航天航空產品中經常選用不同規格的小口徑導管(壁厚為1~2mm)作為連接之用。不銹鋼(gang)導管與球頭接嘴進行對接焊,材質均為06Cr18Ni11Ti。要求焊縫具有致密、耐高壓、高溫和耐蝕性。以往導管焊接均采用手工鎢極氬弧焊(han),但焊縫內部易出現未焊透、鎢極夾渣及氣孔等缺陷,影響導管焊接質量的穩定性。為了確保導管焊接質量,采用了進口的機械化鎢極氬弧焊全位置焊機。該設備由焊接電源和焊接機頭兩部分組成。電源部分具有脈沖電流和程序控制的功能,可以調節和控制焊接速度、焊接電流、焊接時間以及保護氣體提前和滯后流通時間等參數。施焊前,將不銹鋼(gang)管(guan)與鋼管或鋼管與球頭接嘴裝夾固定在焊接機頭中,焊接機頭上裝有鎢極,機頭能自動沿待焊處作360°圓周旋轉并進行焊接。施焊時不加填充焊絲,靠待焊處金屬自行熔化,實現單面焊雙面成形的工藝。該設備操作方便、穩定性好、再現性好,適用于不同口徑導管的對接焊。


施焊(han)(han)過程中不加填充焊(han)(han)絲,要達(da)到(dao)導管(guan)焊(han)(han)接單面焊(han)(han)雙面成形的(de)目(mu)的(de),具有(you)一定的(de)難度。所(suo)以對導管(guan)裝配有(you)獨特的(de)要求:


  1. 要(yao)求導管兩端(duan)和球頭接嘴均(jun)需經過機械加工,兩者壁(bi)厚要(yao)均(jun)勻一致。


  2. 焊(han)接端面應垂直(zhi),導管(guan)與(yu)球頭接嘴的中心為一直(zhi)線,位移量不能(neng)超過0.3mm,否則將(jiang)直(zhi)接影響導管(guan)焊(han)縫成(cheng)形,通常用(yong)芯棒來保證。


  3. 無(wu)論(lun)導管待焊端面(mian)或球頭接(jie)嘴待焊處(chu)都不(bu)允許(xu)有倒角(jiao)加(jia)工面(mian),不(bu)然焊縫厚度達不(bu)到(dao)要求(qiu),直(zhi)接(jie)影(ying)響焊接(jie)接(jie)頭的(de)力學(xue)性能(neng)。


  4. 對裝(zhuang)配間隙(xi)(xi)有嚴格要求,裝(zhuang)配間隙(xi)(xi)不大于0.1mm時,可以(yi)獲得優質(zhi)的焊縫;若間隙(xi)(xi)達到或超過0.15mm時,將出現(xian)未焊透的缺陷。


  焊(han)接(jie)參數(shu)對焊(han)接(jie)質量的(de)(de)影響頗大,其中峰(feng)值(zhi)電流在(zai)每個(ge)焊(han)接(jie)區域(導管固定不動,焊(han)接(jie)分上(shang)、下、左(zuo)、右4個(ge)區)的(de)(de)變(bian)化值(zhi)、引弧(hu)間隙、氣體流量、鎢極(ji)直徑等參數(shu)變(bian)化的(de)(de)影響較為突出(chu)。經過一系列的(de)(de)焊(han)接(jie)工藝試驗得出(chu)表(biao)3-68的(de)(de)數(shu)值(zhi)。



  用表(biao)(biao)中數據焊(han)接(jie)了數百根導管(guan)焊(han)接(jie)接(jie)頭,經(jing)X光射線檢(jian)測(ce),沒(mei)有發現裂紋、未(wei)熔合(he)、未(wei)焊(han)透等缺(que)陷(xian),X光底片按(an)QJ1842-1995中I級評定,合(he)格率為99.4%。對(dui)焊(han)接(jie)接(jie)頭、一(yi)次(ci)補焊(han)和二次(ci)補焊(han)的焊(han)接(jie)接(jie)頭進(jin)行了抗(kang)拉(la)強度試(shi)驗見(jian)表(biao)(biao)3-69。從表(biao)(biao)中可以看出,焊(han)接(jie)接(jie)頭抗(kang)拉(la)強度值(zhi)均超過(guo)母材金屬(shu)抗(kang)拉(la)強度下(xia)限值(zhi)(560MPa)。對(dui)焊(han)接(jie)接(jie)頭進(jin)行了晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)試(shi)驗,按(an)《不(bu)銹鋼硫(liu)酸-硫(liu)酸銅腐蝕(shi)(shi)驗方法》進(jin)行考(kao)核,全部通(tong)過(guo)。


表 69.jpg


  綜上所述,用鎢極(ji)氬弧焊(han)全位(wei)置焊(han)接的06Cr18Ni11Ti不銹鋼導管焊(han)接接頭(tou),無論(lun)焊(han)縫外觀質(zhi)量還是焊(han)縫內部質(zhi)量均優于手工鎢極(ji)氬弧焊(han),在(zai)產品(pin)上得到廣(guang)泛地應用。