鈦管與鈦鋼復(fù)合管板脹接工藝及采用手工鎢極氬弧焊的焊接工藝。并經(jīng)液氨致冷器的制造實踐證明,鈦管與鈦鋼復(fù)合管板在選擇合理的制造工藝的前提下,可以獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫,同時為鈦及鈦鋼復(fù)合板換熱設(shè)備的制造積累了一定的經(jīng)驗。
工藝性試驗及焊接工藝評定鈦是一種活性元素,常溫下能與氧生成致密的氧化膜而保持高的穩(wěn)定性和耐腐蝕性。在540"C以上生成的氧化膜則不致密。高溫下鈦與氧、氮、氫反應(yīng)速度較快,易生成脆性物質(zhì),使焊接性極差,因此為了保證鈦管和鈦鋼復(fù)合管板的焊接質(zhì)量,我們從材料及設(shè)備結(jié)構(gòu)方面入手,經(jīng)過工藝性試驗及焊接工藝評定,得到了一些數(shù)據(jù)。
鈦鋼復(fù)合管板和鈦管束采用先脹后焊的制造工藝,為保證產(chǎn)品制造質(zhì)量,我們作了以下的工藝性試驗。
管板與管束脹接的工藝試驗該外冷器要求先脹后焊,強度由脹接來保證,焊接主要起密封作用。為了保證脹接的強度我們進行了管板與管束脹接的工藝試驗。
在脹管試驗后,我們用測定壓脫力的方法檢驗了脹接質(zhì)量,確定了脹接次數(shù)和脹接力等工藝參數(shù),確保脹管率在15?20°%范圍內(nèi),滿足了設(shè)計的要求。
鈦管束與管板焊接位置選擇試驗。
通過焊接試驗發(fā)現(xiàn):當(dāng)鈦管束與管板采用全位置焊接時,需用充氬保護拖罩跟蹤保護管頭受熱區(qū),所以焊接管束時需二人操作,且應(yīng)密切配合,一旦配合不好,易使管頭氧化變色,影響焊接質(zhì)量。而在水平位置焊接時,在充氬保護罩內(nèi)焊接管頭,不但保護效果好,能保證焊接質(zhì)量;而且操作方便,只要一人操作即可,一次充氬保護可焊十多個管頭,大大加快了焊接進度。我廠廠房內(nèi)有地坑,具備水平位置焊接條件,所以外冷器的鈦管束采用水平位置施焊是最佳的焊接位置。
鈦與氧有極強的親和力,在常溫下能生成致密的氧化薄膜,這層氧化膜是施行焊接的嚴重障礙,我們對氧化嚴重的鈦管進行了焊接,發(fā)現(xiàn)將引起十分嚴重的裂紋。試驗證明在焊前對焊縫表面氧化膜必須進行嚴格的清理和處理,杜絕有害雜質(zhì)的來源。
在穿管前用丙酮仔細清理管孔內(nèi)油污、臟物后再裝管。
與管束焊接前應(yīng)對被焊區(qū)域進行機械清理(用直徑為0.1mm奧氏體不銹鋼絲刷去除待焊表面氧化層)、脫脂(用丙酮擦洗),用白綢布檢查不變色,合格后方可焊接管束,焊接暫停時和非焊接區(qū)需用白綢布復(fù)蓋,嚴禁灰塵污物落入焊接區(qū)。
對鈦管的清理,視鈦管表面質(zhì)量而定,表面氧化不嚴重的鈦管,管外表面特別是管端100mm處,用丙酮洗干凈后穿管,焊接前再次用丙酮抹洗管頭及管內(nèi)孔。
表面氧化嚴重的鈦管,穿管前兩端100mm處必須進行酸洗處理,酸洗配方為:
HF:HNO3:氏0=5:20:75(體積比)
溫度為室溫,酸洗時間為2?5分鐘,酸洗后立即用清水沖抹干凈,不能殘留酸液。鈦管端酸洗后呈銀白色。
在上述工藝性試驗和焊接工藝評定的基礎(chǔ)上,我們基本摸清了鈦管束焊接的特點,并確定了管束的制造工藝:即鈦管束先脹后焊,且采用水平位置焊接的工藝。
為控制焊接變形,加強對鈦焊件的冷卻,提高保護效果,鈦管束焊接時,管內(nèi)塞紫銅堵。
采用手工鎢極氬弧焊接工藝,選擇合理的焊接規(guī)范,徹底清理管板和管端氧化膜及雜物,在有可靠的保護條件下(制作合適的保護罩),鈦管和鈦鋼復(fù)合管板的焊接接頭可以得到滿意的質(zhì)量。
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