一种大型厚壁油缸的窄间隙埋弧焊坡口结构及装焊方法

摘要

一种大型厚壁油缸的窄间隙埋弧焊坡口结构，包括：缸头和缸体，所述缸头上设有缸头钝边，所述缸体上设有缸体钝边，所述缸体钝边包括钝边第二台阶和钝边第一台阶，所述缸头钝边放置在钝边第一台阶上构成一窄间隙坡口，所述窄间隙坡口呈“U”型，所述窄间隙坡口的底部半径为R，一种大型厚壁油缸的窄间隙埋弧焊坡口结构及装焊方法，该坡口结构不但非常容易地保证缸头和缸体焊接时的装配精度，而且非常容易地能够油缸焊缝满足100%熔透性超声波探伤要求，还能够控制油缸在焊接过程中产生的变形。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种埋弧焊坡口结构，尤其是一种大型厚壁油缸的窄间隙埋弧焊坡口结构及装焊方法。

背景技术：

当今生产的一类大型厚壁油缸，其基本结构为：由缸体与缸头组焊而成，油缸缸体厚度在150mm以上，外径在1500mm以上，长度在1500mm以上，焊后缸体内壁不加工，焊缝要满足100%熔透性超声波探伤要求。在以前的类似结构中，焊接坡口形式均为V型或U型，钝边4mm，多采用反面清根或焊后对内壁进行机械加工的方法去除坡口极易产生焊接缺陷的焊缝。由于油缸材质比较特殊，碳当量CE≥0.6%，预热温度在200℃以上。在该预热温度下，无法实现手工CO₂气体保护焊焊接，只能采用埋弧自动焊焊接，缸头和缸体均开单坡口，且坡口只能开在外侧，在外侧进行焊接，而油缸内侧焊缝无法清根、无法焊接。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明提供了一种大型厚壁油缸的窄间隙埋弧焊坡口结构及装焊方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

一种大型厚壁油缸的窄间隙埋弧焊坡口结构，包括：缸头和缸体，所述缸头上设有缸头钝边，所述缸体上设有缸体钝边，所述缸体钝边包括钝边第二台阶和钝边第一台阶，所述缸头钝边放置在钝边第一台阶上构成一窄间隙坡口，所述窄间隙坡口呈“U”型，所述窄间隙坡口的底部半径为R。

所述半径R为12-20cm。

一种大型厚壁油缸的窄间隙埋弧焊坡口结构的装焊方法，包括如下步骤：

1）利用机床在缸头的内侧刻划出四条线，这四条线与缸头的内圆垂直，并且相邻两条线之间的弧长都是缸头内圆周长的四分之一，在缸头外侧距离坡口端面距离100mm处利用机床刻划出检查线并打上洋冲眼；

2）利用机床在缸体的内侧刻划出四条线，这四条线与缸体的内圆垂直，并且相邻两条线之间的弧长都是缸体内圆周长的四分之一；

3）在缸头内侧刻划出四条线的左/右侧装焊工艺连接板，在缸体内侧刻划出四条线的右/左侧装焊工艺连接板，在缸底外侧焊接工艺吊耳，焊接时对缸体和缸头局部预热；

4）缸体和缸头上的工艺连接板焊接完成后将缸体放在转胎上，起吊缸头与缸体进行装配，并利用已划的检查线检查装配精度，控制圆周方向检查线距离缸体端面尺寸一致，并使缸体和缸头上的工艺连接板贴合，然后将工艺连接板焊在一起；

5）油缸的焊接在7m*7m窄间隙操作机上进行，配200T防窜滚轮架进行焊接，焊前按要求对焊剂进行烘干，测量焊缝距外圆的深度，确定每道焊缝的焊接速度、焊接电流、焊接电压、层间温度；

6）当填充焊缝达到坡口深度的一半时对焊缝进行一次消氢处理，提高加热温度，加热温度比预热温度高出100～150℃，温度达到要求后进行3～6小时的保温，保温时间达到后关小火头，当温度降低至预热范围开始重新焊接，当全部坡口焊满后再次对焊缝进行一次消氢处理，加热温度比预热温度高出100～150℃，温度达到要求后进行3～6小时的保温，保温时间达到后缓冷，当环境温度低于5℃时可采用关小火头缓冷；

7）当缸体的温度缓冷至50～80℃时，采用碳弧气刨枪刨除或气割的方法去除工艺连接板，并打磨、抛光，对A区域同样采用碳弧气刨的方法去除，并用砂带机打磨、抛光。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

本发明所述的一种大型厚壁油缸的窄间隙埋弧焊坡口结构及装焊方法，该坡口结构不但非常容易地保证缸头和缸体焊接时的装配精度，而且非常容易地能够油缸焊缝满足100%熔透性超声波探伤要求，还能够控制油缸在焊接过程中产生的变形。

附图说明：

图1本发明油缸的剖视图；

图2是本发明缸头的坡口结构；

图3是本发明缸体的坡口结构；

图4是本发明缸体和缸头装配后的坡口结构；

图5是图4的局部放大图；

图6是缸头上的工艺连接板示意图；

图7是图6中M-M的截面图；

图8是缸体上的工艺连接板示意图；

图9是图8中N-N的截面图；

图10是缸体和缸头装配后的示意图；

图11是图10中P-P的截面图；

图12是缸体和缸头焊后刨、磨处理区域示意图；

图中标记：1、缸头；2、缸体；3、缸头钝边；4、钝边第二台阶；5、缸体钝边；6、钝边第一台阶。

具体实施方式：

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例；

结合附图所述的一种大型厚壁油缸的窄间隙埋弧焊坡口结构，包括：缸头1和缸体2，所述缸头1上设有缸头钝边3，所述缸体2上设有缸体钝边5，所述缸体钝边5包括钝边第二台阶4和钝边第一台阶6，所述缸头钝边3放置在钝边第一台阶6上构成一窄间隙坡口7，所述窄间隙坡口7呈“U”型，所述窄间隙坡口7的底部半径为R。

所述半径R为12-20cm。

一种大型厚壁油缸的窄间隙埋弧焊坡口结构的装焊方法，包括如下步骤：

1）利用机床在缸头1的内侧刻划出四条线，这四条线与缸头1的内圆垂直，并且相邻两条线之间的弧长都是缸头1内圆周长的四分之一，在缸头1外侧距离坡口端面距离100mm处利用机床刻划出检查线并打上洋冲眼；

2）利用机床在缸体2的内侧刻划出四条线，这四条线与缸体2的内圆垂直，并且相邻两条线之间的弧长都是缸体2内圆周长的四分之一；

3）在缸头1内侧刻划出四条线的左/右侧装焊工艺连接板，在缸体2内侧刻划出四条线的右/左侧装焊工艺连接板，在缸底外侧焊接工艺吊耳，焊接时对缸体2和缸头1局部预热；

4）缸体2和缸头1上的工艺连接板焊接完成后将缸体2放在转胎上，起吊缸头1与缸体2进行装配，并利用已划的检查线检查装配精度，控制圆周方向检查线距离缸体2端面尺寸一致，并使缸体2和缸头1上的工艺连接板贴合，然后将工艺连接板焊在一起；

5）油缸的焊接在7m*7m窄间隙操作机上进行，配200T防窜滚轮架进行焊接，焊前按要求对焊剂进行烘干，测量焊缝距外圆的深度，确定每道焊缝的焊接速度、焊接电流、焊接电压、层间温度；

6）当填充焊缝达到坡口深度的一半时对焊缝进行一次消氢处理，提高加热温度，加热温度比预热温度高出120℃，温度达到要求后进行5小时的保温，保温时间达到后关小火头，当温度降低至预热范围开始重新焊接，当全部坡口焊满后再次对焊缝进行一次消氢处理，加热温度比预热温度高出120℃，温度达到要求后进行5小时的保温，保温时间达到后缓冷，当环境温度低于5℃时可采用关小火头缓冷；

7）当缸体的温度缓冷至65℃时，采用碳弧气刨枪刨除或气割的方法去除工艺连接板，并打磨、抛光，对A区域同样采用碳弧气刨的方法去除，并用砂带机打磨、抛光。

以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。