一種鈦管與管板的焊接工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鈦管與管板的焊接工藝，該工藝包括如下：選用符合要求的鈦管和管板，在鈦管上鈦管與管板預(yù)裝配部位做出標(biāo)記，鈦管上標(biāo)記長(zhǎng)度與管板厚度相同；選用預(yù)復(fù)合的復(fù)層管，其材質(zhì)同于或類于管板材質(zhì)，長(zhǎng)度和鈦管標(biāo)記長(zhǎng)度相同；車削鈦管標(biāo)記部位至鈦管壁厚的1/3處，標(biāo)記部位的一端有450倒角，拋光車削部位至粗糙度1.6um；車削復(fù)層管并拋光至粗糙度1.6um以下，保持復(fù)層管內(nèi)徑大于鈦管外徑0.8-1.0mm；選用硬質(zhì)實(shí)心木棒或膠棒，長(zhǎng)度大于鈦管標(biāo)記長(zhǎng)度10mm，使用專用工具壓入木棒或膠棒至鈦管標(biāo)記部位；使用爆炸焊接方法把復(fù)層管焊接到鈦管上形成鈦復(fù)合管；車削鈦復(fù)合管至規(guī)定尺寸；把鈦復(fù)合管裝配到管板孔內(nèi)，使用焊接工藝完成鈦管和碳鋼、不銹鋼管板的焊接。本發(fā)明的提供了一種簡(jiǎn)單易行的利用爆炸焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)換熱鈦管與管板的焊接工藝。
【專利說(shuō)明】一種鈦管與管板的焊接工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及爆炸焊接技術(shù)和設(shè)備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種利用爆炸焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)的鈦管與管板的焊接工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]換熱器在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，特別是在石油、化工、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。而在換熱器的生產(chǎn)中，換熱管與管板之間的連接方式和連接質(zhì)量決定了換熱器的質(zhì)量?jī)?yōu)劣和使用壽命，也是換熱器制造過(guò)程中至關(guān)重要的關(guān)鍵工藝。生產(chǎn)實(shí)踐證明，換熱器的失效或報(bào)廢多是由換熱管與管板的連接破斷引起的。因此，換熱管和管板的連接工藝及質(zhì)量控制就成為換熱器質(zhì)量保證體系中最重要的關(guān)鍵點(diǎn)。目前，對(duì)于碳鋼、不銹鋼換熱管與碳鋼、不銹鋼管板的連接方式主要有:焊接法、脹接法和脹接加焊接法等。而在現(xiàn)有傳統(tǒng)連接法中，管與管板的焊接法或脹接加焊接法是目前工藝最成熟、應(yīng)用最廣泛、密封性最好、可靠性最高的連接方法。
[0003]對(duì)于同質(zhì)或相溶的換熱管和管板連接可以采用焊接或脹接加焊接的方法，但對(duì)不相容的換熱管和管板如鈦管與碳鋼或不銹鋼管板的連接，就無(wú)法采用現(xiàn)有成熟的焊接或脹接加焊接工藝完成。針對(duì)此項(xiàng)技術(shù)難題，有關(guān)工程技術(shù)人員研究開(kāi)發(fā)了爆炸焊接換熱管與管板的連接，取得了預(yù)期的理論成果。已發(fā)表的文獻(xiàn)《高壓換熱器鈦管-管板爆炸焊接模擬與實(shí)驗(yàn)》一文(壓力容器2011.11)，對(duì)爆炸焊接管與管板進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬，并成功的使壁厚1-2_的鈦管與普通碳鋼管板焊接。上文只對(duì)薄壁鈦管和管板進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)，對(duì)于壁厚大于2mm的鈦管和管板的爆炸焊接未提供任何理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這和鈦管壁厚增大，相應(yīng)炸藥量增多，而無(wú)法控制管橋變形不無(wú)關(guān)系。爆炸焊接理論和實(shí)踐專著(爆炸焊接和爆炸復(fù)合材料的原理及應(yīng)用2007.4) 一書(P357-359)介紹了國(guó)外管與管板爆炸焊接的方法以及對(duì)此項(xiàng)爆炸技術(shù)研究的最新成果，特別舉例說(shuō)明了不同質(zhì)難容金屬如鈦管和不銹鋼管板直接爆炸焊接的研究成果，為拓展換熱器生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，指明了新的發(fā)展思路。
[0004]盡管利用爆炸焊接技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)鈦管與碳鋼、不銹鋼管板的焊接，但仍然存在很多技術(shù)難題和生產(chǎn)效率低下等問(wèn)題。其一，在爆炸焊接管壁大于2mm的鈦管時(shí)，管橋的變形難以控制，現(xiàn)場(chǎng)的安裝繁瑣復(fù)雜；其二，炸藥的布置比較困難，裝藥效率低、爆炸復(fù)合后管與管板的吊裝、固定也較復(fù)雜。采用本發(fā)明所述工藝方法，不但可以減少運(yùn)輸成本，甚至不需要專有的爆炸焊接基地就能進(jìn)行爆炸焊接作業(yè)，并且所述發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，可實(shí)現(xiàn)在工廠內(nèi)部完成鈦管與碳鋼、不銹鋼管板的爆炸加工過(guò)程，可大大節(jié)約生產(chǎn)成本、增加生產(chǎn)效率。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足提供一種簡(jiǎn)單易行的利用爆炸焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)換熱鈦管與管板的焊接工藝，此工藝簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，保證管與管板的焊接質(zhì)量和密封性，提高換熱器的服役周期。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種鈦管與管板的焊接工藝，該工藝包括以下步驟:
步驟1:按換熱器設(shè)計(jì)圖紙要求，選用符合要求的鈦管和管板，在鈦管上鈦管與管板預(yù)裝配部位做出標(biāo)記，鈦管上標(biāo)記長(zhǎng)度與管板厚度相同；
步驟2:選用預(yù)復(fù)合的復(fù)層管，其材質(zhì)同于或類于管板材質(zhì)，長(zhǎng)度和鈦管標(biāo)記長(zhǎng)度相同；
步驟3:車削鈦管標(biāo)記部位至鈦管壁厚的1/3處，標(biāo)記部位的一端有45°倒角，拋光車削部位至粗糙度1.6um ；
步驟4:車削復(fù)層管并拋光至粗糙度1.6um以下，保持復(fù)層管內(nèi)徑大于鈦管外徑
0.8-1.0mm ；
步驟5:選用硬質(zhì)實(shí)心木棒或膠棒，保證木棒或膠棒同鈦管內(nèi)徑實(shí)現(xiàn)緊配合，長(zhǎng)度大于鈦管標(biāo)記長(zhǎng)度10_，使用專用工具壓入木棒或膠棒至鈦管標(biāo)記部位，以防爆炸焊接時(shí)鈦管變形；
步驟6:使用爆炸焊接方法把復(fù)層管焊接到鈦管上形成鈦復(fù)合管；
步驟7:車削鈦復(fù)合管至規(guī)定尺寸；
步驟8:把鈦復(fù)合管裝配到管板孔內(nèi)，使用焊接工藝完成鈦管和碳鋼、不銹鋼管板的焊接。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案產(chǎn)生的積極效果如下:
本發(fā)明利用爆炸焊接技術(shù)和傳統(tǒng)的管與管板焊接工藝，實(shí)現(xiàn)異種金屬鈦管與碳鋼、不銹鋼管板之間的強(qiáng)固結(jié)合，克服了鈦管與碳鋼、不銹鋼管板不能直接焊接或直接采用爆炸焊接技術(shù)爆炸成型的諸多生產(chǎn)和技術(shù)難題。本發(fā)明首先采用局部爆炸焊接的方法，使同于或類于管板的材料焊接于鈦管上，然后采用傳統(tǒng)的管與管板的焊接工藝，把鈦管與碳鋼、不銹鋼管板這兩種不同質(zhì)的金屬焊接轉(zhuǎn)換為工藝成熟的同質(zhì)金屬焊接。另外本發(fā)明突破了管與管板直接爆炸時(shí)，換熱管壁厚不能大于2_的技術(shù)難題。與現(xiàn)有的鈦管和管板直接爆炸焊接技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是:復(fù)層管的爆炸焊接技術(shù)成熟，管與管板的焊接設(shè)備和工藝先進(jìn)，焊接成本低、效率高、操作簡(jiǎn)便、焊接接頭力學(xué)性能高，密封性好。兩項(xiàng)技術(shù)的有效結(jié)合突破了常規(guī)下不能焊接的管與管板密封難題，提高了換熱器的有效服役周期。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明鈦管預(yù)復(fù)合部位示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明鈦管與管板焊接示意圖。
[0010]其中圖中標(biāo)注代表:1、鈦管；2、管板；3、焊縫；4、復(fù)層管。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0012]實(shí)施例一
一種鈦管與管板的焊接工藝，如圖1、2所示，該工藝的步驟如下:
步驟1:TA2鈦管和16Mn II管板鍛件的焊接密封，鈦管外徑022mm、內(nèi)徑16mm、壁厚3mm ；管板鍛件孔徑22.5mm、管橋22mm、厚度50mm,在鈦管一端進(jìn)行標(biāo)記,標(biāo)記長(zhǎng)度50mm ； 步驟2:選用預(yù)復(fù)合的復(fù)層管，其材質(zhì)同于或類于管板材質(zhì)，復(fù)層管選用Q345R、內(nèi)徑23mm、外徑 28mm、長(zhǎng)度 50mm ；
步驟3:車削鈦管標(biāo)記部位至直徑21mm，一端留有45°倒角，拋光車削部位至粗糙度
1.6um以下；
步驟:4:用Q235R板車削加工復(fù)層管至規(guī)定尺寸并拋光至粗糙度1.6um以下；
步驟5:硬質(zhì)實(shí)心木棒,木棒外徑16.15mm、長(zhǎng)度60mm,使用專用工具壓入木棒至鈦管標(biāo)記部位，以防爆炸焊接時(shí)鈦管變形；
步驟6:利用爆炸焊接技術(shù)將復(fù)層管爆炸焊接到鈦管上形成鈦復(fù)合管，檢驗(yàn)肽復(fù)合管結(jié)合質(zhì)量，并作出標(biāo)記；
步驟7:對(duì)管板預(yù)焊接管孔沉孔倒角，沉孔直徑28mm、深度2.5mm、倒角30° ；
步驟8:依照鈦復(fù)合管的檢驗(yàn)結(jié)果，加工鈦復(fù)合管長(zhǎng)度至2.5_，一端倒角30° ；
步驟9:利用專用工具拉出鈦管內(nèi)的木棒；
步驟10:把鈦管裝入管板孔內(nèi)，使其預(yù)留的鈦復(fù)層進(jìn)入到管板沉孔內(nèi)，焊接鈦管復(fù)層和管板，完成鈦管與碳鋼管板的焊接。
[0013] 實(shí)施例二
一種鈦管與管板的焊接工藝，如圖1、2所示，該工藝的步驟如下:
步驟1:TA1鈦管和00Crl9Nil0 II管板鍛件的焊接密封，鈦管外徑0l9mm、內(nèi)徑14mm、壁厚2.5mm,管板鍛件孔徑19.5_、管橋15mmm、厚度35mm,在鈦管一端進(jìn)行標(biāo)記,標(biāo)記長(zhǎng)度35mm,把膠棒壓入鈦管標(biāo)記部位；
步驟2:復(fù)層管選用00Crl9Nil0、內(nèi)徑20mm、外徑26mm、長(zhǎng)度35mm ；
步驟3:車削標(biāo)記部位至直徑18.mm, 一端留有45°倒角，拋光車削部位至粗糙度1.6um以下；
步驟4:用00Crl9Nil0不銹鋼板車削加工復(fù)層管至規(guī)定尺寸并拋光至粗糙度1.6um以下；
步驟5:選用硬質(zhì)實(shí)心膠棒,膠棒外徑19.10mm、長(zhǎng)度45mm,使用專用工具壓入膠棒至鈦管標(biāo)記部位，以防爆炸焊接時(shí)鈦管變形；
步驟6:利用爆炸焊接技術(shù)將復(fù)層管爆炸焊接至鈦管上形成鈦復(fù)合管，檢驗(yàn)肽復(fù)合管結(jié)合質(zhì)量，并作出標(biāo)記；
步驟7:對(duì)管板預(yù)焊接管孔沉孔倒角，沉孔直徑26mm、深度2.5mm、倒角30° ；
步驟8:依照鈦復(fù)合管的檢驗(yàn)結(jié)果，加工鈦復(fù)合管長(zhǎng)度至2.5_，一端倒角30° ；
步驟9:利用專用工具拉出鈦管內(nèi)的膠棒；
步驟10:把鈦管裝入管板孔內(nèi)，使其預(yù)留的鈦復(fù)層進(jìn)入到管板沉孔內(nèi)，焊接鈦復(fù)合管復(fù)層和管板，完成鈦管與不銹鋼管板的焊接。
【權(quán)利要求】
1.一種鈦管與管板的焊接工藝，其特征在于:該工藝包括以下步驟: 步驟1:按換熱器設(shè)計(jì)圖紙要求，選用符合要求的鈦管和管板，在鈦管上鈦管與管板預(yù)裝配部位做出標(biāo)記，鈦管上標(biāo)記長(zhǎng)度與管板厚度相同； 步驟2:選用預(yù)復(fù)合的復(fù)合管，其材質(zhì)同于或類于管板材質(zhì)，長(zhǎng)度和鈦管標(biāo)記長(zhǎng)度相同； 步驟3:車削鈦管標(biāo)記部位至鈦管壁厚的1/3處，標(biāo)記部位的一端有45°倒角，拋光車削部位至粗糙度1.6um ； 步驟4:車削復(fù)合管并拋光至粗糙度1.6um以下，保持復(fù)合管內(nèi)徑大于鈦管外徑0.8-1.0mm ； 步驟5:選用硬質(zhì)實(shí)心木棒或膠棒，保證木棒或膠棒同鈦管內(nèi)徑實(shí)現(xiàn)緊配合，長(zhǎng)度大于鈦管標(biāo)記長(zhǎng)度10_，使用專用工具壓入木棒或膠棒至鈦管標(biāo)記部位，以防爆炸焊接時(shí)鈦管變形； 步驟6:使用爆炸焊接方法把復(fù)合管焊接到鈦管上形成鈦復(fù)合管； 步驟7:車削鈦復(fù)合管至規(guī)定尺寸； 步驟8:把鈦復(fù)合管裝配到管板孔內(nèi)，使用焊接工藝完成鈦管和碳鋼、不銹鋼管板的焊接。
【文檔編號(hào)】B23K20/24GK104259645SQ201410361935
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】侯國(guó)亭 申請(qǐng)人:舞鋼神州重工金屬?gòu)?fù)合材料有限公司