國(guó)內(nèi)外不銹鋼波汶管的管坯均是有縫或無(wú)縫薄壁不銹鋼管,其中大部分是焊接而成的有縫薄壁管。有縫不銹鋼薄壁管加工過(guò)程是:鋼帶下料-卷圓-縱縫對(duì)接焊-整形成有縫管坯,最后擠壓成形為波紋部分。波紋管壁厚為0.2~0.6mm,材料為18-8型不銹鋼,對(duì)管坯的縱焊縫要求很高,首先要求單面焊雙面成形為一次性焊透焊縫,不允許焊縫出現(xiàn)裂紋、未熔合、焊穿、未焊透和咬邊等缺陷;其次要求焊縫平直、焊縫余高不大且均勻一致,焊縫要呈圓滑過(guò)渡。只有這樣,才能避免管坯擠壓成波紋形狀時(shí)由于應(yīng)力集中而使壓波處開(kāi)裂,或者在進(jìn)行金屬軟管強(qiáng)度、密封或疲勞考核過(guò)程中發(fā)生泄漏現(xiàn)象。對(duì)某些要求嚴(yán)格的波紋管,在焊接管坯的生產(chǎn)線上還要對(duì)縱焊縫質(zhì)量進(jìn)行在線檢測(cè)、篩選。在確保管坯焊縫內(nèi)外質(zhì)量?jī)?yōu)異的前提下,才允許擠壓成波紋形狀。有時(shí),不銹鋼無(wú)縫管坯或有縫管坯(指波紋管兩端的直線端)還要進(jìn)行環(huán)縫對(duì)接焊。
1.縱縫的鎢極氬弧焊
不銹鋼波紋管坯縱縫的焊接通常在專用鎢極氬弧焊機(jī)上進(jìn)行,最長(zhǎng)可焊2000mm,管內(nèi)徑從6mm到200mm不等;也可以在專用生產(chǎn)線上連續(xù)焊接,不受焊縫長(zhǎng)度限制。
專用鎢極氬弧焊焊接縱縫的設(shè)備,是由焊接電源、行走小車(chē)(帶動(dòng)焊槍自動(dòng)移動(dòng))、氣動(dòng)夾具和電氣控制部分組成。其中,氣動(dòng)夾具為該設(shè)備的關(guān)鍵部件,如圖3-74所示。待焊管坯裝在氣動(dòng)夾具上,通過(guò)兩排琴鍵壓塊1緊壓在墊板6上。琴鍵式壓塊的壓力來(lái)自充灌壓縮空氣的氣囊2,以此保證壓在管坯上的壓力均勻,使得焊面保持平直。一般壓縮空氣的壓力為0.4~0.6MPa。琴鍵式壓塊機(jī)構(gòu)由許多寬為25mm琴鍵式壓塊組成,其數(shù)量隨縱縫長(zhǎng)度而定。為了保證焊接區(qū)域有一個(gè)良好的散熱條件,便于控制熔池的熱量,琴鍵式壓塊和墊板的材料應(yīng)選用純銅。在焊接過(guò)程中,由于熱應(yīng)力的作用,已成焊縫部分將會(huì)產(chǎn)生收縮,造成待焊前方發(fā)生搭邊現(xiàn)象。氣動(dòng)夾具的另一個(gè)作用是產(chǎn)生壓緊力,可將焊件牢牢地壓緊在墊板上,對(duì)焊件產(chǎn)生拘束作用,防止或大大減少收縮變形。如果拘束應(yīng)力過(guò)大,而氣動(dòng)夾具尚有一定的柔性,可允許焊縫有微量收縮,以免拘束應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生裂紋。使用氣動(dòng)夾具可使焊后工件形狀保持規(guī)則,焊后變形量也能得到控制。
縱縫焊接時(shí),要嚴(yán)格控制板材的下料尺寸,板材下料要保持平直,切口要與板邊保持垂直,不能偏斜;切口處不充許有毛刺存在,待焊處要保持干凈,不允許有任何油污和雜物。
管的卷圓裝配尺寸要嚴(yán)格控制,對(duì)于厚0.4mm的薄板裝配時(shí),局部間隙不得超過(guò)0.08mm,否則在施焊過(guò)程中口會(huì)出現(xiàn)焊穿或使焊縫無(wú)法成形。
縱縫的焊接參數(shù)見(jiàn)表3-67,表中待焊板材為18-8型不銹鋼,不加填充焊絲進(jìn)行施焊。
2. 環(huán)縫的鎢極氬弧焊
對(duì)接環(huán)縫的待焊處與縱縫對(duì)焊件要求一樣嚴(yán)格,要求待焊兩管端面直徑要一致,兩端待焊處不允許有毛刺或飛邊現(xiàn)象。兩端待焊處對(duì)口間隙,對(duì)于不加填充焊絲的焊縫,與焊縱縫時(shí)相同;對(duì)于加填充焊絲的焊縫,局部1與焊縱縫時(shí)相同;對(duì)于加填充焊絲的焊縫,局部間隙應(yīng)小于0.2mm。
薄壁管環(huán)縫對(duì)接焊,應(yīng)要?dú)鈩?dòng)夾具上進(jìn)行,如圖3-75所示。氣囊內(nèi)壓縮空氣的壓力為0.4~0.6MPa。