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金属波纹管焊接的质量要求


金属波纹管产品焊接质量的检测
  焊缝的检测有x光检测和剖切检查、单条焊缝和产品总体漏率的氦质谱检漏。由于采用金属波纹管组件分别生产,再与法兰组装焊接成为整体的制造模式,内外共8条I级环焊缝,除外波纹管与法兰连接的2条焊缝由于遮挡无法用X光透照外,其余6条均可进行X光检测。外波纹管组件与法兰之间的焊缝需通过每批次剖切件的金相检查来旁证其焊接质量。各条焊缝和产品总体漏率的氦质谱检测均可以逐一进行试验,相互之间不存在干涉,工艺可行性良好。
  金属波纹管的焊缝质量以及工艺的稳定性、一致性决定了金属波纹管产品的最终性能,焊接时需要严格控制以下焊接工艺难点。
 
金属波纹管的滚焊工艺
  波纹管滚焊时需要将多层薄壁管与一层厚壁接头滚焊到~起,由于壁厚的不一致,厚件一侧电阻大,交界面距离电极远,故产热多而散热少,致使熔核向厚件一侧偏移,偏移的结果造成薄件的一侧焊透率减小,焊点强度降低,甚至远离厚件一侧的薄壁焊不上,出现分层,通过以下工艺控制措施可以避免: a.采用接触表面直径不同、厚度不同的电极。在厚件(接头)一侧采用8mm厚的滚盘,在薄件(波纹管)一侧采用6mm厚的滚盘,以增加薄壁一侧的电流密度,从而增加其产热量; b.采用不同散热能力的电极。在厚件(接头)一侧采用锆青铜,减少了薄件的散热,而在薄件(波纹管)一侧使用导热能力较差的铬锆铜,保证了熔核的成型。
  
金属波纹管的钨极自动脉冲氩弧焊工艺
  内、外波纹管环向对接焊缝采用钨极自动脉冲氩弧焊接工艺,用交变的峰值、基值电流进行焊接,具有能量集中、热输入小、焊接质量稳定、接头金相组织均匀等特点。为防止波纹管层间的夹气被焊接高温加热后窜入焊缝金属熔池而形成气孔,熔焊焊缝宽度必须小于滚焊焊缝,同时由于焊缝厚度较大,又必须加大焊接电流保证熔透,既保证焊缝质量又保证设计熔深。焊机采用抗干扰性强、焊接参数重复性稳定的法国SAF公司自动焊接系统,见图2。焊接工装采用焊接转动夹具和带有保护装置的焊接涨胎专用工装,保证多件产品组台焊接时错壁量最小。经反复试验,确定了焊接关键工艺参数,主要包括焊接电流、焊接速度、电弧长度、保护气体流量等。
  
金属波纹管焊接质量的影响因素
  1、焊接电流
  施焊时峰值、基值电流交替作用在焊接接头上,其中峰值电流主要保证熔深,基值电流优化焊缝成型,同时脉冲电流的采用还可以减小焊缝热影响区宽度,减小焊接变形。同时采用较大的焊接脉冲频率,以增加熔池的搅拌力,达到提高焊缝质量和增加焊接焙深的目的。如焊接电流过大,焊缝熔深增加,正面焊缝塌陷严重,而焊接电流过小,又容易形成基体金属熔合不良。因此,为获得稳定的焊接质量,焊接电流只能被限制在一个合适的范围内。
  2、焊接速度
  焊接速度也是影响自动焊焊接成型的重要工艺参数,在其它条件确定的情况下,焊速增加,焊缝热输入量减小,焊缝形貌变窄,严重时甚至不能将焊缝全部包裹熔融;焊速减小,母材过热,又容易影响焊接熔合及排气。而焊接速度的确定,又取决于焊接电流的大小。
  3、电弧长度
  电弧长度是影响焊缝质量的重要因素之一。焊接电弧过长,电弧电压高.焊缝正面宽度增加,熔透能力降低,同时由于钨极与熔池之间距离增大,电弧对熔池的搅拌作用变差.致使焊缝排气能力减弱,焊缝气孔倾向增大。如电弧过短,虽然有利于焊缝排气,但容易产生喷嘴被飞溅物粘污的现象。控制焊接弧长,电弧稳定,热量集中,熔池搅拌作用较强,焊缝气孔倾向小。
  
结论
  金属波纹管的焊缝结构致密,工艺可行性、协调性和稳定性良好,工艺攻关获得预期效果,地面疲劳寿命典试合格。经发动机摇摆热试车考核,焊接工艺确定为金属波纹管的生产工艺。