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(wu)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(bu)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。
施焊過程(cheng)中不加填(tian)充焊絲(si),要達到導管(guan)焊接單面(mian)焊雙面(mian)成(cheng)形的目的,具有一定的難度。所以對(dui)導管(guan)裝配有獨特的要求:
1. 要求導管兩(liang)端和球頭接嘴均(jun)需經(jing)過機械(xie)加工,兩(liang)者(zhe)壁厚要均(jun)勻一(yi)致(zhi)。
2. 焊接(jie)端面應垂直,導管與球(qiu)頭接(jie)嘴的中心為一直線,位移量不能超(chao)過0.3mm,否則將(jiang)直接(jie)影響(xiang)導管焊縫成形,通常(chang)用芯棒(bang)來保證。
3. 無(wu)論導管(guan)待焊(han)端面(mian)或球(qiu)頭(tou)接(jie)嘴待焊(han)處都(dou)不(bu)(bu)允許有倒角加工面(mian),不(bu)(bu)然焊(han)縫厚度達不(bu)(bu)到要求(qiu),直接(jie)影響焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的力學性能。
4. 對裝(zhuang)(zhuang)配(pei)間隙(xi)(xi)(xi)有嚴格要求(qiu),裝(zhuang)(zhuang)配(pei)間隙(xi)(xi)(xi)不大(da)于0.1mm時,可以獲(huo)得(de)優(you)質的焊縫;若間隙(xi)(xi)(xi)達(da)到或(huo)超過0.15mm時,將出現(xian)未焊透的缺陷。
焊(han)接參(can)數(shu)對焊(han)接質量的(de)(de)(de)(de)影響頗大,其中峰值電流(liu)在每個焊(han)接區域(導管固定不動(dong),焊(han)接分上、下(xia)、左(zuo)、右4個區)的(de)(de)(de)(de)變化值、引弧間隙、氣體流(liu)量、鎢極直徑等參(can)數(shu)變化的(de)(de)(de)(de)影響較為突出(chu)。經(jing)過一系列(lie)的(de)(de)(de)(de)焊(han)接工藝試(shi)驗得出(chu)表3-68的(de)(de)(de)(de)數(shu)值。
用表中(zhong)數據焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)了數百根導(dao)管焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou),經X光射線檢(jian)測,沒(mei)有(you)發現裂紋、未熔合、未焊(han)(han)透等缺(que)陷,X光底片按QJ1842-1995中(zhong)I級評定,合格率為99.4%。對焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)、一次(ci)補(bu)焊(han)(han)和二次(ci)補(bu)焊(han)(han)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)進(jin)行了抗拉(la)(la)強度(du)(du)(du)試(shi)驗見表3-69。從表中(zhong)可以(yi)看(kan)出,焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)抗拉(la)(la)強度(du)(du)(du)值均超過母材金(jin)屬抗拉(la)(la)強度(du)(du)(du)下(xia)限值(560MPa)。對焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)進(jin)行了晶間(jian)腐蝕(shi)試(shi)驗,按《不銹(xiu)鋼硫(liu)酸-硫(liu)酸銅腐蝕(shi)驗方法》進(jin)行考核,全部(bu)通過。
綜上所述,用鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)全位置焊(han)接的06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼(gang)導管焊(han)接接頭,無(wu)論(lun)焊(han)縫(feng)外觀質量(liang)(liang)還是焊(han)縫(feng)內部質量(liang)(liang)均優(you)于(yu)手工鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han),在產(chan)品(pin)上得到廣泛地應用。