不銹鋼絲網(wǎng)筒體縫焊設備及工藝

杭爭翔，張劍一，徐國建

（沈陽工業(yè)大學材料科學與工程學院，遼寧沈陽110870）

不銹鋼絲網(wǎng)筒體縫焊設備及工藝

杭爭翔，張劍一，徐國建

（沈陽工業(yè)大學材料科學與工程學院，遼寧沈陽110870）

在液壓、機械等行業(yè)中的液體過濾通道中需要不銹鋼絲網(wǎng)筒體過濾，不銹鋼絲網(wǎng)筒體需要搭接縫焊制造，為此開發(fā)了不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接縫的縫焊設備。針對絲網(wǎng)筒體縫焊的要求，設計了絲網(wǎng)筒體成形裝置來保證絲網(wǎng)筒體縫焊之后的直徑。實驗確定了合適的縫焊工藝參數(shù)。保證穩(wěn)定的縫焊熱能是縫焊質(zhì)量的關鍵。實際縫焊表明，縫焊不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接縫焊縫成形良好，能夠保證不銹鋼絲網(wǎng)筒體的過濾精度。縫焊設備及工藝技術在企業(yè)運行表明，縫焊過程及縫焊質(zhì)量穩(wěn)定，已經(jīng)形成了良好的經(jīng)濟效益。

不銹鋼絲網(wǎng)；搭接縫焊；縫焊工藝；縫焊熱能；過濾精度

0 前言

在液壓、機械、石油、化工等行業(yè)的液體流動通道中通常需要進行過濾。目前制造過濾裝置可以選用多種材料，選用不銹鋼絲編織成的絲網(wǎng)制造成過濾裝置是普遍應用的一種裝置。

不銹鋼絲網(wǎng)優(yōu)點很多，耐腐蝕性能好，強度高，拉力、韌性和耐磨性強，耐高溫氧化，容易塑性加工成形，光潔度高、不必表面處理，維護使用方便簡單。

用不銹鋼絲網(wǎng)制造過濾裝置，一種典型形式及制造技術是將不銹鋼絲網(wǎng)卷成筒體、不銹鋼絲網(wǎng)搭接、對搭接縫進行縫焊，在焊接成的不銹鋼絲網(wǎng)筒體內(nèi)側(cè)（或外側(cè)）再加上強度符合要求的不銹鋼骨架等結(jié)構(gòu)，使過濾裝置達到強度等方面的要求，從而制造成不銹鋼絲網(wǎng)過濾裝置。

關于不銹鋼絲網(wǎng)搭接縫的縫焊技術研究，文獻[1]采用微束等離子弧焊技術，文獻[2]采用電阻縫焊技術，相關文獻甚少。

相比不銹鋼絲網(wǎng)和不銹鋼薄板的焊接，不銹鋼薄板雖然薄、但畢竟是連續(xù)的；不銹鋼絲網(wǎng)是離散的。離散的不銹鋼絲網(wǎng)給焊接帶來的問題是難以形成熔池和焊縫，難以焊接成形。采用微束等離子弧焊接需要在不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接處疊加形成一定厚度、壓實的工藝措施，然后焊接、形成連續(xù)的熔池及其凝固，形成焊縫；這樣形成的焊縫是有一定形狀及尺寸的，焊縫處不是很平整，因此只有在產(chǎn)品幾何結(jié)構(gòu)方面允許的情況下才能采用這種焊接技術。

若要求焊縫區(qū)域厚度與不銹鋼絲網(wǎng)厚度基本相當，采用電阻焊加熱加壓形成焊縫的縫焊技術是較為合適的選擇。應不銹鋼絲網(wǎng)過濾裝置制造企業(yè)的需求，研制了專用的不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接縫縫焊設備、絲網(wǎng)縫焊成形裝置、縫焊工藝技術。經(jīng)企業(yè)運行表明，開發(fā)研制的不銹鋼絲網(wǎng)搭接縫的縫焊設備及工藝技術可靠穩(wěn)定。

1 不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接縫縫焊設備

研制的不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接縫縫焊設備的照片如圖1所示，設備按照大類可以分成機械機構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)及縫焊電源系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)等。焊/縫焊選擇開關、縫焊焊接方向（左/右）選擇開關、試氣動開關、縫焊起始位置調(diào)節(jié)開關、縫焊速度調(diào)節(jié)旋鈕、縫焊速度顯示電壓表、縫焊周波數(shù)調(diào)節(jié)數(shù)碼撥盤、焊接熱量調(diào)節(jié)旋鈕等開關和旋鈕。

圖1 不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接縫縫焊設備照片F(xiàn)ig.1 Lap seam welding equipment for stainless steel wire meshes of cylinder

圖2 不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接縫縫焊設備電氣控制面板Fig.2 Electrical control panel of seam welding for stainless steel wire meshes equipment

1.1 圓柱形下電極和圓盤滾輪上電極

縫焊電極分為圓柱形下電極和圓盤形滾輪上電極，如圖3和圖4所示。由于鉻鋯銅的導電性、導熱性良好，具有硬度高、耐磨性好、軟化溫度高和電極損耗小等優(yōu)點，所以上電極和下電極均采用鉻鋯銅作為電極材料。上電極為直徑130 mm的圓盤形滾輪電極。下電極為長450 mm的圓柱形電極，其兩頭還有50 mm+50 mm的安裝長度；下電極直徑42 mm。

圖3 圓柱形下電極Fig.3 Lower electrode of cylindrical

1.2 不銹鋼絲網(wǎng)筒體成型夾具

不銹鋼絲網(wǎng)筒體成型夾具如圖5所示，由前后對稱的兩部分組成，主要用于固定不銹鋼絲網(wǎng)，保證焊后的不銹鋼絲網(wǎng)筒體直徑尺寸符合要求。焊接之前，首先將平面形狀的不銹鋼絲網(wǎng)按照尺寸要求裁剪下料，然后將不銹鋼絲網(wǎng)卷到棒狀下電極上，將不銹鋼絲網(wǎng)搭接要焊接的位置放置在棒狀電極上方的小平臺上，將不銹鋼絲網(wǎng)筒體成型夾具靠到絲網(wǎng)外側(cè)且靠實，這樣將絲網(wǎng)筒體夾緊在棒狀下電極和成型夾具之間，使縫焊之后的不銹鋼絲網(wǎng)筒體直徑符合要求。焊接施工過程操作簡便，縫焊成形尺寸易于保證。

圖4 圓盤形滾輪上電極Fig.4 Top electrode of disc wheel

圖5 不銹鋼絲網(wǎng)筒體成型夾具Fig.5 Forming jigs of stainless steel wire meshes of cylinder

由于不銹鋼絲網(wǎng)筒體焊接之后成為一個真正的筒體，為了能夠卸下這個筒體，棒狀下的電極需要能夠拆卸下來。拆卸下縫焊成形的筒體后，再重新安裝絲網(wǎng)、夾具、下電極，再進行縫焊。

1.3 不銹鋼絲網(wǎng)筒體縫焊基本原理及驅(qū)動部件

不銹鋼絲網(wǎng)筒體縫焊原理示意如圖6所示，圖中有圓柱形下電極、圓盤形滾輪上電極、不銹鋼絲網(wǎng)筒體成型夾具、縫焊滑動平臺等關鍵環(huán)節(jié)，主要顯示不銹鋼絲網(wǎng)筒體縫焊設備的基本原理。

縫焊速度驅(qū)動電動機選用直流伺服電動機與減速機集成的電動機，型號及參數(shù)見表1。上電極運動及加壓執(zhí)行驅(qū)動用氣缸型號及其參數(shù)見表2。

2 不銹鋼絲網(wǎng)筒體縫焊典型工藝參數(shù)

常用于縫焊的不銹鋼絲網(wǎng)的絲直徑為0.13mm，緊密編織，絲網(wǎng)的網(wǎng)眼與絲的直徑相當。不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接縫典型的縫焊參數(shù)如表3所示。

圖6 不銹鋼絲網(wǎng)筒體縫焊原理示意Fig.6 Schematic of seam welding for stainless steel wire meshes of cylinder

表1 驅(qū)動電動機及減速機主要技術參數(shù)Table 1 Main technical parameters of drive motor and gear

表2 氣缸主要技術參數(shù)Table 2 Main technical parameters of cylinder

3 不銹鋼絲網(wǎng)筒體縫焊產(chǎn)品及質(zhì)量

采用上述縫焊設備及工藝參數(shù)縫焊不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接縫，不銹鋼絲網(wǎng)筒體產(chǎn)品的照片如圖7所示，由于一個筒體比較長，所以一個筒體用三張照片（分左段、中段、右段）顯示，能夠比較清晰地顯示出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和縫焊成形質(zhì)量。不銹鋼絲網(wǎng)筒體是柔性體，真正的過濾裝置有一定形狀、強度、安裝等技術要求，還要求有過濾液體的流入流出通道。根據(jù)該不銹鋼絲網(wǎng)筒體的要求，該不銹鋼絲網(wǎng)筒體內(nèi)部有骨架、兩側(cè)有不銹鋼薄板壓制成形的端蓋等。

表3 不銹鋼絲網(wǎng)搭接縫典型縫焊工藝參數(shù)Table 3 Typical process parameters of seam welding for stainless steel wire meshes

不銹鋼絲網(wǎng)筒體縫焊質(zhì)量檢查首先是外觀檢查，觀察縫焊區(qū)域是否焊上，也就是看焊接強度如何，若焊接能量過小，用手略微用力就能撕開，說明縫焊質(zhì)量沒有達到要求。其二是看有無焊穿的點或面，不銹鋼絲網(wǎng)筒體是過濾用的，焊穿就是破壞了過濾效果，所以要求焊接能量不能過大、不能燒斷不銹鋼絲，必須保持良好的過濾性能。

其次是焊接質(zhì)量檢驗方面。設計制作不銹鋼絲網(wǎng)搭接縫強度試驗拉伸夾具，使焊縫處于橫向中心，兩頭用夾具夾住，用拉伸試驗機進行拉伸試驗。若拉斷的力達到絲網(wǎng)總斷面等效強度的75%以上，檢驗合格。從理論上說，不銹鋼絲本身是圓狀，其絲網(wǎng)經(jīng)加熱、加壓這一個縫焊過程，不銹鋼絲在縫焊區(qū)域就變成扁圓狀，縫焊檢驗的合格強度就減小，縫焊產(chǎn)品經(jīng)實際應用考核，確定了這個檢驗強度要求。

研制的不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接縫縫焊設備經(jīng)焊接運行表明，縫焊工藝技術可行，縫焊工藝技術參數(shù)適當，縫焊設備運行穩(wěn)定，縫焊產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，已經(jīng)形成了良好的經(jīng)濟效益。

圖7 不銹鋼絲網(wǎng)筒體縫焊產(chǎn)品照片F(xiàn)ig.7 Product of seam weld for stainless steel wire me-shes of cylinder

4 結(jié)論

（1）自主設計制造的不銹鋼絲網(wǎng)筒體縫焊設備，針對不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接縫縫焊工藝要求，設計的圓柱形下電極、絲網(wǎng)筒體成形裝置、圓盤滾輪上電極等部件達到縫焊技術要求。

（2）經(jīng)實驗確定的縫焊工藝參數(shù)，縫焊能量控制適當。縫焊不銹鋼絲網(wǎng)筒體搭接縫，縫焊設備運行穩(wěn)定，縫焊工藝參數(shù)適當，縫焊質(zhì)量穩(wěn)定，已經(jīng)形成了良好的經(jīng)濟效益。

[1]王付鑫，何建萍，向鋒．微束等離子弧焊接不銹鋼篩網(wǎng)的研究[J]．熱加工工藝，2010，39（1）：128-130．

[2]王晉生，袁偉瑾，陰生毅．不銹鋼薄濾網(wǎng)的電容儲能縫焊[J]．焊接，2002（11）：32-33．

Equipment and process of seam welding for stainless steel wire meshes of cylinder

HANG Zhengxiang，ZHANG Jianyi，XU Guojian
（School of Material Science and Engineering，Shenyang University of Technology，Shenyang 110870，China）

Liquid filtration channels need filter in the hydraulic,mechanical and other industries.Wire mesh cylinder in stainless steel needs barrel seam manufacturing.For this reason design the equipment of seam welding.Design forming device of mesh cylinder to ensure that the diameter after seam welding for seam welding requirements.Experiments have confirmed the proper seam welding process parameters.To ensure the stability of the seam weld heat is the key to quality.The actual seam welding shows that weld formation is great and the product can ensure the filtering precision.The welding equipment and process in enterprise operation show that the seam welding process and welding quality is stable,which have formed a good economic benefit.

stainless steel wire meshes；lap seam welding；seam welding process；seam welding heat；filter precision

TG457

A

1001－2303（2017）02－0027-04

10.7512/j.issn.1001-2303.2017.02.05

2016-09-22；

2016-10-17

杭爭翔（1961—），男，陜西神木人，博士，教授，主要從事焊接工藝及焊機過程控制的研究工作。

獻

杭爭翔，張劍一，徐國建.不銹鋼絲網(wǎng)筒體縫焊設備及工藝[J].電焊機，2017，47（02）：27-30.