一种不锈钢管类零件焊接背面保护装置的制作方法

1.本实用新型属于焊接领域的加工技术，具体涉及一种不锈钢管类零件焊接背面保护装置。


背景技术：

2.在飞机零件制造过程中，涉及到不锈钢管焊接端头的产品主要以大管径厚度为1mm的不锈钢0cr18ni9及对应材料接头焊接而成，主要以直径30-42mm的不锈钢管为主，在不锈钢管按图纸弯曲成型后，由于端头平整，不可直接连接，往往需要焊接接头方可实现有效连接。对于上述材料的焊接，有的企业采用手工钨极氩弧焊(tig)的方式，单面焊接成型，为保证背面焊缝质量，背面利用惰性气体(氩气)进行保护。不锈钢管材氩弧焊时，没有合适的保护措施，极易与空气中的氧气发生氧化，造成缺陷的发生，导致背面发渣、氧化色严重、焊缝相关性能降低。因此在焊接过程中，需解决背面保护问题，防止缺陷的产生。
3.在传统的保护中，通常以氩气作为保护气体，通过氩气管路直接充到管体内部，来达到隔绝氧气的目的。但是在实际操作过程中由于焊接过程中管路不能密封，只能通过时刻充氩气的方式来隔绝氧气，管路内腔体积过大，充氩时极易造成气体紊乱，管路内空气排除不净，不仅保护效果达不到要求，氩气消耗量也非常之大。发渣现象及氧化色依然存在，给后续的清理焊缝带来了极大的难度。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种不锈钢管类零件焊接背面保护装置，解决现有技术中管路内腔体积过大，充氩时极易造成气体紊乱，管路内空气排除不净的问题。
5.本实用新型提供一种不锈钢管类零件焊接背面保护装置，包括：短管固定结构4、腔体5、变径细管结构6和轴承9；
6.所述变径细管结构6为一端开口的管路结构，开口端连接氩气软管，闭口端的侧壁上设置有多个变径管通气孔8；
7.所述腔体5为一端开口的筒状，套设在所述变径细管结构6的闭口端，所述腔体5和所述变径细管结构6之间设置有所述轴承9；
8.所述腔体5的闭口端插入在两个待焊接的不锈钢管类零件内，并位于焊接位置处，所述腔体5的闭口端的侧壁上设置有多个腔体通气孔7，所述腔体通气孔7与焊缝的距离不超过4mm；
9.所述腔体5的外侧套设有所述短管固定结构4，所述短管固定结构4的外表面与一个待焊接的不锈钢管类零件的内表面贴合。
10.可选的，所述轴承9的数量为两个。
11.可选的，所述变径管通气孔8的直径为2mm。
12.可选的，所述短管固定结构4的外径的大小根据待焊接的不锈钢管类零件的内径调整。
13.可选的，所述腔体5的开口端的壁厚大于所述腔体5的闭口端的壁厚。
14.可选的，所述腔体5的闭口端的侧壁上设置有多排所述腔体通气孔7，所述腔体通气孔7的直径为2mm。
15.本实用新型提供一种不锈钢管类零件焊接背面保护装置，用于进行不锈钢管接头的单面焊接，操作简便，保护效果好，提高加工效率。此装置结构简单合理，易加工成型，可以根据产品管径的大小，调整短管固定结构，亦或可重新制作一个不同直径的保护装置，可使所充氩气近距离(3-5mm)作用在焊缝背面，有效减小保护面积，使背面保护集中。此保护方式可以从焊接之前开始并持续到焊接结束，甚至焊接结束还可以继续保护，直至零件彻底冷却，避免产品温度过高与空气中氩气发生氧化反映，形成蓝黑氧化色。焊接过程中有效提高了焊接质量，焊后背面发渣现象得以消除，背面颜色多以银白为主，且容易打磨清除，给后续清理及钝化工序打下良好基础，降低了产品的返修率。单件焊缝清理时间从原有的30分钟变为现在的5分钟，钝化工序退回返修率由原来的70％降到现在的0。由于氩气作用面积的减少，极大程度降低了氩气的消耗量。即降低了氩气的成本消耗。
附图说明
16.图1是本实用新型提供的不锈钢管类零件的结构示意图；
17.图2是本实用新型提供的不锈钢管类零件焊接背面保护装置的示意图；
18.附图标记说明：
19.1-第一零件；
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2-焊缝位置；
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3-第二零件；
20.4-短管固定结构；
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5-腔体；
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6-变径细管结构；
21.7-腔体通气孔；
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8-变径管通气孔；
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9-轴承。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型实施例提供的不锈钢管类零件焊接背面保护装置进行详细解释说明。
23.本实用新型实施例提供的不锈钢管类零件焊接背面保护装置应用于两个待焊接的不锈钢管类零件，可以为两个直筒状的管类零件，也可以为一个是直筒状，另一个是弯管状，也可以是一个是直筒状，另一个是接头状(如图1所示)。
24.参照图1和图2，图1中示出了一种可能的实施例中，第一零件1和第二零件3就是所需加工的产品结构(仅给出了局部图)，通过单面焊接的形式，形成焊缝位置2。
25.如图2所示，本实用新型提供一种不锈钢管及接头焊接的保护装置，包括：短管固定结构4、腔体5、变径细管结构6和轴承9；
26.其中，短管固定结构4用于固定到产品端头，腔体5用于充氩即固定其内部结构，变径细管结构6同于连接氩气即充氩。
27.腔体5上设置有腔体通气孔7用于氩气的流通，变径细管结构6上设置有变径管通气孔8用于氩气的流通。
28.轴承9用于变径细管结构6的旋转及固定。轴承9的数量可以为两个或多个。
29.示例性的，腔体5的制作过程可以为：利用棒材加工一个腔体5，在一段圆周上钻制12排直径2mm的腔体通气孔7，用于氩气的流通，让保护气体氩气直接作用在焊缝背面，以达
到焊缝背面隔绝空气的目的。与焊枪的原理相同，通过氩气的流动达到保护效果。这种方式作用面积小，氩气消耗小，且保护效果较以往的保护方式得到了很大的提高，焊后的发渣现象完全消除，颜色多以银白色为主，易打磨清除。
30.示例性的，在腔体5内部增加一个变径细管结构6，该变径细管结构6以变径管为主通过焊接的方式连接，一端焊接封堵并在其50mm范围内钻制多排2mm的变径管通气孔8，用于氩气的流通，另一端细管直接连接到氩气软管上。变径细管结构6外加装有2个轴承9，通过轴承9将变径细管结构6固定到腔体5内部，使变径细管结构6在腔体5内部可自由旋转，这样就可以在加工产品时，调整产品的焊接位置及角度，方便工人操作。
31.进一步的，在腔体5的外部增加短管固定结构4，使腔体成台阶形状，用于固定在产品的端头，目的是防止腔体5在产品内部移动达不到保护的目的。增加的短管固定结构4，可根据直径的大小，用于不锈钢管不同直径的产品。
32.变径细管结构6上的轴承9与腔体5形成内腔，这个内腔体积很小，仅几十毫升，在充氩时消除气体紊乱现象，利于氩气与空气的置换，且置换时间短仅几秒就可以完成，不用像充氩仓结构进行抽真空和充氩浪费大量的时间，有效缩短零件的焊接准备周期，提高生产效率。
33.在第一零件1和第二零件3焊接过程中，通过变径细管结构6连接的氩气软管进行充氩，由变径管通气孔8进入轴承9与腔体5形成的内腔，内腔的体积非常小，氩气与空气置换速度快，再由腔体通气孔7直接作用在焊缝位置2的背面。腔体通气孔7距离焊缝位置2的背面仅3mm，使氩气近距离作用在背面，焊枪焊接时的氩气作用在正面，这样就形成了焊缝的双面保护，使隔绝空气的效果达到最佳。
34.本实用新型提供一种结构简单、操作简便的不锈钢管类零件焊接背面保护装置，保护效果好可提高生产效率，减少氩气消耗。该装置可直接贴近焊缝背面，距离仅3-4mm，利用焊枪的原理促使通的氩气直接作用在焊缝背面，可有效消除背面发渣，减小氧化色背面，以白色颜色为主，使之达到最佳效果。减少后续加工的工作量，降低产品返修率。
35.本实用新型的技术方案是设计一种直接作用在不锈钢管焊缝背面的氩气保护装置，包含固定在焊缝部位的腔体5、充氩气的管路、作用在焊缝位置带通气孔的管体、可以在焊接过程中转动的轴承9。保护装置可根据管径大小进行调整。氩气通过保护装置的通气孔，近距离直接作用在焊缝而背面，背面保护集中，焊后背面颜色多以银白为主，发渣现象彻底消除。
36.焊接前，提前充以6l/min流量的氩气，流量可根据实际生产情况进行调节，因腔体5非密封结构、容积小，所以可快速排除其内部的空气，仅几秒钟后，流出的均为氩气，这样就可以短时间内让氩气作用在焊缝位置背面，缩短焊前准备时间。这种方式可以使焊接过程中焊缝背面不接触空气中的氧气，从而不被氧化，达到了最佳的保护效果。同时焊接过程中，需要持续进行充氩，保证整个焊接过程中焊缝处于氩气环境当中，从而不被氧化。焊接后，可继续充氩一段时间，消除产品因热量未散温度过高，从而导致与空气发生氧化的现象。
37.1.该保护装置结构简单轻便，易于加工操作，并且可根据产品管径的大小，调整短管固定结构4或重新制作，充氩不需要开太大，氩气浪费相对减少。
38.2.焊接后，焊缝背面发渣现象彻底消除，且颜色多以银白色为主，达到了最佳的保
护效果，并且焊缝清理的工作量相对减小了很多，钝化工序退回返修率得到了改善。
39.3.相关技术资料显示，传统的保护方式，在产品内腔结构中进行充氩保护，会导致气体紊乱，氩气与空气的置换速度变慢，并且无法判断氩气/空气是否排除干净，导致在焊接过程中很难达到保护效果，发渣、氧化色问题依然存在。该装置通过2mm的通气孔进行换气，并且近距离作用在焊缝位置的背面，可将保护效果达到最佳，焊缝位置始终处于氩气环境中。
40.如图2所示直径的大小当发生变化时，例如，焊缝位置的直径40mm，可更换图2中短管固定结构4，保证其固定在管端头即可，充分证明了该装置的广泛应用性。
41.针对该装置，进行了相关的试验工作，并已应用到各型飞机当中，收到良好的使用效果和经济效果，后续加工人员反应良好。充分证明了此装置的高效、使用及可靠性能。
42.最后需要指出，以上实施例仅说明本实用新型的实施技术方案而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术放案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在权利要求范围当中。