[发明专利]一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构及焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝热气瓶和LNG车用瓶的内胆纵缝焊接工艺，尤其涉及的是一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构及焊接方法。

背景技术

焊接绝热气瓶和LNG车用瓶(也叫汽车用液化天然气气瓶)，主要由内胆和外壳组成，内胆和外壳之间为真空夹层。为了提高气瓶的保温效果，真空夹层要求抽真空。气瓶的内胆用于存储低温介质，并承受低温介质汽化后所产生的内部压强；其由内胆前封头组件、内胆筒体和内胆后封头组件三部分构成。气瓶的外壳用于保护气瓶的内部装置，并起到隔离真空夹层的作用。目前，内胆筒体的制作均采用牌号为06Cr19Ni10的不锈钢钢板经卷圆后进行焊接的方式加工而成，通常称之为内胆纵缝焊接。内胆用不锈钢板厚度一般不超过6mm。

根据焊接绝热气瓶和LNG车用瓶的标准要求，气瓶内胆纵缝要求全焊透，且需要进行100％射线检测合格后才可以使用。这样一方面是为了提高内胆强度，使内胆能够承受内压力，保证气瓶的使用安全。另一方面合格的焊接质量，可以保证焊缝的致密性，是保证气瓶夹层真空度的重要条件。

06Cr19Ni10是奥氏体不锈钢的一种，其具有良好的冷热加工性能，无磁性，并具有优良的低温性能，因此焊接绝热气瓶和LNG车用瓶均采用此材料制造。总体来说该牌号不锈钢具有良好的可焊性，但当工艺条件不当或所处的环境介质条件不当时，容易造成晶间腐蚀和焊接热裂纹，弱化焊接的抗裂性。除此之外，还可能出现诸如气孔、未焊透、夹渣、未熔合、焊接裂纹、咬边、焊瘤和弧坑等焊接缺陷。若焊接存在缺陷，则真空夹层真空度将受到影响，从而影响到气瓶的保温性能，造成气瓶安全阀的频繁排放，产生气体的浪费；更严重的是气体的泄漏可能引起气瓶的爆炸，造成人员伤亡和国家财产的损失。因此如何减少甚至消除这些焊接缺陷，提高焊缝的焊接质量，成为各企业急需解决的难题。

现有技术，大多采用等离子焊接。采用该焊接工艺，由于等离子弧焊接设备比较昂贵，一次性投入比较大。而且该类设备焊接参数较多，对焊接操作人员的技术水平要求较高；焊枪和控制线路也比较复杂，喷嘴的使用寿命很低，后期投入和维护成本高；在焊接的过程中，容易产生双弧弊端，而电弧作用区域的观察性查，容易产生焊接缺陷。

还有部分采用手工焊接的方式，但这种焊接工艺同一条焊缝需要分多次焊接，对于板厚≥4mm还需要开坡口才能完成，工作效率低下，而且无损检测合格率不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构及焊接方法，提高焊接效率和焊接合格率。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述焊接结构包括条形辅助板，所述条形辅助板沿长度方向开设主导气孔和导气槽，所述主导气孔和导气槽平行设置，主导气孔和导气槽之间设有多个导气小孔，所述导气小孔的两端分别连通主导气孔和导气槽，所述导气槽的横截面与待焊纵缝的横截面位于同一平面内。

所述条形辅助板为铜条。选用的高导热性的材料作为传导介质。

作为本发明的优选方式之一，所述条形辅助板为铝条、铝合金条或不锈钢条。

为了便于气体分布，所述主导气孔的通径为3～10mm，所述导气小孔的通径为0.5～1.5mm，所述导气槽的通径为3～12mm。

所述条形辅助板沿长度方向开设冷却水入孔和冷却水出孔，冷却水从冷却水入孔进入条形辅助板，再从冷却水出孔流出。通冷却水循环，能够将焊接过程中产生的热量传递到冷却水中，随冷却水的流动而带走，防止焊接热裂纹的产生。

作为本发明的优选方式之一，所述冷却水入孔和冷却水出孔的通径均为4～12mm。

一种使用所述的不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构的焊接方法，包括以下步骤：

(1)卷圆

不锈钢板经卷圆制成筒体；

(2)对装点焊

将筒体进行对接点焊，形成纵缝，对装间隙为0～1mm；

(3)点引弧板和熄弧板

待焊气瓶的两端沿纵缝同一直线方向分别点焊引弧板和熄弧板，引弧板和熄弧板的中心线与纵缝在同一直线上；

(4)装卡

将筒体放在焊接上，使得筒体上的纵缝与所述导气槽的横截面在同一平面内，筒体与所述条形辅助板紧密配合；

(5)焊接

在主导气孔内通高纯氩保护气，在焊枪上通混合气体保护气，在焊枪拖罩上通高纯氩保护气，进行熔化极惰性气体保护焊MIG焊，焊接起弧时在引弧板上开始，纵缝焊接完成后要持续焊接到熄弧板上停止；