不銹鋼換熱管與管板自動(dòng)氬弧焊工藝 馬明、王帥． 張亞奇、李春光、歐海燕（佛山市新澤昌不銹鋼有限公司，黑龍江哈爾濱） 摘要：換熱器產(chǎn)品中換熱管-管-板接頭的焊接一直是關(guān)鍵工藝。 對(duì)余熱交換器產(chǎn)品此類(lèi)不銹鋼接頭采用的凸五坡I:/角焊縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，旨在制定合適的自動(dòng)TIG焊接工藝方案。 詳細(xì)介紹了研究?jī)?nèi)容和試驗(yàn)過(guò)程，總結(jié)了保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素和操作要點(diǎn)，提出了優(yōu)化改進(jìn)該類(lèi)接頭坡口設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的建議。 關(guān)鍵詞：不銹鋼； 管-管板； 自動(dòng) TIG issn. 1001—4837.2014.02。 tAuto—TIG W—t0—Ming, WANG Shuai, ZHANG Ya—qi,—guang, OU Hai—yan (o., Ltd., China):—to—esse1. —nthis paper, —to——comer ch,. — 。 ,. :;tube—to—;auto—TIG影響傳熱面積，造成經(jīng)濟(jì)損失，所以傳熱管及管板 0 引言 焊接工藝一直是此類(lèi)產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝，受到廣泛重視。

為了保證該焊接接頭的焊接質(zhì)量，所有產(chǎn)品都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。 多、多種結(jié)構(gòu)形式，由于某余熱交換器產(chǎn)品的換熱管和管板接頭在該類(lèi)產(chǎn)品管板換熱面上的設(shè)計(jì)面積大，換熱管數(shù)量多且造價(jià)通常較貴，且無(wú)需凸出帶坡口的角焊縫結(jié)構(gòu)，是典型的高強(qiáng)度焊接接頭，密封要求高，多用于承受振動(dòng)、焊接+膨脹密封的結(jié)構(gòu)（如圖1），困難的根源在于沖擊載荷等。在某些場(chǎng)合，甚至有些產(chǎn)品容易在焊接接頭的晶間部分出現(xiàn)未熔透和熔化。 此外，還有對(duì)換熱管防腐的要求。 如果管端焊接出現(xiàn)焊接質(zhì)量問(wèn)題，將與管板一起采用奧氏體不銹鋼制造。 由于不銹鋼液態(tài)CPVT不銹鋼換熱管與管板VoJ31之間采用自動(dòng)TIG焊接工藝。 金屬粘性強(qiáng)，流動(dòng)性差，所以這種接頭容易出現(xiàn)焊接缺陷，如1.2焊接接頭條件和產(chǎn)品要求，如未熔合、氣孔等。 由于本次試驗(yàn)的全模擬產(chǎn)品換熱管管板接頭焊縫數(shù)量較多，因此通常選用高效焊縫，焊縫外形美觀，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。特定的母材和焊接材料需要節(jié)能。 環(huán)保型全位置自動(dòng)TIG焊J，但需要采取特殊措施，見(jiàn)圖3和表1。焊縫需要經(jīng)過(guò)無(wú)損檢測(cè)（包括工藝措施，否則會(huì)有焊縫外觀檢查、液體滲透檢查、氦泄漏檢查等）和圓不同截面的裂縫高度和寬度不均勻。

因此，為保證產(chǎn)品的換熱損傷檢測(cè)（晶間腐蝕檢測(cè)、顯微金相檢測(cè)、斷管-管板的焊接質(zhì)量，在產(chǎn)品焊接前對(duì)工作表面進(jìn)行宏觀檢測(cè)， ETC。）。 藝術(shù)實(shí)驗(yàn)研究。 ＼I＼I、jl交流＼heat＼＼＼＼＼l'·rl 圖2 孔布置及接頭尺寸要求本公司生產(chǎn)的PS-406全位置自動(dòng)氬弧焊機(jī)配TS-2000機(jī)頭. 其特點(diǎn)是在焊接過(guò)程中編程焊接語(yǔ)言，具有焊接實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。 機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)和焊絲進(jìn)給分別由4組數(shù)據(jù)控制。 圖3 截面宏觀檢驗(yàn)焊喉尺寸要求表1 檢驗(yàn)?zāi)覆募昂覆墓馨宀牧蠐Q熱管材料及規(guī)格焊材型號(hào)及規(guī)格其他純Ar保護(hù)，純度99.99%。 4,20mm×2mill, 6o. 8mm鎢極：WCe4，2.5mm漏電隱患。 2 管-管-板焊接試驗(yàn)及要點(diǎn)分析 為獲得這種外形美觀、焊接質(zhì)量穩(wěn)定的不銹鋼接頭，設(shè)計(jì)者推薦采用自熔焊1層，填充絲焊2層。 在層層標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，增加了截面的顯微金相檢驗(yàn)（放大焊接工藝。

原因是，由于凹槽較窄，當(dāng)?shù)谝粚硬捎?00倍)的要求時(shí)，當(dāng)帶有凹槽的突出結(jié)構(gòu)來(lái)自熔化方法時(shí)，這可以將鎢電極拉近凹槽表面，因此那弧線(xiàn)可以說(shuō)，無(wú)疑大大增加了制造難度。 原因是當(dāng)焊接凹陷時(shí)，所有的電弧能量通過(guò)自熔過(guò)程直接作用于深而窄的坡口形式，由于鐵水的流動(dòng)，??管壁和管板斜面將被熔化。 嘴邊的母材用吹弧眼很難觀察到根部熔合。 如果根部不能保證熔合而強(qiáng)行流向根部珠子，并且有足夠的熱量，那么后面的工序就沒(méi)有意義了，留給產(chǎn)品的量保證熔敷金屬在根部熔合好； 而填絲焊2層，第31卷第2期，壓力容器總第255期，能有效保證焊縫高度和焊喉尺寸滿(mǎn)足產(chǎn)品需求。 它應(yīng)該配備在TS-2000頭上。 此外，您還需要掌握以下內(nèi)容。 專(zhuān)用定心tL、軸、定心tL、軸、焊槍、氣鏡、噴嘴、鎢極夾具、頭部定位裝置等關(guān)鍵配件見(jiàn)圖4。 螺栓端—fa)焊槍()中軸噴嘴a打結(jié)器N型氣鏡/,a//電極_l}:伸長(zhǎng)率(d)鎢夾緊導(dǎo)電裝置(e)鎢夾緊導(dǎo)電拆解圖裝置 圖4 TS-2000焊頭配備的關(guān)鍵配件表示該型號(hào)不銹鋼換熱管-管板焊接接頭的焊接，用于本產(chǎn)品的換熱管-管板焊接試驗(yàn)。強(qiáng)烈建議選擇4.8mm的中心軸，并相應(yīng)選擇一對(duì)短持續(xù)時(shí)間脈沖電流/22和小基值中心軸，然后根據(jù)工藝要求選擇合適角度的焊槍輸入電流/ 23、平均焊接電流值可以保持在較低水平，可以進(jìn)行打底、填充和覆蓋。

并且在不增加焊接熱輸入的情況下，高脈沖電流可以增加熔深，充分熔化母材，改善熔焊的接頭組織，當(dāng)焊接層數(shù)和順序； 調(diào)整基值電流和基值時(shí)間后，即可控制。 配制后需要根據(jù)設(shè)備說(shuō)明書(shū)依次預(yù)設(shè)氣體參數(shù)（包括金屬液的表面張力和凝固速度，使用脈沖電弧包括T10、G10、T11）、電流參數(shù)（包括/20、 /20等11還可以增加電弧的軸向穩(wěn)定性，強(qiáng)化熔池的攪拌參數(shù)），旋轉(zhuǎn)參數(shù)（包括V32），送絲參數(shù)（包括攪拌效果，有利于整體提高定位焊時(shí)焊縫結(jié)晶（T40、V42、N40、T41）等控制參數(shù)，由于涉及人參組織和消除氣孔，數(shù)量較多，相互關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，經(jīng)過(guò)對(duì)焊縫表面反復(fù)調(diào)試，確定分為圖形、內(nèi)熔、缺陷兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行焊接，因此，如試驗(yàn)5所示，機(jī)頭在1l點(diǎn)起弧，段1：0。(11o'時(shí)鐘) ~ 270. (8 分); 2 節(jié)：270。（8 分）a 390。（12 點(diǎn)鐘）。 在此過(guò)程中，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和研究，最終確定了合理的匹配關(guān)系。 由于2區(qū)為上坡焊接位置，焊縫容易隆起，因此在恒流條件下應(yīng)適當(dāng)加快焊接速度。 為保證直徑超過(guò)4.16mm的換熱管的焊接，在采用相同接頭質(zhì)量時(shí)，每層焊道的起弧點(diǎn)和起弧點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)5mm左右。

在單參數(shù)全位置焊接過(guò)程中，上坡焊焊縫厚度往往比下坡焊高（換熱管管徑越大，現(xiàn)象越明顯），原因是即鐵水在吹弧力、恒定重力和管板承載力變化的共同作用下，不斷改變著外部形狀。 因此，需要在一定長(zhǎng)度的焊縫內(nèi)重新確定電流與速度的匹配關(guān)系。 為了彌補(bǔ)這種差異，最好的辦法是將上坡焊和下坡焊分開(kāi)進(jìn)行分區(qū)焊接，制定不同的焊接參數(shù)，在保證下坡焊的前提下，盡可能增加60%的下坡焊。上坡焊縫的厚度。 點(diǎn)焊厚度。 此外，區(qū)域的劃分還應(yīng)考慮上層焊縫金屬易脫落、下層金屬易堆積的特點(diǎn)。 因此，圖5·71·CPVT不銹鋼換熱管與管板自動(dòng)TIG焊接工藝Vo131焊接截面劃分。 2.3 人為操作因素影響熱輸入。 人工操作也是影響換熱管-管-板接頭焊接質(zhì)量的重要因素。 通常應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。 (1)不銹鋼焊接，焊前清理尤為重要。 只有將焊接區(qū)的有害雜質(zhì)全部清除，才能有效防止雜質(zhì)進(jìn)入焊縫造成氣孔和焊接熱裂紋。 (2)焊槍頭必須準(zhǔn)確定位。 如圖6所示，焊接前應(yīng)調(diào)整三個(gè)托爪，使突出長(zhǎng)度相等，以保證焊槍在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，鎢極到焊縫的距離始終保持一致，否則焊縫會(huì)形成不均勻，局部換熱管未完全熔化 圖8 填絲焊時(shí)鎢極定位和焊槍角度，鎢極與焊縫粘連中斷焊接。

選擇錐形結(jié)構(gòu)時(shí)（如圖9所示），目的是使該結(jié)構(gòu)不僅適用于較小的電流產(chǎn)生較大的縱橫比，易于穿透根部，而且可以防止l在電弧力的影響下和重力作用，鐵水從母材兩側(cè)流向根部。 然而，當(dāng)液態(tài)金屬遠(yuǎn)離電弧柱區(qū)域時(shí)，它就會(huì)產(chǎn)生。 溫度下降得更快，同時(shí)兩種賤金屬的液態(tài)金屬相互混合。 由于溫差造成的暫時(shí)傳導(dǎo)和熱損失，鐵水很容易在熔化坡口根部之前凝固成焊縫，形成所謂的“假焊縫” 圖6 TS-2000型的現(xiàn)象焊頭，從表面上用肉眼很難發(fā)現(xiàn)和區(qū)分差異，但實(shí)際上（3）鎢極必須準(zhǔn)確定位。 實(shí)際解剖后，金相檢查會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分接頭存在，如圖7所示。采用自動(dòng)TIG自熔焊底焊時(shí)，無(wú)熔合或未焊透缺陷（如圖10所示）。 如果一味加大鎢極與管板的距離，鎢極與管板的距離應(yīng)控制在1-1.5mm。 自熔鎢電極和大電流或降低焊接速度極有可能燒穿薄壁換熱管。 管壁距離為1-1.5mm，推薦15。 或30.另外，如果不能保留第一層的管端，容易有金屬焊槍?zhuān)梢允规u極的弧柱區(qū)更靠近根部，稍微偏入管，即管端的縮頸會(huì)阻礙后續(xù)的擴(kuò)管過(guò)程。 , 在板材的母材一側(cè)，確保根部熔合良好。 對(duì)于填絲焊接，建議第一層自動(dòng)TIG自熔打底焊盡量保證焊縫厚度，同時(shí)起到修飾焊縫的作用。 建議采取措施防止管端熔化。

使用0.或5.此時(shí)鎢極與管板的距離應(yīng)為3.5-4mm，鎢極與管壁的距離應(yīng)為2-2.5mm，鎢極尖端應(yīng)指向凹槽的中心，如圖 8 所示。 圖 9. 鎢極尖端的結(jié)構(gòu)尺寸。 此外，換熱管-管板焊接接頭結(jié)構(gòu)對(duì)溝槽換熱管的設(shè)計(jì)尺寸也很關(guān)鍵。 按照這種坡口進(jìn)行自動(dòng)TIG焊接試驗(yàn)時(shí)上海薄壁不銹鋼換熱管，偶爾會(huì)發(fā)現(xiàn)根部有局部熔合不良的現(xiàn)象。 這是因?yàn)轭^部焊槍角度固定，坡口較窄，無(wú)法實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)焊接，傳熱管壁圖7。鎢極定位和焊槍角度在第一次時(shí)比較細(xì)自熔性底焊層。 加大電流單焊可能會(huì)燒穿管壁。 (4)鎢極末端的形狀還可以改變電弧的形狀，大大增加了工件自動(dòng)TIG焊的難度。 因此，如果要·72·CPlVT費(fèi)托合成反應(yīng)器頭制造Vo131。 使用超聲波遇到裂紋等缺陷時(shí)，屬于缺陷[3]GB150。 , 壓力容器第 4 部分：制造、檢驗(yàn)和衍射波疊加在尖端的正常反射波上，探針探針驗(yàn)收 [s]。 檢測(cè)衍射波，從而確定缺陷的大小和深度，這大大提高了[4]趙旭，李惠勇。 大型壓水堆鋼制安全殼頂現(xiàn)場(chǎng)組裝技術(shù)[J]. 壓力容器, 2013, 30(3): 67-70. 提高了缺陷的檢出率。 TOFD檢測(cè)技術(shù)存在缺陷 [5] 劉爽上海薄壁不銹鋼換熱管，李英華． 氣化爐焊接制造[c]//遼寧省檢測(cè)能力強(qiáng)，缺陷定位精度高，節(jié)省設(shè)備制造時(shí)間。 時(shí)間等特性，保證測(cè)試數(shù)據(jù)的安全性，可用于編號(hào)2006：76-78。 字形永久保存，彌補(bǔ)了常規(guī)超聲波檢測(cè)技術(shù)[6]蔡繼寧，張秋香，張華富。 端面刷式密封的準(zhǔn)備和測(cè)試不充分。

實(shí)驗(yàn)研究[J]． 流體機(jī)械, 2012, 40(4): 9-12. [7] 張亞寧，余永娟． 高溫不銹鋼內(nèi)襯換熱器制造技術(shù)[J]． 壓力容器, 2013, 30(1): 64-69. [8] 林尚陽(yáng)，于丹，于經(jīng)緯． 壓力容器焊接新技術(shù)及其應(yīng)用 隨著我國(guó)石化工業(yè)的不斷發(fā)展，設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越廣泛[J]. 壓力容器, 2009, 26(11): 1-6. 型、厚壁、大口徑設(shè)備不斷出現(xiàn)，費(fèi)托反應(yīng)器封頭[9] NB/–2011， for [S]. [10] 曹宏標(biāo)． 封頭生產(chǎn)工藝及設(shè)備的探討[J]. 化工裝備的成功制造為今后類(lèi)似裝備的制造提供了可行性和管線(xiàn), 2011, 48(5): 10-13. 性經(jīng)驗(yàn)。 [11] 李世玉． 壓力容器設(shè)計(jì)工程師培訓(xùn)教程[M]． 北京：新華出版社，2005：391-394． 參考文獻(xiàn)： 收稿日期：2013-12-06 修訂日期：2014-01-07 [1] SA-387/SA-387M，壓力容器用鉻鉬合金鋼板作者：車(chē)穎（1984-1），女，工程師，主要從事壓力容器設(shè)計(jì)及裝備制造工藝，通訊地址：遼寧省大連市 [2] 郭建軍·佛山市金州區(qū)龍灣路5號(hào)壓力容器對(duì)焊接頭控制設(shè)計(jì)新澤昌不銹鋼有限公司[J]·壓力容器, 2005, 22(4):50—54·開(kāi)發(fā)部 E-mail: fen@sina. C。

米。 ,(上接73頁(yè)) (2)采用自動(dòng)TIG焊焊接此類(lèi)接頭的關(guān)鍵是熱管與管板接頭的焊接[J]． 工藝與新技術(shù), 2011, 掌握設(shè)備因素、工藝因素和人工操作因素對(duì)接焊質(zhì)量 40(5): 30-32. [5] 程忠和，王作森，鮑興華． 690合金換熱管膨脹區(qū)質(zhì)量； (3)在標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)允許的情況下，保證管橋的檢測(cè)[J]. 壓力容器, 2012, 29(11): 69-72. [6] 朱東升, 毛偉, 藍(lán)少建, 等. 多孔介質(zhì)模型在槽角適當(dāng)增大板翅式尺寸不變換熱器數(shù)值模擬中的應(yīng)用[J]. 流體機(jī)械，2012，40 減小溝槽深度，同時(shí)適當(dāng)加大管端突出尺寸，保證（4）：71-75。 焊縫總高度L9J不變，在保證產(chǎn)品焊接質(zhì)量的前提下[7]王先田。 高壓換熱器管子與管板自動(dòng)脈沖鎢極氬弧焊更有利于降低焊接難度。 [J]. 電焊機(jī), 2007, 37(8): 64-68. [8] 孫國(guó)輝，李春光． 薄壁不銹鋼換熱管與管板焊機(jī)參考文獻(xiàn)：藝[J]． 壓力容器, 2003, 20(6): 36-38. [9] 張建榮，葛兆文． 王福洲主講《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》。 不銹鋼管與管板鎢極氬弧自動(dòng)焊試驗(yàn)研究的思考(2)[J]. 壓力容器, 2006, 23(2): 1-7. 研究[J]． 鍋爐制造，2oo6(2)：38-39。 [2]盛大松． 管-管板全自動(dòng)脈沖鎢極氬弧焊工藝試驗(yàn)與應(yīng)用[J]. 標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù), 2002(5): 27-29. 收稿日期：2014-01-14 修訂日期：2014-02-06 [3] 張亞琪，馬明，李一男，等。 奧氏體不銹鋼管材 作者簡(jiǎn)介：馬明(1983)，男，工程師，主要從事鍋爐、壓力板焊接堆焊順序的研究[J]． 電焊機(jī), 2010, 40(2): 力容器的焊接工藝，通訊地址：黑龍江省哈爾市35-37。 佛山市新澤昌不銹鋼有限公司 濱石市香坊區(qū)三東里路309號(hào) [4] 馬萬(wàn)紅、趙一清、王艷艷等 304L管板式換熱器。 郵箱：@163． 更正。 · 68 ·