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全位置主動管板焊係統在換熱器製造中的利用

作者:AM8亚美来源:[AM8亚美公司]访问:047时间:2019-11-30

摘要:先容了AUTOMATIG306全位置主動管板焊接係統的特點、構成和工作道理和管殼式換熱器的結構,通過工藝評定優選出的焊接工藝參數利用於生產實踐,取得了良好的效果,焊縫合格率達100%。  關鍵詞:全位置主動管板焊係統;換熱器;焊接質量;工藝參數  中圖分類號:TQ051.5文獻標識碼:A  管殼式換熱器是一種廣泛使用的工藝設備,在煉油、化工行業中是首要的工藝設備之一,其完好與否對化工生產的影響很大,一旦泄漏,對化工產品的質量、工廠安全、環境和設備等將造成很大的損失。換熱器中管板與換熱管之間的角接接頭焊縫質量是整台設備製造質量的關鍵,以往都采用傳統的手工電弧焊或手工氬弧焊工藝焊接,由於勞動條件差,對焊工技術水平要求高,焊縫外觀質量不美觀,焊接速度慢,效率低,焊接量大,工人勞動強度大,合格率低,設備的製造質量和工期都無法得到保證。近年來,隨著化工生產規模的不斷擴大,有大量的換熱器需要建造,為了保證優良、高效、定期完成設備建造任務,在充分調研的基礎上,購買了一台AUTOMATIG306全位置主動管板焊接係統。本文將對該焊接係統的構成、道理及在換熱器建造中的具體利用作一簡單先容。  1焊接係統的構成及工作道理  1.1焊接係統的構成  該焊接係統由EWA306程控電源、PT80管板全主動TIG焊接機頭、冷卻水箱(與程控電源一體化)、平衡器及支架5部分構成。程控電源上裝有焊接參數設定、焊接參數選擇顯示控製麵版,可實現對焊接電流、速度、送絲和保護氣體的主動控製。焊接機頭由電機驅動裝配、旋轉裝配、定位裝配、氣體保護裝配 、一體化送絲裝配和弧長控製裝配等構成。另外還有線控器、氬氣瓶、減壓閥及氣管等輔助設施(見圖1)。圖1EWA306程控電源+PT80焊接機頭1.2工作道理1.2.1電源部分該係統焊接電源為可編程全主動化數字逆變TIG電源,引進德國EWM公司原裝高性能逆變電源模塊,可根據需要輸出5A~300A的直流或脈衝電流。係統內配置有高性能的Multi-CPU係統,響應速度快,控製精度高,性能穩定,焊接成形及重現性好。數字化 、圖形化的編程界麵,使用方便 ,操縱簡單,適應全位置焊接的優化設計,首要焊接參數可以根據位置劃分區間,每個程序可劃分10個區間,可儲存焊接工藝參數100個,並可隨時調出使用。同時具有完整的故障檢測和處理機製,多點主動檢測,最大程度保護人身和設備安全和焊縫質量。1.2.2機頭部分動力驅動部分由一台直流伺服電機減速器帶動一對齒輪使焊矩旋轉,焊接電源根據焊矩焊接時的不同位置設定該電機各參數。一體式送絲機由一台電機驅動一對傘齒輪帶動主動送絲輪運轉,除主動送絲輪外,還有3個校直輪,這些送絲輪皆可由緊定螺釘調節鬆緊,焊絲從送絲機進口通過校直輪進進一對主動輪,再由送絲軟管總成由送絲機出口將焊絲送進槍體轉軸中間的送絲軟管。全主動弧長控製裝配,是靠一個步進電機驅動絲杆帶動螺母套直線活動,帶動焊矩軸向移動,全部焊接過程中是通過電弧電壓的反饋,由焊接電源控製該步進電機運轉,使弧長穩定在一定高度上 。除通過焊接電源主動調節弧長外,在焊槍背部通過專用手輪也可進行手工調節。焊接時,根據工件管徑選擇合適的芯杆定位器(是一彈性套,當它插進管徑內,可達到焊頭徑向定位的目的)裝進芯杆,調節定位板上的3根螺杆及偏心支腳支承於管板平麵 ,使焊頭精確定位。假如選擇加絲焊,則在送絲盒中裝進絲盤,用專用工具將送絲軟管總成插進芯軸的快插接頭,軟管另一端接送絲機 ,安裝好與焊絲直徑相適應的送絲輪 ,調整緊定螺釘,使輪與螺絲之間間隔適當 ,將焊絲穿好 。安裝好引弧圈,用平衡器將焊頭吊起,將芯杆定位器插進管子,將偏心支腳頂住管板,使整機定位待焊,調整好弧長,將焊矩轉到起始位置 ,將伸出送絲嘴的焊絲修剪至伸出送絲嘴5mm擺布,設置好焊接電源各參數後,即可開始焊接。2全位置主動管板焊的特點全位置管板焊的焊接過程包括平焊 、上坡焊、下坡焊、仰焊等過程 ,熔池受力情況各點不一,見圖2。由圖2可見,重力在各點對焊縫成形影響不一樣:平焊位置,重力易造成熔池往管口內流淌;仰焊位置,重力易使熔池偏離焊縫,造成焊縫成形不均勻。為了減小熔池受重力身分的影響,全位置管板焊宜采用脈衝焊方式即峰值形成熔池,基值維持電弧不熄滅,同時對熔池進行冷卻。焊縫由很致密的焊點疊加而成 ,從而形成熔合良好、外觀成形均勻的焊縫。3管殼式換熱器的結構和連接方式目前,管殼式換熱器在製造中管子與管板之間的連接有脹接、脹接加焊接和焊接等形式。假如采用焊接,則有端麵焊接和內孔焊接兩種結構類型。由於內孔焊的接頭形式製造工藝複雜,管板加工、裝配、焊接和維修都較困難,本錢較高,故僅在高溫高壓、強腐蝕性介質及核反應堆等特殊工作條件下的換熱器中采用。而端麵焊接由於焊接方便、外觀檢查與維修輕易等優點,是以利用比較廣泛。全位置管板焊時,其結構基本采用管平頭(自熔焊時,管口伸出0~1mm)、管伸出(加絲焊時,管口伸出3mm~5mm)方式 ,連接方式根據產品設計要求有以下兩種形式:一是脹接加密封自熔焊;二是加絲強度焊(根據設計要求可焊1或2層)。4生產利用在正式設備上施焊前,根據GB151—1999《管殼式換熱器》的有關規定 ,對該係統進行了常用材料、規格的換熱管與管板接頭的焊接工藝評定試驗。結果表明,采用全位置主動管板焊係統焊接的接頭質量、性能完全符合有關標準和規定的要求。4.1焊接工藝參數六塔再沸器是回收生產線的關鍵設備,物料腐蝕性較強,溫度變化幅度較大,對管板與換熱管焊接接頭要求較高,是以決定對該設備采用全位置主動管板氬弧焊施焊。設備技術參數如下 :Ⅱ類壓力容器,管板材料為316L不鏽鋼,厚度為40mm,換熱管材料為00Cr17Ni14Mo2,規格為d38mm×2.5mm ,管頭數目為3352個。4.2焊接生產中裝配和清理要求4.2.1裝配要求(1)換熱管伸出長度應嚴格控製在要求尺寸內,自熔為1.5mm×0.5mm,填絲焊為4mm×0.5mm。(2)用手工氬弧焊點焊換熱管與管板一端,勿用手工電焊條點焊,另一端用管板端麵機往除多餘管口。(3)脹管要均勻一致 ,避免有貼脹不緊的情況。4.2.2清理要求(1)穿管前應嚴格清理管孔及管口25mm內油汙及水分。(2)脹完管後,要用丙酮溶液嚴格清理,確保焊接區域無油汙,以避免焊接時產生氣孔。4.3焊接結果在做好焊前籌辦工作,裝配、清理達到要求的條件下,按照上述的焊接工藝參數對再沸器進行施焊,美滿完成了焊接任務,檢驗結果如下 :(1)焊接接頭表麵成形均勻、美觀光滑,焊縫寬度和高度也比較同一,相差不大,帶有均勻的魚鱗紋,經酸洗鈍化後焊縫呈雪白色。(2)經著色檢查無氣孔、裂紋等缺陷。(3)殼程經水壓試驗檢查合格率達100%。(4)該設備在使用兩年後,仍無泄漏,效果很好。5結語該焊接係頁

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