CN104815772B - 一种垂直摇臂喷头喷管结构及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垂直摇臂喷头喷管结构及其加工工艺，该喷管包括弯头、喷管、焊接部；焊接部的焊接坡口由位于弯头上的第一单边坡口与位于喷管上的第二单边坡口组合构成，第一单边坡口与第二单边坡口关于对称中心线对称，第一单边坡口或第二单边坡口为多线段构成。第一单边坡口或第二单边坡口包括弧形段、第一倾斜段、水平段、第二倾斜段，第一倾斜段与对称中心线之间具有夹角a，第二倾斜段与对称中心线之间具有夹角b，弧形段与第一倾斜段在径向上之和具有长度h1，第二倾斜段在径向上具有长度h2，h1区域内焊接充满第一焊条，h2区域内焊接充满第二焊条。

Description

一种垂直摇臂喷头喷管结构及其加工工艺

技术领域

本发明涉及一种管类零件，特别是涉及一种喷管结构及其加工工艺，该喷管结构主要用于大射程垂直摇臂喷头中。

背景技术

大中型旋转式喷头主要用于大型喷灌机的末端喷头，也可用于电力、冶金、港口码头、矿山、煤场的粉尘抑制、饲养场降尘、防火、农业、灌溉和污水处理等。通常喷头工作环境较恶劣，现场常伴有大量粉尘，或水源含有大量杂质，这些因素对喷头的可靠性有显著影响。国内目前能生产大中型喷头的企业较少，现有产品多为仿制国外样机，但大中型喷头结构较为复杂，现有产品大多质量不过关，喷头寿命较短。实际应用中的高端产品大多依赖进口。

摇臂式喷头加工与装配过程中，弯头和喷管连接处的尺寸配合问题对喷头的可靠性影响较大。在中短射程摇臂喷头中，弯头和喷管多采用螺纹连接方式，中国专利第CN2669999Y号公开了一种旋转喷灌喷头，喷头体通过螺纹紧固在滑动供水管上；部分中短射程摇臂喷头和一部分大射程喷头将喷管装入弯头后使用螺栓固定，中国专利第CN2387973Y号公开了一种通过螺钉紧固稳流管的垂直摇臂喷头，中国专利第CN103230851A号公布了一种通过螺钉紧固稳流管的双摇臂喷头。上述连接方式用于工作压力较低的中短射程摇臂喷头对喷头的可靠性影响较小，但是在大射程垂直摇臂喷头上，由于工作压力高，工作环境恶劣等因素，喷头工作一段时间后，弯头和喷管的连接部分往往会产生位移，影响喷头的正常换向，或者导致摇臂和导流器受力不均，加速了垂直摇臂喷头的失效和损坏。

也有部分垂直摇臂喷头，采用焊接成型来连接喷头的弯头和喷管，然而现有弯头和喷管连接件在焊接时，无论在结构设计还是加工工艺上都存在一定的缺陷，致使弯头和喷管连接处在焊接后出现变形，导致弯头和喷管机械性能变差，如产生冷裂纹、热裂纹，导致喷管发生扭曲变形，无法保证弯头和喷管装配位置，降低了喷头的水力性能和使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种垂直摇臂喷头喷管结构及其加工工艺，以改善大射程垂直摇臂喷头可靠性和使用寿命。

为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种垂直摇臂喷头喷管结构，该喷管结构包括弯头、喷管、焊接部，所述弯头通过焊接部与喷管连接；焊接部的焊接坡口由位于弯头上的第一单边坡口与位于喷管上的第二单边坡口组合构成，第一单边坡口与第二单边坡口关于对称中心线对称，第一单边坡口和第二单边坡口均有多线段构成。

进一步地，第一单边坡口与第二单边坡口均对称的设有弧形段、第一倾斜段、水平段、第二倾斜段，第一倾斜段与对称中心线之间具有夹角a，第二倾斜段与对称中心线之间具有夹角b，且a<b。

进一步地，弧形段与第一倾斜段在径向上之和具有长度h1，第二倾斜段在径向上具有长度h2，h1区域内焊接充满第一焊条，h2区域内焊接充满第二焊条。

进一步地，第一焊条直径小于第二焊条，第一焊条抗拉强度小于第二焊条。

一种垂直摇臂喷头喷管结构的加工工艺，该加工工艺包括如下步骤：

a.铸造出弯头、拉伸出喷管后对弯头、喷管正火处理；

b.对弯头精车出配装凸台，加工出第一单边坡口，喷管精车出配装凹口，加工出第二单边坡口；

c.对弯头、喷管进行调质处理，HB＝235-260；

d.选好两种焊条，分别为第一焊条、第二焊条，第一焊条直径小于第二焊条，第一焊条抗拉强度小于第二焊条；焊条烘干360-370°，随烘随用，现场使用的焊条应放在保温桶内；

e.使用加热器对弯头需要***喷管的配装凸台进行加热，温升为每小时85-95°，使焊接部温度达到360°，将弯头固定在加工工装的固定底盘上，然后将弯头***喷管2内；将加工工装的喷管角度矫正杆***喷管内，使弯头和喷管之间的夹角为β；

f.缓慢转动加工工装，对h1区域采用第一焊条进行焊接，首先在对称位置上进行点焊，对弯头和喷管的连接部进行定位，定位后在分层焊接，电流350-360A，电压37-40V，气流45-55L/h,控制层温为200-210°；对h2区域采用第二焊条进行焊接，分层焊接，电流300-345A，电压27-32V，气流35-40L/h,控制层温为210-220°；

g.焊接完成后，对焊接部进行打磨，保证焊接部表面的光洁度。

本发明的有益效果是：能够有效地改善垂直摇臂喷头喷管结构的机械性能及提高喷头的可靠性和使用寿命。

附图说明：

图1为本发明垂直摇臂喷头结构示意图；

图2为垂直摇臂喷头喷管结构的局部P放大示意图；

图3为垂直摇臂喷头弯头的零件图；

图4为垂直摇臂喷头喷管的零件图；

图5为垂直摇臂喷头喷管与弯头焊接加工时的装配图；

图6为垂直摇臂喷头喷管与弯头4点焊接示意图；

图7为垂直摇臂喷头喷管与弯头6点焊接示意图。

图示中，1-弯头，2-喷管，3-焊接部，11-配装凸台，21-配装凹口，31-弧形段，32-第一倾斜段，33-水平段，34-第二倾斜段，35-第三倾斜段，36-弯头配合段，37-对称中心线，38-第一单边坡口，39-第二单边坡口，4-加工工装，41-固定底盘，42-喷管角度矫正杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

参见附图1-5，本实施例中喷头型号为PYC40垂直摇臂喷头，该垂直摇臂喷头喷管结构，包括弯头1、喷管2、焊接部3，所述弯头通过焊接部与喷管连接；焊接部3的焊接坡口由位于弯头1上的第一单边坡口38与位于喷管2上的第二单边坡口39组合构成，第一单边坡口38与第二单边坡口39关于对称中心线37对称；第一单边坡口38与第二单边坡口39均对称的设有弧形段31、第一倾斜段32、水平段33、第二倾斜段34。第一倾斜段32与对称中心线37之间具有夹角a，a优选为11-14°，第二倾斜段34与对称中心线37之间具有夹角b，b优选为16-19°，a<b主要作用为节约焊条以节约焊接成本；增加焊条和弯头及喷管的接触面积，增大焊接部的刚度，防止弯头和喷管焊接部在喷头运行过程中因焊接部强度不足，引起的变形；弯头1还包括位于喷管2内的第三倾斜段35，与喷管2内径配合的弯头配合段36；弧形段31与第一倾斜段32在径向上之和具有长度h1，第二倾斜段34在径向上具有长度h2，h1/h2＝0.3-0.6，优选为h1/h2＝0.55；弯头1的两端具有中心孔。

一种垂直摇臂喷头喷管加工工艺，PYC40垂直摇臂喷头喷管的材料可以为不锈钢或铝合金等。该加工工艺包括如下步骤：

a.铸造出弯头1、拉伸出喷管2后对弯头1、喷管2正火处理，以提高弯头和喷管连接部分的力学性能；

b.对弯头1精车出配装凸台11，加工出第一单边坡口38，喷管2精车出配装凹口21，加工出第二单边坡口39，加工出配装凸台11和配装凹口21可保证弯头1和喷管2的装配精度；

c.对弯头1、喷管2进行调质处理，HB＝235-260；

d.选好两种焊条，分别为第一焊条、第二焊条，第一焊条直径小于第二焊条，第一焊条抗拉强度小于第二焊条；焊条烘干360-370°，随烘随用，现场使用的焊条应放在保温桶内；

e.使用加热器对弯头1需要***喷管2的配装凸台11进行加热，温升为每小时85-95℃，使焊接部温度达到360℃；将弯头1与喷管2固定在加工工装4内进行装配，所述加工工装4包括固定底盘41与喷管角度矫正杆42，其中固定底盘41固定在加工工装4的一端，喷管角度矫正杆42活动连接在加工工装4本体的另一端；将弯头1固定在加工工装4的固定底盘41上，然后将弯头1***喷管2内；将加工工装4的喷管角度矫正杆42***喷管2内，装配工艺要求PYC40垂直摇臂喷头弯头1和喷管2之间的夹角β＝27°，因此将弯头1固定在加工工装4的固定底盘41上，同时将喷管2套装在角度矫正杆42上，通过调整加工工装4上的喷管角度矫正杆42将弯头1和喷管2之间的夹角调整至27℃；

f.缓慢转动加工工装4，对h1区域采用第一焊条进行焊接，首先在对称位置上进行点焊，对弯头1和喷管2的进行定位，点焊可按照图6所示的4点焊接，也可以选择图7所示的6点焊接；定位后在分层焊接，电流350-360A，电压37-40V，气流45-55L/h,控制层温为200-210℃；对h2区域采用第二焊条进行焊接，分层焊接，电流300-345A，电压27-32V，气流35-40L/h，控制层温为210-220℃；

g.焊接完成后，对焊接部3进行打磨，保证焊接部3表面的光洁度。

采用本发明的垂直摇臂喷头喷管结构及其加工工艺，能够有效地改善垂直摇臂喷头弯头1与喷管2之间的配合精度，提高喷头工作稳定性和使用寿命。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (1)

1.一种垂直摇臂喷头喷管结构的加工工艺，其特征在于，该加工工艺包括如下步骤：

a.铸造出弯头(1)，拉伸出喷管(2)，对弯头(1)与喷管(2)进行正火处理；

b.对弯头(1)精车出配装凸台(11)，并且加工出第一单边坡口(38)，喷管(2)精车出配装凹口(21)，并且加工出第二单边坡口(39)；

c.对弯头(1)、喷管(2)进行调质处理，HB＝235-260；

d.选择第一焊条与第二焊条，第一焊条直径小于第二焊条，所述第一焊条抗拉强度小于第二焊条；焊条烘干360-370℃，随烘随用，现场使用的焊条应放在保温桶内；

e.使用加热器对弯头(1)需要***喷管(2)的配装凸台(11)进行加热，温升为每小时85-95℃，使焊接部温度达到360℃，将弯头(1)固定在加工工装(4)的固定底盘(41)上，然后将弯头(1)***喷管(2)内；将加工工装(4)的喷管角度矫正杆(42)***喷管(2)内，使弯头(1)和喷管(2)之间的夹角为β；

f.缓慢转动加工工装(4)，对h1区域采用第一焊条进行焊接，首先在对称位置上进行点焊，对弯头(1)和喷管(2)的连接部进行定位，定位后在分层焊接，电流350-360A，电压37-40V，气流45-55L/h,控制层温为200-210℃；对h2区域采用第二焊条进行焊接，分层焊接，电流300-345A，电压27-32V，气流35-40L/h,控制层温为210-220℃；

g.焊接完成后，对焊接部(3)进行打磨，保证焊接部(3)外表面的光洁度；

所得到的垂直摇臂喷头喷管结构为：弯头(1)通过焊接部(3)与喷管(2)连接，焊接部(3)的焊接坡口包括位于弯头上的第一单边坡口与位于喷管上的第二单边坡口，第一单边坡口与第二单边坡口关于对称中心线对称，第一单边坡口或第二单边坡口为多线段构成；

第一单边坡口与第二单边坡口均设有弧形段、第一倾斜段、水平段、第二倾斜段，第一倾斜段与对称中心线之间具有夹角a，a为11-14°；第二倾斜段与对称中心线之间具有夹角b，b为16-19°；且a<b；

所述弧形段与第一倾斜段在径向上之和具有长度h1，第二倾斜段在径向上具有长度h2，h1区域内焊接充满第一焊条，h2区域内焊接充满第二焊条。