專(zhuān)利名稱(chēng)：一種紫銅換熱管與管板的焊接結(jié)構(gòu)及其焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紫銅換熱管與管板的焊接結(jié)構(gòu)及其焊接工藝，屬于壓力容器制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紫銅換熱管與管板的焊接性均較差，接頭性能如力學(xué)性能、導(dǎo)電性能及耐腐蝕性能均有所降低，焊接時(shí)低熔點(diǎn)合金元素蒸發(fā)，氣孔敏感性較高，易產(chǎn)生裂紋、未焊透、未熔合等缺陷。制作設(shè)備用的紫銅焊縫及熱影響區(qū)晶粒易粗大，接頭強(qiáng)度尤其是伸長(zhǎng)率、冷彎角下降明顯。根據(jù)換熱器使用要求，必須保證各連接件的嚴(yán)密性與牢固性，不得有過(guò)量變形及裂紋等缺陷，否則將導(dǎo)致介質(zhì)泄漏、加劇腐蝕等嚴(yán)重事故。所以一般不選紫銅作為換熱器的制造材料，只是在換熱器使用壓力較低時(shí)才會(huì)采用紫銅換熱器，并且紫銅換熱器管束用脹接形式連接。另外，紫銅導(dǎo)熱系數(shù)很大，始焊時(shí)焊接熱量將焊件還沒(méi)熔化，熱量就大量散失。被焊部位溫度迅速降至焊件熔化溫度以下，被焊部位無(wú)法熔化從而無(wú)法進(jìn)行熔化焊。始焊時(shí)需大的線能量才能將其熔化，及施焊時(shí)需要大電流，低焊速。但焊到中間過(guò)程由于工件溫度的升高，如果線能量過(guò)大容易造成氣孔、過(guò)燒的現(xiàn)象，因此焊到中間過(guò)程需要將電流以及焊速調(diào)整到較低水平。而傳統(tǒng)換熱管與管板的焊接工藝參數(shù)在焊接前就已經(jīng)預(yù)設(shè)好的，焊接過(guò)程中無(wú)法調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種紫銅換熱管與管板的焊接結(jié)構(gòu)及其焊接工藝，使得紫銅換熱管與管板的焊接得以實(shí)現(xiàn) 且該紫銅換熱器能承受高的使用壓力。本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種紫銅換熱管與管板的焊接結(jié)構(gòu)，包括管板與紫銅換熱管，所述管板上加工有環(huán)形隔熱槽使得所述管板與紫銅換熱管焊接后形成焊縫。所述環(huán)形隔熱槽的寬度B為5 10mm、深度H為:TSmm ;所述管板與紫銅換熱管焊接部分壁厚P與紫銅換熱管壁厚相同。一種紫銅換熱管與管板的焊接工藝，采用脈沖氬弧焊方式；焊接過(guò)程中焊接參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整如下:當(dāng)焊件預(yù)熱溫度為120°C 140°C，始焊電流為17(Γ180Α，焊接速度為焊接一周55-60秒；當(dāng)焊件溫度為14(Tl60°C時(shí)，焊接電流為14(Tl60A，焊接速度為焊接一周50-55秒；當(dāng)焊件溫度為16(Tl80°C時(shí)，焊接電流為13(Tl40A，焊接速度為焊接一周45-50秒；當(dāng)焊件溫度為大于180°C時(shí)，焊接電流為12(Γ130Α，焊接速度為焊接一周40-45秒。更進(jìn)一步的，焊接過(guò)程采用同軸氬氣或氬氣與氮?dú)獾幕旌蠚膺M(jìn)行保護(hù)，氣體流量為 12 18L/min。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
由于紫銅導(dǎo)熱系數(shù)很大，始焊時(shí)焊接熱量將焊件還沒(méi)熔化，熱量就大量散失。被焊部位溫度迅速降至焊件熔化溫度以下，被焊部位無(wú)法熔化而無(wú)法進(jìn)行密封焊。針對(duì)這一問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)加開(kāi)環(huán)形隔熱槽，使得焊接熱量不會(huì)迅速散失，提高焊接熱量的利用率；而被焊的管板母材與換熱管的壁厚相等，使得焊接熱量均勻分配。焊接過(guò)程中焊接參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整以達(dá)到均勻合格的焊縫，保證焊接質(zhì)量。本發(fā)明焊接過(guò)程中的焊接規(guī)范隨工件溫度的變化而變化，與傳統(tǒng)換熱管與管板的焊接工藝相比，焊接規(guī)范實(shí)時(shí)調(diào)整以達(dá)到效果一致的焊縫，提高焊接效率，使得紫銅換熱管與管板焊接得以實(shí)現(xiàn)而使該紫銅換熱器能承受高的使用壓力。在壓力容器的紫銅換熱管與管板焊接中，可降低焊接返修率，提高焊接一次合格率，有利于提高生產(chǎn)效率，減少焊接成本，縮短工期。


圖1為本發(fā)明紫銅換熱管與管板的焊接結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1一管板2—紫銅換熱管3—焊縫4一環(huán)形隔熱槽 D—換熱管直徑Φ—環(huán)形隔熱槽直徑
P—管板與換熱管焊接部分壁厚 B—環(huán)形隔熱槽寬度 H—環(huán)形隔熱槽深度 H—環(huán)形隔熱槽深度。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明及其有益效果作進(jìn)一步說(shuō)明。參照?qǐng)D1，一種紫銅換熱管與管板的焊接結(jié)構(gòu)，包括管板I與紫銅換熱管2，所述管板I上加工有環(huán)形隔熱槽4使得所述管板I與紫銅換熱管2焊接后形成焊縫3。所述環(huán)形隔熱槽4的寬度B為5或6或7或8或9或10mm、深度H為3或4或5或6或7或8mm ;所述管板I與換熱管焊接部分壁厚P與換熱管2壁厚相同。環(huán)形隔熱槽直徑Φ可根據(jù)環(huán)形隔熱槽寬度B、換熱管2直徑D以及管板I與換熱管2焊接部分壁厚P確定。如:隔熱槽寬度B為5 mm，換熱管2)直徑D為19mm，管板I與換熱管2焊接部分壁厚P與換熱管2壁厚相同為2臟，則隔熱槽直徑Φ為33mm ;或按Φ =D+2*B+2*P (mm)公式計(jì)算。一種紫銅換熱管與管板的焊接工藝，采用脈沖氬弧焊方式，該脈沖氬弧焊機(jī)的脈沖寬度為1ms，頻率為12 15Hz。采用脈沖電流進(jìn)行氬弧焊接容易控制焊接熱輸入量，既能焊透又不會(huì)焊穿，尤其在薄板焊接時(shí)效果明顯。紫銅的焊接性能極差，極易出現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷，但在氬氣保護(hù)下焊接，使熔化的紫銅不受空氣侵蝕，且氬弧焊熱量集中，可提高焊接速度，減少缺陷產(chǎn)生。由于紫銅換熱管壁厚較薄，因此選用脈沖氬弧焊方式。焊接過(guò)程中焊接參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整如下:當(dāng)焊件預(yù)熱溫度為120°C、130°C或140°C，始焊電流為170A、175A或180A，焊接速度為焊接一周55-60秒；當(dāng)焊件溫度為140°C、150°C或160°C時(shí)，焊接電流為140AU50A或160A，焊接速度為焊接一周50-55秒；當(dāng)焊件溫度為160°C、170°C或180°C時(shí)，焊接電流為130AU35A或140A，焊接速度為焊接一周45-50秒；當(dāng)焊件溫度為大于180°C時(shí)，焊接電流為120AU25A或130A，焊接速度為焊接一周40-45秒。紫銅導(dǎo)熱系數(shù)很大，始焊時(shí)需大的線能量才能將其熔化，及施焊時(shí)需要大電流，低焊速。但焊到中間過(guò)程由于工件溫度的升高，如果線能量過(guò)大容易造成氣孔、過(guò)燒的現(xiàn)象，因此焊到中間過(guò)程需要將電流以及焊速調(diào)整到較低水平。而現(xiàn)有管板鎢極氬弧焊各焊接參數(shù)在焊接前就已經(jīng)預(yù)設(shè)好的，焊接過(guò)程中無(wú)調(diào)整。此焊接工藝根據(jù)焊接溫度的不同，焊接參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整，以達(dá)到合格的焊縫。焊接過(guò)程采用同軸氬氣或氬氣與氮?dú)獾幕旌蠚膺M(jìn)行保護(hù)，氣體流量為12或13或14或15或16或17或18L/min。在該氣體流量下所得焊縫不被氧化，得到保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種紫銅換熱管與管板的焊接結(jié)構(gòu)，包括管板(I)與紫銅換熱管(2)，其特征在于:所述管板(I)上加工有環(huán)形隔熱槽(4)使得所述管板(I)與紫銅換熱管(2)焊接后形成焊縫(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫銅換熱管與管板的焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述環(huán)形隔熱槽(4)的寬度B為5 10mm、深度H為3 8mm ;所述管板(I)與紫銅換熱管焊接部分壁厚P與紫銅換熱管(2)壁厚相同。
3.一種紫銅換熱管與管板的焊接工藝，其特征在于:采用脈沖氬弧焊方式；焊接過(guò)程中焊接參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整如下:當(dāng)焊件預(yù)熱溫度為120°c 14(rc，始焊電流為17(Γ180Α，焊接速度為焊接一周55-60秒；當(dāng)焊件溫度為14(Tl60°C時(shí)，焊接電流為14(Γ160Α，焊接速度為焊接一周50-55秒；當(dāng)焊件溫度為16(Tl80°C時(shí)，焊接電流為13(Tl40A，焊接速度為焊接一周45-50秒；當(dāng)焊件溫度為大于180°C時(shí)，焊接電流為12(Γ130Α，焊接速度為焊接一周40-45秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種紫銅換熱管與管板的焊接工藝，焊接過(guò)程采用同軸氬氣或氬氣與氮?dú)獾幕旌蠚膺M(jìn)行保 護(hù)，氣體流量為12 18L/min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種紫銅換熱管與管板的焊接結(jié)構(gòu)及其焊接工藝，用于壓力容器紫銅換熱管與管板的焊接。所述焊接結(jié)構(gòu)包括管板與紫銅換熱管，該管板上加工有環(huán)形隔熱槽使得所述管板與紫銅換熱管焊接后形成焊縫。并且在焊接過(guò)程中的焊接規(guī)范隨工件溫度的變化而變化，以達(dá)到熔化焊的效果。與傳統(tǒng)紫銅換熱管與管板的焊接工藝相比，焊接規(guī)范實(shí)時(shí)調(diào)整以達(dá)到效果一致的焊縫，提高焊接效率，使得紫銅換熱管與管板焊接得以實(shí)現(xiàn)。在壓力容器的紫銅換熱管與管板焊接中，可降低焊接返修率，提高焊接一次合格率，有利于提高生產(chǎn)效率，減少焊接成本，縮短工期。
文檔編號(hào)B23K33/00GK103192192SQ20131012330
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者向凱, 張鷹, 朱曉鋼, 陳晶, 王麒, 高正芳 申請(qǐng)人:甘肅藍(lán)科石化高新裝備股份有限公司, 上海藍(lán)濱石化設(shè)備有限責(zé)任公司, 蘭州藍(lán)亞石油化工裝備工程有限公司, 機(jī)械工業(yè)蘭州石油化工設(shè)備檢測(cè)所有限公司