一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，包括以下步骤：A）准备：对管板进行管孔及坡口加工，清理管孔表面及坡口；B）打底焊：将换热管与管板装配，采用电弧焊对坡口根部进行打底焊，在换热管与管板之间形成熔池并填满坡口间隙，形成打底焊缝；C）重熔：采用激光焊将打底焊缝重熔，连续焊接至少一圈；D）填充焊：焊接填充剩余焊缝坡口；本发明专利技术能实现焊缝根部全焊透且熔合良好，并消除装配间隙对激光焊的影响，焊缝内部无缺陷，保证管板与换热管的焊接质量。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺
本专利技术涉及一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺。
技术介绍
热交换器产品管板换热面积较大，换热管数量较多且通常造价昂贵，对管板与换热管封口焊接头密封性要求较高，大多使用在承受震动、冲击载荷等场所；若封口焊出现焊接质量问题，将影响换热面积，造成经济损失，因此换热管与管板焊接工序一直是此类产品的关键工序。热交换器的管子与管板常采用管板开坡口，焊接方式广泛采用钨极氩弧焊；但当坡口较深（2mm以上）时，焊接时受深而窄的坡口结构影响会出现以下问题：1.电弧可达性差，焊缝根部的电弧能量较小，无法充分熔合焊缝金属与母材，且无法观察熔池从而无法确认根部熔合情况，致使此类结构普遍存在根部未熔合缺陷，并为了避免换热管焊穿和塌陷，氩弧焊采用的电流不宜过大，易造成熔深较浅，无法通过氩弧焊将根部焊缝再次重熔影响焊缝质量，严重影响设备使用寿命；2.受深坡口结构限制，电弧焊电极轴线与换热管轴线形成难以特定角度的夹角，无法保证根部熔合良好；3.激光焊对装配间隙要求高，通常控制在0.2mm以内，但换热管与管板的最大装配间隙可达0.3mm~0.5mm，直接采用激光焊会造成换热管与管板孔间隙不一致，导致焊穿、焊接过程不稳定、焊缝成型不良等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，它能实现焊缝根部全焊透且熔合良好，并消除装配间隙对激光焊的影响，焊缝内部无缺陷，保证管板与换热管的焊接质量。为了达到上述目的，本专利技术的一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，包括以下步骤：A）准备：对管板进行管孔及坡口加工，清理管孔表面及坡口；其特征在于：B）打底焊：将换热管与管板装配，采用电弧焊对坡口根部进行打底焊，在换热管与管板之间形成熔池并填满坡口间隙，形成打底焊缝；C）重熔：采用激光焊将打底焊缝重熔，连续焊接至少一圈；D）填充焊：焊接填充剩余焊缝坡口；上述步骤D）中，可采用电弧焊或激光焊填丝的方式焊接填充剩余焊缝坡口；本专利技术先采用电弧焊进行打底焊，通过激光焊重熔，最后由电弧焊或激光焊填充的方法进行焊接；激光焊对装配间隙要求高，装配间隙需小于激光光斑的直径，本专利技术采用电弧焊打底形成的打底焊缝能够消除装配间隙对激光焊的影响，激光焊的能量密度集中并可调控，且激光光束不受深坡口的影响，激光光束能够穿透打底焊缝将根部重熔，且不造成换热管焊穿，从而消除焊缝根部未熔合的缺陷，实现焊缝根部全焊透且熔合良好，焊缝内部无缺陷，保证管板与换热管的焊接质量；作为本专利技术的进一步改进，所述步骤B）中，电弧焊时电极与换热管轴线夹角呈12°-17°；步骤C）中，重熔时激光光束与换热管轴线夹角呈10°-15°；适当的夹角，可保证电弧焊的电弧和激光焊的光束聚焦在换热管与管板坡口根部待焊位置上；作为本专利技术的进一步改进，在步骤D）后，还设步骤E）：采用电弧焊或激光焊填丝的方式实施盖面焊接；可进一步提高焊缝强度及质量；综上所述，本专利技术能实现焊缝根部全焊透且熔合良好，并消除装配间隙对激光焊的影响，焊缝内部无缺陷，保证管板与换热管的焊接质量。附图说明图1为实施本专利技术实施例的主视图。具体实施方式下面结合附图，以一种热交换器管板焊试件为例进行说明，对本专利技术作进一步详细的说明。该热交换器换热管与管板坡口深度4mm，坡口角度45°，管板材料为Q345R，厚度为30mm，换热管材料为SA-556C2，规格为φ16×2.3。具体实施过程如下：该实施例的一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，包括以下步骤：A）准备：对管板进行管孔及坡口加工，清理管孔表面及坡口；B）打底焊：如图1所示，将换热管1与管板2装配，采用电弧焊中的钨极氩弧焊对坡口根部进行打底焊，钨极3与换热管轴线夹角a呈12°-17°，在换热管1与管板之2间形成熔池并填满坡口间隙，形成打底焊缝4；C）重熔：采用激光焊将打底焊缝4重熔，激光光束与换热管轴线夹角b呈10°-15°,连续焊接一圈或两圈；D）填充焊：采用氩弧焊填丝的方式焊接填充剩余焊缝坡口，形成填充层5；E）盖面焊：采用氩弧焊填丝的方式实施盖面焊接，形成盖面层6；焊接工艺参数为：打底焊：基值电流/时间：80-120A/150-200ms，峰值电流/时间：140-190A/150-200ms，电压：9-14V，焊接速度：90-130mm/min，氩气流量：8-10L/min；激光重熔：激光功率1000W，焊接速度：1.5m/min，离焦量：+2mm，保护气体流量7~8L/min；填充焊及盖面焊：基值电流/时间：90-130A/150-200ms，峰值电流/时间：160-210A/150-200ms，电压：9-14V，焊接速度：90-130mm/min，氩气流量：8-10L/min，送丝速度：700-1000mm/min；本专利技术先采用电弧焊进行打底焊，通过激光焊重熔，最后由电弧焊填充的方法进行焊接；激光焊对装配间隙要求高，装配间隙需小于激光光斑的直径，本专利技术采用电弧焊打底形成的打底焊缝能够消除装配间隙对激光焊的影响，激光焊的能量密度集中并可调控，且激光光束不受深坡口的影响，激光光束能够穿透打底焊缝将根部重熔，且不造成换热管焊穿，从而消除焊缝根部未熔合的缺陷，实现焊缝根部全焊透且熔合良好，焊缝内部无缺陷，保证管板与换热管的焊接质量；焊接接头做如下性能测试：1）对焊缝进行射线探伤检验，满足NB/T47013.2II合格。2）在光学显微镜下观察焊缝的宏观试验，结果表明焊缝根部全焊透且熔合良好，焊缝内部无缺陷；3）焊缝进行拉脱力试验，满足设计要求。本专利技术所述的坡口可以是V型，也可以是其他结构的坡口形式；打底焊时可填丝或不填丝；激光焊时可带光斑摆动或不摆动功能进行焊接；填充及盖面焊也可采用激光焊。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，包括以下步骤：A）准备：对管板进行管孔及坡口加工，清理管孔表面及坡口；其特征在于：B）打底焊：将换热管与管板装配，采用电弧焊对坡口根部进行打底焊，在换热管与管板之间形成熔池并填满坡口间隙，形成打底焊缝；C）重熔：采用激光焊将打底焊缝重熔，连续焊接至少一圈； D）填充焊：焊接填充剩余焊缝坡口。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，包括以下步骤：A）准备：对管板进行管孔及坡口加工，清理管孔表面及坡口；其特征在于：B）打底焊：将换热管与管板装配，采用电弧焊对坡口根部进行打底焊，在换热管与管板之间形成熔池并填满坡口间隙，形成打底焊缝；C）重熔：采用激光焊将打底焊缝重熔，连续焊接至少一圈；D）填充焊：焊接填充剩余焊缝坡口。


2.根据权利要求1所述的一种适用于管板与换热管间深坡口的焊接工艺，其特征在于：所述步骤D）中...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁浩，李占雷，奚旭，银润邦，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51