散热器(70)对应，所述的风扇(8)的开关用于与转动杆(74)抵触。

技术总结
本发明提供了一种钛、钛合金厚板等离子弧焊加工工艺，包括如下步骤：S1：清理板材表面氧化层；S2：相邻板材之间的间隙为1‑1.5mm，用钨极氩弧焊点焊固定相邻的两个板材；S3：在板材上焊接引弧板和熄弧板，所述引弧板和熄弧板分别位于焊缝的两端；S4：在释放保护气的前提下采用转移型电弧进行焊接，且在引弧板上起弧，在熄弧板上熄弧；S5：等离子弧焊接完成后，待板材冷却至120℃以下，用钨极氩弧焊焊接盖面层，以实现对14mm钛板焊接的目的。

技术研发人员：杨晓敏,洪君华,李振,周志学,郭黎群
受保护的技术使用者：浙江泰通医化设备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5