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(xiu)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(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)過程中(zhong)不(bu)加填充焊(han)絲,要達(da)到導管焊(han)接單(dan)面焊(han)雙面成形的目(mu)的,具有一定的難度(du)。所以對(dui)導管裝配有獨(du)特的要求:
1. 要求(qiu)導管兩端和球頭接嘴均需(xu)經過機械加工,兩者壁厚要均勻一致(zhi)。
2. 焊接端面應(ying)垂直(zhi),導(dao)管與(yu)球頭接嘴的中心為一直(zhi)線(xian),位(wei)移量不能(neng)超過(guo)0.3mm,否則將(jiang)直(zhi)接影響(xiang)導(dao)管焊縫成形,通常用芯棒來保(bao)證。
3. 無(wu)論導管待(dai)焊(han)(han)(han)端面(mian)或球頭(tou)(tou)接(jie)嘴待(dai)焊(han)(han)(han)處(chu)都(dou)不允(yun)許有倒角加(jia)工面(mian),不然(ran)焊(han)(han)(han)縫厚(hou)度(du)達不到要求,直接(jie)影響焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的力學性能。
4. 對裝配間隙有嚴格要求,裝配間隙不(bu)大于(yu)0.1mm時,可(ke)以獲得優質的焊縫;若(ruo)間隙達到或超過(guo)0.15mm時,將出現(xian)未焊透的缺陷。
焊(han)接(jie)參數對(dui)焊(han)接(jie)質量的(de)影響(xiang)頗(po)大,其中峰值電流在每個焊(han)接(jie)區域(yu)(導管固定(ding)不(bu)動,焊(han)接(jie)分上(shang)、下(xia)、左、右(you)4個區)的(de)變(bian)化值、引弧間(jian)隙、氣體(ti)流量、鎢極直徑等參數變(bian)化的(de)影響(xiang)較為突出(chu)。經過一系列的(de)焊(han)接(jie)工藝試驗得出(chu)表3-68的(de)數值。
用表(biao)中(zhong)(zhong)數據焊接(jie)(jie)了(le)(le)數百根導管焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou),經X光射線檢測(ce),沒有發現(xian)裂紋、未熔(rong)合、未焊透等缺陷(xian),X光底片按(an)QJ1842-1995中(zhong)(zhong)I級評(ping)定,合格率為99.4%。對(dui)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)、一次(ci)(ci)補焊和(he)二次(ci)(ci)補焊的焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)進行了(le)(le)抗拉(la)強度試驗(yan)(yan)見表(biao)3-69。從表(biao)中(zhong)(zhong)可以看出,焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)抗拉(la)強度值(zhi)均超過(guo)母材金屬抗拉(la)強度下限值(zhi)(560MPa)。對(dui)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)進行了(le)(le)晶(jing)間腐蝕試驗(yan)(yan),按(an)《不(bu)銹鋼硫(liu)酸-硫(liu)酸銅腐蝕驗(yan)(yan)方(fang)法》進行考核(he),全部(bu)通過(guo)。
綜(zong)上所述(shu),用鎢極(ji)氬弧焊(han)全(quan)位(wei)置焊(han)接的06Cr18Ni11Ti不銹鋼導管焊(han)接接頭,無論焊(han)縫外觀質(zhi)量還(huan)是(shi)焊(han)縫內部質(zhi)量均優于手工(gong)鎢極(ji)氬弧焊(han),在產品上得(de)到廣泛地(di)應(ying)用。