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2015 年 2 月 27 日  星期五   晴天


合金鋁冷凝器的氬弧焊接工藝 分類: 機械設備



鋁制冷凝器是生產車間的主要設備,用於氬焊機二硫化碳的回收,由於該設備運行一段時間就會發生泄漏,每兩年就需更換。該設備是制約生產長周期安全穩定運行的瓶頸,通過充分的論證、調研,查閱資料,分析認為,主要原因是焊口的承力低。提出了用熔化極氬弧焊代替鎢極氬弧焊工藝,焊接鋁制冷凝器6台,經一年多的生產運行檢驗,效果優異。

鋁制冷凝器,用於CS2氣體的回收,原工藝是采用手工鎢極氬弧焊,其缺點是(1)焊道厚度小,熔深淺,承力低,該設備使用不到一年,因焊縫受到熱脹冷縮的拉應力作用在焊口處發現開裂。(2)手工鎢極氬弧焊焊接施工條件差,因管板較厚(30mm),施焊時需要將管板用氣焊預熱200℃以上,方能焊接。(3)焊接的效率低銑刀。為此我們進行了用熔化極氬弧焊(MIG)代替鎢極氬超音波熔接機弧焊(TIG)工藝並在生產實踐中取得了成功,延長了設備的使用壽命。

冷凝器是管殼式結構,殼體是有碳鋼制造,管束和管板的材料為L2工業純鋁。由121根管束與管板焊接而成,見圖1。鋁管規格為φ38×4 mm,長度為3600 mm,管板的規格為φ750×30 mm。管程走CS2與水蒸汽的混合氣體,溫度約為100℃。殼程走工業水,水溫約在50℃。

鋁的導電性和導熱性比鋼均大四倍,因此需要更高的線能量。鋁具有面心立方結晶組織,純金屬的朔性非常好。鋁的線膨脹系數和結晶收縮率比鋼大兩倍,易產生較大的焊接變形和內應力,對剛性較大的結構將導致裂縫的產生。高溫時的鋁的強度和朔性很低,常常不能支持液體熔池金屬的重量,破壞焊縫金屬的成形,有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現像。純鋁的熔點低,熔化時顏色無變化。采用交流鎢極氬弧焊(TIG)時雖然能夠獲得優良的焊接質量,但由於受到鎢極許用電流的限制,焊接電流不能太大,一般只能焊接厚度小於4毫米的薄板。如果板厚大於6毫米,就需要開坡口焊接。當板厚大於8毫米,被焊接工件不但要開坡口,同時還需要預熱才能進行焊。所以鎢極氬弧焊焊接厚板時,顯得生產率低、焊接變形大,勞動條件差。焊接冷凝器時,管子與管軸承板的厚度相差較大,管子只有4 mm厚,而管板的厚度為30 mm,焊接時需將管板預熱200℃以上,方可施焊,若施焊時焊炬對母材的加熱不均勻,管板還未熔化,而管子的端頭已燒塌,焊道只有靠著管子的端部的圓周上很薄的一層焊肉,管子和管板的熔深淺焊肉少,在熱脹冷縮的應力作用下,將焊口拉裂。

  熔化極氬弧焊(MIG)用焊絲本身做電極,電流可以大大提高,因而母材熔深大,焊絲熔敷速度快,提高了勞動生產率。不僅不需要預熱,改善了勞動條件,而且減少了焊接變形,特別適應於中等和大厚度板材的焊接。



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