[发明专利]锆材焊接保护方法及专用侧保护罩

说明书

技术领域：

      本发明涉及有色金属锆材的焊接一种专用焊接方法与工具，主要对锆材焊接时焊缝保护效果的控制，有效防止了焊接时焊缝表面以及热影响区的氧化，属于有色金属锆材焊接领域。

背景技术：

      上世纪90年代前，由于国内石化、化工等行业发展缓慢及与国外的同行接触较少，锆材在石化、化工等相关行业的推广应用也相对滞后，锆材的价格昂贵，加工、制造技术一直被国外少数企业所垄断！随着国内经济的快速发展，尤其是化工行业的技术改造升级的加快，锆材在国内的加工、制造、应用越来越广泛，国内石化、化工等行业对其焊接质量等也提出了越来越高的要求。以往在焊接锆材时采用全覆盖式保护罩方式，不仅浪费高纯度惰性气体，而且焊接时经常会发现锆材从保护罩出来时焊缝及热影响区已经严重氧化，保护效果不好，焊接周期长，造成焊缝力学性能下降、化学组织变化，在设备在制作过程中焊缝断裂，使用时会发生焊缝腐蚀泄漏。因此，常规的保护罩不能满足锆材的焊接要求。

锆材焊接时保护的难点是：焊接成本高，焊接冷却时间长，极易产生焊缝氧化，如果在高温焊接时直接与空气中（氧、氮等）有害气体接触，会使锆材的力学性能、耐腐蚀性能严重下降。焊接时必须使用高纯度的惰性气体保护，在焊接时对于焊枪喷嘴位置的熔池与保护罩的配合十分重要。焊接时要时刻关注焊缝的保护效果。

发明内容：

     本发明目的是提出一种锆材焊接的专用惰性气体保护方法与侧保护罩，尤其锆材的纵环焊接正面焊缝保护，通过调整保护罩材质以及外形、尺寸、结构变化而改变惰性气体流出的方向，焊缝保护效果具有可预见性，达到对焊缝正面良好的保护效果。

本发明的技术方案：

锆材焊接的惰性气体保护方法，在锆材焊接的焊缝的二侧均设有保护罩均吹出惰性气体至焊缝，保护罩的起码底面是纯铜，并使保护罩的底面与焊材贴合，吹出惰性气体从均匀分布的小孔中吹出，惰性气体出气的方向为向罩内侧面出气方式；而且惰性气体从小孔通过金属丝网再流向焊缝区。

进一步的，所述小孔的直径与分布：直径为1-1.2毫米，沿焊缝的三排小孔，孔距为3毫米；使保护罩的底面与焊材贴合。

  锆材焊接的侧保护罩，根据锆材焊缝的线形，在线形二侧均设有保护罩，保护罩罩板是门形板，罩板厚度选择1.2±0.2毫米为好，罩板内设有惰性气体气管，惰性气体气管上设有均匀分布的惰性气体小孔流向在罩板开口处，用氩弧焊组焊成型；惰性气体小孔的直径不能大于1.5毫米；小孔的直径与分布：尤其是小孔的直径为1-1.2毫米，三排小孔，孔距为3毫米。保护罩罩板的起码底面是纯铜，最好门形板均为纯铜。

1、保护罩选用紫铜，把焊接产生的温度迅速传导到保护罩上，通过紫铜保护罩   的导热性好、散热快，便于减少焊缝在高温停留时间。

2、改变保护罩的外观尺寸、形状，利用保护罩的侧板使惰性气体由双侧面流出。3、惰性气体通过保护罩里出气管上的小孔均匀流出，隔离有害气体的侵入。

4、调节惰性气体的大小，最后利用包裹在铜管上的铜丝网（也可用不锈钢丝网）进行气体稳流作用，从而达到焊缝焊接时的保护效果。

本发明的有益效果：本发明不仅加工制造简单，同时整个制造费用低，而且员工能灵活操作，适用不同规格的锆材纵环焊缝焊接。因此采用惰性气体侧保护罩，节约了生产成本，便于实时观测焊缝在焊接时的保护效果，减少焊缝的返修，保证了锆材的焊缝质量，满足了锆材化工容器设备的使用要求。本发明是一加工锆材的好的方法与装置。

附图说明

图1为本发明使用时示意图。

图2为本发明二侧保护罩的结构示意图。                     

具体实施方案：

图中，1、工件（锆板）  2、背面保护罩  3、门形的保护罩侧面  4、锆焊丝  5、氩弧焊枪；6、氩弧焊机   7、高纯氩（99.999%Ar）；11、堵板 12、丝网 13、隔板  14、门形的保护罩正面罩板，15、罩内管(带孔）16、罩外U型汇总管 17、门形的保护罩底罩板。