三不误采暖炉焊接设计改造研究

陈会斌 陈康宁

摘 要：根据我国的能源结构，煤多，天然气少，石油少，这些特点决定了我国北方大部分农村地区采用的是以煤炭为主的供暖，冬季分散采暖多采用简易锅炉，具有造价低廉，易于维护管理，对煤炭质量要求不高等优点，但由于采暖炉生产效率低，而社会需求很大。远远不能满足人们日益增长的需要。生产效率不高，寻求新的焊接方法对提高采暖炉的生产效率，降低成本具有至关重要的作用。这就要求制造企业利用国内外先进的设备对采暖炉进行加工生产。比如在焊接方面引进CO2半自动焊接或 CO2自动焊接。

关键词：三不误； 生产效率低； 不能满足需要

我国在淮河以北的广大地区，因冬季气温寒冷必须有较长的采暖季。根据我国的能源结构，煤多，天然气少，石油少，这些特点决定了我国北方大部分农村地区采用的是以煤炭为主的供暖，冬季分散采暖多采用简易锅炉，具有造价低廉，易于维护管理，对煤炭質量要求不高等优点，但由于采暖炉生产效率低，而社会需求很大。远远不能满足人们日益增长的需要。生产效率不高，寻求新的焊接方

法对提高采暖炉的生产效率，降低成本具有至关重要的作用。

这就要求制造企业利用国内外先进的设备对采暖炉进行加工生产。比如在焊接方面引进CO2半自动焊接或 CO2自动焊接。以及MIG焊接和MAG焊接等先进的焊接方式方法。

以下对“三不误”采暖炉的焊接方法、焊接工艺、优缺点、焊接材料、焊接参数等几个设计方面进行探讨。

1 我国煤炭清洁利用的保障措施

1.1 完善标准体系

提高燃煤先进技术项目建设标准。通过项目燃煤先进技术的各项指标进行调控和评定，需要建设的建设，不需要的项目不能上，要集中调控，防止重复建设。

1.2 依靠科技驱动

加大科研力度，对采暖炉先进生产技术起积极作用的纳入省级，国家级的课题攻关计划，组建科研团队建设，组建产业技术创新战略联盟创新平台。

1.3 加强国际合作

把国外燃煤炉先进生产技术，设备引进到国内来，提高我们的产品的竞争力。

1.4 完善政策支持

各级政府部门要制定采暖炉先进技术利用的企业税收优惠政策，加快出台国家的支持政策。

1.5 强化监督管理

国家对燃煤企业多项运行指标实时监测和信息公开；加强煤炭经营监督管理及环保、质检、工商等部门的联合执法，对合格采暖炉生产有认证标准。

1.6 做好组织实施

各地区要加大政策落实力度，在各自职责范围内进一步细化和分解年度目标任务，根据本地区本行业实际情况，研究出台相关实施细则和扶持政策，狠抓落实，强化监管，确保取得实效。

2 “三不误”采暖炉的焊接形式和方法的设计

为了提高生产效率，满足人们日益增长的需求，根据现在采暖炉在生产制造方向依次完成原材料的选择，焊接方法的选用，工艺的改进，焊接参数的匹配，焊接材料的供应。

2.1 “三不误”采暖炉传统的制造方法

目前，三不误采暖炉以其烧水、做饭、取暖于一身的特征走入了千家万户，受到了用户的好评 。然而，采暖炉的生产制造中的焊接程序仍依赖于焊条电弧焊。焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊接方法，也称为手工电弧焊。但是，焊条电弧焊也有其不足之处。

2.2 “三不误”采用传统焊接方法的不足之处

1）依赖性强。焊条电弧焊的焊缝质量可以通过调节焊接电源、焊条、焊接工艺参数外，还依赖于焊工的操作技巧和经验。

2）焊工劳动强度大，劳动条件差。焊接时，焊工始终在高温烘烤和有毒烟尘环境中进行手工操作及眼睛观察。

3）生产效率低。与自动化焊接方法相比，焊条电弧焊使用的焊接电流较小，而且需要经常更换焊条。

4）不适于焊接薄板和特殊金属。

2.3 “三不误”采暖炉尝试新的焊接方式——CO2气体保护焊

CO2气体保护焊特点

（1）焊接成本低 CO2气体是酿造厂和化工厂的副产品，来源广，价格低，其综合成本大概是手工电弧焊的1/2。

（2）生产效率高 CO2气体保护焊使用较大的电流密度（200A/mm2左右），比手工电弧焊（10-20A/mm2左右）高得多，效率可比手弧焊提高2.5-4倍。

（3）焊后变形小CO2气体保护焊的电弧热量集中，加热面积小，CO2气流有冷却作用，因此焊件焊后变形小，特别是薄板的焊接更为突出。

（4）抗锈能力强 CO2气体保护和埋弧焊相比，具有较高的抗锈能力，所以焊前对焊件表面的清洁工作要求不高，可以节省生产中大量的辅助时间。

（5）CO2采用明弧焊接，熔池可见度好，操作方便，适宜于全位置焊接。并且有利于焊接过程中的机械化和自动化，特别是空间位置的机械化焊接。

（6）电弧在保护气体的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池小，热影响区窄，焊件焊后的变形小，抗裂性能好。

2.4减少飞溅的措施有：

（1）选用合适的焊丝材料或保护气体。例如选用含碳量低的焊丝，减少焊接过程中产生CO气体；

（2）在短路过渡焊接时，合理选择焊接电源特性，并匹配合适的可调电感，以便当采用不同直径的焊丝时，能调得合适的短路电流增长速度。

2.5 焊接材料

2.5. 1保护气体—— C02

C02气体来源广，可由专门生产厂提供，也可从食品加工厂（如酒精厂）的副产品中获得。用于焊接的C02气体，其纯度要求>99.5%。

供焊接用的C02气体，通常是以液态装于钢瓶中，容量为40升的标准钢气瓶可灌入25kg的液态C02，25kg液态C02约占钢瓶容积的80%，其余20%左右的空间充满气化了的C02。

一瓶装25kg液化 C02若焊接时的流量为20L/min，则可连续使用10小时左右。 C02气钢瓶外表涂黑色并写有黄色" C02"，字样。

瓶装液态 C02：可溶解约占0.05%质量的水。

当市售 C02气体含水量较高时减少水分的措施是：

（1）将新灌气瓶倒立静置1～2h，然后开启阀门，把沉积在瓶口的自由状态水放出，可放水2-3次，每次间隔30min，放后，将瓶正回来。

（2）经倒置放水后的气瓶，使用前先打开阀门放掉瓶内上部纯度低的气体，然后再套接输气管。

2.5.2 焊丝

C02焊用的焊丝对化学成分有特殊要求，主要是：

（1）焊丝内必须含有足够数量的脱氧元素，以减少焊缝金属中的含氧量和防止產生气孔。

（2）焊丝的含碳量要低.通常要求Wc<0.11%，以减少气孔和飞溅。

（3）要保证焊缝具有满意的力学性能和抗裂性能.

保存时，为了防绣，常采取焊丝表面镀饲或潦油，在焊前则把油污清除。

2.5.3 C02焊设备

C02焊是熔化极气体保护电弧焊方法之—，按 C02焊的特点.在选用设备时还应注意下列问题：

对电源特性要求

对外特性要求 C02电弧的静特性是上升的，所以须选用平（恒压）的和下降外特性的电源。粗丝C02焊通常选用电压压反馈送丝焊机，须配用下降外特性电源；细丝 C02焊通常选用等速送丝焊机，须配用平的或缓降外特性电源。

小 结：

三不误采暖炉焊接工艺改进的核心是围绕采暖炉生产、制造方式来提高采暖炉的主机设备生产的效率来达到人们对采暖炉的日益增长的需要。目前在采暖焊接设计生产方面应充分使用一些新技术和新工艺，针对三不误采暖炉的生产效率做好焊接工艺设计，从而使供热系统效率、质量迈上一个新台阶，同时对采暖炉充分利用作了一定的阐述，目的在于突出采暖炉设计与其它采暖炉设计的差异，并对采暖炉各项应用前景进行描绘，使采暖炉真正和服务于千家万户提供了参考依据。

参考文献：

[1] 戴建树.焊接生产管理与检测.北京：机械工业出版社，2004

[2] 刘云龙.焊工（高级）.北京机械工业出版社，2007

[3] 史耀武.焊接技术手册.福州；福建科学技术出版社

[4] 马世辉.焊接结构生产与实例.北京；北京理工大学出版社

[5] 宋金虎.焊接方法与设备.大连；大连理工出版社