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高温炉管自动焊接生产线

摘要:高温炉管要求在高温的苛刻条件下长期使用,焊接质量的好坏直接关系到装置能否长期安全稳定运行,由于材质的特殊性,特别容易产生焊接裂纹,因此焊接难度大,要求采用良好的焊接工艺,严格的过程控制。目前国内

产品介绍

摘要:

     高温炉管要求在高温的苛刻条件下长期使用,焊接质量的好坏直接关系到装置能否长期安全稳定运行,由于材质的特殊性,特别容易产生焊接裂纹,因此焊接难度大,要求采用良好的焊接工艺,严格的过程控制。目前国内普遍仍采用手工焊接的方式,对焊工要求极其严格,其焊接质量难以达成一致性。

     我司生产的高温炉管自动焊接生产线,按照所制定的焊接工艺进行生产,X射线探伤合格率达99.7%。

一、前言

     高温炉管焊接基本为环缝,参考国外先进的焊接经验,我们采用等离子打底,氩弧焊填丝盖面,采用多层多道、小线能量,短电弧的焊接方式,尽量减少线能量的输入。

 

 

高温炉管自动焊接生产线

功能参数

● 可焊管径:20-180

● 焊接速度:20-2000mm/min

● 可焊长度:15m

设备主要组成

● 焊枪行走机构:行程6m

● 自动弧压跟踪装置

● 管子组对工装(12m)

● 三维送丝调节器

● SAF等离子焊接电源BUFFALO 500

● 等离子焊枪SP7

● 等离子发生器PLA 300

● SAF氩弧焊枪MEC4

二、正文

2.1焊前准备

     坡口加工后应用塑料薄膜包裹,避免污染,焊接前用丙酮清洁焊缝内外两侧至少15mm范围,去除油污油脂等污染物。

2.2等离子打底

     打底焊采用等离子工艺,首先由于等离子焊接的小孔效应,绝对保证打底焊时根部完全熔透;其次,由于等离子焊具有较大的熔深,因此钝边可预留至7mm(TIG焊钝边最大预留至3mm),一来可以减少坡口的加工量,二来可节省焊接填充材料并可至少减少两层焊道的焊接时间。

打底焊接参数表

电流

离子气Ar

保护气Ar+H2

焊接速度

电压

180A

4 L/min

28 L/min

200mm/min

30V

 
     为防止背面焊缝根部的氧化影响焊接质量,打底焊接和第一道盖面焊接时,背面必须采取充氩气保护的方式。由于是管管对接,只能采取整体充氩,为避免浪费,背面充氩气流量有5l/min即满足要求。另外为了保证管内空气充分排净,背面保护气必须在焊接前预通一段时间,预通时间根据管子长度和大小决定。

     高温炉管其成分为含高铬高镍,其熔池流动性较差,因此我们采用95%Ar+5%H2作为等离子焊时的保护气,一来可增加熔池的流动性,焊缝成型美观,避免咬边、不平整等表面缺陷,二来由于氢气具有较高的热焓,电离时能产生更大的热量,可采用较小的焊接规范来达到同样的熔深。实践表明,采用氩氢混合气比使用纯氩其保护效果有非常显著的改善,其焊缝颜色接近母材颜色(图2)。

2.3 TIG+送丝盖面

     采用法国ALW高端氩弧焊枪MEC4,其结构非常适合自动焊使用,借助钨针装卡工具可保证每次安装钨针的位置不发生变化(图6),避免由于外部硬件的变化引起焊接质量的不稳定,因为对氩弧焊而言,焊枪的高度以及钨针伸出长度对焊接质量影响较大。

     在焊接盖面第一层时,管子内部仍需通氩气保护焊缝根部。

     由于高温材料对热裂纹极其敏感,在焊接时尽可能采用小线能量(脉冲电流)进行焊接,在焊接收尾时,收弧电流设置为5A,电流衰减时间设置为6s,并且收弧过程中保持管子继续旋转以避免收弧处出现裂纹。

 

 图7 氩弧焊盖面

盖面焊接参数表

平均电流

送丝速度

焊丝直径

焊接速度

电压

130A

1000mm/min

1.2

200mm/min

12.5V

2.4焊缝检测

打底焊接和盖面焊接首先进行PT检测,I级合格。盖面焊缝在进行PT检测合格后进行X射线检测,II级合格。

三、总结

   经生产实践,采用等离子打底,氩弧焊盖面进行自动焊接,其完全保证焊接质量,不再受焊工各种因素的影响,大大提高焊接质量。100道焊缝经X射线探伤,其合格率达99.7%。

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