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换热器管-----板的全位置自动氩弧焊点击：1916 日期：[ 2014-04-26 22:06:26 ] |
| 换热器管-----板的全位置自动氩弧焊 刘志伟 郑保祯 高忠 （河南油田油建公司金属结构厂 473132 河南省南阳市） 摘要：报道引进的法国普利苏迪公司全位置管—板焊接设备的成功应用。 在管—板自动焊尚无成熟工艺可借鉴的情况下，通过焊接工艺试验确定了合理 的焊接工艺参数，采用该工艺成功地进行了七台列管式固定管板换热器的管— 板焊接，合格率达到100%。 主题词：钢管 钢板 自动焊接 工艺 应用 1. 前言 我厂承揽的安棚碱矿四套蒸发器中的七台加热室都属于列管式固 定管板换热器，换热器与管板间角接接头的焊接质量是整台设备制造质量的关键。加热室换热管与管板角接接头焊口数量达到一万四千多个。若采用传统的手工电弧焊工艺，则由于焊工劳动强度大，劳动条件差，设备的制造质量与工期都不易保证，为了优质 、高效 、按期完成设备制作，我厂从法国普利苏迪管焊机专业制造公司引进了全位置自动管—板焊机，并摸索出一套切实可行的焊接规范参数，顺利地完成了该产品的焊接 。 全位置管板焊机电源为AUTOTALG250--4，输出功率为10KAV，暂载率60%时，额定焊接电流250A，调节范围5---250A，调节精度±1%（电流5>100A）。焊接 电流及各种时间通过拨码盘设定，时间设定误差为±1%，全位置焊接时，可根据焊接工艺需要将一周任意划分四个区间。 全位置管—板焊机头（TS60）可焊管径D8---60mm，适用于管伸出 、管平 头 、管缩进等焊接场合。弧长调节可由手动和自动控制实现，配自载送丝机，循环水对焊头进行冷却，采用芯杆和三脚支架进行精确可靠定位，适合于大型换热设备的焊接。 该管—板焊设备基本由焊接电源 、管板焊头 、悬挂平衡器等部分组成，系统配置上也较灵巧 、紧凑，悬挂平衡器使用比较轻便灵活，对于大型管板换热器可以不用配专用辊轮架进行翻转就可以达到有效焊接位置。 2.焊接工艺试验 由于管—板自动焊目前尚无成熟的工艺可以借鉴，要进行大量的工艺试验，来制订符合我厂生产实际的可行性工艺。 焊接工艺试验试件用两种钢材制作：材质为0Cr18Ni10Ti、规格D38×1.5的管子，板质为0Cr18Ni10Ti、 厚度12mm的钢板，管伸出长度为7mm，管桥间距10mm为。 焊丝选用锦州锦泰金属工业公司生产的不锈钢焊丝，直径为0.8mm，该焊 丝符合美国AWS标准，牌号为AWS A5.9 ER308，化学成分见表1。 焊接工艺参数主要根据换热管管径 、壁厚、管伸出长度 、管板厚度等来 选择。在反复试验的基础上，确定最佳取值范围。管—板角接头采用一层送丝 焊，送丝速度为120---140mm/min。钨极伸出长度与送丝嘴和钨极角度是两个非常重要的参数，选择不当将严重影响焊接质量，甚至使焊接过程难以进行。试 验发现，管伸长度7--8mm，是最适于焊接的长度，钨极伸出太长则保护效果不 好，钨极伸出6--8mm且距离管板2mm左右比较合适，同时使钨极靠近管板侧，送丝偏向管侧，能得到满意的焊缝。坡口角度直接影响焊接成本和焊接变形量。 管—板自动焊丝比较细，与手工焊相比，电弧容易伸到坡口根部，既能保证良好的熔透性，又不易产生气孔和夹渣等缺陷，试验过程与实践证明，坡口角度由手工焊的60°减少至40°-- 50°仍能获得满意的焊接质量。 3.焊接工艺评定 焊接工艺评定是产品制造过程中焊接质量管理的一个重要环节，是编制产品焊接工艺文件的依据，根据JB4708--92“ 钢制压力容器焊接工艺评定 ”和GB151--89“ 钢制管壳式换热器 ”的规定，并结合加热室管板和换热管的材质 、壁厚等条件，确定管板为复合管板，复层为不锈钢0Cr18Ni10Ti、厚6mm，基层为16MnR、厚80mm； 换热管为D38×1.5，管孔径允许误差±0.5；焊接装 配时管子与管孔间隙控制在0.25mm内，管伸出管板7--8mm。焊接工艺参数见表2。 试板焊后经PT100%探伤，依据JB4730--94标准，I极合格，焊接接头的宏观观察结果为无裂纹 、未熔合等缺陷 。管板焊接接头的抗拉强度为210MPA，剖面角焊缝高度2.2mm，换热管熔合区和管板熔合区的金相组织均为奥氏体不锈钢的正常焊缝组织 。 4.工程应用 焊工持证上岗是提高焊接质量的关键 。在完成焊接工艺评定和焊工培训 的基础上，由两名取得管—板自动焊考试合格证的焊工施焊，在今年2--4月完成了碱矿四台蒸发器的七台加热室管板与换热角接头的焊接 。产品经外观检验 、水压试验，焊缝质量全部达到标准，合格率达100%，整个换热装置的焊接质量达到了国内外同类产品的先进水平。已制成的几台换热装置经投入使用且运行正常。与传统的手工电 焊相比（表3），管板自动焊具有明显的优势 。 5.全位置管—板焊接中应注意的问题 （1） 焊前准备工作应仔细，管与板如需点焊固定，应采用手工氩弧焊或自动氩弧焊，不能用手工电焊条点焊，焊点要细小均匀，焊缝处表面要清理干净 。 （2） 对于大型换热设备焊接，应根据工件情况适当加大峰值电流 。 （3） 要使焊缝具有良好保护效果，焊缝颜色为金黄或银白色，应保持焊枪中分流器金属网的清洁，以防钨棒飞溅造成网孔阻塞 。 |
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