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,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,將不銹鋼管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)過程中(zhong)不加填(tian)充焊(han)絲(si),要達到(dao)導管(guan)焊(han)接單面焊(han)雙面成形(xing)的目的,具有(you)一(yi)定的難度。所以(yi)對導管(guan)裝(zhuang)配有(you)獨特的要求:
1. 要求(qiu)導管兩(liang)端和球頭接嘴均需經(jing)過(guo)機械加工,兩(liang)者(zhe)壁厚(hou)要均勻(yun)一致(zhi)。
2. 焊(han)接(jie)(jie)端面應垂直,導管與球頭接(jie)(jie)嘴的中心為一直線,位移(yi)量不(bu)能(neng)超過0.3mm,否則(ze)將直接(jie)(jie)影響導管焊(han)縫成形,通常用芯棒來保證。
3. 無論導(dao)管待焊端面或球(qiu)頭接(jie)嘴待焊處都不允許有(you)倒角加(jia)工面,不然(ran)焊縫(feng)厚(hou)度達不到要求,直接(jie)影響焊接(jie)接(jie)頭的力學性(xing)能。
4. 對裝配間(jian)隙(xi)有嚴(yan)格要求,裝配間(jian)隙(xi)不大于(yu)0.1mm時,可以獲得優(you)質的焊縫;若間(jian)隙(xi)達到或超(chao)過0.15mm時,將(jiang)出現未焊透的缺陷。
焊(han)接(jie)參(can)數(shu)(shu)對(dui)焊(han)接(jie)質量的(de)影響(xiang)頗大(da),其中峰值電流(liu)在每個(ge)焊(han)接(jie)區域(導管固定不(bu)動,焊(han)接(jie)分上、下、左(zuo)、右4個(ge)區)的(de)變化(hua)值、引(yin)弧間(jian)隙、氣體流(liu)量、鎢極(ji)直徑等參(can)數(shu)(shu)變化(hua)的(de)影響(xiang)較為突出。經過一系列的(de)焊(han)接(jie)工藝試驗得出表3-68的(de)數(shu)(shu)值。
用表中(zhong)(zhong)數據焊接(jie)了(le)數百根導管焊接(jie)接(jie)頭(tou),經X光射(she)線檢(jian)測,沒有發現裂(lie)紋、未(wei)熔合(he)、未(wei)焊透等(deng)缺陷,X光底片按(an)(an)QJ1842-1995中(zhong)(zhong)I級評(ping)定,合(he)格率(lv)為99.4%。對焊接(jie)接(jie)頭(tou)、一(yi)次補(bu)焊和二(er)次補(bu)焊的焊接(jie)接(jie)頭(tou)進(jin)行了(le)抗(kang)拉強度試驗(yan)見表3-69。從表中(zhong)(zhong)可以看出(chu),焊接(jie)接(jie)頭(tou)抗(kang)拉強度值(zhi)均超過母材金屬抗(kang)拉強度下限(xian)值(zhi)(560MPa)。對焊接(jie)接(jie)頭(tou)進(jin)行了(le)晶(jing)間腐蝕(shi)試驗(yan),按(an)(an)《不銹(xiu)鋼硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)銅腐蝕(shi)驗(yan)方法》進(jin)行考核,全部通過。
綜上(shang)所述,用鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)全位置(zhi)焊(han)(han)接的(de)06Cr18Ni11Ti不銹鋼導管(guan)焊(han)(han)接接頭,無論(lun)焊(han)(han)縫外觀質量還是焊(han)(han)縫內部質量均優(you)于手工鎢極(ji)氬弧焊(han)(han),在產(chan)品上(shang)得到廣泛地應用。