三不誤采暖爐焊接設計改造研究

陳會斌

河北科技學院

三不誤采暖爐焊接設計改造研究

陳會斌

河北科技學院

根據我國的能源結構，煤多，天然氣少，石油少，這些特點決定了我國北方大部分農村地區采用的是以煤炭為主的供暖，冬季分散采暖多采用簡易鍋爐，具有造價低廉，易于維護管理，對煤炭質量要求不高等優點，但由于采暖爐生產效率低，而社會需求很大。遠遠不能滿足人們日益增長的需要。生產效率不高，尋求新的焊接方法對提高采暖爐的生產效率，降低成本具有至關重要的作用。這就要求制造企業利用國內外先進的設備對采暖爐進行加工生產。比如在焊接方面引進CO2半自動焊接或 CO2自動焊接。

三不誤； 生產效率低； 不能滿足需要

我國在淮河以北的廣大地區，因冬季氣溫寒冷必須有較長的采暖季。根據我國的能源結構，煤多，天然氣少，石油少，這些特點決定了我國北方大部分農村地區采用的是以煤炭為主的供暖，冬季分散采暖多采用簡易鍋爐，具有造價低廉，易于維護管理，對煤炭質量要求不高等優點，但由于采暖爐生產效率低，而社會需求很大。遠遠不能滿足人們日益增長的需要。生產效率不高，尋求新的焊接方法對提高采暖爐的生產效率，降低成本具有至關重要的作用。

這就要求制造企業利用國內外先進的設備對采暖爐進行加工生產。比如在焊接方面引進CO2半自動焊接或 CO2自動焊接。以及MIG焊接和MAG焊接等先進的焊接方式方法。

以下對“三不誤”采暖爐的焊接方法、焊接工藝、優缺點、焊接材料、焊接參數等幾個設計方面進行探討。

1　我國煤炭清潔利用的保障措施

1.1完善標準體系

提高燃煤先進技術項目建設標準。通過項目燃煤先進技術的各項指標進行調控和評定，需要建設的建設，不需要的項目不能上，要集中調控，防止重復建設。

1.2依靠科技驅動

加大科研力度，對采暖爐先進生產技術起積極作用的納入省級，國家級的課題攻關計劃，組建科研團隊建設，組建產業技術創新戰略聯盟創新平臺。

1.3加強國際合作

把國外燃煤爐先進生產技術，設備引進到國內來，提高我們的產品的競爭力。

1.4完善政策支持

各級政府部門要制定采暖爐先進技術利用的企業稅收優惠政策，加快出臺國家的支持政策。

2　“三不誤”采暖爐的焊接形式和方法的設計

為了提高生產效率，滿足人們日益增長的需求，根據現在采暖爐在生產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，焊接參數的匹配，焊接材料的供應。

2.1“三不誤”采暖爐傳統的制造方法

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戶，受到了用戶的好評 。然而，采暖爐的生產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”采用傳統焊接方法的不足之處

1）依賴性強。焊條電弧焊的焊縫質量可以通過調節焊接電源、焊條、焊接工藝參數外，還依賴于焊工的操作技巧和經驗。

2）焊工勞動強度大，勞動條件差。焊接時，焊工始終在高溫烘烤和有毒煙塵環境中進行手工操作及眼睛觀察。

3）生產效率低。與自動化焊接方法相比，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氣體保護焊

CO2氣體保護焊特點

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

（2）生產效率高 CO2氣體保護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氣體。例如選用含碳量低的焊絲，減少焊接過程中產生CO氣體；

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

2.5焊接材料

2.5. 1保護氣體—— C02

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

供焊接用的C02氣體，通常是以液態裝于鋼瓶中，容量為40升的標準鋼氣瓶可灌入25kg的液態C02，25kg液態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若焊接時的流量為20L/min，則可連續使用10小時左右。 C02氣鋼瓶外表涂黑色并寫有黃色” C02”，字樣。

瓶裝液態 C02：可溶解約占0.05%質量的水。

當市售 C02氣體含水量較高時減少水分的措施是：

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

（2）經倒置放水后的氣瓶，使用前先打開閥門放掉瓶內上部純度低的氣體，然后再套接輸氣管。

2.5.2焊絲

C02焊用的焊絲對化學成分有特殊要求，主要是：

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

（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性能和抗裂性能。

保存時，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焊設備

C02焊是熔化極氣體保護電弧焊方法之—，按 C02焊的特點，在選用設備時還應注意下列問題：

（1）對電源特性要求

對外特性要求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，須配用下降外特性電源；細絲 C02焊通常選用等速送絲焊機，須配用平的或緩降外特性電源。

（2）對動特性要求對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可調電感，回路中電感值越大，di/dt就越小。反之，di/dt就越大。

經過焊接方法和工藝的改造，采暖爐實際生產效率提高了40% ～60%。大大緩解了市場的需求，解決了人們冬季采暖的燃眉之急，為國計民生的提供了一條可持續發展的道路。

小結

三不誤采暖爐焊接工藝改進的核心是圍繞采暖爐生產、制造方式來提高采暖爐的主機設備生產的效率來達到人們對采暖爐的日益增長的需要。目前在采暖焊接設計生產方面應充分使用一些新技術和新工藝，針對三不誤采暖爐的生產效率做好焊接工藝設計，從而使供熱系統效率、質量邁上一個新臺階，同時對采暖爐充分利用作了一定的闡述，目的在于突出采暖爐設計與其它采暖爐設計的差異，并對采暖爐各項應用前景進行描繪，使采暖爐真正和服務于千家萬戶提供了參考依據。

［1］（戴建樹.焊接生產管理與檢測.北京：機械工業出版社，2004

［2］（劉云龍.焊工（高級）.北京機械工業出版社，2007

［3］（史耀武.焊接技術手冊.福州；福建科學技術出版社