CN120002127A - 一种氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置及修复方法，氧枪水冷盒包括内部中空的圆形底盘连接座，圆形底盘连接座底部连通设有冷进水管和热出水管，顶部沿圆周均匀间隔垂直连通设置有多个紫铜空心护板，各紫铜空心护板的顶部内侧通过护板连接固定环连接固定；该简易焊接装置包括呈钩形的底座支撑结构件和倾斜设置于底座支撑结构件顶部的底座固定板，底座固定板上开设有与氧枪水冷盒的冷进水管和热出水管位置对应的冷进水管孔和热出水管孔；其中：氧枪水冷盒通过冷进水管和热出水管分别插入冷进水管孔和热出水管孔固定于底座固定板上，并使得各紫铜空心护板处于竖直状态。应用本发明可以有效解决现有氧枪水冷盒端部磨损的焊接修复问题。

Description

一种氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置及修复方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置及修复方法。

背景技术

炼钢电炉氧枪是电炉炼钢过程中的关键设备，主要用于向熔池内吹入氧气，以加速化学反应、提高冶炼效率。日常工作中电炉氧枪安装在紫铜本体氧枪水冷盒内进行吹氧，而氧枪水冷盒直接插入在电炉炉膛内。氧枪水冷盒的结构如图3所示，其包括内部中空的圆形底盘连接座2，所述圆形底盘连接座2底部连通设置有冷进水管3和热出水管6，顶部沿圆周均匀间隔垂直连通设置有多个紫铜空心护板4，各所述紫铜空心护板4的顶部内侧通过护板连接固定环7连接固定，氧枪设置于紫铜空心护板4围成的圆形内侧，工作时，通过冷进水管3经圆形底盘连接座2向各紫铜空心护板4送入冷却水，再经热出水管6排出。因氧枪水冷盒结构为空心有循环冷热水不断降温，但是端部为实体，往往会造成端部磨损，主要体现如下：（1）高温氧化和热疲劳：在冶炼过程中，氧枪需要承受极高的温度，这会导致水冷盒材料的高温氧化和热疲劳，从而引发磨损；（2）物料冲刷：冶炼过程中产生的高速物料颗粒会对水冷盒表面进行冲刷，导致其表面逐渐磨损；（3）冷却水质量：冷却水中的杂质或不良水质可能会对水冷盒产生腐蚀作用，加剧其磨损；（4）设计和制造缺陷：如果水冷盒的设计不合理或者制造过程中存在缺陷，也可能导致其在使用过程中更容易磨损；（5）操作不当：例如氧枪位置控制不当，导致氧枪过低，使得水冷盒直接暴露在高温熔池中，加速其磨损；（6）机械损伤：在操作过程中，氧枪或其他设备与水冷盒发生碰撞，可能会造成机械损伤，进一步加剧磨损。如果氧枪水冷盒端部磨损严重，就会直接导致空心氧枪水冷盒漏水，产生严重安全事故和炼钢质量。故针对容易磨损的空心氧枪水冷盒需要经常进行更换。存在的问题：因氧枪水冷盒是易磨损件，如果长期不断更换，不仅浪费大量采购成本，而且多次更换的新的部件影响着与其它原有组合件配合的精度安装，以及产生各种不达标性能。

发明内容

针对在背景技术中存在的技术问题，本发明提供了一种氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置及修复方法，有效解决氧枪水冷盒端部磨损的焊接修复问题。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置，所述氧枪水冷盒包括内部中空的圆形底盘连接座，所述圆形底盘连接座底部连通设置有冷进水管和热出水管，顶部沿圆周均匀间隔垂直连通设置有多个紫铜空心护板，各所述紫铜空心护板的顶部内侧通过护板连接固定环连接固定；所述简易焊接装置包括呈钩形的底座支撑结构件和倾斜设置于所述底座支撑结构件顶部的底座固定板，所述底座固定板上开设有与所述氧枪水冷盒的冷进水管和热出水管位置对应的冷进水管孔和热出水管孔；其中：所述氧枪水冷盒通过冷进水管和热出水管分别插入所述冷进水管孔和热出水管孔固定于所述底座固定板上，并使得各所述紫铜空心护板处于竖直状态。

进一步地，所述底座支撑结构件的两侧顶部分别倾斜设置有角度一致的上斜板和下斜板，所述底座固定板的上下两端与所述上斜板和下斜板分别相对应开设有螺栓孔并通过固定螺栓可拆卸固定。

进一步地，所述底座支撑结构件采用20mm厚度钢板切割加工焊接而成，所述底座固定板通过50mm厚度钢板切割机械加工而成。

进一步地，所述固定螺栓通过直径25mm圆棒机械加工而成，所述上斜板和下斜板分别通过20mm厚度钢板切割加工而成。

根据本发明的另一个方面，提供了一种氧枪水冷盒端部磨损修复方法，通过上述技术方案所述氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置进行，将所述氧枪水冷盒通过冷进水管和热出水管分别插入所述冷进水管孔和热出水管孔固定于所述底座固定板上，使得各所述紫铜空心护板处于竖直状态，所述修复方法如下：

S1、焊前准备：

1.1）、焊接设备：手工二氧化碳气体保护焊机；焊接材料：HS201焊丝，φ1.2mm；

1.2）、坡口尺寸：在磨损位置处制备带垫板U形坡口；

1.3）、加热器具：氧·乙炔；

1.4）、焊件材料：紫铜T1；

1.5）、焊接位置：平面堆焊；

1.6）、辅助设施：样板、放大镜、面罩、手套、清渣锤、锤子、凿子、锉刀、钢丝刷、砂纸、钢直尺、水平尺、活动板手、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品；

1.7）、焊前要求：焊接坡口以及焊丝表面不得有油污、氧化层和水分；

1.8）、焊接技术要求：焊缝堆焊层熔合母材，焊缝无任何焊接缺陷并满足设计尺寸；

1.9）、焊接工艺参数：根据焊接设备、焊接材料及焊接要求制定焊接参数；

S2、焊接实施；

采用角磨机把所有紫铜空心护板顶部清理，使其表面露出金属光泽，再逐一进行堆焊；焊接第一块紫铜空心护板端部时，采用氧·乙炔进行预热，使得其表面温度控制在650~750℃区间，然后进行二氧化碳气体保护底层焊接，直线运丝方法，实行多道焊接，底层焊接完成后，锤击焊缝消除应力，采用目测或10倍放大镜检测确认无焊接缺陷后，再进行填充层堆焊；填充层焊前测量层间温度，确保温度不低于预热温度区间，填充层每一层焊缝厚度控制在10mm左右，每层焊接完成后，锤击焊缝消除应力，然后再采用目测或10倍放大镜检测确认无缺陷，层层焊缝需控制层间温度、锤击焊缝以及检测表面焊缝；盖面层焊接时，焊缝高于原有母材尺寸大小，等待焊缝冷却到室温后，进行探伤检测，然后手工研磨；再按上述方式进行其它紫铜空心护板端部的焊接修复，并经最终检测合格后，交付使用。

进一步地，所述焊接设备为松下YD-350FR2手工二氧化碳气体保护焊机。

进一步地，打底层焊接时，焊接电流180-220A，电弧电压25±1V，焊接速度25±1cm·min-1；填充层和盖面层焊接时，焊接电流240-260A，电弧电压26±1V，焊接速度25±1cm·min-1。

进一步地，采用氧·乙炔进行预热时，采用测温枪测量，确保温度必须渗透表面层厚度50mm。

相对于现有技术，本发明所述的一种氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置及修复方法，该简易焊接装置不仅安全易操作，投资费用较低，满足了现场实际需求，工作效率高，而且大大降低了维修成本，为氧枪水冷盒端部修复提供了便捷，有效保障生产的有序进行。

附图说明

图1 为本发明所述简易焊接装置应用时的结构示意图；

图2为本发明所述简易焊接装置的结构示意图；

图3为本发明中氧枪水冷盒的结构示意图；

图中：1、底座固定板；2、圆形底盘连接座；3、冷进水管；4、紫铜空心护板；5、底座支撑结构件；51、上斜板；52、下斜板；53、冷进水管孔；54、热出水管孔；55、固定螺栓；6、热出水管；7、护板连接固定环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的 “上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变；“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

实施例1：

如图1-3所示，氧枪水冷盒包括内部中空的圆形底盘连接座2，圆形底盘连接座2底部连通设置有冷进水管3和热出水管6，顶部沿圆周均匀间隔垂直连通设置有多个紫铜空心护板4，各紫铜空心护板4的顶部内侧通过护板连接固定环7连接固定。本发明提供的氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置包括呈钩形的底座支撑结构件5和倾斜设置于底座支撑结构件5顶部的底座固定板1，底座固定板1上开设有与氧枪水冷盒的冷进水管3和热出水管6位置对应的冷进水管孔53和热出水管孔54，应用时，将氧枪水冷盒通过冷进水管3和热出水管6分别插入冷进水管孔53和热出水管孔54即可固定于底座固定板1上，并使得各紫铜空心护板4处于竖直状态。本实施例中，钩形的底座支撑结构件5两端连线的倾斜角度根据氧枪水冷盒上冷进水管3和热出水管6与圆形底盘连接座2的角度而定，也即实现氧枪水冷盒放置于底座固定板1上后，使得各紫铜空心护板4处于竖直状态即可。

为便于底座固定板1在底座支撑结构件5上的设置，作为优选的实施方式，底座支撑结构件5的两侧顶部分别倾斜设置有角度一致的上斜板51和下斜板52，底座固定板1的上下两端与上斜板51和下斜板52分别相对应开设有螺栓孔并通过固定螺栓55可拆卸固定。

作为优选的实施方式，底座支撑结构件5采用20mm厚度钢板切割加工焊接而成，底座固定板1通过50mm厚度钢板切割机械加工而成，固定螺栓55通过直径25mm圆棒机械加工而成，上斜板51和下斜板52分别通过20mm厚度钢板切割加工而成。

实施例2：

本发明提供了一种氧枪水冷盒端部磨损修复方法，通过实施例1氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置进行，将氧枪水冷盒通过冷进水管3和热出水管6分别插入冷进水管孔53和热出水管孔54固定于底座固定板1上，使得各紫铜空心护板4处于竖直状态，该修复方法如下：

S1、焊前准备：

1.1、焊接设备：松下YD-350FR2手工二氧化碳气体保护焊机；焊接材料：HS201焊丝，φ1.2mm；

1.2、坡口尺寸：在磨损位置处制备带垫板U形坡口；

1.3、加热器具：氧·乙炔；

1.4、焊件材料：紫铜T1；

1.5、焊接位置：平面堆焊；

1.6、辅助设施：样板、放大镜、面罩、手套、清渣锤、锤子、凿子、锉刀、钢丝刷、砂纸、钢直尺、水平尺、活动板手、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品；

1.7、焊前要求：焊接坡口以及焊丝表面不得有油污、氧化层和水分，采用丙酮、砂纸在焊接坡口以及焊丝表面进行去除铁锈、 油脂、 水分；

1.8、焊接技术要求：焊缝堆焊层熔合母材，焊缝无任何焊接缺陷并满足设计尺寸；

1.9、焊接工艺参数：根据焊接设备、焊接材料及焊接要求制定焊接参数；

焊接工艺参数

焊丝型号	焊层	焊丝直径/mm	焊接电流A	电弧电压/v	焊接速度/（cm`min-1）
						HS201	打底层	1.2	180-220	25±1	25±1
HS201	填充盖面层	1.2	240-260	26±1	25±1

S2、焊接实施：

焊接工艺路线：磨损面摆放在平焊位置--采用角磨机清理表面露出金属光泽--氧·乙炔预热650~750℃--二氧化碳气体保护底层堆焊--检测表面缺陷--保持层间温度--填充层堆焊--平头锤锤击焊缝--层层检测缺陷--盖面层堆焊高于原有母材--缓冷--加工--检测--交付使用。

采用角磨机把所有紫铜空心护板4顶部清理，使其表面露出金属光泽，再逐一进行堆焊；焊接第一块紫铜空心护板4端部时，采用氧·乙炔进行预热，使得其表面温度控制在650~750℃区间，此温度必须渗透表面层厚度50mm，并采用效验合格的测温枪测量，然后进行二氧化碳气体保护底层焊接，焊缝不宜过宽，直线运丝方法，实行多道焊接，这样高温铜液不容易吸收有害气体，更熔合于母材，底层焊接完成后，锤击焊缝以消除应力，再采用目测或10倍放大镜检测确认无焊接缺陷后，再进行填充层堆焊；填充层焊前采用测温枪测量层间温度，确保温度不低于预热温度区间，填充层每一层焊缝厚度控制在10mm左右，每层焊接完成后，锤击焊缝消除应力，然后再采用目测或10倍放大镜检测确认无缺陷，层层焊缝需控制层间温度、锤击焊缝以及检测表面焊缝；盖面层焊接时，焊缝高于原有母材尺寸大小，等待焊缝冷却到室温后，进行探伤检测，然后手工研磨；再按上述方式进行其它紫铜空心护板4端部的焊接修复，并经最终检测合格后，交付使用。

Claims (8)

1.一种氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置，所述氧枪水冷盒包括内部中空的圆形底盘连接座（2），所述圆形底盘连接座（2）底部连通设置有冷进水管（3）和热出水管（6），顶部沿圆周均匀间隔垂直连通设置有多个紫铜空心护板（4），各所述紫铜空心护板（4）的顶部内侧通过护板连接固定环（7）连接固定，其特征在于，所述简易焊接装置包括呈钩形的底座支撑结构件（5）和倾斜设置于所述底座支撑结构件（5）顶部的底座固定板（1），所述底座固定板（1）上开设有与所述氧枪水冷盒的冷进水管（3）和热出水管（6）位置对应的冷进水管孔（53）和热出水管孔（54）；其中：所述氧枪水冷盒通过冷进水管（3）和热出水管（6）分别插入所述冷进水管孔（53）和热出水管孔（54）固定于所述底座固定板（1）上，并使得各所述紫铜空心护板（4）处于竖直状态。

2.根据权利要求1所述的一种氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置，其特征在于，所述底座支撑结构件（5）的两侧顶部分别倾斜设置有角度一致的上斜板（51）和下斜板（52），所述底座固定板（1）的上下两端与所述上斜板（51）和下斜板（52）分别相对应开设有螺栓孔并通过固定螺栓（55）可拆卸固定。

3.根据权利要求1所述的一种氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置，其特征在于，所述底座支撑结构件（5）采用20mm厚度钢板切割加工焊接而成，所述底座固定板（1）通过50mm厚度钢板切割机械加工而成。

4.根据权利要求2或3所述的一种氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置，其特征在于，所述固定螺栓（55）通过直径25mm圆棒机械加工而成，所述上斜板（51）和下斜板（52）分别通过20mm厚度钢板切割加工而成。

5.一种氧枪水冷盒端部磨损修复方法，其特征在于，通过权利要求1-4任一项所述氧枪水冷盒端部磨损简易焊接装置进行，将所述氧枪水冷盒通过冷进水管（3）和热出水管（6）分别插入所述冷进水管孔（53）和热出水管孔（54）固定于所述底座固定板（1）上，使得各所述紫铜空心护板（4）处于竖直状态，所述修复方法如下：

S1、焊前准备：

1.1）、焊接设备：手工二氧化碳气体保护焊机；焊接材料：HS201焊丝，φ1.2mm；

1.2）、坡口尺寸：在磨损位置处制备带垫板U形坡口；

1.3）、加热器具：氧·乙炔；

1.4）、焊件材料：紫铜T1；

1.5）、焊接位置：平面堆焊；

1.6）、辅助设施：样板、放大镜、面罩、手套、清渣锤、锤子、凿子、锉刀、钢丝刷、砂纸、钢直尺、水平尺、活动板手、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品；

1.7）、焊前要求：焊接坡口以及焊丝表面不得有油污、氧化层和水分；

1.8）、焊接技术要求：焊缝堆焊层熔合母材，焊缝无任何焊接缺陷并满足设计尺寸；

1.9）、焊接工艺参数：根据焊接设备、焊接材料及焊接要求制定焊接参数；

S2、焊接实施；

采用角磨机把所有紫铜空心护板（4）顶部清理，使其表面露出金属光泽，再逐一进行堆焊；焊接第一块紫铜空心护板（4）端部时，采用氧·乙炔进行预热，使得其表面温度控制在650~750℃区间，然后进行二氧化碳气体保护底层焊接，直线运丝方法，实行多道焊接，底层焊接完成后，锤击焊缝消除应力，采用目测或10倍放大镜检测确认无焊接缺陷后，再进行填充层堆焊；填充层焊前测量层间温度，确保温度不低于预热温度区间，填充层每一层焊缝厚度控制在10mm左右，每层焊接完成后，锤击焊缝消除应力，然后再采用目测或10倍放大镜检测确认无缺陷，层层焊缝需控制层间温度、锤击焊缝以及检测表面焊缝；盖面层焊接时，焊缝高于原有母材尺寸大小，等待焊缝冷却到室温后，进行探伤检测，然后手工研磨；再按上述方式进行其它紫铜空心护板（4）端部的焊接修复，并经最终检测合格后，交付使用。

6.根据权利要求5所述的修复工艺，其特征在于：所述焊接设备为松下YD-350FR2手工二氧化碳气体保护焊机。

7.根据权利要求5所述的修复工艺，其特征在于：打底层焊接时，焊接电流180-220A，电弧电压25±1V，焊接速度25±1 cm·min^-1；填充层和盖面层焊接时，焊接电流240-260A，电弧电压26±1V，焊接速度25±1 cm·min^-1。

8.根据权利要求5所述的修复工艺，其特征在于：采用氧·乙炔进行预热时，采用测温枪测量，确保温度必须渗透表面层厚度50mm。