三不誤采暖爐焊接設(shè)計(jì)改造研究

陳會(huì)斌

河北科技學(xué)院

三不誤采暖爐焊接設(shè)計(jì)改造研究

陳會(huì)斌

河北科技學(xué)院

根據(jù)我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，煤多，天然氣少，石油少，這些特點(diǎn)決定了我國(guó)北方大部分農(nóng)村地區(qū)采用的是以煤炭為主的供暖，冬季分散采暖多采用簡(jiǎn)易鍋爐，具有造價(jià)低廉，易于維護(hù)管理，對(duì)煤炭質(zhì)量要求不高等優(yōu)點(diǎn)，但由于采暖爐生產(chǎn)效率低，而社會(huì)需求很大。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需要。生產(chǎn)效率不高，尋求新的焊接方法對(duì)提高采暖爐的生產(chǎn)效率，降低成本具有至關(guān)重要的作用。這就要求制造企業(yè)利用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)備對(duì)采暖爐進(jìn)行加工生產(chǎn)。比如在焊接方面引進(jìn)CO2半自動(dòng)焊接或 CO2自動(dòng)焊接。

三不誤； 生產(chǎn)效率低； 不能滿足需要

我國(guó)在淮河以北的廣大地區(qū)，因冬季氣溫寒冷必須有較長(zhǎng)的采暖季。根據(jù)我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，煤多，天然氣少，石油少，這些特點(diǎn)決定了我國(guó)北方大部分農(nóng)村地區(qū)采用的是以煤炭為主的供暖，冬季分散采暖多采用簡(jiǎn)易鍋爐，具有造價(jià)低廉，易于維護(hù)管理，對(duì)煤炭質(zhì)量要求不高等優(yōu)點(diǎn)，但由于采暖爐生產(chǎn)效率低，而社會(huì)需求很大。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需要。生產(chǎn)效率不高，尋求新的焊接方法對(duì)提高采暖爐的生產(chǎn)效率，降低成本具有至關(guān)重要的作用。

這就要求制造企業(yè)利用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)備對(duì)采暖爐進(jìn)行加工生產(chǎn)。比如在焊接方面引進(jìn)CO2半自動(dòng)焊接或 CO2自動(dòng)焊接。以及MIG焊接和MAG焊接等先進(jìn)的焊接方式方法。

以下對(duì)“三不誤”采暖爐的焊接方法、焊接工藝、優(yōu)缺點(diǎn)、焊接材料、焊接參數(shù)等幾個(gè)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行探討。

1　我國(guó)煤炭清潔利用的保障措施

1.1完善標(biāo)準(zhǔn)體系

提高燃煤先進(jìn)技術(shù)項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)項(xiàng)目燃煤先進(jìn)技術(shù)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)控和評(píng)定，需要建設(shè)的建設(shè)，不需要的項(xiàng)目不能上，要集中調(diào)控，防止重復(fù)建設(shè)。

1.2依靠科技驅(qū)動(dòng)

加大科研力度，對(duì)采暖爐先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)起積極作用的納入省級(jí)，國(guó)家級(jí)的課題攻關(guān)計(jì)劃，組建科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)，組建產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟創(chuàng)新平臺(tái)。

1.3加強(qiáng)國(guó)際合作

把國(guó)外燃煤爐先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，設(shè)備引進(jìn)到國(guó)內(nèi)來(lái)，提高我們的產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

1.4完善政策支持

各級(jí)政府部門要制定采暖爐先進(jìn)技術(shù)利用的企業(yè)稅收優(yōu)惠政策，加快出臺(tái)國(guó)家的支持政策。

2　“三不誤”采暖爐的焊接形式和方法的設(shè)計(jì)

為了提高生產(chǎn)效率，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求，根據(jù)現(xiàn)在采暖爐在生產(chǎn)制造方向依次完成原材料的選擇，焊接方法的選用，工藝的改進(jìn)，焊接參數(shù)的匹配，焊接材料的供應(yīng)。

2.1“三不誤”采暖爐傳統(tǒng)的制造方法

目前，三不誤采暖爐以其燒水、做飯、取暖于一身的特征走入了千家萬(wàn)戶，受到了用戶的好評(píng) 。然而，采暖爐的生產(chǎn)制造中的焊接程序仍依賴于焊條電弧焊。焊條電弧焊是用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊接方法，也稱為手工電弧焊。但是，焊條電弧焊也有其不足之處。

2.2“三不誤”采用傳統(tǒng)焊接方法的不足之處

1）依賴性強(qiáng)。焊條電弧焊的焊縫質(zhì)量可以通過(guò)調(diào)節(jié)焊接電源、焊條、焊接工藝參數(shù)外，還依賴于焊工的操作技巧和經(jīng)驗(yàn)。

2）焊工勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)條件差。焊接時(shí)，焊工始終在高溫烘烤和有毒煙塵環(huán)境中進(jìn)行手工操作及眼睛觀察。

3）生產(chǎn)效率低。與自動(dòng)化焊接方法相比，焊條電弧焊使用的焊接電流較小，而且需要經(jīng)常更換焊條。

4）不適于焊接薄板和特殊金屬。

2.3“三不誤”采暖爐嘗試新的焊接方式——CO2氣體保護(hù)焊

CO2氣體保護(hù)焊特點(diǎn)

（1）焊接成本低 CO2氣體是釀造廠和化工廠的副產(chǎn)品，來(lái)源廣，價(jià)格低，其綜合成本大概是手工電弧焊的1/2。

（2）生產(chǎn)效率高 CO2氣體保護(hù)焊使用較大的電流密度（200A/ mm2左右），比手工電弧焊（10-20A/mm2左右）高得多，效率可比手弧焊提高2.5-4倍。

（3）焊后變形小CO2氣體保護(hù)焊的電弧熱量集中，加熱面積小，CO2氣流有冷卻作用，因此焊件焊后變形小，特別是薄板的焊接更為突出。

2.4減少飛濺的措施有

（1）選用合適的焊絲材料或保護(hù)氣體。例如選用含碳量低的焊絲，減少焊接過(guò)程中產(chǎn)生CO氣體；

（2）在短路過(guò)渡焊接時(shí)，合理選擇焊接電源特性，并匹配合適的可調(diào)電感，以便當(dāng)采用不同直徑的焊絲時(shí)，能調(diào)得合適的短路電流增長(zhǎng)速度。

2.5焊接材料

2.5. 1保護(hù)氣體—— C02

C02氣體來(lái)源廣，可由專門生產(chǎn)廠提供，也可從食品加工廠（如酒精廠）的副產(chǎn)品中獲得。用于焊接的C02氣體，其純度要求〉99.5%。

供焊接用的C02氣體，通常是以液態(tài)裝于鋼瓶中，容量為40升的標(biāo)準(zhǔn)鋼氣瓶可灌入25kg的液態(tài)C02，25kg液態(tài)C02約占鋼瓶容積的80%，其余20%左右的空間充滿氣化了的C02。

一瓶裝25kg液化 C02若焊接時(shí)的流量為20L/min，則可連續(xù)使用10小時(shí)左右。 C02氣鋼瓶外表涂黑色并寫有黃色” C02”，字樣。

瓶裝液態(tài) C02：可溶解約占0.05%質(zhì)量的水。

當(dāng)市售 C02氣體含水量較高時(shí)減少水分的措施是：

（1）將新灌氣瓶倒立靜置1～2h，然后開(kāi)啟閥門，把沉積在瓶口的自由狀態(tài)水放出，可放水2-3次，每次間隔30min，放后，將瓶正回來(lái)。

（2）經(jīng)倒置放水后的氣瓶，使用前先打開(kāi)閥門放掉瓶?jī)?nèi)上部純度低的氣體，然后再套接輸氣管。

2.5.2焊絲

C02焊用的焊絲對(duì)化學(xué)成分有特殊要求，主要是：

（1）焊絲內(nèi)必須含有足夠數(shù)量的脫氧元素，以減少焊縫金屬中的含氧量和防止產(chǎn)生氣孔。

（2）焊絲的含碳量要低.通常要求Wc〈0.11%，以減少氣孔和飛濺。

（3）要保證焊縫具有滿意的力學(xué)性能和抗裂性能。

保存時(shí)，為了防繡，常采取焊絲表面鍍飼或潦油，在焊前則把油污清除。

2.5.3C02焊設(shè)備

C02焊是熔化極氣體保護(hù)電弧焊方法之—，按 C02焊的特點(diǎn)，在選用設(shè)備時(shí)還應(yīng)注意下列問(wèn)題：

（1）對(duì)電源特性要求

對(duì)外特性要求C02電弧的靜特性是上升的，所以須選用平（恒壓）的和下降外特性的電源。粗絲C02焊通常選用電壓壓反饋送絲焊機(jī)，須配用下降外特性電源；細(xì)絲 C02焊通常選用等速送絲焊機(jī)，須配用平的或緩降外特性電源。

（2）對(duì)動(dòng)特性要求對(duì)于具有平特性的整流式C02焊接電源通常在直流回路上串聯(lián)可調(diào)電感，回路中電感值越大，di/dt就越小。反之，di/dt就越大。

經(jīng)過(guò)焊接方法和工藝的改造，采暖爐實(shí)際生產(chǎn)效率提高了40% ～60%。大大緩解了市場(chǎng)的需求，解決了人們冬季采暖的燃眉之急，為國(guó)計(jì)民生的提供了一條可持續(xù)發(fā)展的道路。

小結(jié)

三不誤采暖爐焊接工藝改進(jìn)的核心是圍繞采暖爐生產(chǎn)、制造方式來(lái)提高采暖爐的主機(jī)設(shè)備生產(chǎn)的效率來(lái)達(dá)到人們對(duì)采暖爐的日益增長(zhǎng)的需要。目前在采暖焊接設(shè)計(jì)生產(chǎn)方面應(yīng)充分使用一些新技術(shù)和新工藝，針對(duì)三不誤采暖爐的生產(chǎn)效率做好焊接工藝設(shè)計(jì)，從而使供熱系統(tǒng)效率、質(zhì)量邁上一個(gè)新臺(tái)階，同時(shí)對(duì)采暖爐充分利用作了一定的闡述，目的在于突出采暖爐設(shè)計(jì)與其它采暖爐設(shè)計(jì)的差異，并對(duì)采暖爐各項(xiàng)應(yīng)用前景進(jìn)行描繪，使采暖爐真正和服務(wù)于千家萬(wàn)戶提供了參考依據(jù)。

［1］（戴建樹(shù).焊接生產(chǎn)管理與檢測(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004

［2］（劉云龍.焊工（高級(jí)）.北京機(jī)械工業(yè)出版社，2007

［3］（史耀武.焊接技術(shù)手冊(cè).福州；福建科學(xué)技術(shù)出版社