2010/10/15 10:44:06
来源:
51网络采购 点击:979次
内容摘要:不锈钢与铜及铜合金的焊接实践
1)制氧工程中黄铜与不锈钢管路的焊接。某制氧工程的外部管道,是由大量黄铜(H62)管和不锈钢(1Crl8Ni9Ti)管所组成。其管内径为φ140~φ280mm,壁厚为8~12mm,工作压力为3.75MPa。
①焊接性。黄铜(H62)熔点比不锈钢(1Crl8Ni9Ti)低400℃以上,而热导率为不锈钢1Crl8Ni9Ti的6.5倍。焊接过程中,在焊接熔池中易形成低熔点共晶体,随之在焊接熔池中冷却凝固,残留在焊缝中。两种金属中的线胀系数有很大差异,形成较大的内应力,使焊缝金属产生热裂纹。
②焊接方法的选择。由于在现场施工,工作条件比较恶劣,选用焊条电弧焊用T107(Ecu型号)焊条在1Crl8Ni9Ti不锈钢管坡口侧及其附近堆焊过渡层,然后采用氧乙炔焊用HS224(HSCuZn-4)焊丝配合气焊焊剂硼砂((CJ301)将过渡层的堆焊处与黄铜管焊接,形成所需要的管路。
③焊接工艺。焊接坡口形式见图8-29,为角接接头对接焊缝形式。
过渡层堆焊:在打磨干净的1Crl8Ni不锈钢管坡口待焊处,用φ3.2mmTl07焊条堆焊一层纯铜过渡层,纯铜过渡层要堆焊两层,厚度为5~6mm。焊后用磨光机打磨,使表面干净光滑。用氧乙炔焊,φ4mm的HS224焊丝配合气焊焊剂CJ301在堆焊纯铜层表面再堆焊一层黄铜的过渡层,使其表面层金属与黄铜(H62)管的化学成分相当。这样,就把黄铜-不锈钢的异种金属的焊接变为了黄铜的焊接。
2)换热器的焊接
①焊接。换热器是冷凝管中主要部件,其中孔盘与筒体的连接是纯铜T2与不锈钢1Crl8Ni9Ti的焊接。为了减少孔盘与筒体焊接时产生较大的焊接拘束力,避免焊接接头有形成裂纹的可能,改变了孔盘原有结构。将孔盘改为焊接件,在孔盘上增加过渡段1Crl8Ni9Ti与孔盘进行对接焊,
如图8-31所示。然后过渡段与筒体均为同一材质的lCrl8Ni9Ti,便于施焊。
②工艺过程
a. 将过渡段分成3~6等分与孔盘组成环焊缝,然后再焊过渡段的纵焊缝,以此减少焊接拘束力。
b. 孔盘与过渡段施焊以前要对孔盘进行预热,预热温度为400~500℃采用焊条电弧焊施焊,选用T227焊条,φ3.2mm。焊接电流140~160A,电弧电压为25~30V。施焊时,电弧应偏向纯铜侧,才能得到满意的焊接接头。
c. 分成3个等分过渡段的纵焊缝,仍采用焊条电弧焊,选用A102焊条,直径为φ3.2mm,焊接电流为90~110A,电弧电压为25~30V。
d. 组装法兰、筒体与带有过渡段的孔盘进行焊条电弧焊,获得成功,未发现裂纹。
3)不锈钢管焊接。模拟太空环境的热忱,采用铜-不锈钢翅片作为导热元件。管材质为1Crl8Ni9Ti规格为φ32mm×2.5mm,翅片材料纯铜T2厚度为1.5~2.5mm,宽度120mm,长度1000mm不等。
①接性分析。由于这两种材料的热导率差异太大,焊接接头冷却过程中收缩量不等会产生较大的应力;加之这两种材料中含有氧、硫、磷等有害元素,在焊接过程中形成低熔点共晶体和脆性化合物,易形成热裂纹。其次在焊接接头冷却过程中,在不锈钢热影响区一侧还会产生渗透裂纹。
②接材料的选择。经多次焊接性试验结果认为镍焊丝ERNiCr-较为理想。一是这种焊丝中锰等合金元素含量较多,能够消除硫、磷带来的有害作用,有利于减轻裂纹的形成;二是该焊丝的导热性出在铜和不锈钢之间,其塑性较好,对应力起到一个缓冲作用,同时它能阻止铜液渗透到不锈钢微观裂口处而免除渗透裂纹的形成;三是该焊丝在施焊过程中流动性好,便于操作,能形成良好焊缝形状,从而提高焊接接头质量。
③制焊接变形。由于在不锈钢管上要焊许多纯铜翅片,若不严格控制不可避免的会发生焊接变形,无法满足图样要求。在零件组装、定位时需制作一组焊接工装,使工件被刚性固定,以达到控制变形的目的。
④操作注意事项。铜翅片长度为1000mm左右,散热比较快,施焊过程中电弧略偏向铜翅片。焊丝要加在靠1Crl8Ni9Ti钢管一侧熔池,严禁不加焊丝将这两种材料直接熔合,严格控制熔深,尽量减少1Crl8Ni9Ti钢熔入焊缝中。施焊过程中遇到定位焊缝时应快速通过,减少重熔量,使异质母材的熔合比愈小愈好,同时也能减少变形。熄弧时要填满弧坑并向铜翅片侧引出。
(责任编辑:admin)欢迎转载,转载请说明来处
51网络采购(http://www.51wlcg.com)