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(ya)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(guo)程中不加填充焊(han)絲,要(yao)達到導管焊(han)接單面焊(han)雙面成形(xing)的(de)目的(de),具有一定的(de)難度。所以對導管裝配(pei)有獨特的(de)要(yao)求(qiu):


  1. 要求導管兩(liang)端和球頭接嘴均(jun)需經過機械加工,兩(liang)者壁厚(hou)要均(jun)勻(yun)一(yi)致。


  2. 焊接(jie)端面應垂直(zhi)(zhi),導管(guan)與球頭接(jie)嘴(zui)的中(zhong)心為一直(zhi)(zhi)線,位移(yi)量不能超過0.3mm,否則將直(zhi)(zhi)接(jie)影響導管(guan)焊縫成形(xing),通(tong)常用芯棒來保證(zheng)。


  3. 無(wu)論導管待焊(han)端面(mian)或球頭接(jie)嘴(zui)待焊(han)處都不允許(xu)有倒角加工面(mian),不然焊(han)縫厚(hou)度達不到要求(qiu),直接(jie)影響焊(han)接(jie)接(jie)頭的力(li)學性能。


  4. 對裝(zhuang)配(pei)間(jian)隙有嚴格要求,裝(zhuang)配(pei)間(jian)隙不大于(yu)0.1mm時(shi),可以(yi)獲得(de)優質的焊(han)縫(feng);若(ruo)間(jian)隙達(da)到或超(chao)過(guo)0.15mm時(shi),將出現未焊(han)透的缺(que)陷(xian)。


  焊接(jie)參數對焊接(jie)質量的影響頗大,其中峰(feng)值(zhi)電流(liu)在每個焊接(jie)區(qu)域(導管固(gu)定不動,焊接(jie)分上、下、左、右4個區(qu))的變(bian)化值(zhi)、引弧間隙(xi)、氣體流(liu)量、鎢極直徑等參數變(bian)化的影響較為突(tu)出。經過一系列的焊接(jie)工藝試驗得出表(biao)3-68的數值(zhi)。



  用表中(zhong)(zhong)數(shu)據焊(han)(han)接(jie)了數(shu)百根導(dao)管焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou),經(jing)X光射線(xian)檢(jian)測(ce),沒有發(fa)現(xian)裂(lie)紋、未熔合(he)、未焊(han)(han)透等缺陷,X光底片按QJ1842-1995中(zhong)(zhong)I級(ji)評定,合(he)格率為99.4%。對焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)、一次補(bu)焊(han)(han)和二(er)次補(bu)焊(han)(han)的焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)進行(xing)了抗拉(la)強(qiang)度(du)試(shi)驗見表3-69。從表中(zhong)(zhong)可(ke)以看出(chu),焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)抗拉(la)強(qiang)度(du)值(zhi)均超過母材金屬(shu)抗拉(la)強(qiang)度(du)下限值(zhi)(560MPa)。對焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)進行(xing)了晶間腐(fu)蝕試(shi)驗,按《不銹鋼硫酸-硫酸銅腐(fu)蝕驗方法》進行(xing)考核,全部通過。


表 69.jpg


  綜上(shang)所述(shu),用(yong)鎢極氬弧(hu)焊全位置焊接的(de)06Cr18Ni11Ti不銹鋼導管焊接接頭,無(wu)論焊縫外觀質量(liang)還是焊縫內部質量(liang)均優于手工(gong)鎢極氬弧(hu)焊,在產品(pin)上(shang)得到廣泛(fan)地應用(yong)。