一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构及焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构及焊接方法，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。焊接方法，包括卷圆；对装点焊；点引弧板和熄弧板；装卡；焊接。本发明专利技术采用MIG自动焊工艺，焊接设备等一次性投入成本低；而且在后期的使用过程中，投入的使用和维护成本也较低，工作效率也大大提高。采用本发明专利技术中的工艺，在焊接绝热气瓶和LNG车用瓶的实际纵缝焊接过程中，无损检测合格率达99.4％以上；理化试验项目完全符合标准要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术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。作为本专利技术的优选方式之一，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。作为本专利技术的优选方式之一，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；焊枪拖罩及条形辅助板上的保护气延迟2～10s；条形辅助板上的冷却水延迟5～30s，然后关闭设备，焊接完成。所述引弧板和熄弧板分别有两块，两块引弧板之间的缝隙、两块熄弧板之间的缝隙与纵缝在同一直线上。引弧板和熄弧板，可采用两块拼接点焊的形式，也可以采用单块的形式。所述不锈钢为06Cr19Ni10，焊接工艺为：焊接材料为ER308LSi，焊丝直径为0.9～1.6mm；焊接电流为180～260A，焊接电压为22.5～28.5V；焊接速度为30～50cm/min。所述焊枪保护气为氧氩混合气，所述氧氩混合气中，Ar含量为98％，O2含量为2％，流量为10～20L/min；所述拖罩和导气孔保护气为纯度99.99％的Ar，流量为5～12L/min。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术采用MIG自动焊工艺，焊接设备等一次性投入成本低；而且在后期的使用过程中，投入的使用和维护成本也较低，工作效率也大大提高。本专利技术焊接操作简单，对操作人员要求不高，普通焊接操作工即可完成工作，利于工作的开展。本专利技术工艺，通过在对装时预留0～1mm的对装间隙t，可以提高焊透性，保证焊缝全焊透，防止出现未熔合和未焊透缺陷。采用在焊枪中通含氧量为2％的氩氧混合气，可以细化熔滴，降低射流过渡的临界电流，减少金属液体的粘度和表面张力，从而防止产生气孔和咬边等缺陷；在焊枪拖罩中及导气槽中通入高纯氩，由于高纯氩为惰性气体，用惰性气体包裹焊接后的焊缝，不会出现氧化现象，防止出现夹渣、焊瘤和弧坑等缺陷。采用循环水的方式进行冷却，可以对焊接过程中产生的热量进行冷却，防止焊接热裂纹缺陷的产生。通过调整操作步骤和对焊接电流和焊接电压等焊接参数的合理设定，能有效的降低其他焊接缺陷的出现。采用本专利技术中的工艺，在焊接绝热气瓶和LNG车用瓶的实际纵缝焊接过程中，无损检测合格率达99.4％以上；理化试验项目完全符合标准要求。附图说明图1是实施例1焊接工作状态示意图；图2是焊接结构的结构示意图；图3是图2中A部位的局部放大示意图；图4是实施例2的结构示意图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构，其特征在于，所述条形
辅助板为铜条。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构，其特征在于，所述条形
辅助板为铝条、铝合金条或不锈钢条。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构，其特征在于，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。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构，其特征在于，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。
6.根据权利要求1所述的一种不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构，其特征在于，所述冷却
水入孔和冷却水出孔的通径均为4～12mm。
7.一种使用如权利要求1所述的不锈钢气瓶内胆纵缝的焊接结构的焊接方法，其特征在
于，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

【专利技术属性】
技术研发人员：黄同福，周其雷，陈伟，
申请(专利权)人：安徽大盘特种装备车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34