国内外不锈钢波汶管的管坯均是有缝或无缝不锈钢薄壁管,其中大部分是焊接而成的有缝薄壁管。有缝不锈钢薄壁管加工过程是:钢带下料———卷圆———纵缝对接焊———整形成有缝管坯,最后挤压成形为波纹部分。波纹管壁厚为0.2~0.6mm,材料为18-8型不锈钢,对管坯的纵焊缝要求很高,首先要求单面焊双面成形为一次性焊透焊缝,不允许焊缝出现裂纹、未熔合、焊穿、未焊透和咬边等缺陷;其次要求焊缝平直、焊缝余高不大且均匀一致,焊缝要呈圆滑过渡。只有这样,才能避免管坯挤压成波纹形状时由于应力集中而使压波处开裂,或者在进行金属软管强度、密封或疲劳考核过程中发生泄漏现象。对某些要求严格的波纹管,在焊接管坯的生产线上还要对纵焊缝质量进行在线检测、筛选。在确保管坯焊缝内外质量优异的前提下,才允许挤压成波纹形状。有时,无缝管坯或有缝管坯(指波纹管两端的直线端)还要进行环缝对接焊。
1—琴键压块 2—气囊 3—轴 4—焊件 5—心轴 6—垫板
1.纵缝的钨极氩弧焊
不锈钢波纹管坯纵缝的焊接通常在专用钨极氩弧焊机上进行,最长可焊2000mm,管内径从6mm到200mm不等;也可以在专用生产线上连续焊接,不受焊缝长度限制。
专用钨极氩弧焊焊接纵缝的设备,是由焊接电源、行走小车(带动焊枪自动移动)、气动夹具和电气控制部分组成。其中,气动夹具为该设备的关键部件,如图3-74所示。待焊管坯装在气动夹具上,通过两排琴键压块1紧压在垫板6上。琴键式压块的压力来自充灌压缩空气的气囊2,以此保证压在管坯上的压力均匀,使得焊面保持平直。一般压缩空气的压力为0.4~0.6MPa。琴键式压块机构由许多宽为25mm琴键式压块组成,其数量随纵缝长度而定。为了保证焊接区域有一个良好的散热条件,便于控制熔池的热量,琴键式压块和垫板的材料应选用纯铜。在焊接过程中,由于热应力的作用,已成焊缝部分将会产生收缩,造成待焊前方发生搭边现象。气动夹具的另一个作用是产生压紧力,可将焊件牢牢地压紧在垫板上,对焊件产生拘束作用,防止或大大减少收缩变形。如果拘束应力过大,而气动夹具尚有一定的柔性,可允许焊缝有微量收缩,以免拘束应力过大而产生裂纹。使用气动夹具可使焊后工件形状保持规则,焊后变形量也能得到控制。
纵缝焊接时,要严格控制板材的下料尺寸,板材下料要保持平直,切口要与板边保持垂直,不能偏斜;切口处不充许有毛剌存在,待焊处要保持干净,不允许有任何油污和杂物。(www.daowen.com)
管的卷圆装配尺寸要严格控制,对于厚0.4mm的薄板装配时,局部间隙不得超过0.08mm,否则在施焊过程中口会出现焊穿或使焊缝无法成形。
纵缝的焊接参数见表3-67,表中待焊板材为18-8型不锈钢,不加填充焊丝进行施焊。
表3-67 用钨极氩弧焊焊接18-8型不锈钢纵缝的焊接参数
2.环缝的钨极氩弧焊
对接环缝的待焊处与纵缝对焊件要求一样严格,要求待焊两管端面直径要一致,两端待焊处不允许有毛剌或飞边现象。两端待焊处对口间隙,对于不加填充焊丝的焊缝,与焊纵缝时相同;对于加填充焊丝的焊缝,局部间隙应小于0.2mm。
薄壁管环缝对接焊,应要气动夹具上进行,如图3-75所示。气囊内压缩空气的压力为0.4~0.6MPa。
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