冻干机板层的焊接方法及冻干机板层.pdf

本发明公开了一种冻干机板层的焊接方法，所述板层包括上板、下板、边钢和方管，所述方管焊接于上板和下板之间，所述上板、下板和方管通过等离子弧焊的方法进行焊接固定。一种上述的焊接方法制作的冻干机板层，包括上板、下板和边钢，所述边钢为四件，所述边钢设于上板和下板之间的端部，所述上板和下板通过边钢焊接固定形成板层的本体，所述上板和下板之间设有多件方管，所述方管设有内腔，所述方管与边钢连接的端部设有用于使内腔与外部连通的倾斜面，所述本体内部形成多个循环流通的腔室。

权利要求书
1.  一种冻干机板层的焊接方法，其特征在于：所述板层包括上板（1）、下板（2）、边钢（3）和方管（4），所述方管（4）焊接于上板（1）和下板（2）之间，所述上板（1）、下板（2）和方管（4）通过等离子弧焊的方法进行焊接固定。

2.  根据权利要求1所述的冻干机板层的焊接方法，具体包括如下步骤：
1）焊前：采用工装定位下板（2）和方管（4），对下板（2）和方管（4）进行清理；
2）焊接：先采用等离子弧焊的方法焊接下板（2）和方管（4），然后采用手工钨极氩弧焊的方法焊接将四件边钢（3）分别焊于下板（2）的四边端部形成框架，再焊接上板（1），其中上板（1）与方管（4）之间采用等离子弧焊的方法，上板（1）与边钢（3）之间采用手工钨极氩弧焊的方法。

3.  根据权利要求2所述的冻干机板层的焊接方法，其特征在于：所述步骤1中工装定位采用气动夹紧定位。

4.  根据权利要求1或2所述的冻干机板层的焊接方法，其特征在于：焊接前各工件的板面平整度小于0.5mm。

5.  根据权利要求1或2所述的冻干机板层的焊接方法，其特征在于：等离子弧焊的焊接参数如下：
a、焊接电流：150A～250A；
b、焊接电压：24v～39v；
c、焊接速度：42cm/min～35cm/min；
d、等离子气体采用氩气和氢气的混合，氢气的含量占总气体含量的1%～5%，等离子气体流量：20L/min～25L/min；
e、喷嘴离工件的距离：3mm～6mm。

6.  根据权利要求1或2所述的冻干机板层的焊接方法，其特征在于：等离子弧为转移型等离子弧，各工件之间采用穿透型等离子弧焊的操作方法，焊接方式采用断续间隔焊，焊缝长度为30mm～50mm，焊缝之间的间距为30mm～50mm。

7.  根据权利要求1或2所述的冻干机板层的焊接方法，其特征在于：焊接完成后将上板（1）和下板（2）用角磨机做初步处理，然后做表面抛光处理。

8.  一种根据权利要求1～7所述的焊接方法制作的冻干机板层，其特征在于：包括上板（1）、下板（2）和边钢（3），所述边钢（3）为四件，所述边钢（3）设于上板（1）和下板（2）之间的端部，所述上板（1）和下板（2）通过边钢（3）焊接固定形成板层的本体，其特征在于：所述上板（1）和下板（2）之间设有多件方管（4），所述方管（4）设有内腔（42），所述方管（4）与边钢（3）连接的端部设有用于使内腔（42）与外部连通的倾斜面（41），所述本体内部形成多个循环流通的腔室（5）。

9.   根据权利要求8所述的冻干机板层，其特征在于：所述方管（4）平行设置，且相邻的方管（4）之间距离相等。

10.  根据权利要求8所述的冻干机板层，其特征在于：所述方管（4）的倾斜面（41）与边钢（3）的夹角为α，α为45°。

说明书冻干机板层的焊接方法及冻干机板层
技术领域
本发明涉及一种医药、食品包装机械领域，尤其涉及一种冻干机板层的焊接方法及冻干机板层。
背景技术
目前，在冻干机板层的制作方法中，一般采用的焊接方法为：手工钨极氩弧焊、真空炉钎焊和钻孔塞焊。这三种焊接方法具体如下：
手工钨极氩弧焊：焊接速度慢，焊接后变形较大，并且工人劳动强度大，整块板层焊接完成后的重量重；
真空炉钎焊：焊接后整块板层减轻重量，焊接质量高，材料在焊接过程中受热均匀，焊接变形小，焊接后板层表面的光洁度容易处理，缩短了表面处理的工作周期，但是焊接用的周期长，并且焊接工艺复杂，投入成本高，钎焊板层的风险比较大，每炉焊接多张板层时，如果有细微的失误，就能造成很大的经济损失；
钻孔塞焊：两个重叠的工件通过钻孔的方式连接，钻孔时要注意板的厚度，还要考虑贴合工件的厚度，钻孔的直径与焊接的难度有直接关系，焊接时的稍微不慎就会造成影响焊接的质量，这种焊接方法比较落后，并且焊接后变形大，钻孔的位置精度要求高，焊接时根部的熔化需要特别的保证，否则在压力测试时会脱焊，致使需采用的上、下板面的厚度增加，因为焊接完成后的焊点变形大，则需要上机械加工整体平面以去除凹凸不平的部分，造成材料的浪费及工作周期的延长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种板层的焊接变形减小的冻干机板层的焊接方法及冻干机板层。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种冻干机板层的焊接方法，所述板层包括上板、下板、边钢和方管，所述方管焊接于上板和下板之间，所述上板、下板和方管通过等离子弧焊的方法进行焊接固定。
上述冻干机板层的焊接方法，包括如下步骤：
1）焊前：采用工装定位冻干机板层的下板和方管，对下板和方管进行清理；
2）焊接：先采用等离子弧焊的方法焊接下板和方管，然后采用手工钨极氩弧焊的方法焊接将四件边钢分别焊于下板的四边端部形成框架，再焊接上板，其中上板与方管之间采用等离子弧焊的方法，上板与边钢之间采用手工钨极氩弧焊的方法。
上述方法中优选地，所述步骤1中工装定位采用气动夹紧定位。
上述方法中优选地，焊接前各工件的板面平整度小于0.5mm。
上述方法中优选地，等离子弧焊的焊接参数如下：
a、焊接电流：150A～250A；
b、焊接电压：24v～39v；
c、焊接速度：42cm/min～35cm/min；
d、等离子气体采用氩气和氢气的混合，氢气的含量占总气体含量的1%～5%，等离子气体流量：20L/min～25L/min；
e、喷嘴离工件的距离：3mm～6mm。
上述方法中优选地，等离子弧为转移型等离子弧，各工件之间采用穿透型等离子弧焊的操作方法，焊接方式采用断续间隔焊，焊缝长度为30mm～50mm，焊缝之间的间距为30mm～50mm。
上述方法中优选地，焊接完成后将上板和下板用角磨机做初步处理，然后做表面抛光处理。
一种上述的焊接方法制作的冻干机板层，包括上板、下板和边钢，所述边钢为四件，所述边钢设于上板和下板之间的端部，所述上板和下板通过边钢焊接固定形成板层的本体，所述上板和下板之间设有多件方管，所述方管设有内腔，所述方管与边钢连接的端部设有用于使内腔与外部连通的倾斜面，所述本体内部形成多个循环流通的腔室。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述方管平行设置，且相邻的方管之间距离相等。
所述方管的倾斜面与边钢的夹角为α，α为45°。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的冻干机板层的焊接方法，上板、下板和方管之间采用等离子弧焊方法，不需要开坡口，单面焊接无须打底，不需要复杂的焊前准备，采用焊接工装来完成半自动焊的焊接操作，焊接后的上、下板面可直接用角磨机做初步处理，然后直接表明抛光处理完成，操作方法简单，降低了材料用量，提高了劳动效率，降低了生产制造的成本，焊接变形小，焊接完成后整块板层的重量轻，焊接所用材料可减薄，并且不会批量的出现质量问题。本发明的冻干机板层，本体内部通过设有多件开口的方管形成多个循环流通的腔室，提高了本体内部介质的传热或制冷的效率，提高了板层温度的均匀性。
附图说明
图1是本发明去除上板的结构示意图。
图2是图1的A-A剖面结构示意图。
图中标号说明：
1、上板；2、下板；3、边钢；4、方管；41、倾斜面；42、内腔；5、腔室。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
本发明的冻干机板层的焊接方法中，板层包括上板1、下板2、边钢3和方管4，方管4焊接于上板1和下板2之间，上板1、下板2和方管4通过等离子弧焊的方法进行焊接固定。等离子弧是在钨极与喷嘴之间或钨极与工件之间加一较高电压，经高频振荡使气体电离形成自由电弧，该电弧受机械压缩、热压缩和电磁收缩三个压缩效应作用形成等离子弧，等离子弧是被压缩的电弧，具有很高的能量密度（达到10W/cm2）、温度（约24000K～50000K）及电弧力。等离子弧焊接时电弧集中，热影响区小。采用等离子弧焊接3mm～8mm的不锈钢材料板时不需要开坡口，一般情况下厚度不超过6mm的板材不需要开坡口，单面焊接无须打底，不需要复杂的焊前准备，常应用于板材对接中。
本发明的冻干机板层采用等离子弧焊接的方法，具体包括如下步骤：
1）焊前：按照各工件的尺寸进行制作加工，尺寸精度要求相应较高，要保证与工件接触面的平整度，夹紧时考虑材料的刚度。采用工装定位冻干机板层的下板2和方管4，工装定位采用气动夹紧定位，定位后，对下板2和方管4进行清理，板面平整度小于0.5mm，确保各工件的贴合面贴合紧密，无间隙，以免焊缝的熔透性差。
2）焊接：先采用等离子弧焊的方法焊接下板2和方管4，然后采用手工钨极氩弧焊的方法焊接将四件边钢3分别焊于下板2的四边端部形成框架，再焊接上板1，其中上板1与方管4之间采用等离子弧焊的方法，上板1与边钢3之间采用手工钨极氩弧焊的方法。等离子弧为转移型等离子弧，上板1、下板2和方管4之间采用穿透型等离子弧焊的操作方法。
本实施例中，上板1和下板2的厚度为3mm～5mm，方管4壁厚为1mm～2mm，不需开设坡口。焊接时不需加引弧板和引出板，直接采用焊接电流和离子气体递增或递减的办法在工件上引弧，完成引弧建立小孔并利用电流和离子气体流量衰减的方法来收弧闭合小孔。
本实施例中，上板1、下板2与方管4之间采用等离子弧焊的焊接方式为断续间隔焊，焊缝长度为30mm～50mm，焊缝之间的间距为30mm～50mm，焊接参数如下：
a、焊接电流：150A～250A；
b、焊接电压：24v～39v；
c、焊接速度：42cm/min～35cm/min；
d、等离子气体采用氩气和氢气的混合，氢气的含量占总气体含量的1%～5%，等离子气体流量：20 L/min～25L/min；
e、喷嘴离工件的距离：3mm～6mm，填充或不填充焊丝都可以。
3）抛光：焊接完成后将上板1和下板2用角磨机做初步处理，然后做表面抛光处理（直接采用平板自动抛光机进行）。
本发明的冻干机板层的焊接方法，将等离子弧焊接应用于工件的重叠组合焊接中，上板1、下板2和方管4组合焊接的厚度是在等离子弧焊接能够一次性熔透的范围内，电流的热量集中使得焊接速度快，焊件变形小，焊缝的材料组织变化更均匀，焊缝成型美观，使工件表面更美观。其它实施例中，焊接过程中可以增加引弧板、熄弧板，或采用较大的焊接参数，来保证焊接起始端的质量。本发明的冻干机板层采用等离子弧焊接方法，降低了材料用量，提高了劳动效率，简化了焊接工序，提高了工作效率和焊接质量的稳定性，降低了生产成本，有利于提高冻干机的整体性能。
图1和图2所示为本发明采用上述等离子弧焊接方法制作的冻干机板层的一种实施方式，包括上板1、下板2和边钢3，边钢3为四件，边钢3设于上板1和下板2之间的端部，上板1和下板2通过边钢3焊接固定形成板层的本体，上板1和下板2之间设有多件方管4，方管4为中空管，设有内腔42，内腔42以及方管4与方管4之间均充满介质，方管4的两端端部均设有倾斜面41，使方管4的内腔与外部连通，本体的内部形成了多个能够循环流通的腔室5，提高了本体内部介质的传热或制冷的效率，提高了板层内温度的均匀性。
本实施例中，方管4的倾斜面41与边钢3的夹角为α，α为45°，方管4平行设置，且相邻的方管4之间距离相等，方管4与方管4之间形成矩形腔室5，腔室5之间温度更均匀，温差小。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。