自动氩弧管板焊在换热器生产上的应用研究

1、自动氮弧管板焊在换热器生产上的应用研究关键词：换热器钢制管壳式换热器在企业屮应用很普遍，随着我国换热器制造技术的不断进步，各使用单位 对其制造质量和使用寿命提出了更高的要求。i台换热器少则儿十个管头，多则600多个管 头，其中管子与管板的接头焊接工作量相当大，这是换热器制造质量控制的重要环节。以前, 制造分公司对换热器管子与管板接头的焊接主要以手工氮弧焊接为主，不仅焊缝成形不美 观，接头质量也很难保1o为了改变这种生产状况，现在采用优质、高效的ws-300型自动 管子管板全位置数控脉冲餌极氟弧焊机，并通过一些技术措施，提高了管子与管板接头的焊 接质量。1工艺试验1. 1试验材料试验用管板材料的

2、钢材分类按照jb4708的规定。尺寸为300mm x200mmx20ram,试 验前在管板上钻10个孔，孔的直径为25. 4+0. 2mm,其孔中心距s为32ram,管子的钢 材分类同上，规格为2 5 mm x 2. 5 mm。如表1表1试验材料的主要成分頊目cmn9spcrnicuti16mnr0.101 糾0.400.0170.015亠音子10#匍ojo0.450.27o.bi?0.0250.070.04(mlwtt chs49 -10.085l900.740.0170.0190.090.130.08rlcrl8ni9tt0,040.620,0300-00917.559,490.37普子

3、|cr|8ni9ti0.04l270.b00.0040,024l<599.72p0.48ocrl9ni90.0650,810.790.017 10.03217,429.03 0.622焊接顺序如图2所示，管子和管扳接头采用的形式为突起式，管头外伸长度为35mm,连接的 焊缝呈环形角焊缝。在焊接过程中，随着位置的不同，焊接熔池的受力状况也不一样，因此 对不同位置的炸缝需采用不同的炸接规范。具体做法是将炸缝划分为多个区段如图3所示， 经反复试验，确定每一区段适合的规范参数主要是焊接电流，将规范参数编人程序。焊接过 程中电弧行至不同位置吋，焊机将输出相应的参数以保证焊缝的成形均匀、美观。2焊接

4、示竜图图3焊缝区段示意图整个焊接过程为：开机-送气一高频引弧-电弧预热工件一焊炬旋转、送丝、脉冲开始 一焊炬旋转一周一送丝停止，焊接电流开始衰减，焊炬继续旋转一熄弧一关机一停止送气。1. 3工艺试验参数表2列出了工艺试验的主要规范参数。舉2工艺试验规范参數基值电aia峰值电 ttt a脉冲鑽率 hz焊接时 rs帝童逋度ar气淹*l-min"1mm50155-170150 t60245-55450 n10o2.51. 4试验结果试验完成后，根据gb15 11999（管壳式换热器标准）附录b的有关要求对换热管与管 板的焊接接头进行了一系列的检验。检验结果表明，采用自动管板焊机焊接的接头质

5、量、性 能完全符合冇关标准和规定的要求。表3列出了检验方法、检验标准和检验结果。表3工艺试堂检验结果检方法检鲨标it或规处检鲨鉛果卄观检竇压力全监警用程那65条焊矗丧而无裂气71、孤坑等mil可丸缺陷*遗gb151-w式揍熄附录b未发现裂纹側面检査gbl51-1999 4僧制管龙式換热 附录ba无棗坟、未划合笫0陪.b楼头角焊fit值均大于管去厚度2/j2生产应用利用该设备对多台换热器管子与管板的接头进行了焊接。每个管头悍接的平均时间大约 imin,焊接接头表面成形均匀、美观。在未经胀管进行的水压试验及胀接后的水压试验和气 密性试验过程中，管接头焊缝没有发现任何渗漏现象，一次试验合格。焊接工艺

6、规范参数分 别见表4和表5。表4设备技术参序号料换的管材料曾头数量管头克径/ram凳层水压试殘 压力/mpa气密性试 压力/mpa116mnio-15240 19 x 23.492.94216mnr280<> 25 x 2儿82.5316mn20«4 25 x 2.52041.6416mn20436<> 25 x 2,53.070.850crni9（e）0crni97100 25 x 20,8750.735表5焊接工艺规范参数序号惮滋牌兮及壷径/mm農值电 i峰值电 淹a脉冲频 率hzmfh阿$arnx*l.min 】1chs49-l e（l855155-17

7、0245-55102chs49-u .0.855155-170250-55103chs49 4, >0.855155-170250 55104chs49 1, 0 0.855155-170250-55103hocr8ni9ti, 0 0.845140-155250-55103分析讨论悍接接头工艺试验和实际应用结果表明，与手工氮弧焊相比，对换热器竹板和管头采用 口动焊接具有诸多的优点，但也有一定的局限性；3. 1生产过程3. 1. 1焊接准备手工电弧焊时，由于其操作灵活，即使管板的加工质量粗糙和精度低，仍然可以正常完 成焊接工作。而自动焊要求则相对要高许多：首先对管子管口的椭圆度要在技术标

8、准规范之 内，管子的直径也冇一定的范围限，其次对管了与管板接头的坡口尺寸也冇要求，坡口不宜 太人，另外，白动焊接过程中不能h行调节，而手工氮弧焊则不存在这样的限制，可以适应 各种状态下的焊接。3. 1. 2焊接过程稳定性手工焊接时，长时间的焊接会使焊工疲劳，从而影响焊枪移动和送丝的连续性、均匀性 和稳定性，易产生未焊透、未溶合、夹朵等焊接缺陷；另外，手工悍接过程还受悍接人员的 情绪及其他-些主、客观因素的影响。而自动焊接采用微机控制，整个焊接过程根据预先设 定的程序和工艺规范自动进行，并且焊接过程iii led 接显示，焊机机头的旋转、焊丝的 馈送和电弧长度的调整均采用驱动电机，工作町靠，规范

9、稳定，受外界的影响很小。3. 2实际使用效果3. 2. 1焊缝成形口动焊釆用脉冲电流，焊接电流的平均值小，电弧线能量低对母材的热输入少，可实 现全位置炸接。通过脉冲规范参数的调节，町精确控制电弧能量及其在焊缝不同位置的分布, 容易获得尺寸合适的熔池，熔宽和熔深均匀一致，焊缝成形美观。而手工焊接时焊接接头成 形不美观。3. 2. 2焊接接头性能口动脉冲焊接吋，对母材的热输入少，对焊丝和母材性能的影响也小，可减小热敏感金 属材料焊接裂纹的产生，焊缝组织得到改善，品粒更加细化，手工焊接与之相比要差一点。 另外，采川白动焊接可对管板和管头进行角焊缝焊接，避免管头烧损，而手工焊接时一般只 能进行平焊，这样管头易烧损，使得换热器在运行过程中容易腐蚀而引起泄漏。3. 2. 3生产效率自动焊主要用于换热器的生产制造，在大量的制造过程中，可保证焊接接头质量，并能 提高生产效率，降低劳动强度。4结束语白动管板焊机能采用plc编程控制，焊接过程稳定、可靠，h动化程度高。操作方便, 适合于换热器管