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    換熱器管子內(nèi)縮管板封口焊概述度以避免接頭高溫持久強(qiáng)度下降避免低碳鋼熔合區(qū)形成高隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，換熱器的應(yīng)用越來約廣泛。而在整個換熱器的制造過程中，管子與管板封口焊的工作量大焊接位置苛刻，且焊后殘余應(yīng)力分布復(fù)雜。接頭在現(xiàn)場運(yùn)行中長期承受管程與殼程的壓差產(chǎn)生的軸向負(fù)荷高溫介質(zhì)的沖刷腐蝕復(fù)雜的熱循環(huán)等惡劣工況條件。因此，對管子管板封口焊焊接質(zhì)量要求。
　　如果焊縫中存在根部未熔合氣孔等細(xì)小缺陷，在運(yùn)行中的交變應(yīng)力和高溫介質(zhì)的沖刷作用下，易導(dǎo)致缺陷擴(kuò)展直至泄漏，從而直接影響設(shè)備的換熱效率和使用壽命。對管子與管板的連接我們常用的是管子外伸管板的型式，隨著現(xiàn)在高參數(shù)機(jī)組在電廠使用越來越多，換熱器管子管板的接頭型式也就越來越多的采用管子內(nèi)縮管板的型式。為提高管子管板焊接質(zhì)量和可靠性，使之具有良好的致密性，我們就管子內(nèi)縮管板接頭型式進(jìn)行了一系列工藝試驗(yàn)，以得出適宜的焊接參數(shù)，確保良好的焊接接頭。
　　焊接工藝和焊接設(shè)備的選擇我公司為某電廠制造的高壓加熱器，由于其參數(shù)較高，管子管板的連接采用了管子內(nèi)縮管板管板開坡口的連接型式見圖管板為不銹鋼堆焊層，換熱管為碳鋼，規(guī)格小因低碳鋼和不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)線脹系數(shù)和化學(xué)成分有較大差異見表所以對焊接工藝和焊接材料的選擇應(yīng)考慮到應(yīng)嚴(yán)格控制熔合比，避免在焊接硬度的馬氏體脆性層。
　　由于碳鋼換熱管的基體是珠光體，其合金元素相對較少，焊接時沖淡了焊縫的合金成分，使得焊縫中奧氏體形成元素不足，在靠近珠光體母材換熱管一側(cè)的熔合線的焊縫中，易形成高硬度馬氏體脆性層。
　　同時，焊接時碳元素從珠光體母材一側(cè)通過熔合區(qū)向奧氏體焊縫遷移，結(jié)果，靠近熔合線的碳鋼母材側(cè)出現(xiàn)脫碳層而軟化，在奧氏體焊縫側(cè)出現(xiàn)增碳層而硬化，隨著線能量的增加，增碳層和脫碳層的寬度也在增加綜上所述，為了獲得高質(zhì)量的焊接接頭，我們選擇高鉻鎳的一直徑焊接材料化學(xué)成分同時選擇了線能量小熱輸人集中的全位置自動脈沖鎢極氫弧焊方法，有效的防止碳遷移及脆性層的產(chǎn)生，并得到具有較高抗裂性能的奧氏體加鐵素體雙相組織的焊縫。
　　自動脈沖鎢極氫弧焊是通過基值電流控制對母材的線能量輸人，通過脈沖電流保證接頭根部熔深，快速的脈沖得到窄而深的魚鱗紋焊波，與焊條電弧焊手工氨弧焊等焊接方法相比產(chǎn)生更小的稀釋率，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，而且外觀成形美觀。因此，我們選用國外進(jìn)口的焊機(jī)，實(shí)現(xiàn)全位置自動氫弧焊封口焊的焊接。此焊接設(shè)備由機(jī)頭焊接電源和遙控板組成，包括可記錄焊接程序和焊接循環(huán)的打印機(jī)。
　　其中焊接機(jī)頭所的氣動定位裝置，更好的保證了機(jī)頭定位的穩(wěn)定可靠同時高精度的弧長自動跟蹤功能，使焊接第二層時同樣能保持鎢極與工件的距離，維持電壓穩(wěn)定，并避免產(chǎn)生夾鎢。
　　由于稀釋作用而在焊縫中出現(xiàn)馬氏體組織，從而使焊接接頭脆性增大，容易產(chǎn)生裂紋減小脫碳層和滲碳層的寬鋼號導(dǎo)熱系數(shù)線脹系數(shù)一不銹鋼低碳鋼管子表化學(xué)成分焊接機(jī)頭技術(shù)參數(shù)序號參數(shù)技術(shù)參數(shù)最小管子內(nèi)徑管子外徑印焊接電流焊炬冷卻方式水冷弧長控制精度士送絲機(jī)內(nèi)置一體式焊絲規(guī)格或在管板上定位方式芯棒士氣動定位機(jī)械三巫定位對全位置自動鎢極氫弧焊，影響焊接接頭質(zhì)量的因素很多。對焊接參數(shù)而言，最主要就是針對材料的特性選擇和合理匹配參數(shù)，如基本電流及時間脈沖電流及時間旋轉(zhuǎn)速度送絲速度的選擇和匹配。
　　在焊接過程中，基值電流不僅維持電弧穩(wěn)定燃燒，還要與脈沖電流相配合，控制焊縫的形成和凝固，并對后面焊接起到一定的預(yù)熱作用，確保熔池緩慢冷卻從而易排出氣孔，防止缺陷的產(chǎn)生脈沖電流的大小和頻率對焊縫的尺寸，特別是熔深起到主導(dǎo)作用通過試驗(yàn)證明，高的脈沖電流和低的基值電流匹配合適，而且焊接速度送絲速度應(yīng)與脈沖電流和脈沖頻率成正比才能獲得足夠的熔深和成型良好的焊縫。
　　對于層根部的焊接，為保證根部焊縫有足夠的熔敷金屬，而且熔合良好，送絲速度與焊接電流時間和脈沖頻率的匹配尤為重要，一定要保證較高的送絲速度和脈沖頻率。其關(guān)鍵點(diǎn)是不僅要通過合理的焊接參數(shù)保證接頭的焊接質(zhì)量，而且還要保證焊后管口的縮口量小于滿足管子管板液壓脹接的要求。管口縮口量的控制，也是內(nèi)縮式封口焊焊接的一大難點(diǎn)。
　　通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，除了與母材匹配的焊接材料合理的焊接參數(shù)外，選擇合理的槍頭角度鎢極定位的穩(wěn)定可靠性鎢極與管板管壁及焊絲的幾何尺寸也有很重要的作用見表一的槍頭角度，更好的使鎢極對準(zhǔn)管子與管板的交界處，焊接時形成的熔池更好的保證焊縫根部熔透。焊接時鎢極的對中應(yīng)稍偏向管板側(cè)，以減少熔池凝固時焊縫金屬流向管子內(nèi)壁而增加管口縮口量。匹配得當(dāng)?shù)膸缀纬叽绮粌H能保證焊縫根部熔合良好，而且焊縫成形美觀，管口焊后縮口量也能滿足液壓脹管的要求。
　　金相檢查由于焊接參數(shù)選擇合理，經(jīng)過對焊縫和熱影響區(qū)的宏觀和微觀檢查，均未發(fā)現(xiàn)缺陷，組織為奧氏體加鐵素體。產(chǎn)品焊接為確保換熱管縮進(jìn)管板的準(zhǔn)確定位，設(shè)計了定位工裝。
　　為驗(yàn)證擴(kuò)口對封口焊焊縫質(zhì)量是否有影響，我們特意焊接了三個縮口量較大其平均縮口量為的封口焊焊縫，經(jīng)過擴(kuò)口后解剖了三根管子，對解剖面進(jìn)行了金相檢查其焊縫及熱影響區(qū)的宏微觀均未發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷。說明對管孔的擴(kuò)口對封口焊焊縫沒有帶來不利影響。
　　管子管板封口焊焊接前，在管子的點(diǎn)鐘位置采用與通信在閃光焊參數(shù)設(shè)定上的應(yīng)用手工鎢極氨弧焊進(jìn)行點(diǎn)焊，焊絲牌號與規(guī)格與產(chǎn)品焊接時所用的焊絲相同。在碳鋼換熱管和不銹鋼堆焊層管板的點(diǎn)焊時必須送絲，如果空熔就會在點(diǎn)焊處產(chǎn)生馬氏體組織，容易開裂。在產(chǎn)品點(diǎn)焊時就有少數(shù)焊點(diǎn)因?yàn)椴患雍附z空熔而裂開，這時磨去開裂處，并填焊絲進(jìn)行點(diǎn)焊，解決了這一問題。
　　對管子管板封口焊的焊接，除了嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，調(diào)整好鎢極焊絲的幾何尺寸外，管孔及管子的清潔度要求也很重要。如果管孔和管子內(nèi)外壁沒有清理干凈，不可避免的會在焊接過程中由于氣體來不及逸出而在焊縫中產(chǎn)生氣孔，從而影響焊接質(zhì)量。對產(chǎn)品上的管口，嚴(yán)格按照調(diào)試好的程序進(jìn)行全位置焊接，焊接后進(jìn)行了抽樣檢查，縮口量大都控制在以下，滿足液壓脹接的要求，而且其氦檢漏和水壓試驗(yàn)一次合格。這都證明我們采用的焊接材料焊接方法和工藝參數(shù)是可行的。
　　采用自動脈沖鎢極氫弧焊方法及一的高鉻鎳焊材，可以有效的控制焊縫的稀釋率，避免熔合區(qū)馬氏體組織的產(chǎn)生，并得到具有較高抗裂性能的奧氏體加鐵素體雙相組織的焊縫。換熱管內(nèi)縮管板的連接型式，采用一槍頭及我們選定的鎢極與管板換熱管管端及焊絲的幾何尺寸，能更好的保證焊縫根部熔透，并且滿足液壓脹對管口縮口量的要求。對管子管板封口焊的焊接，應(yīng)保證待焊區(qū)域的清潔度，避免焊縫中出現(xiàn)氣孔等細(xì)小缺陷。