[发明专利]一种装卡工装及采用该装卡工装进行毛细管路焊接的方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接工艺技术领域，涉及一种采用钨极氩弧焊焊接毛细管路的工艺方法。

背景技术

焊接小直径管路的工艺主要有钨极氩弧焊、等离子弧焊、电子束、钎焊 ^[2]、激光焊等焊接方法，由于电子束焊和激光焊焊接设备成本较高，钎焊接头力学性能较低，同时电子束焊和钎焊焊接方法不能进行现场焊接，严重制约管路的现场焊接。等离子弧焊和钨极氩弧焊都能够满足现场进行焊接操作，由于等离子弧焊焊接设备成本高，焊接时易产生大量的噪声、辐射、烟尘等，不利于人员操作，所以管路(管径大于Φ3mm)焊接一般倾向于采用钨极氩弧焊。但是由于毛细管路具有管径(小于Φ3mm)小、管壁(小于0.5mm)薄、热容量很小、管长(大于1m)长等焊接结构特点，小电流电弧焊的电弧稳定性差，电弧长度对焊接质量有明显的影响，焊接变形大、焊缝成形差，因此很难进行焊接，造成钨极氩弧焊焊接难度大。目前，焊接毛细管路主要采用电子束^[3]和钎焊^[4]。因此，考虑到降低焊接成本、保证焊缝质量、提高生产效率、易于焊接现场操作等方面，有必要控制小电流电弧稳定性和电弧长度，开发钨极氩弧焊焊接毛细管路焊接的工艺。

钨极氩弧焊焊接毛细管路目前主要存在以下问题：

①管径细小，管壁较薄，管子刚度低、弹性大，装卡找正困难；

②毛细管路长度一般大于1000mm，且管路和球头焊缝在管子两头，焊接过程中操作难度大；

③毛细管路的材料一般为不锈钢，材料的导热系数小、线膨胀系数大，焊接过程中熔池流动性差，在焊接热源作用下就会出现热量积累，易产生焊 穿、孔洞等因热收缩而引起工件成型缺陷，难以保证焊接质量；

④影响焊缝质量的因素较多，包括焊接结构的加工精度(如球头管座内外孔同轴度、加工尺寸精度等)和焊接工艺参数控制，焊接工艺参数微小变化，很大程度上会对焊缝质量和一致性造成影响；

⑤不同尺寸长管通入内孔氩气，由于管径小，流阻差异大，管子长度和内孔尺寸稍有不同就会引起焊缝处气体流量较大的差异，最终对焊接质量造成影响；

⑥一般焊缝一端连接起密封作用的球头，焊缝离球面较近，焊后球面易氧化，影响管路的密封性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术中的缺点，提供一种毛细管路的装卡工装，已及采用钨极氩弧焊焊接毛细管路的方法，解决毛细管路的精密装卡定位、焊缝参数不易控制、焊接质量差以及焊接操作难度大等问题。

本发明的技术解决方案是：

一种装卡工装，用于毛细管路焊接时的装卡，包括夹套、顶杆，所述毛细管路包括毛细管和球头，位于球头的一端球头球面通过顶杆固定，位于球头另一端的球头尾座上设置有与毛细管外径相匹配的第一通孔，毛细管一端插入所述第一通孔后固定，其与球头尾座端面相交处用于焊接，毛细管的另一端通过夹套固定；所述夹套分为两个阶梯半圆柱部分，沿夹套轴向设置有与毛细管外径相匹配第二通孔，两个阶梯半圆柱部分通过螺钉拧紧和松开；所述顶杆内部为轴向贯穿顶杆内部的阶梯孔结构，第一阶梯孔的孔径大于所述第二阶梯孔的孔径，所述第一阶梯孔的孔径与毛细管路的球头球面外径相匹配，所述第一阶梯孔靠近第二阶梯孔的一端向外侧延伸并与第一阶梯孔的内侧壁相交形成一个圆环面；球头球面置于顶杆内部的第一阶梯孔处后通过所述端面定位，球头尾座的第一通孔与顶杆的第一阶梯孔和第二阶梯孔同轴；毛细管路装卡时，一端从夹套的小圆柱部分插入夹套的第二通孔后再插 入球头尾座的第一通孔后，再将球头的球头球面插入顶杆的第一阶梯孔，球头尾座伸出第一阶梯孔外，夹套的小圆柱部分通过三爪夹紧，顶杆开有第二阶梯孔的一端通过设备顶尖装置顶紧，毛细管路处于夹套与顶杆中间的部分用于进行焊接。

所述夹套沿其轴线所在平面分为两个对称部分，其中一个对称部分的侧面开有沉头孔，另一个对称部分侧面对应处开有与沉头孔相匹配的螺钉孔，所述两个对称部分通过螺钉穿过螺钉孔和沉头孔固定，调整螺钉的松紧，可实现对毛细管路的夹紧和松开。

所述顶杆的侧面设置有通风孔。

一种采用如权利要求1所述的一种装卡工装进行毛细管路焊接的方法，包括以下步骤：

步骤(1)：将待焊接的毛细管路进行清洗；

步骤(2)：将焊接保护罩的上盖固定，焊接保护罩的上盖设置有四个孔，在轴向相对的两个孔上分别安装三爪和设备顶尖，另外两个孔分别插入焊枪和焊接保护气体通气管，并通过焊接保护气体通气管通入保护气体；